Recherche fondamentale
- Autre recherche fondamentale
- Biologie du développement
- Éthologie / comportement / biologie animale
- Multisystémique
- Oncologie
- Organes sensoriels
- Système cardiaque
- Système endocrinien
- Système gastrointestinal
- Système immunitaire
- Système musculosquelettique
- Système nerveux
- Système respiratoire
- Système urogénital
Tests précliniques en oncologie sur la souris au système immunitaire humanisé.
- Recherche fondamentale
- Oncologie
- Système immunitaire
Pour mener en cinq ans 330 études précliniques de candidats médicaments sur des tumeurs greffées, 10 000 souris adultes vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, toutes tuées en fin d'étude. Une partie des souris porte un système immunitaire ou un foie humanisé, et les procédures comprennent l'injection sous la peau de cellules tumorales sous anesthésie, des administrations par injection ou par gavage et des prises de sang dont la fréquence dépend du poids. Ni les composés testés ni les cancers visés ne sont nommés, et le porteur qualifie la souris de "modèle scientifiquement valide, robuste et indispensable". Une souris est tuée dès que son score clinique atteint 7, qu'elle perd plus de 20 % de son poids ou que sa tumeur dépasse 1 000 millimètres cubes.
Objectifs
L’objectif de ce projet est de réaliser des études précliniques sur des souris afin d’évaluer l’effet d’un composé au potentiel thérapeutique sur des tumeurs en condition in vivo.
Bénéfices attendus
En utilisant un modèle in vivo, nous pouvons étudier les interactions pouvant exister entre des organes fonctionnels et les pathologies cancéreuses qui les impliquent, tout en évaluant l’efficacité et la toxicité de candidats thérapeutiques dans un contexte préclinique.
Procédures
Prélèvements sanguins : la fréquence et les volumes seront déterminés sur base du poids de la souris. La durée des prélèvements est de 10 à 15 secondes. Administration de composés à visées thérapeutiques, par injection ou administration orale (gavage). La durée est de 10 à 15 secondes par administration. Injection sous-cutanée de cellules tumorales sous anesthésie générale, la durée de la procédure est de 2 à 3 minutes par animal.
Impact sur les animaux
Des nuisances peuvent être induites par : les injections intraveineuses, les prélèvements sanguins et l'injection et les effets potentiellement toxiques de composes a visées thérapeutiques dans un contexte préclinique.
Devenir
Le modèle impliquant la greffe d'une tumeur, les souris seront mises à mort en fin d'étude.
Remplacement
Les tests in vitro seront envisagés si ceux-ci sont appropriés. Néanmoins, il n'est actuellement pas possible de recréer in vitro un environnement complexe comme le système immunitaire ou le système hépatique, et de mimer leurs interactions avec une tumeur, tout en objectivant les effets potentiellement toxiques d’une molécule en développement. La souris constitue donc un modèle scientifiquement valide, robuste et indispensable pour le développement et la mise au point de traitements innovants pour des pathologies cancéreuses.
Réduction
Un total de 10000 souris adultes seront utilisées, couvrant une période 5 ans, permettant de réaliser 330 études précliniques. Le nombre de souris par étude sera de 5 à 10 individus par groupe, avec un minimum de 4 groupes (1 groupe placebo et 3 groupes traités). Les effectifs seront déterminés et les résultats analysés sur base de tests statistiques adaptés.
Raffinement
Les souris seront hébergées en cages ventilées, par groupe social stable. La nourriture et l’eau de boisson seront fournies ad libitum. La cage contiendra une couche de litière permettant aux souris de creuser, de se cacher et de réaliser un nid, élément essentiel à leur bien-être. Six morceaux de bois permettant aux souris d’exprimer leur comportement de rongeur, ainsi qu’un nid en carton seront également disposes. A leur entrée dans le projet, les souris bénéficieront d’une période d’acclimatation et seront habituées a la présence de l’expérimentateur qui les manipulera régulièrement. Pour gérer la douleur, la souffrance et l’angoisse, nous évaluerons l’état de santé par une échelle cumulative de scores (donnés entre parenthèse) prenant en compte : l’aspect du pelage, les mouvements, l’activité, l’activité, la couleur des muqueuses et le score corporel. Les souris seront évaluées quotidiennement et l’échelle sera appliquée dès que nécessaire. Une souris avec un score clinique ≥ à 7 sera euthanasiée pour raison éthique. Le poids sera monitoré 3 fois par semaine. Le suivi de l’évolution pondérale pourra être adapté au stade de l’étude. Une perte de plus de 20%, calculée à partir du poids mesuré le jour de la première manipulation inhérente à l'étude sera considérée comme une raison de mise à mort. Un volume tumoral supérieur à 1000mm3 sera également considéré comme une raison de mise à mort. Le vétérinaire d'établissement aura pleine autorité pour euthanasier un animal pour raison éthique ou mettre en œuvre un traitement anti-douleur si elle/il le juge nécessaire.
Choix des espèces
Nous maîtrisons l’humanisation du système immunitaire et l'humanisation du foie sur différentes souches de souris en se basant sur cette expertise, il est essentiel de poursuivre sur cette espèce. Les animaux seront intégrés aux études à l’âge de 7-8 semaines pour les animaux non humanisés, afin d'utiliser des animaux adultes, et à partir de 15-18 semaines pour ceux humanisés, afin que le système immunitaire humanisé ou le foie humanisé se soit développé. Les animaux d'une même étude auront un âge homogène.
Etude de l’efficacité anti-tumorale de nouvelles molécules dans des modèles murins de croissance et vaccination anti-tumorale
- Recherche appliquée
- Cancers
- Recherche fondamentale
- Oncologie
4 776 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Chaque souris reçoit une greffe de cellules tumorales sous la peau puis des injections quotidiennes de molécules anticancéreuses pendant trois semaines, avec un suivi de la tumeur trois fois par semaine. Le porteur indique que les traitements peuvent provoquer perte de poids, diarrhée et cachexie, et que la croissance tumorale peut entraîner des métastases. Il affirme que le recours à des animaux vivants est "indispensable" parce que la réponse immunitaire à la chimiothérapie ne serait pas reproductible in vitro.
Objectifs
Les lysosomes sont des compartiments cellulaires impliqués dans la dégradation et le recyclage du matériel de la cellule. Les lysosomes ont un rôle important dans le bon fonctionnement des cellules mais une fois endommagés ils peuvent déclencher la mort des cellules. Depuis quelques années, un intéret important est porte en médecine sur les composés qui ont la capacité d’endommager les lysosomes et provoquer la mort des cellules cancéreuses en induisant la perméabilisation de la membrane lysosomale. Nous avons sélectionné in vitro plusieurs nouveaux composés capables d’induire la mort des cellules cancéreuses via la perturbation des lysosomes. Ce projet vise a tester le potentiel anti-cancéreux de ces molécules dans des modèles murins de croissance et vaccination anti-tumorale. Nos objectifs sont : i) déterminer les molécules les plus efficaces dans les modèles tumoraux; ii) étudier la réponse de l’immunité tumorale; iii) explorer l’effet thérapeutique des molécules en monothérapie ou en combinaison avec d’autres thérapies.
Bénéfices attendus
Ce projet nous permettra de valider dans un modèle préclinique des nouvelles molécules anti-tumorales efficaces dans plusieurs types de cancer en monothérapie et/ou en association avec d’autres thérapies.
Procédures
Toutes les souris de ce projet seront injectées via sous-cutanée (1 fois) avec des cellules tumorales afin d’induire la croissance d’une tumeur. Les injections s.c. seront effectuées sur l’animal anesthésié (via anesthésie gazeuse) pour une durée maximale de 2 minutes. Les traitements anti-tumoraux seront administrés (maximum 1 fois par jour sur 3 semaines) via des injections intra-péritonéales, qui ne provoquent pas de symptômes majeurs et seront effectuées sur l’animal vigile pour une durée maximale de 30 secondes. La mesure des tumeurs s’effectuera sur souris vigiles au moins 3 fois par semaine avec une durée maximale d’une minute à l’aide d’un pied à coulisse.
Impact sur les animaux
Les traitement anti-tumoraux peuvent induire une perte de poids/d’appetit et de la diarrée. Le site des injections pourrait s’infecter. L’induction de la croissance tumorale peut conduire à des effets indésirables (apparition de métastases, cachexie).
Devenir
Tous les animaux du projet seront euthanasiés afin de prélever les différents organes pour analyses biochimiques, histologiques, métaboliques.
Remplacement
L’utilisation d’animaux vivants est indispensable car il est actuellement impossible à reproduire, in vitro ou ex vivo, la réponse du système immunitaire à la chimiothérapie vu sa complexité.
Réduction
Ce projet prévoit l’utilisation d’un maximum de 4776 souris. Les expérimentations seront regroupées au maximum afin de réduire le nombre d'animaux contrôles. L’étude sera arrêtée si la procédure initiale invalide l’hypothèse de travail. Plusieurs tissus seront prélevés et soumis à diverses analyses (immunologiques, histologiques ou de biologie cellulaire et moléculaire) pour extraire le maximum de données de chaque expérimentation. Ces tissus seront également partagés avec nos collaborateurs dans le but de réduire le nombre d’animaux utilisés. Plusieurs tests statistiques seront utilisés pour comparer les divers groupes de traitements.
Raffinement
Les conditions d’hébergement seront conformes à la réglementation et adaptées en accord avec le personnel de l’animalerie (les animaux disposeront de nourriture et d’eau ad libitum; le milieu est enrichi à l’aide de coton de nidification). Les manipulations seront réalisées dans le souci constant de réduire au maximum l’inconfort et la souffrance des animaux (points limites surveillés, anesthésie, tapis chauffants,). Les animaux seront observés quotidiennement afin de respecter leur bien-être. De plus, le personnel impliqué dans ce projet est qualifié sur le plan technique et formé en continu sur les pratiques d’expérimentation animale.
Choix des espèces
Le choix de la souris pour la réalisation des expériences envisagées se justifie par des raisons d’ordres scientifiques et éthiques : - La souris est l’animal dont la génétique est la mieux connue. - Pour nos études, nous utilisons principalement des souris ce qui offre de nombreux avantages en termes d’élevage, d’expertise en techniques d’expérimentation animale ainsi que le suivi microbiologique et vétérinaire des animaux. - La souris est le modèle animal 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. Les animaux seront utilisés à partir de 6 semaines afin de disposer d’un organisme avec un processus de développement terminé et dont le système immunitaire est mature (développement thymique achevé́).
Etude des altérations des cellules du foie de rat au cours de leur isolement par perfusion.
- Formation professionnelle
- Recherche fondamentale
- Système gastrointestinal
54 rats vont être utilisés dans des procédures menées sous anesthésie générale, les animaux étant tués avant tout réveil. Chaque rat est anesthésié pour l'incision de la paroi abdominale, puis mis à mort dans les cinq minutes pour prélever le foie et en isoler les cellules par perfusion. Le porteur présente le foie isolé de rat comme un modèle "alternatif" à l'expérimentation sur animaux vivants, tout en jugeant le recours aux rats "nécessaire" pour identifier des molécules améliorant le rendement cellulaire. Il retient le rat plutôt que la souris parce qu'un foie de rat fournit environ 700 millions de cellules contre 50 millions chez la souris.
Objectifs
Lorsque des échantillons de foie sont prélevés pour l'isolement des cellules ou pour la greffe, les cellules sont soumises à de nombreux stress dus notamment au manque d'oxygène et à la reperfusion du tissu. Les mécanismes à l'origine de ces lésions ont été mis en évidence dans des modèles de foie isolé perfusé de rat et montrent une atteinte encore plus importante des foies stéatosés. Ces lésions peuvent être réduites en utilisant des antioxydants et des anti-inflammatoires en prétraitement ou dans la solution de préservation du foie. Nous savons que d'importantes modifications du métabolisme ont lieu au cours de l'isolement des cellules du foie, cependant les différentes voies de stress présentes lors de l'ischémie-reperfusion n'ont pas été évaluées dans un contexte d'isolement des cellules. Les objectifs du projet sont d'évaluer l'effet du protocole de référence d'isolement des cellules de rat par perfusion sur le stress cellulaire et le métabolisme des cellules isolées dans un premier temps ; de cribler l'effet d'inhibiteurs de ces voies de stress sur la fonctionnalité des cellules après leur isolement ainsi que sur la résistance des cellules à la congélation ; puis d'évaluer la combinaison des molécules sélectionnées dans le liquide de perfusion. Cette étude servira de base pour proposer un milieu de préservation de foies humains avant isolement des cellules.
Bénéfices attendus
Le projet permettra de comprendre les mécanismes qui jouent sur la qualité des cellules isolées de foie de rat et de sélectionner un cocktail de molécules candidates pour prétraiter des échantillons de foie humains. La validation du cocktail de préservation des cellules chez le rat permettra de répondre au problème du manque de disponibilité d'échantillons de foie humain tout en réduisant la variabilité des réponses due à la variabilité des échantillons. L'utilisation des molécules identifiées contribuera à améliorer le rendement et la qualité des cellules isolées des échantillons de foie humain et d'animaux pour répondre à la forte demande en cellules de foie humain.
Procédures
Tous les animaux (54) sont soumis à une anesthésie générale de courte durée pour permettre d’inciser la paroi abdominale et accéder au foie. La mort est induite pendant l’anesthésie dans les 5 minutes suivant l’incision, juste avant l’isolement des cellules par perfusion et les différents prélèvements.
Impact sur les animaux
Un protocole d'anesthésie générale adapté est mis en place pour supprimer la douleur associée à l’incision de la paroi abdominale pour accéder au foie.
Devenir
L'isolement des cellules implique le prélèvement du foie après mise à mort de l'animal sous anesthésie générale.
Remplacement
Le foie isolé et les cellules du foie de rat et humain sont des modèles alternatifs très utilisés en recherche fondamentale et pour l'évaluation réglementaire des médicaments en phase préclinique. Ces modèles permettent de remplacer le test des molécules sur les animaux vivants tout en permettant d’augmenter grandement le nombre de tests par échantillon. Les échantillons de foie humain disponibles pour la recherche sont rares et de qualité variable ce qui limite leur utilisation à des fins de criblage ; de plus l’isolement des cellules génère des altérations qui limitent les rendements cellulaires. Le recours à l’utilisation des rats pour étudier les mécanismes d’altération est donc nécessaire et permettra d’identifier des molécules permettant d’augmenter le rendement et la qualité des cellules isolées chez le rat pour une application future sur des échantillons de foie humain.
Réduction
La technique de perfusion de référence est maîtrisée par l'équipe et permet d'obtenir un grand nombre de cellules par animal pour réaliser des tests in vitro. Les animaux utilisés pour la formation aux gestes techniques (n=6) d'hépatectomie partielle au cours de la perfusion permettront aussi d'évaluer de façon préliminaire l'effet de l'hépatectomie sur l'isolement des cellules. 8 groupes de 6 animaux (n=48) seront utilisés pour réaliser deux cinétiques avec et sans cocktail de molécules ; ce nombre a été déterminé comme minimal pour permettre l'analyse statistique par des tests paramétriques ou non paramétriques selon la distribution des valeurs tout en prenant en compte le risque d'échec de la perfusion.
Raffinement
L'environnement des rats est enrichi (cage avec couvercle surélevé permettant aux animaux de se mettre debout ; bâtonnets de bois et carré de coton sont ajoutés dans la cage) et l'étude est organisée de manière à maintenir le contact social des rats au cours de leur hébergement. Si toutefois un animal présente des signes de maladie ou d'anxiété (absence de prise de poids au cours de l'hébergement, troubles du comportements, signes d'agressions), il est retiré de l'étude et mis à mort pour limiter sa souffrance. Le maintien d'une anesthésie générale tout au long de la procédure permet de supprimer la douleur causée par l’incision de la paroi abdominale. En cas de signes de douleur au cours de l'anesthésie (mouvement des membres ou de la peau), la procédure est suspendue et un tiers de dose d'anesthésique supplémentaire est administré. Si le rat présente toujours des signes de douleur 5 min après l'administration supplémentaire d'anesthésique, la procédure s'arrête et le rat est mis à mort pour limiter sa souffrance. Tous les prélèvements, la perfusion du foie et l'administration des molécules sont réalisés post-mortem pour n’occasionner aucune douleur.
Choix des espèces
L'optimisation des conditions d'isolement des cellules du foie est historiquement faite chez le rat, ce qui permet de comparer les résultats avec la littérature. Le rat est un modèle classique d’étude du stress cellulaire au cours des lésions dues à l'arrêt de la circulation sanguine puis sa reprise (lésions d'ischémie-reperfusion). Les hépatocytes primaires (cellules principales du foie) de rat, notamment de rat Sprague Dawley, sont un modèle d’étude de référence en pharmacologie préclinique. Les perfusions de foie de rat permettent d’obtenir une quantité suffisante de cellules afin de réaliser des tests (environ 700 millions/Rat) contrairement à la souris (environ 50 millions/Souris). Les rats Sprague Dawley sont commandés à 5 semaines (180-200g) et utilisés à 6 semaines (200-230g), poids standard d'utilisation pour l'isolement des cellules du foie.
Analyse immunohistochimique de l’activation cellulaire dans le système trigéminal dans un modèle de migraine chez le rat
- Recherche fondamentale
- Système nerveux
112 rats vont être utilisés, tous tués à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger à modéré. Ils reçoivent des injections répétées d'un composé déclenchant la migraine, puis des stimulations cutanées mécaniques ou électriques sous anesthésie générale irréversible, pour mesurer l'activité de protéines dans le système trigéminal. Le porteur indique que la douleur provoquée constitue l'objet même du projet et qu'aucun antalgique ne peut donc être administré. Il affirme qu'il n'existe pas de méthode alternative et juge l'étude in vivo "nécessaire" parce que l'intégration de la douleur implique de nombreuses régions du système nerveux.
Objectifs
Le but de ce travail est de mesurer sur tissu (coupe d'encéphale), via une approche immunohistochimique, les variations d'expression des différentes protéines, notamment des marqueurs d'activité neuronale/cellulaire, induites par l'injection unique ou répétée d’ISDN, avec ou sans traitement préventif (SNC80), afin de mettre en evidence le rôle du recepteur delta opioide dans le traitement de la migraine. Nous profiterons de cette éxpérience pour valider un nouvel appareil de stimulation électrique, acquis très récemment, et qui doit remplacer la procédure de stimulation manuelle. L’avantage de cet appareil est l’automatisation ce qui nous permets de raffiner notre procédure (moins d’erreur humaine, meilleure reproductibilité, réduction des animaux)
Bénéfices attendus
Nous validons le paramettrage du nouveau stimulateur et nous connaitrons l’effet de la condition de migraine aigu et chronique sur l’activité au niveau du système trigeminal et la possible prevention de cet effet par d’un agoniste DOP
Procédures
Les interventions prévus dans ce projet sont des injections s.c. et i.p sur des animaux vigiles. Chaque animal reçoit au maximum 1 injection s.c. (durée d'intervention: 1min) et entre 2 à 6 injections i.p. (durée d'intervention: 1min, 1 injection / jour). Réalisation des stimulations cutanées sous anesthésie générale irréversible.
Impact sur les animaux
La douleur provoquée constitue la mesure et l'objet de ce projet, aucun antalgique ne peut donc être utilisé. L'allodynie ne se traduit pas par une fuite ou une agressivité lors de la manipulation.
Devenir
Tous les animaux seront mis à mort .
Remplacement
Il n’y a pas de méthode alternative permettant de remplacer ce protocole. Il est nécessaire de réaliser ces études in vivo car l’intégration de la douleur implique de nombreuses régions du système nerveux central et périphérique.
Réduction
Le nombre de groupes de rats et le nombre de rats par groupe sera réduit au maximum tout en préservant une puissance statistique significative. Le nombre de rats par groupe a été fixé à 6/8 en tenant compte du fait, qu’en moyenne et d'après les études précédentes, le groupe ISDN est un peu plus variable par rapport au groupe saline. Les résultats obtenus chez les groupes saline permettront d’une part de valider l’utilisation du stimulateur électrique au sein du laboratoire et d’autre part serviront de contrôles négatifs (témoin) pour comparer aux résultats obtenus avec le groupe ISDN. Nous avons choisis comme groupe temoin de l'effet de l'agoniste SNC810 le worst-case (injections repetée de saline).
Raffinement
Dans le respect du "R "de Raffiner, il est à noter que nos animaux sont sous anesthésie générale lors des stimulations mécanique ou électrique. Concernant la période avant anesthésie, les animaux sont hébergés dans des cages standards bénéficiant d'un enrichissement social et environnemental adapté avec visites quotidiennes. L'expérience du présent modèle de migraine montre que les animaux ne présentent jamais de problème liés aux injections et au développement de l'allodynie mécanique qui pourraient altérer leurs besoins physiologiques et bien être (motricité, postures, reactions aux stimuli lors de la manipulation...). Les manipulateurs sont experimentés pour executer les procedures decrits dans le present projet.
Choix des espèces
La souche Sprague-Dawley est couramment utilisée au sein du laboratoire depuis de nombreuses années et dans les études précédentes sur le sujet dans d’autres laboratoires. Rats adultes (6-8 semaines) par raport à la prevalence de pathologie en étude (la migraine).
Rôle de CD44 sur les fonctions des lymphocytes T au cours des complications hépatiques liées à l’obésité et/ou la prise d’alcool
- Recherche appliquée
- Troubles endocriniens
- Troubles immunitaires
- Recherche fondamentale
- Biologie du développement
- Oncologie
- Système endocrinien
- Système gastrointestinal
- Système immunitaire
1 320 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance allant de léger à sévère. Elles sont soumises à un régime gras ou à une alcoolisation, avec des injections intrapéritonéales pour induire une fibrose hépatique et des prélèvements sanguins, pour étudier le rôle de la glycoprotéine CD44 dans les complications hépatiques liées à l'obésité et à l'alcool. Le porteur indique que l'alcoolisation peut provoquer une détresse respiratoire et des signes d'ébriété, et que les injections peuvent entraîner rougeur, infection ou nécrose au point d'injection. Il affirme qu'une étude in vivo est "nécessaire" car les cultures cellulaires ne reproduisent pas les interactions entre organes.
Objectifs
L’obésité augmente le risque de développer un diabète de type 2 et des maladies cardiovasculaires mais s‘accompagne également de complications hépatiques. Ces complications sont fréquentes mais sous estimées, en raison de leur évolution « silencieuse ». Une consommation chronique d'alcool conduit au même spectre d'altérations hépatiques qui vont d’un simple foie gras, avec ou sans inflammation, qui peut progresser jusqu’au cancer du foie. Plusieurs facteurs sont impliqués dans la progression de ces complications, comme la résistance à l'insuline, le microbiote intestinal, les stress cellulaires et l'inflammation. Cependant, aucun traitement pharmacologique n’est encore disponible et une meilleure compréhension de l'évolution de ces complications est nécessaire pour identifier de nouvelles cibles thérapeutiques. Notre équipe de recherche s’intéresse à une protéine que l’on retrouve à la surface des cellules immunitaires, appelée CD44. Celle-ci joue un rôle dans l’inflammation du foie. Chez les patients atteints de complications hépatiques, la présence de CD44 est augmentée dans le foie en comparaison aux patients sains. De plus, la neutralisation de CD44 prévient et corrige les complications hépatiques, en régulant le recrutement et l’activation de cellules immunitaires dans le foie. Par l’utilisation d’animaux dont le gène CD44 est non-fonctionnel, dans les cellules immunitaires, et soumis à un régime favorisant l’apparition de complications hépatiques, nous serons en mesure de démontrer l’implication et le rôle de CD44 dans la souffrance hépatique.
Bénéfices attendus
Ce projet permettra, d’une part, la validation in vivo du rôle de la glycoprotéine CD44 dans les lymphocytes T CD4 ou T CD8, dans un contexte de complications hépatiques liées à l’obésité et/ou la prise régulière d’alcool. D’autre part, de décrypter les mécanismes physiopathologiques dans la mise en place et la progression des maladies chroniques du foie. De plus, l’invalidation spécifique de CD44 dans les lymphocytes T CD4 ou dans les lymphocytes CD8 permettrait de mettre en lumière de nouveaux mécanismes moléculaires.
Procédures
En fonction des procédures, les animaux seront soumis à deux prélèvements sanguins maximum. Les animaux nourris avec une alimentation riche en graisses seront prélevés deux fois, en milieu et en fin de régime. Ces prélèvements ne dureront pas plus d'une minute maximum. Le sang des animaux soumis à un régime alcoolisé sera prélevé en fin de procédure et ce prélèvement ne durera pas plus d'une minute. Des injections intra-péritonéales seront également effectuées pour étudier le développement de la fibrose hépatique. Ces injections ne durent quelques secondes et leur fréquence ne dépassera pas deux injections par semaine.
Impact sur les animaux
Avant l’arrivée aux points limites décrits dans chaque procédure, les animaux pourront subir des nuisances et des effets indésirables auxquels nous serons très attentifs. Ces effets indésirables sont principalement la perte de poids chez l’animal. L'alcoolisation peut entraîner des signes de détresse respiratoire, des signes d’ébriété chez les animaux suivis d’un endormissement. Les injections par voie intra-péritonéale pourront entrainer des comportements significatifs d’une gêne ou d’une souffrance et des altérations locales au site d’injection (rougeur, infection, nécrose,..).
Devenir
Tous les animaux seront mis à mort à la fin de chaque procédure. Nous utiliserons pour chaque procédure un nombre minimum d'animaux qui nous permet de réaliser des études statistiques robustes et pertinentes.
Remplacement
Pour répondre à l’exigence de remplacement, des études seront réalisées in vitro sur des lignées cellulaires afin de mettre au point les différentes conditions expérimentales avant de réaliser les expériences sur les cellules primaires. Il est nécessaire de réaliser des études in vivo car les études in vitro ne permettent pas de reproduire les interactions complexes qui existent entre les différents organes et les différents types cellulaires présents dans un organe.
Réduction
Pour satisfaire à la réduction, nous utiliserons un schéma de croisement qui génère 50% de souris WT et 50% de souris KO (50% de souris contrôles et 50% de souris dont le CD44 est non-fonctionnel) ce qui évite la génération d’animaux inutiles. Chaque procédure utilise un nombre d'animaux minimum mais nécessaire pour réaliser des études statistiques pertinentes (tests non paramétriques de Mann-Whitney et ANOVA). Nous avons déterminé au travers de nos différents travaux publiés que le nombre adéquat d'animaux à intégrer par groupe doit être compris entre huit et dix. Ce nombre est communément admis et utilisé dans l'ensemble des études publiées dans le domaine du métabolisme. Nous choisirons dans cette demande un nombre fixe de dix animaux par groupe afin d'obtenir une puissance statistique suffisante. Les expériences seront reproduites une seconde fois pour confirmer la significativité statistique quand celle-ci est proche d'être atteinte lors du premier set d'expérience.
Raffinement
Pour répondre au raffinement, l'hébergement sera réalisé dans des locaux appropriés avec un enrichissement systématique et les personnes réalisant les différentes procédures respecteront les règles éthiques lors des manipulations et sacrifices des animaux. La surveillance quotidienne des animaux par les animaliers et nos surveillances régulières nous permettront d'identifier précocement tout signe de stress ou de souffrance afin d'appliquer les points limites.
Choix des espèces
La souris est une espèce très utilisée dans les études fondamentales et métaboliques. C’est une espèce facile à utiliser grâce à sa natalité importante. Notre expertise nous permet d’avoir des locaux d’hébergement et des conditions d’expérimentation appropriés à cette espèce. D’autre part, la similitude de son patrimoine génétique avec celui de l’Homme nous permet de pouvoir, dans la mesure du possible, extrapoler les résultats et en tirer des conclusions valables pour l’Homme. Les données in vivo de la littérature sont obtenues sur des souris et cette espèce permet d'obtenir assez de "matériel" pour réaliser des analyses protéiques, génomiques et histologiques. Aucune autre espèce ne peut donc être utilisée. Pour la procédure 1 (souris mâles), la mise sous HFD ou Western Diet sera effectuée à environ 8-10 semaines d’âge, lorsque le poids des souris se stabilise. En effet, un régime riche en graisse induit une prise de poids importante. L’utilisation d’un tel régime peut durer jusqu’à 32 semaines, d’où la nécessité d’avoir des animaux relativement jeunes. Pour les procédures 2 et 3 (souris mâles ou femelles), la mise sous régime alcool sera effectuée à environ 12-13 semaines d’âge ou lorsque le poids des souris atteint 20g. Pour la procédure 4 (souris mâles ou femelles), le traitement au CCl4 débutera à environ 7-8 semaines d’âge, lorsque le poids des souris se stabilise. Pour étudier le vieillissement hépatique (procédure 5), les animaux ne seront utilisés qu’à un stade très avancé de leur développement et seront donc maintenus jusqu’à l’âge de 22 mois maximum.
Conséquences de la salinisation des zones humides côtières sur la physiologie des amphibiens
- Protection de l’environnement
- Recherche fondamentale
- Autre recherche fondamentale
- Éthologie / comportement / biologie animale
- Oncologie
96 crapauds épineux, une espèce sauvage, vont être utilisés dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger, maintenus en vie puis relâchés sur leur site de capture. Ils subissent des mesures morphométriques, des pesées hebdomadaires pendant un an et deux ponctions cardiaques sur animal vigile, pour étudier les effets de la salinisation des zones humides côtières sur leur physiologie. Le porteur indique que la salinité testée reste proche de celle rencontrée dans le milieu naturel et n'affecte que légèrement la croissance. Il affirme préférer une espèce sauvage aux lignées de laboratoire, dont la domestication aurait "canalisé" les phénotypes.
Objectifs
La salinisation de l’environnement a été identifiée comme une menace globale pour les systèmes océaniques, dulçaquicoles (d'eau douce) et terrestres. Plus d’un quart des zones humides de la planète ont déjà été touchées par la salinisation, d’autres sont en voie d’être affectées par ce processus, notamment les zones côtières menacées par la montée des niveaux marins et l'augmentation de la fréquence d'évènements extrêmes (submersions marines). A l’échelle globale, l’impact de la salinisation sur la biodiversité est en voie de devenir un problème de conservation majeur. Il est connu que la salinisation du milieu peut avoir des conséquences importantes sur l’utilisation de l’habitat, les dépenses énergétiques ou la reproduction chez de nombreuses espèces. Mais ces travaux ont souvent examiné les effets aigüs (à court terme) de niveau de salinité élevés (effets souvent toxiques ou létaux). Par ailleurs, certaines espèces possèdent des capacités de dispersion élevés qui leur permettent d’échapper à ces conditions négatives et de se reporter sur des habitats encore favorables (par exemple les oiseaux). D’autres groupes sont beaucoup moins mobiles et sont particulièrement soumis à ce type de perturbation. C’est typiquement le cas des amphibiens qui sont caractérisés par de faibles capacités locomotrices. Ils sont également caractérisés par une peau très perméable qui facilite les échanges avec le milieu ce qui peut poser des problèmes de maintien de l’équilibre hydro-minéral (osmotique). Ces caractéristiques font des amphibiens des espèces particulièrement adaptées pour examiner l’impact de la salinisation de leur environnement sur leur physiologie. Le projet consiste à évaluer l’impact de la salinité environnementale (similaire aux mesures effectuées sur le terrain) sur la physiologie d’un amphibien répandu, le crapaud épineux (Bufo spinosus). Afin d’évaluer les capacités d’adaptation des amphibiens à la salinisation de l’environnement, nous comparerons les réponses d'individus capturés en zones côtières (présumés habitués à ces conditions de salinité) et en zones continentales (non soumis à cette contrainte environnementale) afin d’identifier si des mécanismes spécifiques permettent aux populations côtières de faire face à cette contrainte environnementale.
Bénéfices attendus
Ce projet permettra de répondre à deux questions cruciales. D'une part, ce projet permettra d'évaluer si la salinité environnementale affecte négativement les mécanismes physiologiques des amphibiens côtiers. D'autre part, ce projet permettra d'élucider les capacités d'adaptation des populations côtières à ce paramètre environnemental en comparant les réponses de populations naturellement soumises ou non à la salinité environnementale. Les données récoltées seront utilisables dans un objectif de conservation (protection contre les intrusions marines, aménagement de zones refuge ou tampon qui permettront de limiter les effets de la salinisation en recréant un gradient d'habitat, et qui permettront aux populations naturelles de se réfugier). Les résultats permettront de proposer des pistes pour la gestion des milieux côtiers. La création d'un gradient d'habitat grâce à des zones tampons permettra aux individus de subsister si la salinité augmente.
Procédures
Préhension et contention pour mesure morphométriques : 2 fois 1 min séparée par 1 an. Préhension pour pesée : 30 secondes toutes les semaines (52 fois) Préhension et cardiocentèse sur animal vigile : 2 fois 1 minute séparée par 1 an.
Impact sur les animaux
Les niveaux modérés de salinité testés dans ce projet sont similaires à ceux auxquels les individus font face dans l'environnement naturel (zones côtières). Les effets indésirables potentiels seront donc similaires à ceux auxquels les individus font face sur le terrain. Pour les animaux exposés à la salinité : altération légère de la croissance sans impact sur la survie de l’animal. Pour tous les inidividus : inconfort de courte durée (environ 1 min) lors des prélèvements sanguins, stress de courte durée lors des manipulations.
Devenir
Les niveaux sublétaux de salinité testés dans ce projet sont similaires à ceux auxquels les individus font face dans l'environnement naturel (zones côtières). Les effets indésirable potentiels seront donc similaires à ceux auxquels les individus font face sur le terrain. Tous les individus seront donc maintenus en vie et relâchés sur leur site de capture.
Remplacement
L'étude de l'influence de la salinité environnementale sur les réponses physiologiques des amphibiens a des implications importantes à la fois pour la recherche fondamentale en écologie et la recherche appliquée en conservation. La domestication et la sélection de lignées de laboratoire a canalisé l’expression de phénotypes qui sont beaucoup plus diversifiés chez les organismes sauvages. Les réponses des organismes sauvages face aux contraintes de l’environnement seront plus complexes que chez leurs homologues de laboratoires. Par ailleurs, nous souhaitons tester l’existence d’adaptations locales à la salinité. Il est donc nécessaire d'examiner les réponses des populations naturellement soumises (ou non) à ce paramètre environnemental. C’est là que réside l’intérêt de travailler sur des populations côtières ou continentales. L’espèce sélectionnée est présente sur ces deux milieux et nous maitrisons son maintien au laboratoire. De manière ultime, le projet vise un but de conservation qui nécessite de comprendre les réponses des populations naturelles à la salinité.
Réduction
Sur la base d’un test statistique (test de puissance) et des expériences antérieures, le nombre d’animaux est réduit au strict minimum pour obtenir des résultats statistiquement significatifs, c’est-à-dire concluants.
Raffinement
Tout au long de la procédure, les individus disposeront de conditions de maintien en captivité optimisées. La température sera maintenue à 17°C. Ils seront maintenus dans des terrariums dédiés, dont le substrat et l'eau de boisson seront changés de façon hebdomadaire (plus souvent en cas de besoins) et auront un accès à la nourriture adapté à leur taille et leur besoin. L'accès à l'eau a été raffiné pour correspondre aux besoins de cette espèce lors de sa phase terrestre sans induire d'effets indésirables. Afin de maintenir un comportement d'animal sauvage (enrichissement), les individus disposent d'abri pour se cacher, et leur alimentation (insectes) sera vivante pour entrenir le comportement de chasse. Pour raffiner nos approches, nous avons développé les méthodes de prélèvement les moins stressantes et les méthodes de contention adaptées pour le prélèvement sanguin. Les gestes techniques sont réalisés par des personnels expérimentés. Un suivi journalier de l'état de chaque individu et de son terrarium sera effectué. Afin de limiter limiter le dérangement des animaux pendant leur phase de repos diurne pour réaliser les surveillances quotidiennes et les manipulations hebdomadaires, celles-ci seront effectuées tôt en début de journée (fin de la période d'activité). Les points limites spécifiques au projet sont associés à un suivi de l'apparence physique et posturale, du comportement, de l'alimentation et de la masse corporelle. En cas d’atteinte du bien-être animal, des mesures adaptées seront prises sans délai.
Choix des espèces
Nous étudions une espèce sauvage non-domestique le crapaud épineux (Bufo spinosus). La domestication et la sélection de lignées de laboratoire (par exemple Xénope du Cap) a canalisé l’expression de phénotypes qui sont beaucoup plus diversifiés chez les organismes sauvages. Les réponses des organismes sauvages face aux contraintes de l’environnement seront plus complexes que chez leurs homologues de laboratoires. Par ailleurs, nous souhaitons tester l’existence d’adaptations locales à la salinité. Il est donc nécessaire d'examiner les réponses des populations naturellement soumises (ou non) à ce paramètre environnemental. C’est là que réside l’intérêt de travailler sur des populations côtières ou continentales. L’espèce sélectionnée est présente sur ces deux milieux et nous maitrisons son maintien au laboratoire. Animaux adultes afin de statuer sur les effets d'une exposition chronique à la salinité lors de la phase terrestre du cycle de vie de ces organismes.
Effet de la sous-expression de PTPIP51 dans l’adipocyte chez la souris
- Recherche fondamentale
- Oncologie
- Système endocrinien
720 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Elles sont soumises à un régime gras, à des mises à jeun de vingt-quatre heures avec suivi de la température rectale, à des tests de tolérance au glucose et à l'insuline et à des échographies sous anesthésie, avant d'être mises à mort pour prélever leurs tissus, pour étudier le rôle de la protéine PTPIP51 dans l'adipocyte au cours de l'obésité. Le porteur indique que le régime gras entraîne une prise de poids et une insulinorésistance, l'effet de la délétion du gène restant inconnu. Il affirme qu'une validation in vivo est "indispensable" après des tests menés sur lignées cellulaires.
Objectifs
L’obésité est un facteur de risque majeur pour les maladies cardiométaboliques. De plus en plus d’évidences montrent que la dysfonction adipocytaire joue un rôle central dans le développement des complications métaboliques de l'obésité. Notre équipe s’intéresse à différents facteurs qui contrôlent l’homéostasie de l’adipocyte. Des travaux récents de notre équipe ont démontré que les points de contact entre deux structures cellulaires, le réticulum endoplasmique (RE) et les mitochondries sont des éléments importants de la bonne santé de l'adipocyte. Ces points de contacts sont appelés les MAM. Dans le foie, il a été montré que ces MAM contrôlaient la santé métabolique. Dans le tissu adipeux, le rôle physiologique de ces MAM n’a pas été exploré. Les MAM correspondent à des rapprochements des membranes de du RE et de celles des mitochondries. Ces rapprochements sont notamment permis par la présence de protéines de rapprochement comme la protéine tyrosine phosphatase-interacting protein 51 (PTPIP51). Le but du présent projet est de supprimer la présence de cette protéine (PTPIP51) de rapprochement dans l'adipocyte, chez la souris, pour tester l'effet que celà aura sur la santé du tissu adipeux et sur la santé métabolique globale de l'animal.
Bénéfices attendus
Ce projet nous permettra de démontrer le rôle des MAMs dans le développement des complications métaboliques associées à l’obésité. Si ce travail s’avère concluant, les MAMs du tissu adipeux pourraient être considérées comme une cible thérapeutique contre les complications cardiométaboliques du surpoids.
Procédures
A l’âge de 8 semaines, les souris sont mises sous régime gras. La mesure de glycémie requiert 3 microlitres de sang par mois. Les tests de tolérance (glucose et insuline) sont effectués une fois par mois et requièrent 5x3 soit 15 microlitres de sang, avec une semaine d'intervalle entre les deux tests. La mise à jeun se traduit par une privation de nourriture pendant 24 heures et un suivi de la température (sonde rectale + vaseline), de la glycémie (5 prélèvements de 3 microlitres) et des corps cétoniques (5 prélèvements de 3 microlitres) Les analyses d’échographie se font sous anesthésie 1 fois par mois pendant 20 minutes
Impact sur les animaux
En ce qui concerne les procédures expérimentales, les nuisances principales sont liées aux injections, aux gavages et aux prélèvements à la queue. La mise sous régimes gras entrainnera une prise de poids et le développement d'une insulinorésistance. L'effet de la délétion de PTPIP51 est inconnue. Nous émettons l'hypothèse qu'elle accélrera le développement d'une insulinorésistance.
Devenir
Les animaux sont mis à mort et les tissus d'intéret sont prélevés.
Remplacement
Le but de notre projet est de valider l’importance des MAMs dans l’homéostasie du tissu adipeux. La solidité de l’hypothèse du rôle des MAMs dans le tissu adipeux est actuellement testée dans des lignées cellulaires et nous avons démontré que la déficience en PTPIP51 réduisait drastiquement les MAMS. Dans la continuité, une validation in vivo est indispensable pour étudier les conséquences de l’altération des MAMs du tissu adipeux sur la santé cardiométabolique. Les expériences proposées ici interviennent à un moment ou le rationnel est solide et/ou nos expériences chez l’animal sont indispensables pour observer l’effet de nos interventions dans les adipocytes matures et les réponses physiologiques intégrées.
Réduction
Le projet préconise l’utilisation d’un nombre total de 720 animaux, ce qui dans un souci de réduction correspond au nombre minimal d’animaux permettant d’obtenir des résultats significatifs, en accord avec nos données précédentes. Nous utiliserons des tests statistiques adaptés
Raffinement
Nous utilisons systématiquement des cages avec litières et frisottis et soit un igloo soit un tube tunnel, les deux fabriqués en polycarbonate. Nous utilisons des aiguilles micro-fines pour l'injection, qui réduise la douleur. Nous utilisons des sondes de gavages en polypropylène qui réduise la nuisance de cette procédure. Nous avons détaillé dans la section concernant la procédure notre stratégie en terme de points limites gradés et adaptés aux nuisances observées. La surveillance quotidienne (week-end) compris permet une application stricte et efficace de la stratégie élaborée.
Choix des espèces
Le modèle adipoPTPIP51 est spécifique de l’adipocyte et nous avons déjà la démonstration que la déficience en PTPIP51 altère les MAMs. La mise sous régime gras permet de reproduire les conditions de surnutrition relative à l’étude du surpoids et de l’obésité. Ce modèle permettra d’étudier si la dérégulation des MAMs entraîne une dysfonction adipocytaire et si la dysfonction adipocytaire altère d’autres paramètres généraux de santé comme la sensibilité à l’insuline et la fonction cardiaque. Un modèle animal intégré est le seul moyen de tester ces éléments. Nous utiliserons des souris de 8 semaines au moment de la mise sous régime gras et donc du démarrage de l’expérience.
Rôle du transporteur PMAT (Plasma membrane MonoAmine Transporter) dans le cerveau dans un modèle murin
- Recherche appliquée
- Troubles nerveux
- Recherche fondamentale
- Système nerveux
80 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Elles subissent une chirurgie stéréotaxique avec injection d'un virus et implantation d'une fibre optique, puis des enregistrements en champ ouvert après administration de cocaïne pendant cinq jours, avant leur mise à mort pour analyses post-mortem, pour étudier le rôle du transporteur PMAT dans les effets de la cocaïne. Le porteur indique que la chirurgie peut causer un œdème et une douleur post-opératoire, prises en charge sous anesthésie et analgésie. Il affirme que les effets des drogues d'abus se produisent à l'échelle de l'"organisme entier" et ne peuvent être évalués que sur l'animal entier.
Objectifs
Les transporteurs de recapture des neurotransmetteurs exercent un contrôle étroit de la transmission synaptique dans le cerveau en assurant l'élimination des transmetteurs libérés dans la fente synaptique et leur recyclage dans les terminaisons des neurones. A ce titre, ils interviennent dans des processus importants pour les comportements liés à l’humeur et certaines maladies psychiatriques, comme la dépression et l’addiction. PMAT (Plasma Membrane monoAmine Transporter) est un transporteur atypique, dont le rôle dans le cerveau est encore mal connu. In vitro, il transporte préférentiellement la dopamine et la sérotonine. Il est exprimé dans le cerveau des humains et des rongeurs dans diverses régions et divers catégories de neurones, tels que des neurones glutamatergiques, GABAergiques et cholinergiques. Il module des comportements reflétant le niveau d'anxiété, l'activité locomotrice et les effets des drogues d'abus. Des anomalies importantes des taux des neurotransmetteurs aminergiques dans le cerveau ont été mises en évidence dans plusieurs régions cérébrales chez les souris mutantes pour le gène correspondant. Le projet présenté ici vise à préciser le rôle de ce transporteur dans l'activité de certains circuits cérébraux à l'aide d'une technique de photométrie par fibre.
Bénéfices attendus
Les addictions sont des désordres psychiatriques caractérisés par la dépendance physique et/ou psychologique à une substance ou une activité, avec des répercussions délétères sur l’individu. Les informations récoltées par ces expériences précliniques devraient clarifier le rôle d’un transporteur peu connu, PMAT (Plasma membrane monoAmine Transporter), dans les effets d’une drogue d'abus, la cocaïne. Les procédures d’expérimentation animale décrites ici sont essentielles pour décrypter les conséquences fonctionnelles de cette drogue sur des circuits neuronaux intacts. Les modèles de souris invalidées pour certains gènes (tels que PMAT ici) permettent également d’étudier la fonction de ceux-ci in vivo chez l’animal, une approche irremplaçable pour aborder des comportements complexes. Les approches utilisées dans le projet permettent d’étudier les mécanismes et circuits cérébraux dans un contexte intégré, et rester le plus proche possible des conditions d’administration de ces drogues chez l’homme. Ces résultats obtenus grâce aux animaux sont complémentaires de ceux obtenus chez les humains, auxquels ils sont confrontés et comparés. Ces connaissances pourront permettront d’approfondir les mécanismes qui sous-tendent les processus addictifs, afin d’élaborer à terme des thérapies plus efficaces pour traiter ces troubles psychiatriques. Ces travaux sont originaux et les expériences ne sont pas réalisées par d'autres laboratoires.
Procédures
Toutes les souris subiront 3 étapes séquentielles: 1- Une chirurgie stéréotaxique (classe modérée; durée 30-40 min). 2- Des enregistrements par fibre optique dans un champ ouvert, à l'état basal ou après administration de cocaine (classe légère; durée 1h30 min par session sur 5 jours consécutifs). 3- Une euthanasie, afin de valider les expériences (classe sans réveil; durée 20 min). La chirurgie est effectuée sous anesthésie et analgésie.
Impact sur les animaux
La chirurgie pour injecter le virus dans le cerveau et implanter la fibre optique peut causer un œdème localisé associé à une douleur post-opératoire passagère. Cette chirurgie est effectuée sous anesthésie et analgésie. Il existe un risque faible d'infection suite à la chirurgie et l'implantation de la fibre optique. La manipulation par l'expérimentateur et l'exposition à un environnement nouveau lors du test comportemental peuvent engendrer un léger stress chez les souris. L'administration par injection intra-péritonéale de cocaïne ou de saline n'engendre pas d'effets secondaires et n'altère pas les poids des animaux. Les souris sont surveillées pendant toute la procédure. L’effet hyperlocomoteur de la cocaïne est très rapide et dure 20 min. La cocaïne n’est pas associée à des effets secondaires indésirables notables. Les souris mâles logées dans la même cage peuvent parfois se battre et être blessées. Nous n'envisageons pas d'autres nuisances possibles lors des expériences proposées.
Devenir
A la fin de la procédure tous les 80 animaux seront euthanasiés pour réaliser les prélèvements et analyses post-mortem nécessaires au projet (immunofluorescence et analyse anatomique).
Remplacement
De manière générale, les effets à court ou long terme des drogues d’abus se produisent à l’échelle de l’organisme entier et donc ne peuvent être évalués de manière définitive qu’in vivo, sur l’animal entier. Les procédures d’expérimentation animale décrites ici sont donc essentielles pour décrypter les conséquences fonctionnelles de ces drogues sur des circuits neuronaux intacts. Les modèles de souris mutées pour des transporteurs de neurotransmetteurs permettent également d’étudier la fonction de ceux-ci in vivo chez l’animal, une approche irremplaçable pour aborder des comportements complexes. Cette approche permet d’étudier les mécanismes et circuits cérébraux dans un contexte intégré, et rester le plus proche possible des conditions d’administration de ces drogues chez l’homme. Ces aspects intégrés ne sont pas reproduits dans des modèles de substitution, comme des cellules en culture, et il n’existe pas encore de modèle computationnel des comportements complexes animaux. Ces résultats obtenus grâce aux animaux sont complémentaires de ceux obtenus chez les humains, auxquels ils sont confrontés et comparés.
Réduction
Afin d’en limiter le nombre, tous les animaux (80 en tout) sont soumis aux enregistrements en photométrie par fibre, puis ces mêmes animaux en bonne santé sont euthanasiés en vue des études anatomiques ou immunohistochimiques. Des groupes de 10 minimum doivent être utilisés afin d’obtenir des résultats statistiquement concluants sur les effets biologiques. La taille de ces effectifs est déterminée sur la base des études antérieures et de calculs de sensibilité.
Raffinement
Dans le cadre du raffinement de l’expérimentation animale, les procédures sont optimisées pour exposer les animaux au minimum de douleur possible. L’injection stéréotaxique et l’implantation de la fibre optique sont réalisées simultanément sous anesthésie totale et locale pendant la chirurgie et un analgésique est administré en péri-opératoire. Les animaux sont observés quotidiennement par une personne compétente. Toute souris qui montre des signes de mauvaise santé engendrant une souffrance selon des points limites préétablis, est exclue du protocole et euthanasiée. Les souris (4 par cage) sont hébergées dans une animalerie de stabulation ventilée (température 19-21 degrés C, cycle jour-nuit 12h-12h) avec accès à l’eau et croquettes ad libitum, et la litière est changée tous les 7 jours pour éviter le stress. Les animaux d’origine extérieure sont acclimatés pendant au moins une semaine avant le début des procédures. Nous travaillons en étroit lien avec l’équipe vétérinaire pour s’assurer que l’animal ne souffre pas face à une gêne, une détresse, une douleur ou une blessure. Si un animal est en souffrance, il est rapidement euthanasié.
Choix des espèces
L’anatomie et la physiologie de la souris sont suffisamment complexes pour modéliser de nombreux aspects de la biologie humaine, et son système nerveux présente de multiples analogies avec celui des humains. Ceci nous permet d’identifier des processus transposables en physiologie humaine et médecine, y compris en ce qui concerne les mécanismes qui sous-tendent l'addiction. De plus, ce rongeur constitue un modèle de choix bien caractérisé, avec une histoire fournie d’études pharmacologiques et comportementales en rapport avec l’addiction, ce qui permet de construire des hypothèses valides et pertinentes. Enfin, l'utilisation de la souris comme modèle autorise l'application de techniques moléculaires sophistiquées très informatives, telles celles mises en oeuvre dans ce projet (recombinaison homologue, transfert de gènes au moyen de virus), permettant d’aborder la fonction des gènes de manière intégrée, dans l’organisme vivant. Les animaux seront utilisés à l’âge adulte (âge entre 10 et 20 semaines). Il s’agit du stade pertinent pour évaluer l'effet des drogues addictives, les études chez les juvéniles sortant du cadre de ce projet de recherche.
Etude de molécules inhibitrices d’épissage et du complexe spliceosome/histone désacétylase (HDAC) dans les cancers pédiatriques
- Recherche appliquée
- Cancers
- Recherche fondamentale
- Oncologie
- Système immunitaire
5 568 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Elles reçoivent une injection de cellules tumorales pour développer des tumeurs pédiatriques, puis des traitements par voie orale et par injection pendant une quinzaine de jours, avant d'être mises à mort pour prélever leurs organes et leurs tumeurs, dans une étude de molécules inhibitrices d'épissage contre les cancers de l'enfant. Le porteur limite la description des effets indésirables aux tumeurs sous-cutanées du flanc et aux traitements. Il affirme qu'aucun modèle in vitro ne rend compte du comportement tumoral dans toute sa complexité.
Objectifs
Les objectifs de ce projet sont d’évaluer l’impact de modificateurs de la traduction des protéines comme immunomodulateurs sur la réponse anticancéreuse dans les cancers pédiatriques. Après plusieurs tests in vitro, nous avons isolé huit molécules candidates et ce, sur plusieurs lignées de cellules murines à l’origine cancers très graves de l'enfant.
Bénéfices attendus
Ces résultats démontreront les composants biologiques importants dans la traduction des protéines ont un potentiel dans les cancers pédiatriques avec comme objectif final l’identification de potentielles combinaisons médicamenteuses capables d’augmenter ultérieurement la survie des patients.
Procédures
Une injection unique de cellules tumorales sera réalisée pour le developpement des tumeurs pédiatriques (durée 5 minutes). Dans le cas de la voie d'administration per os, les souris seront administrées 2 à 4 fois par semaine pendant 2 semaines (durée 30 secondes). Un prélevement de sang unique, sera réalisé sous anesthésie générale. Les traitements par injection seront faits toutes les 24h, 48h ou 72h et ce durant 15 jours (durée 30 secondes).
Impact sur les animaux
Les effets indésirables potentiels seront ceux liés à la présence de tumeurs uniques sur le flanc, sous la peau, ainsi que ceux liés aux traitements par injection ou administration orale.
Devenir
Tous les animaux de l’étude seront euthanasiés pour prélèvements d'organes et de tumeurs post-mortem.
Remplacement
Il n’existe pas actuellement de modèle in vitro permettant d’évaluer les interactions entre les différents compartiments cellulaires (cellules du système immunitaire, cellules tumorales, etc.). Ainsi, la faisabilité et l’efficacité d’une nouvelle approche à visée thérapeutique a recours à un modèle animal. Les modèles cellulaires alternatifs ne permettent pas d'appréhender le comportement tumoral dans toute sa complexité, en particulier les interactions avec le microenvironnement ou encore la réponse aux traitements impliquant souvent différents système au sein de l'organisme (systeme vasculaire, immunitaire...), l'utilisation des modèles appliqués in vivo reste donc indispensable. Ces modèles vont à la fois nous permettre d'étudier l'efficacité de nos molécules et leurs liens avec les mécanismes oncogéniques et metastiques des cancers mais également explorer et valider l'efficacitté de thérapies susceptibles d'être utilisées chez les patients.
Réduction
Une étude approfondie de la littérature a été menée avant d’initier ce projet pour s’assurer de l’absence de résultats publiés s’approchant des objectifs de notre étude. Le nombre d’animaux utilisé lors des expériences sera établi de façon à obtenir des résultats statistiquement significatifs. Le nombre d'animaux utilisé tient compte de la variabilité naturelle des réponses immunitaires et de la nécessité d'utiliser un nombre suffisant d'animaux pour que les données générées soient exploitables sur le plan statistique. Les analyses statistiques seront effectuées en utilisant des tests non-paramétriques dont l'application ne requiert pas la vérification préalable de la normalité incompatible avec les petits échantillons.
Raffinement
Les animaux sont surveillés chaque jour afin de détecter toute modification dans le comportement/déplacement de l'animal. Les zones implantées sont également observées quotidiennement afin de detecter précocement un developpement de la tumeur. Les procédures expérimentales peuvent engendrer une douleur modérée. Pour la limiter, nous avons établie une grille d’observation visant à définir des points limites précoces à partir desquels l’expérience sera arrêtée et cadrant les mesures prises à l’apparition des premiers signes de contrainte/ douleur. Si nous détectons des signes de stress ou de douleur anormaux, nous donnerions un antalgique morphinique pour soulager les animaux. Toutes les injections seront précédées d'une anesthésie locale. Les animaux seront stabulés en groupe, avec accès illimité à la nourriture et à la boisson. Un enrichissement du milieu est également apporté par des sizzlenests et de maisons en cartons.
Choix des espèces
Les modèles murins sont les modèles les plus utilisés pour étudier l’effet des médicaments sur la croissance tumorale. Dans ce projet, nous utiliserons des souris immunocompétentes ce qui nous permettra d’évaluer au mieux les coopérations entre les cellules immunitaires et les cellules tumorales. Nous utiliserons des souris jeunes (animaux âgés entre 4 et 6 semaines au début de protocole) au moment de l’injection des cellules tumorales. Nous utiliserons des souris jeunes afin de pouvoir etudier nos molécules sur des cancers pédiatriques.
Nouvelle thérapie pro-résolutive dans le contrôle de l’inflammation responsable du développement tumoral
- Recherche fondamentale
- Oncologie
- Système immunitaire
7 104 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré à sévère. Elles reçoivent une inoculation de tumeur par injection sous-cutanée ou par chirurgie, puis des traitements intrapéritonéaux répétés pendant deux à quatre semaines, pour tester une thérapie contre l'inflammation liée au développement tumoral. Le porteur indique que les modèles orthotopiques du poumon et du mésothéliome altèrent la respiration, atteinte servant de point limite, et que ces modèles peuvent provoquer douleur, perte de poids et baisse de mobilité. Il affirme qu'aucune méthode ne peut remplacer un système immunitaire complet et rend donc l'utilisation d'animaux "indispensable".
Objectifs
Ces dernières années, la compréhension des différents acteurs d'une réponse inflammatoire que ce soit dans le cas d'auto-immunité, de rejet d’organes, ou de réponse antitumorale a mis en lumière l’équilibre entre l’activation et l’inhibition de cette réponse. Les traitements de plus en plus ciblés visent des gènes spécifiques de l’immunité sur l’une ou l’autre catégorie des populations immunitaires avec pour effet de moduler la réponse immune. Les essais d'immunothérapie dans le cancer ont été rendus possibles grâce à la preuve de concept sur des modèles précliniques murins. Malgré ces avancées, les rechutes sont encore trop nombreuses et il est essentiel de chercher d’autres molécules et d’autres combinaisons. Les nouvelles stratégies d’immunothérapie cherchent à améliorer l’effet anti-inflammatoire des traitements en limitant les effets secondaires et pour cela les approches sont plus spécifiques de populations cellulaires ou des mécanismes immunitaires spécifiques de l’organe pathologique. Une nouvelle approche consiste à cibler une étape de l’inflammation récemment décrite et nommée la résolution de l’inflammation. En effet, cette étape fait suite à la réponse inflammatoire et permet d’éteindre de manière active la réponse immunitaire tout en permettant la mémoire de celle-ci. Il a été identifié des récepteurs spécifiques de cette étape qui jouent un rôle prépondérant dans le maintien de l’homéostasie mais aussi dans le contrôle de l’inflammation qui pourrait alors devenir chronique. Celle-ci étant responsable des maladies inflammatoires, d’une mauvaise réponse immunitaire contre les pathogènes, voire du développement tumoral. Nous aimerions donc tester différentes molécules capables d’activer un ou plusieurs de ces récepteurs et analyser les effets engendrés par cette activation dans des modèles de cancer induit par l’inflammation et/ou ayant des microenvironnements inflammatoires différents. En effet, nous aimerions évaluer le potentiel thérapeutique d’une telle stratégie encore inexplorée avec des traitements de type anticorps monoclonaux, traitement de référence aujourd’hui en immunothérapie.
Bénéfices attendus
A terme, ce projet pourrait permettre d’identifier un traitement très novateur dans la recherche de nouvelle stratégie thérapeutique contre le cancer humain afin de répondre à des besoins cliniques importants. Durant toutes ces évaluations précliniques, de nouvelles découvertes pourront être faites, notamment durant l’étude de la mécanistique du produit sur le système immunitaire en mettant en lumière des populations cellulaires antitumorales et des mécanismes d’action particuliers et inhérents aux molécules étudiées.
Procédures
Les animaux seront soumis à une inoculation de tumeur murine via injection en sous-cutanée, ou via intervention chirurgicale sous anesthésie et analgésie. Les injections cutanées se font sous anesthésie générale sur un temps maximum de 10min d'anesthésie. Les injections nécessitant une intervention chirurgicale se font quant à elles sous anesthésie générale et sous analgésie sur une durée maximale de 15min par animal. Pour le suivi de chaque modèle, les animaux seront également soumis à des injections en intrapéritonéal (environ 1min par animal) pour les traitements (environ 3 fois par semaine pendant 2 à 4 semaines selon le type de traitement) sur animaux vigiles et, si besoin, pour l’injection de luciférine lors du suivi de la croissance tumorale en bioluminescence (1 à 2 fois par semaine). Dans le cadre de l’étape d’identification des mécanismes mis en jeu dans la réponse antitumorale, un prélèvement de sang en intracardiaque des animaux pourra être effectuée sous anesthésie (intervention sans réveil).
Impact sur les animaux
L'induction des modèles tumoraux décrits dans cette saisine ont plusieurs effets indésirables en fonction du modèle. Pour les modèles orthotopiques du cancer du poumon et du mésothéliome : altération de la respiration (point-limite) Tous ces modèles (or les modèles sous-cutanées) peuvent induire de la douleur, une perte de poids chez la souris, une diminution de la mobilité, un stress notamment dû à la chirurgie associée et un comportement altéré provoqué par ses différents effets indésirables. Tous ces modèles sont considérés comme sévères et une attention particulière sera apportée régulièrement aux souris (quotidiennement aux points les plus critiques). Les modèles tumoraux sous-cutanés peuvent provoquer de la douleur en fonction de la taille, donc la tumeur ne devra pas provoquer de gêne pour la mobilité de l’animal, ni excéder une taille point limite.
Devenir
A la fin de chaque procédure, les animaux seront mis à mort et des organes d’intérêts pourront être récupérés pour compléter les analyses.
Remplacement
A ce jour, aucune méthode ne peut remplacer un système immunitaire complet et donc rend indispensable l’utilisation d’animaux. Des études préliminaires sur des cellules ex vivo ont permis d’identifier une activité biologique de ce genre nouveau de médicaments et donc ont orienté les paramètres à évaluer lors de l’étude in vivo de la molécule.
Réduction
L’ensemble des animaux prévus ne sera pas utilisé selon les résultats observés sur les trois traitements évalués et sur les modèles précliniques évalués. Seulement le ou les traitements efficaces en étape 1 et 5 se verront évalués lors des étapes suivantes limitant ainsi le nombre d’animaux à utiliser. Par conséquent, dans le cas de l’observation d’un effet, nous réaliserons ensuite des études d’une part pour faire des études de combinaison de traitements avec des traitements standard en oncologie et d’autre part, pour déterminer les mécanismes mis en œuvre, notamment en euthanasiant des souris avant d’atteindre le point limite à différents temps après l’initiation de la pathologie. Dans le but d'utiliser un nombre d'animaux cohérent avec une pertinence statistique, nous avons défini le nombre d'animaux par groupe de 7 à 10 animaux selon les étapes pour l’ensemble des groupes. Les tests statistiques utilisés reposent sur une analyse de données dites non paramétriques, calculée quand le nombre de sujet est inférieur à 30. Ce test nous permet d’analyser nos données en combinant un test statistique fiable et un nombre d’animaux réduit.
Raffinement
Une étape d’acclimatation de 4 jours minimum sera systématiquement réalisée à l’arrivée des animaux pour éliminer le stress dû au transport et permettre l’habituation aux nouveaux locaux et personnels animaliers avant tout acte sur l’animal. Nous chercherons à obtenir dans un premier temps des différences significatives et reproductibles sur l’efficacité thérapeutique des traitements entre les groupes de souris, puis un effet combinatoire de traitement avec des traitements anti-cancéreux conventionnels, et enfin décortiquer les mécanismes évoluant dans cette réponse antitumorale. La douleur sera dans la mesure du possible évitée en euthanasiant les animaux si leur score clinique global atteint 8 sur deux jours consécutifs tel que décrit dans le tableau de score clinique général ou par injection d’analgésique dans le cas de morsure par exemple. En outre, les animaux sont maintenus dans un cycle jour-nuit de 12h-12h avec un accès à l’eau et à la nourriture à volonté. Le nombre d’animaux par cage est de 5 pour limiter le stress de la surpopulation. Des brindilles de papier sont placées dans la cage pour permettre aux souris de s’enfouir et se cacher. Si un mâle se retrouve dominant et attaque ses congénères malgré la présence d'enrichissements, il sera isolé dans une cage individuelle. L’analgésie quant à elle dépendra de la cause. Pour les animaux en souffrance tels que les animaux ayant un score clinique supérieur à 7 sur deux jours consécutifs ou un score de colite supérieur à 4 sur deux mesures consécutives, l’animal se verra administrer en sous-cutané une injection de buprénorphine à 0.1mg-kg deux fois par jour jusqu’à diminution du score ou exclusion de l’étude. Pour les plaies de surface comme les morsures, après désinfection, les animaux pourront recevoir directement sur la plaie de la tétracaïne. Enfin, nous utiliserons préférentiellement des mâles car les hormones du sexe féminin peuvent apporter une protection générant de l’hétérogénéité sur le développement tumoral. Toutefois, nous n’excluons pas la possibilité de tester les thérapies sur les deux sexes car cette protection hormonale n’est pas valable pour tous les modèles précliniques de tumeur.
Choix des espèces
Nous travaillerons avec la souris qui est un modèle de référence pour la recherche fondamentale ainsi que pour les examens précliniques. Il s’agit en effet d’un modèle animal pour lequel de nombreux outils génétiques et biologiques sont disponibles. Les modèles d’inflammation dans ces souris autorisent une relevance pathologique satisfaisante en comparaison avec la réalité clinique. Des adultes de 7 à 10 semaines seront utilisés, car la prise tumorale est homogène dans cette tranche d’âge contrairement à des âges précoces ou avancés où les défenses immunitaires sont différentes et peuvent induire une hétérogénéité de réponse antitumorale, et donc un stade tumoral différent.
Mécanismes de différenciation et du recrutement des cellules myéloïdes dans des conditions de développement tumoral
- Recherche fondamentale
- Oncologie
- Système immunitaire
3 090 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance sévère. Elles subissent des implantations de tumeurs, des injections d'induction de délétion génétique, des immunothérapies intrapéritonéales répétées et parfois une omentectomie ou une splénectomie, pour étudier le recrutement des cellules myéloïdes dans le développement tumoral. Le porteur indique que chaque modèle de cancer fait l'objet d'une grille d'évaluation de la douleur et d'un point limite, la mise à mort intervenant dans le respect de ces seuils. Il affirme que les cultures d'organoïdes 3D ne permettent pas d'analyser l'ensemble des populations cellulaires du microenvironnement tumoral.
Objectifs
Les macrophages ont une grande plasticité et leur état d’activation est régulé par l’intégration de signaux de l’environnement tissulaire dont ceux induits dans des situations d’infection, d’inflammation chronique ou de progression tumorale. Les cytokines sont des médiateurs clés de l’activation des macrophages : les interférons induisant des macrophages de type M1 pro-inflammatoires cytotoxiques; les cytokines IL-4 / IL-13 induisant des macrophages de type M2 immunorégulateurs. Récemment, de nombreux états intermédiaires à ces stades M1 et M2 ont été phénotypiquement caractérisés mais leur fonction dans des situations pathologiques reste à déterminer. De plus, les macrophages peuvent être d'origine embryonnaires et résidents dans les tissus, ou se différencier à partir des monocytes circulants et être recrutés sur un site inflamatoire. Nous réaliserons des analyses du recrutement et de l’orientation de la différenciation des macrophages au cours de la réponse immune contre des mélanomes ou des tumeurs du sein ou ovariennes ou pancréatiques. Ces analyses visent à comprendre comment les réponses immunitaires sont détournées par les cellules tumorales afin d'identifier de nouveaux biomarqueurs prédictifs de la progression tumorale et de mettre au point de nouvelles immunothérapies
Bénéfices attendus
Ces analyses visent à (i) comprendre comment les réponses immunitaires sont détournées par les cellules tumorales; (ii) identifier de nouveaux biomarqueurs prédictifs de la progression tumorale; (iii) mettre au point de nouvelles immunothérapies pour le traitement de cancer résistants aux traitement actuellement proposés.
Procédures
Certaines souris seront directement enrôlées dans des protocoles d'implantation de tumeurs. Le suivi de la pousse tumorale est régulier: une grille d'évaluation de la douleur et un point limite sont établis pour chaque modèle de cancer étudié. Certaines lots d'animauxt recevront un traitement (1 injection intra-péritonéale) d'induction de délétion génétique qui n'induit pas de phénotype dommageable, puis seront enrolés dans des protocoles d'implantation de tumeurs (1 injection sous-cutanée ou intra-péritonéale ou orthtopique, selon le type de cancer). Certaines lots d'animaux pourront recevoir des immunothérapies (1 injection intra-péritonéale tous les 3 jours pendant 2 semaines) visant à réduire la charge tumorale. Enfin, d'autres souris pourront subir un acte de petite chirurgie (omentectomie ou splénectomie) avant implantation ou induction de tumeurs. Dans tous les cas, le schéma expérimental s'étend au maximum sur 4 mois dont 1 mois pour induire la délétion génétique d'intérêt et 1 à 3 mois pour le développement tumoral (4 à 6 semaines pour le mélanome, le cancer du sein ou du pancréas; 10 semaines pour le cancer de l'ovaire). Les animaux subissent au maximum 6 interventions (1 implantation de tumeur - 10 minutes sous anesthésie pour transplantation orthotopique- et 5 injections intrapéritonéales-30 secondes chacune).
Impact sur les animaux
De manière générale, nous utiliserons le minimum de souris nécessaire pour nos expérimentations. Typiquement, 3 expériences indépendantes conduites selon le planning joint en annexe 3 (7 animaux non traités/ 7 animaux traités). Nous conduirons des analyses longitudinales afin de réduire le nombre d’animaux enrôlés. Les procédures de transplantation orthotopique des tumeurs permettent de limiter le développement tumoral au tissu cible (pancréas ou glande mammaire). Elles impliquent des actes de petite chirurgie pratiqués par une scientifique ayant suivi la formation appropriée. Les protocoles d’immunothérapie testés visent à réduire la pousse tumorale.
Devenir
Mise à mort dans le respect des points limites définis pour analyse du microenvironnement tumoral et des organes lymphoides drainant le site tumoral.
Remplacement
Les interactions macrophages/tumeurs seront également analysées dans des cultures d’organoïdes 3D in vitro. Cependant, ces modèles in vitro ne permettent pas d’analyser les interactions impliquant l’ensemble des sous-populations de cellules immunes et non immunes retrouvées dans le micrenvironnement tumoral. Les données bibliographiques montrent que les dialogues entre cellules cancéreuses, cellules immunitaires et cellules du stroma tumoral jouent un rôle important dans l'éradication ou l'échappement des cancers et la résistance aux thérapies. Il est donc capiltal d'analyser des modèles murins pré-cliniques in vivo qui récapitulent tant sur le plan génétique que cellulaire la physiologie des pathologies cancéreuses humaines.
Réduction
Typiquement, 3 expériences indépendantes ; analyses longitudinales afin de réduire le nombre d’animaux enrôlés. Les protocoles d’immunothérapie testés visent à réduire la pousse tumorale. Nous appliquerons des tests statistiques permettant de comparer les groupes traités (n=7) /non traités (n=7) par immunothérapie. En effet, nos expériences antérieures (Etzerodt, J Exp Med 2019 ; doi.org/10.1084/jem.20182124) incluaient 6 animaux par groupe. Cependant, la pousse tumorale étant parfois hétérogène, nous préférons dans ce projet inclure 7 animaux par groupe afin d’augmenter la puissance du test statistique.
Raffinement
Notre projet propose (i) des injections orthotopiques afin de réduire l’invasion tumorale, suivant des protocoles d’implantation en accord avec les recommandations en terme d’anesthésie et d’antalgie ; (ii) un suivi longitudinal de la pousse tumorale par imagerie in vivo. Dans chaque modèle tumoral, des points limites spécifiques seront appliqués. Les conditions d'hébergement des souris au CIML respectent la DIRECTIVE 2010/63/UE : surface des cages; matériel pour confectionner des nids; Température/Hygrométrie/Photopériode contrôlées.
Choix des espèces
La souris est l'espèce la plus adaptée pour étudier les réponses immunitaires et l’immunopathologie car les systèmes immunitaires murins et humains sont très proches. Par ailleurs, l'espèce murine a permis de développer de nombreux modèles génétiquement modifiés [souris transgéniques; souris "knock-in"; souris "knock-out" dans la lignée germinale ou conditionnel] que nous utiliserons dans ce projet.
- Recherche appliquée
- Troubles endocriniens
- Recherche fondamentale
- Oncologie
- Système endocrinien
24 lapines vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger. Elles reçoivent une injection intraveineuse de stimulation hormonale et une échographie, avant d'être mises à mort pour prélever les cellules épithéliales de leur glande mammaire, dans un projet visant à modéliser in vitro la glande mammaire afin de produire des protéines thérapeutiques dans le lait de lapines transgéniques. Le porteur qualifie les nuisances de "minimes". Il affirme que la production de protéines recombinantes dans le lait de lapines est le "principe fondateur" de sa société et qu'elle n'est "pas remplaçable".
Objectifs
Notre société est intéressée par la production des protéines recombinantes thérapeutiques (protéines produites par une cellule dont le matériel génétique a été modifié par recombinaison génétique) avec l’objectif de soigner des patients ayant des maladies génétiques orphelines létales et a choisi de produire ces protéines dans le lait de lapines transgéniques. La lapine a été séléctionné parce qu’elle synthétise des protéines en qualité (nécessaires pour soigner efficacement ces patients) et en quantité, que l’on ne peut obtenir par d’autres systèmes d’expression (bactéries ou levures). Pour la création des animaux transgéniques, nous devons modifier le génome des lapins par micro-injection dans des embryons de lapine avant de les transférer dans des receveuses. Comme la production de ces protéines dépend de la modification effectuée, nous devons utiliser plusieurs stratégies de modification génomique. Nous avons mis en place des cultures cellulaires commerciales afin de sélectionner les meilleures stratégies. Nous avons déterminé la présence et l’integrité de l’ARNm correspondant à la protéine recombinante cible pour chaque stratégie, mais nous ne pouvions pas estimer l’efficacité de production des ARNm ou de la protéine produite dans le lait. Ces critères sont impératifs afin de poursuivre des études precliniques.. Il n’existe pas de lignées de cellules de glande mammaire de lapines, commerciales ou non, avec lesquelles nous pourrions étudier les différentes stratégies pour la production des protéines d’intérêts. Nous souhaiterions mettre au point des systèmes cellulaires en deux dimensions (2D) pour quantifier les ARNm codant pour les protéines d’intérêts et dans un deuxième temps trois dimensions (3D, organoïde) afin d’analyser les protéines d’intérêts produites. La génération d’un tel système mammaire modélisant les processus de lactation peut être utile pour estimer la quantité de la protéine recombinante produite et sélectionner les meilleures protéines pouvant être produire dans le lait des lapines. Avec ce système, nous pensons pouvoir diminuer d’au moins 75 pour cent le nombre d’animaux utilisés pour la création des animaux transgéniques produisant des protéines recombinantes thérapeutiques. Pour réussir le plus rapidement possible la mise au point de ces systèmes, nous collaborons avec une équipe ayant de l’experience sur la glande mammaire et les cellules souches, nécessaires à la création des cultures cellulaires 3D.
Bénéfices attendus
Notre société s’est focalisée sur le traitement enzymatique substitutif pour soigner des patients ayant des maladies génétiques orphelines létales. Nous avons déjà produit des protéines thérapeutiques dont un médicament autorisé et nous voulons produire de nouvelles protéines thérapeutiques par l’intermédiaire de lapines trangéniques. La mise au point de systèmes cellulaires 2D/3D pour modéliser in vitro la glande mammaire de lapine en lactation va nous permettre de tester plusieurs constructions génétiques pour multiplier les chances de produire en grande quantité des protéines thérapeutiques. Nous pourrons ainsi commencer des études précliniques pour vérifier l’efficacité de ces protéines à soigner différentes maladies, tout en diminuant le nombre d'animaux dont nous aurions besoin pour produire ces médicaments. Jusqu’à présent, nous avons besoin d’euthanasier 4 lapines pour récupérer des embryons au stade 1 cellule pour les microinjecter avec une construction génétique puis d’utiliser 4 lapines receveuses des embryons micro-injectés pour être capable d’avoir 1 animal transgénique mosaïque F0 et étudier l’expression de la protéine recombinante d’intérêt sur une géneration F1 et/ou F2. Nous estimons que nous pouvons diminuer au moins 75 pour cent le nombre d’animaux utilisés si nous pouvons tester nos constructions génétiques dans des organoïdes de la glande mammaire de lapines, car nous aurons besoin de juste 1 lapine gestante pour valider nos constructions génétiques.
Procédures
2 injections en intraveineuse d'une durée de 30 secondes environ : une pour la stimulation hormonale, l’autre pour l’euthanasie. 1 échographie de 5 à 10 minutes environ. Prélèvement de glande mammaire sur animal euthanasié.
Impact sur les animaux
Les animaux utilisés subiront des nuisances minimes à savoir : - une injection intra-veineuse mais sur une veine précédemment anesthésiée localement, - une contention lors de l'échographie de conrôle de la gestation.
Devenir
Nous devons euthanasier les lapines pour pouvoir récupérer les cellules épithéliales de la glande mammaire.
Remplacement
La production de protéines recombinantes dans le lait de lapines transgéniques est le principe fondateur de notre société et n’est pas remplaçable. En tant que mammifère, la lapine synthétise des protéines recombinantes complexes, de l’ordre de centaines de milligrammes à plusieurs grammes par litres de lait, dont la glycosylation et la gamma-carboxylation sont nécessaires pour soigner efficacement les patients et que l’on ne peut obtenir en qualité et en quantité par d’autres systèmes d’expression (bactéries ou levures).
Réduction
Pour créer des animaux transgéniques, nous devons modifier le génome de lapins en transférant une construction génétique nécessaire à la production de la protéine recombinante thérapeutique d’intérêt, par des cellules de la glande mammaire. Ce transfert génétique se fait par micro-injection de la construction génétique dans des embryons de lapine au stade une cellule, qui seront ensuite transférés chirurgicalement dans des femelles dites receveuses (transfert d’embryon). Afin de réduire le nombre d’animaux utilisés, nous avons décidé de tester nos constructions génétiques dans des cultures cellulaires de glande mammaire avant de passer au modèle animal. Actuellement, nous utilisons des cultures de cellules non issues de la glande mammaire de lapines (il n’existe pas des cellules de glande mammaire de lapins, commerciales ou non) pour sélectionner les meilleures constructions génétiques. L’utilisation de ces cultures cellulaires nous a permis de faire un premier tri et de déterminer la présence et l’intégrité de la protéine recombinante, mais nous n’avons pas d’informations sur la quantité de protéine produite (du fait d’un site d’expression différent entre une cellule lambda et une cellule de glande mammaire). C’est pourquoi nous voudrions mettre au point des systèmes cellulaires 2D et 3D pour modéliser in vitro la glande mammaire de lapine en lactation. Quand ces systèmes seront mis au point, nous pensons diminuer d’au moins 75 pour cent le nombre d’animaux que nous utilisons, pour produire des protéines recombinantes thérapeutiques humaines.
Raffinement
Les lapins sont hébergés seuls dans leur cage, reçoivent des enrichissements dès trois semaines de vie, et les parois latérales de leurs cages sont équipées de plexiglas transparent permettant de maintenir un niveau d’interaction entre les individus. Leurs cages sont aussi équipées de plateforme qui leur permettent de pouvoir se cacher. De la musique est diffusée en salle d’hébergement pour diminuer le stress et les bruits environnementaux, et elle est associée à la lumière et la présence des techniciens animaliers. Dans ce projet, il n’y a peu de gestes invasifs : deux intraveineuses mais après application de crème anesthésiante et l’échographie est un peu contraignante pour la lapine mais des mesures sont prises pour atténuer la contrainte : la tête de lapine est cachée par le bras d’une technicienne, ce qui peut la rassurer car le lapin apprécie de pouvoir se cacher, et elle reçoit des caresses de la part de la technicienne qui réalise l’échographie, pour l’apaiser. Certaines lapines se sont endormies dans cette position.
Choix des espèces
Le lapin (de souche New Zealand White) a été choisi pour : sa courte période de gestation (30 jours), sa maturation sexuelle rapide (4 à 5 mois), le volume de lait produit (jusqu’à 10 litres/an/femelle), la synthèse de protéines complexes (glycosylation et gamma carboxylation). Les lapins sont utilisés dès la la maturité sexuelle atteinte, à 4 mois et demi pour les femelles, 5 mois pour les mâles.