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
Prélèvement de tissu pour le génotypage d’animaux génétiquement altérés
- Maintien des lignées génétiquement modifiées
- Recherche appliquée
- Troubles cardiaques
- Troubles endocriniens
- Troubles gastrointestinaux
- Troubles immunitaires
- Troubles musculosquelettiques
- Troubles nerveux
- Troubles respiratoires
- Troubles urogénitaux
- Recherche fondamentale
- Multisystémique
- Oncologie
180 000 souris subissent un poinçon à l'oreille pour le génotypage, geste qui provoque une douleur aiguë immédiate, dans des procédures classées d'un niveau de souffrance léger. Cette biopsie sert à identifier les animaux porteurs de mutations, dans un établissement qui maintient environ 450 lignées de souris génétiquement modifiées. Contrairement à la plupart des projets, ces souris ne sont pas tuées à l'issue de la procédure. Elles restent en vie et le chercheur en charge de chaque lignée décide ensuite de leur sort selon les projets qu'il mène.
Objectifs
Notre institut a pour mission de créer et d’élever des souris génétiquement modifiées. Ces animaux servent de modèles pour l’étude de maladies génétiques humaines, aussi bien pour comprendre le mécanisme de la maladie que pour tenter de trouver des traitements. Les souris qui naissent ne sont pas toutes porteuses de la mutation d’intérêt et/ou pas de la même manière, on dit qu'elles n'ont pas le même génotype. Pour déterminer ce génotype, nous devons faire une analyse de leur ADN en prélevant sur chaque souris un petit peu de tissu au niveau de l’oreille.
Bénéfices attendus
La connaissance du génotype des souris génétiquement modifiées est essentielle pour mener à bien les projets de recherche scientifique. En effet, cela permet de connaître les animaux porteurs de la mutation à étudier. Ainsi, les groupes de souris peuvent être constitués, la maladie étudiée et les traitements potentiels testés. Il est donc possible finalement de réaliser des recherches rigoureuses sur les maladies génétiques et de pouvoir tirer des conclusions éclairées sur les projets menés. Nous possédons environ 450 lignées de souris transgéniques nécessitant des prélèvements pour caractérisation génétique.
Procédures
Chaque souris impliquée dans ce projet sera prise en contention à la main et un poinçon sera réalisé au niveau de son oreille en vue de prélever un peu de tissu (punch de 2 millimètres de diamètre). Ce geste est réalisé en moins de 30 secondes.
Impact sur les animaux
Le prélèvement de tissu par poinçon à l'oreille engendre une douleur aiguë immédiate et un stress dû à la sortie de la cage, la séparation momentanée des congénères et la contention. Des risques d’infection ou d’inflammation au niveau du punch ne peuvent pas être totalement exclus mais restent extrêmement rarissimes.
Devenir
Tous les animaux sont gardés en vie à la suite de cette procédure peu invasive. La prélèvement permettra de déterminer le génotype de l'animal. Le chercheur en charge de la lignée déterminera son devenir en fonction des projets qu'il mène.
Remplacement
La création et l'utilisation de souris génétiquement modifiées est nécessaire, tout comme il n'y a pas d'autre possibiltié que le recours à l’animal vivant pour ce projet de prélèvement de tissu. Le recours à l’animal permet l'étude des maladies génétiques humaines. La création de nouveaux modèles de souris génétiquement modifiées, le maintien de ces lignées et leur utilisation permettent la réalsiation de nombreux projets de recherche.
Réduction
La réduction du nombre d'animaux utilisés et leur bien-être est une préoccupation permanente. Dans le cas de la création de souris génétiquement altérées, nos techniques ont évoluées et gagnée en efficacité ces dernières années. Cela nous permet d'utiliser moins d'animaux. Dans le cas de la production d’animaux destinés à des projets scientifiques, les schémas d’accouplement sont programmés et optimisés pour produire un minimum d’animaux et favoriser la proportion d’animaux du génotype souhaité. La quantité d'animaux à produire est adaptée au cas par cas, en fonction des besoins des chercheurs.
Raffinement
Pour réduire au maximum les nuisances, le prélèvement sera réalisé au plus tôt à partir de 8 jours d’âge, âge à partir duquel le développement et le décollement des oreilles permettent la réalisation d'un poinçon. Ce prélèvement à l'oreille est calibrée (2mm de diamètre) et réalisée avec un instrument prévu et commercialisé à cet effet. Pour limiter les risques d’infection, cet instrument est nettoyé et décontaminé entre chaque utilisation. Le puncher est également remplacé régulièrement afin de garantir qu’il soit toujours bien opérationnel. Le geste sera réalisé par du personnel formé, et rapidement pour minimiser la durée de séparation de l'animal d’avec ses congénères et pour permettre un retour rapide dans sa cage. Des points limites spécifiques au prélèvement effectué ont été établis, et les souris feront l’objet d’une surveillance attentive après la procédure pour détecter et prendre en charge l’animal rapidement si nécessaire. Ainsi, les souris sont surveillées quotidiennement ce qui permet de faire un suivi de la cicatrisation. Des soins avec l’utilisation d’antiseptique seront mis en place en cas de signes d’infection ou de mauvaise évolution de la plaie de biopsie.
Choix des espèces
La majorité des projets menés dans notre institut utilise la souris comme modèle pour trois raisons principales : ses capacités de reproduction, ses caractéristiques génétiques proches de l'homme, et les techniques d'ingénierie génétique bien maitrisées. Il existe à ce jour, plusieurs dizaines de milliers de lignées murines génétiquement altérées dans cette espèce pour étudier la biologie et les maladies humaines. La pertinence du choix du modèle souris est justifiée de plus le cas échéant dans les projets des chercheurs qui utiliseront les souris de ce projet. Les prélèvements de tissu à l'oreille peuvent être réalisées à partir de l'âge de 8 jours, une fois l'oreille formée et décollée. Les poinçons réalisés se feront sur des souris âgées de plus de 8 jours (cela comprend la possiblité de prélever à tous les âges supérieurs à 8 jours).
Etude d’une nouvelle technique d’imagerie à résonance magnetique (irm) visant à detecter les changements de myeline dans un modèle murin de sclerose en plaques . EU2/2
- Recherche appliquée
- Troubles nerveux
- Recherche fondamentale
- Système nerveux
Deux à quatre anesthésies générales de deux heures chacune pour des examens d'IRM : 18 souris femelles vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, toutes tuées à l'issue pour prélever leur cerveau. La cuprizone incorporée à leur nourriture détruit la myéline et provoque des troubles moteurs, une perte de poids et des comportements anxieux, réversibles à l'arrêt du produit. Le projet compare une nouvelle méthode d'IRM à la technique de référence pour mesurer la myéline. Leur mise à mort sert à vérifier que les images correspondent à la réalité du cerveau.
Objectifs
De nombreuses maladies du cerveau et de la moelle épinière s’accompagnent d’une atteinte de la myéline, une structure agissant comme une couche isolante autour des neurones, permettant aux messages du cerveau de circuler plus vite et efficacement. Parmi ces maladies, nous retrouvons la sclérose en plaques (SEP), dont l'incidence est en augmentation depuis plusieurs années. Ainsi, pour mieux traiter ces patients, il est nécessaire de disposer d'outils en pratique clinique permettant de quantifier cette atteinte, et l’imagerie par résonance magnétique (IRM) permet cela de façon non-invasive. Néanmoins, les techniques d’IRM actuellement utilisées en pratique clinique ne permettent pas de voir directement la myéline mais seulement les dégâts infligés au cerveau lors de l’atteinte de cette myéline. Depuis plusieurs années, des techniques d’IRM sont développées pour essayer de mesurer directement l’atteinte de la myéline, et il en existe aujourd’hui une qui est considérée comme la référence. Néanmoins, cette technique est complexe et nécessite une longue durée d’acquisition, rendant son utilisation en pratique clinique impossible en l’état. Nous avons donc développé une nouvelle technique d’IRM ciblant la myéline, plus simple dans sa mise en œuvre. Ce projet vise à tester cette nouvelle méthode d’imagerie, en la comparant à la technique de référence, à l’aide d’un modèle murin imitant la sclérose en plaques humaine : le modèle cuprizone. Le projet se déroule dans 2 établissements utilisateurs différents.
Bénéfices attendus
Ce projet permettra d'établir une nouvelle méthode d'IRM fiable, non invasive et applicable en conditions cliniques pour quantifier la myéline in vivo, ce qui fait actuellement défaut pour le suivi des patients atteints de SEP. Cette nouvelle approche sera aussi utile dans le cadre d’autres pathologies neurodégénératives, comme la maladie d’Alzheimer. Ceci est d'autant plus important que le développement de thérapies innovantes visant à favoriser la remyélinisation (c’est-à-dire visant la réparation de la myéline atteinte, et donc la protection des neurones), devient une priorité depuis quelques années.
Procédures
Le traitement par cuprizone sera administré per os, directement incorporé au sein de la nourriture habituelle des souris, à la concentration de 0,2%. Les animaux bénéficieront de 2 à 4 sessions d’anesthésie générale gazeuse, afin de permettre leur immobilité et de réduire leur stress lors des examens par IRM. Chaque session aura une durée maximale de 2 heures.
Impact sur les animaux
L’administration du traitement par cuprizone peut entraîner chez la souris des troubles moteurs légers, à savoir principalement des troubles de la coordination et locomotion. Elle peut aussi entraîner des troubles comportementaux liés à des problèmes de mémoire et d’apprentissage, pouvant être à l’origine de comportements anxieux ou dépressifs. La cuprizone peut également avoir des effets physiologiques généraux avec une perte de poids et une baisse de l’activité. Toutefois, dès que l'on arrête de donner le produit à la 6ème semaine, le cerveau cesse d'être attaqué. Cela marque le début d'une phase de guérison où l'animal retrouve progressivement sa forme et son comportement normal. Par ailleurs, il peut y avoir un stress lié aux transports des souris entre les animaleries et la plateforme d'imagerie.
Devenir
A la fin de la procédure, toutes les souris seront mises à mort afin de prélever et analyser leur cerveau. Cette étape est indispensable pour vérifier que les images obtenues en IRM reflètent bien la réalité biologique observée dans le cerveau.
Remplacement
Dans le cadre de ce projet, l’utilisation d’animaux vivants est obligatoire pour valider la robustesse de nouveaux paramètres IRM dans des conditions biologiques réelles. Ces validations constituent une étape incontournable avant toute transposition en clinique. A ce jour, malgré les progrès récents dans les domaines de la culture cellulaire et de la biologie computationnelle, aucune alternative non animale ne permet de reproduire de manière fiable la complexité des mécanismes de démyélinisation et de remyélinisation in vivo.
Réduction
Le nombre de 18 souris est nécessaire et suffisant pour analyser la perte de myéline induite par le traitement à la cuprizone, la reconstitution de la myéline tout en considérant les variabilités inter-individus, aux 3 points temporels de notre étude. Le suivi longitudinal permet de réduire la variabilité inter-individuelle et le nombre total d’animaux utilisés, tout en évaluant la nouvelle technique IRM.
Raffinement
Des mesures de raffinement seront prises au cours du suivi afin de réduire le stress engendré par les examens IRM répétés,les transports et les contentions multiples et les troubles induits par l'ingestion du médicament pour induire une démyélinisation . Ces mesures seront réalisées sous anesthésie générale, afin que l’animal ne bouge pas et permettra de diminuer le stress induit par le bruit des machines. L’hypothermie, induite par le passage dans la machine IRM sera prévenue par un maintien d’une température stable pendant toute la durée de l’anesthésie. Des points limites seront appliqués, conduisant selon la situation, à l’arrêt de la procédure et/ou à la mise à mort humanitaire conformément aux procédures en vigueur.
Choix des espèces
Le modèle cuprizone est le modèle de choix pour l'étude des changements du contenu en myéline dans le cerveau de souris. Il s’agira de souris femelles adultes ayant un développement cérébral achevé (âgées de 6 à 8 semaines) car la sclérose en plaques est une maladie du jeune adulte, touchant de façon prédominante les femmes.
Étude des troubles sensoriels et recherche de traitements dans un modèle animal de la maladie de Charcot-Marie-Tooth (MODIFICATION)
- Recherche appliquée
- Troubles sensoriels
- Recherche fondamentale
- Multisystémique
- Oncologie
280 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue pour prélever leurs organes, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Elles reçoivent un traitement pendant un mois, par voie orale ou par injections quotidiennes, avant des tests de vision et d'audition sous anesthésie. Ces souris reproduisent une maladie génétique rare, la maladie de Charcot-Marie-Tooth, dont les troubles moteurs apparaissent vers six mois. Le porteur affirme que le recours à un modèle animal mammifère est "indispensable", aucun autre modèle ne présentant selon lui ces symptômes.
Objectifs
La maladie de Charcot-Marie-Tooth (CMT) est une maladie génétique rare qui provoque une faiblesse des muscles, surtout dans les jambes et les pieds, rendant la marche difficile. Les patients peuvent aussi avoir des pieds déformés et une perte sensorielle. Une des formes les plus communes de cette maladie entraine une perte de la vue ou de l’audition. Cette maladie est causée par une mutation qui impacte le bon fonctionnement des mitochondries. A ce jour, les troubles de la vision et de l’audition n’ont pas encore été étudiés dans le modèle de souris qui reproduit cette maladie. De plus, il n’existe toujours pas de traitement efficace. C’est pourquoi nous proposons une nouvelle approche thérapeutique, en testant des molécules ciblant un récepteur clé dans le fonctionnement de la mitochondrie. Ce projet sera donc composé de deux objectifs : caractériser les troubles sensoriels du modèle souris et tester des molécules thérapeutiques.
Bénéfices attendus
Ce projet va permettre de caractériser la perte de vision et d'audition d'un modèle murin de la maladie de Charcot-Marie-Tooth. Il permettra également d'apporter une preuve de concept d'efficacité de composés développés par nos collaborateurs chimistes sur ces déficits neurosensoriels. Le bénéfice à terme est d'amener en clinique des composés à visée thérapeutique pour une pathologie n’ayant aucun traitement disponible à ce jour.
Procédures
Les animaux seront identifiés par marquage à l'oreille. LES MOLECULES THERAPEUTIQUES A TESTER SERONT EN PREMIERE INTENTION, DONNEES PAR VOIE ORALE, SOUS FORME DE PETITES GOUTTES DEPOSEES DELICATEMENT DANS LA BOUCHE, PENDANT 1 MOIS 6 JOURS/7, AVANT LES TESTS. SI LE GESTE N'EST PAS EFFICACE elles seront injectées quotidiennement dans le ventre en alternant la gauche et la droite, pendant 15 jours avant les tests fonctionnels. Deux tests d'évaluation de la vision seront réalisés sur animal vigile (durée 30 minutes) et sur animal anesthésié avec application d’un collyre dans l’œil pour dilater la pupille (durée 40 minutes). Le test auditif sera réalisé sous anesthésie (40 minutes).
Impact sur les animaux
La contention pour l’identification et les injections peut engendrer un léger stress et une douleur légère de courte durée peut être ressentie lors des injections. Les troubles locomoteurs caractérisés qui se développent à partir de 6 mois vont entrainer une gêne pour l’animal. Les animaux seront sous surveillance quotidienne. Une feuille de suivi sera mise en place afin de garantir le bien-être animal. Tous nos tests d'exploration fonctionnelle sont peu douloureux et sans conséquence physiologique à part un léger stress
Devenir
A l'issue des 2 procédures, les animaux seront euthanasiés et leurs organes collectés pour procéder aux analyses permettant la compréhension des mécanismes mis en jeu.
Remplacement
L'utilisation d'un modèle animal de la pathologie est indispensable car ces modèles sont le seul recours mammifère autre que l'humain à présenter les symptômes locomoteurs rapidement. Cela permet l'élaboration plus rapide d'un traitement curatif. Les troubles sensoriels quant à eux doivent être caractériser avant de pouvoir tester un potentiel traitement. Il est donc nécessaire d’utiliser un modèle animal mammifère pour étudier les fonctions auditives pertinentes chez l’humain.
Réduction
Les effectifs ont été ramenés au minimum permettant toutefois d’avoir un effet statistique significatif. Nous nous sommes basés sur notre expérience sur un modèle avec des troubles sensoriels similaires associé à une analyse de puissance pour calculer le nombre d’animaux.
Raffinement
Nous procéderons à l'enrichissement du milieu avec des maisonnettes et des carrés de coton afin de créer un environnement sécurisant permettant la création d'un nid. Pour éviter que ces souris ne puissent se blesser, les abris utilisés pour enrichir les cages seront en carton et non en matériau dur. Pour limiter l’agitation des souris présentant des troubles locomoteurs, l’enrichissement sera renforcé dans les cages (petites briques de bois, des frisures de papier kraft et des tubes en carton par exemple). Si nécessaire, la nourriture pourra être remplacée par du gel alimentaire. Les animaux seront manipulés tous les jours afin de créer une habituation diminuant ainsi le stress quotidien que peut représenter la présence de l'expérimentateur. Tout au long du projet, une attention particulière sera portée au bien-être des animaux afin de minimiser au maximum la douleur, la détresse ou toute souffrance inutile. Les protocoles incluront l'utilisation systématique d'anesthésiques et d’analgésiques adaptés. Les points limites définis à l’avance feront l’objet d’une surveillance rigoureuse et quotidienne des animaux. Ces critères permettront de mettre un terme à l’expérimentation de manière anticipée si l’animal présente des signes de souffrance non contrôlable ou de détérioration de son état général (perte de poids significative, troubles moteurs graves, automutilation, perte d’autonomie, etc.). Le projet intègre également des techniques non invasives ou faiblement invasives ( examens auditifs/visuels) pour limiter l’impact des procédures sur les animaux.LA METHODE DE TRAITEMENT SERA RAFFINEE EN UTILISANT LA VOIE ORALE. L’euthanasie, lorsqu’elle est requise, sera réalisée selon les méthodes recommandées par les autorités compétentes (Directive 2010/63/UE), de manière rapide et sans douleur.
Choix des espèces
La pathologie étudiée est une pathologie multi-organes où les altérations locomotrices s'accompagnent de signes neurosensoriels. Un modèle de souris, permet de caractériser les signes d'altérations sensorielles dans un schéma physiologique global d'évolution de la pathologie et d'ainsi tester le potentiel thérapeutique d'une ou plusieurs molécules thérapeutiques. Les tests neurosensoriels seront réalisés sur les souris à 3 âges différents DANS LES DIFFERENTS GROUPES afin de pouvoir déterminer à quel moment les troubles apparaissent. Une fois que le stade d’apparition des symptômes sera identifié, les tests neurosensoriels seront reproduits après administration des molécules thérapeutiques.
Modèle d’inflammation pulmonaire et de fibrose induite par une substance réactive chez la souris
- Recherche fondamentale
- Système respiratoire
2 320 souris vont être utilisées, toutes tuées sans réveil pour prélever leurs poumons, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Une substance réactive est déposée dans leurs voies respiratoires pour déclencher une inflammation puis une fibrose pulmonaire, avec un risque de détresse respiratoire modérée. En fin d'étude, chaque animal passe trois à quatre heures en chambre de pléthysmographie. Ces modèles servent au développement préclinique de médicaments, la BPCO citée comme enjeu de santé publique restant l'horizon lointain de ces tests.
Objectifs
L’inflammation pulmonaire est une réponse biologique complexe du tissu pulmonaire à divers stimuli néfastes : pathogènes, cellules endommagées, substances irritantes, etc. L’inflammation est un mécanisme immunitaire protecteur impliquant les cellules immunitaires, les vaisseaux sanguins et différents messagers cellulaires. Depuis ces dernières décennies, on assiste à une augmentation significative des maladies inflammatoires du poumon, telles que l’asthme ou la broncho-pneumopathie chronique obstructive (BPCO). L’inflammation peut être aiguë, c’est-à-dire temporaire, ou devenir chronique et donc persister un long moment. Le plus souvent, cette inflammation chronique va évoluer vers une fibrose du tissu pulmonaire qui modifiera la fonction pulmonaire. La BPCO est une maladie chronique inflammatoire qui touche le système respiratoire. La BPCO englobe au moins quatre phénomènes pathologiques, tels que l’emphysème pulmonaire, le remodelage des voies aériennes de petite taille, la bronchite chronique et l’hypertension artérielle pulmonaire. Le tabac est indiscutablement le facteur principal et aggravant de la BPCO chez l'homme. Le modèle animal idéal devrait reproduire les divers phénomènes pathologiques énumérés ci-dessus dans un court laps de temps. Les tests décrits dans ce projet ciblent l’inflammation et la fibrose du système respiratoire dans le cadre de développement préclinique de produits pharmaceutiques. Ces modèles sont mis en place et utilisés afin d’évaluer l’innocuité et/ou l’efficacité de nouveaux candidats médicaments à lutter contre certaines infections pulmonaires. Ces tests fournissent ainsi des données essentielles sur le potentiel thérapeutique des molécules étudiées.
Bénéfices attendus
Ces modèles d'inflammation ou de fibrose pulmonaire (processus pathologique au cours duquel un tissu normal est remplacé par un excès de tissu conjonctif fibreux, essentiellement constitué de collagène) sont nécessaires à la découverte et la mise sur le marché de nouveaux médicaments sûrs et efficaces pour traiter certaines pathologies pulmonaires. Les traitements ont pour objectif de réduire les symptômes et d’améliorer la tolérance à l’effort des patients. A ce jour, la prise en charge de patients atteints de BPCO reste encore limitée et les conséquences ont un impact sociétal important (médical, psychologique, professionnel, social, familial). Le traitement antifibrosant par pirfénidone ou nintédanib ralentit l’aggravation de la maladie, mais n’entraîne pratiquement pas d’amélioration des symptômes (toux persistante par exemple). Dans ce contexte, il est nécessaire de poursuive la recherche de nouveaux traitements efficaces et sans effets secondaires majeurs. Ainsi, les résultats attendus de ce projet pourraient contribuer à l’identification de nouvelles approches thérapeutiques permettant d’améliorer la qualité et l’espérance de vie des patients.
Procédures
Pour l'injection de la substance réactive sous aspiration oropharyngée (sous anesthésie légère), l'administration est de l'ordre de la minute. L’inflammation et la fibrose pulmonaire se développent progressivement sur une période de 21 jours (durée maximale de l’expérience). Les traitements sont classiquement administrés soit en aigu (1 fois) soit en chronique (en général 1 à 2 fois/jour pendant 3 semaines maximum). En fin d’étude (généralement le dernier jour, jour 21), les animaux sont placés dans des chambres de pléthysmographie pour l’enregistrement des paramètres respiratoires (stabilisation, puis enregistrement sur une période de 3-4 heures). Pendant l’étude, des prélèvements sanguins intermédiaires peuvent être réalisés (maximum 2, pas plus de 10% du volume sanguin au cours de l’étude). Enfin, un prélèvement sanguin ou de liquide bronchoalvéolaire sous anesthésie est réalisé juste avant l'euthanasie
Impact sur les animaux
Dans ce type de procédures, il est attendu une réaction inflammatoire principalement localisée au niveau pulmonaire pouvant évoluer vers la fibrose. L'inflammation est liée aux effets de substances administrées par voie intra-trachéale dont les effets sont bien caractérisés. Dans le cas de l'inflammation pulmonaire et/ou de la fibrose, les paramètres respiratoires peuvent être altérés et induire une détresse respiratoire modérée. Les traitements testés peuvent potentiellement induire des effets secondaires qui dépendent de la nature du traitement (antiinflammatoire, antifibrotique, immunosuppresseur, etc.), tels que perte de poids, troubles gastro-intestinaux, altérations métaboliques…, qui seront surveillés étroitement afin de garantir le bien-être des animaux
Devenir
Les animaux sont euthanasiés pour recueil du liquide bronchoalvéolaire et des poumons (pas de réveil).
Remplacement
En amont des tests in vivo, des tests in silico ou in vitro ont pu être réalisés. Cependant, même si ces tests peuvent apporter des données préliminaires ou complémentaires (permettant ainsi un tri des substances à étudier, et donc réduisant de fait le nombre d'animaux utilisés), ils ne peuvent entièrement suppléer les modèles animaux car ils ne permettent pas d’évaluer les pathologies dans un environnement biologique et immunologique intact comme cela est possible chez l’animal.
Réduction
Le nombre d’animaux utilisé pour chaque étude a été optimisé de façon à obtenir des données suffisantes pour interpréter les résultats de façon correcte, évitant ainsi une répétition des études. Le nombre d’animaux utilisés pour chaque étude sera optimisé de façon à intégrer dans une même expérience la relation dose-effet et la comparaison par rapport à un groupe contrôle négatif et éventuellement positif. Nos données historiques ainsi que celles de la littérature indiquent qu'il est nécessaire d'inclure, selon le modèle, de 8 à 16 animaux par groupe (nombre de groupes variable en fonction du nombre de doses et de produits à tester) pour atteindre une sensibilité correcte. Lorsque celà est possible, des prélèvements sanguins intermédiaires (autre que terminal) peuvent être envisagés sur un même animal, permettant ainsi de générer des données sur la cinétique d'action de la molécule testés sans utiliser un plus grand nombre d'animaux.
Raffinement
Le raffinement des méthodes expérimentales pour réduire au maximum la souffrance animale est mis en oeuvre grâce à l'utilisation de points limites clairement établis, permettant d'euthanasier tout animal présentant des signes de douleur, de souffrance ou d'angoisse dépassant le cadre de l'étude. En cas de doute sur l’état général de l’animal, une évaluation approfondie sera réalisée quotidiennement jusqu'au retour aux paramètres physiologiques normaux ou jusqu’à atteinte des points limites. Un formulaire interne spécifique à l’espèce sera alors complété. Il intègre l’aspect général, l’aspect du pelage, des yeux, la posture, les réactions de l’animal quand il est approché ou stimulé, la respiration, l’appétit, le poids, l’état d’hydratation, les tremblements ou les convulsions, la présence de plaie, de tumeurs ou autres évènements imprévisibles. Ce formulaire de suivi des points limites permet de prendre les bonnes décisions en évitant toute souffrance animale. Il est aussi mis en place un enrichissement complet dans l'hébergement des animaux (e.g. sous la forme de jouets, litière, objets de nidification, objets à ronger ou mastiquer, présence de congénères...).
Choix des espèces
Le choix de l’espèce repose sur les données issues de la littérature scientifique. La souris est retenue pour ces études car elle constitue le modèle de référence pour l’exploration des mécanismes d’inflammation aiguë et de fibrose pulmonaire induites par des agents réactifs tels que le LPS ou la bléomycine (recrutement des cellules inflammatoires, activation macrophagique, signalisation TGF-β et dépôt de matrice..). Elle présente des voies immunitaires et des processus de remodelage tissulaire comparables à ceux de l’homme, permettant une transposition pertinente des résultats vers la physiopathologie humaine. De plus, la disponibilité de nombreux modèles génétiques validés chez la souris permet de mener une investigation mécanistique approfondie et robuste. Principalement sur des souris ayant été sevrées, conformément aux données historiques et à la bibliographie scientifique (classiquement souris agées de 10 semaines).
Rôle du tronc cérébral dans le traitement des signaux sensoriels
- Formation professionnelle
- Recherche fondamentale
- Système nerveux
Une partie des 220 souris subit une chirurgie terminale de une heure trente à quatre heures, opérée puis tuée sans réveil, uniquement pour la formation du personnel. Les autres sont opérées pour implanter une fibre optique dans le tronc cérébral, puis exposées à des sons, des lumières, des odeurs et des stimulations chaudes ou froides destinées à distinguer l'alerte de ce qui est perçu comme douloureux. Toutes vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré et sont tuées pour prélever leurs tissus. Le protocole exige des souris génétiquement modifiées ciblant les neurones étudiés, une ressource que le porteur décrit comme sans équivalent dans d'autres espèces.
Objectifs
Objectifs. Le projet étudie une zone spécifique du tronc cérébral qui freine l’activité de neurones produisant de la dopamine, un neurotransmetteur impliqué dans la motivation et la prise de décision. Nous voulons savoir comment cette zone réagit à différents signaux sensoriels (sons, lumières, odeurs, toucher, chaud/froid), présentés à plusieurs intensités. L’objectif est de distinguer une simple mise en alerte (saillance) de ce qui est perçu comme désagréable ou potentiellement douloureux. Approche. Chez la souris, nous suivons l’activité globale de cette zone grâce à un enregistrement optique via une fibre très fine implantée de façon ciblée (chirurgie sous anesthésie et analgésie), pendant de courtes stimulations standardisées. Les protocoles sont calibrés pour éviter toute lésion (seuils d’arrêt stricts, périodes de repos entre sessions). Intérêt scientifique. On sait que cette zone inhibe les neurones qui produisent la dopamine et s’active face à des signaux désagréables, mais on ignore comment l’ensemble de ses neurones code l’intensité et la nature des signaux. Ce projet apportera des données inédites sur la dynamique de cette région, et précisera si elle encode surtout la valence négative (désagréable/douloureux) ou plus largement la saillance Retombées potentielles. Mieux comprendre ces circuits pourrait orienter des recherches futures sur les troubles liés à la douleur persistante et certaines altérations de l’humeur. Il s’agit de recherche fondamentale : aucune thérapie n’est testée, l’objectif est de comprendre le fonctionnement normal de ces circuits.
Bénéfices attendus
Le projet précisera le rôle d’une zone spécifique du tronc cérébral qui freine l’activité de neurones produisant la dopamine, lorsqu’un organisme est exposé à des signaux sensoriels présentés à différentes intensités. Grâce à un enregistrement optique via une fibre très fine, il fournira des données inédites sur la dynamique d’activité globale de cette zone et permettra de distinguer ce qui relève de la simple alerte (saillance) de ce qui est agréable, désagréable ou potentiellement douloureux. Au-delà de l’avancée conceptuelle, l’étude pourra dégager des profils d’activité (selon la modalité et l’intensité des signaux) utiles comme références expérimentales pour de futurs travaux. À terme, une meilleure compréhension de ces circuits pourra orienter des recherches sur les troubles liés à la douleur persistante et certaines altérations de l’humeur. Il s’agit de recherche fondamentale : aucune intervention thérapeutique n’est testée, l’objectif est de mieux comprendre le fonctionnement normal du cerveau.
Procédures
Une partie des animaux subira une chirurgie terminale d’une durée comprise entre 1h30 et 4h, destinée à la formation du personnel. Les autres animaux subiront une chirurgie sous anesthésie profonde (durée maximale 2H) nécessaire à l'enregistrement de l'activité des cellules cérébrales d'intérêt puis des tests comportementaux sur animal vigile d’une durée inférieure à 30 minutes, espacés d’au moins 2 jours. Chaque animal réalisera au maximum 6 tests sur 80 jours de durée du projet. Tous les animaux subiront une procédure terminale sous anesthésie profonde pour prélèvements de tissus d’une durée d’environ 20 minutes.
Impact sur les animaux
Les effets indésirables possibles sont limités au stress des manipulations, à une possible inflammation locale temporaire après chirurgie, et à une perte de poids passagère. Ces effets sont réversibles et font l’objet d’une surveillance.
Devenir
Les animaux seront mis à mort pour prélèvements de tissus. Les animaux sont euthanasiés sous anesthésie profonde pour permettre les analyses de tissus nécessaires (vérification du ciblage, analyses histologiques). Ces vérifications sont indispensables à l’interprétation scientifique des données et ne disposent pas d’alternatives fiables sans prélèvement.
Remplacement
Les objectifs nécessitent de relier activité cérébrale et comportement dans un organisme intact. Les approches in vitro/in silico ne permettent pas de reproduire cette intégration ni de tester la dynamique d’une zone spécifique du tronc cérébral en situation réelle.
Réduction
Les expériences sont conçues de façon à utiliser le nombre minimal d’animaux nécessaire tout en garantissant une puissance statistique suffisante pour répondre aux questions scientifiques. Plan séquentiel par cohortes avec analyses intermédiaires pour n’inclure que le strict nécessaire. Les mêmes animaux sont testés sur plusieurs modalités (limite à 6/11) avec calendrier adapté aux tests et jours de repos, ce qui diminue le nombre total d’animaux. Les animaux pour la formation/validation proviennent en priorité de réutilisations, réformes ou génotypes non conformes.
Raffinement
Les souris sont hébergées en petits groupes dans des cages enrichies, contenant des tunnels, du coton, des bâtonnets à ronger et du matériel de nidification, afin qu’elles puissent se reposer, explorer et exprimer des comportements naturels. Avant toute expérience, les animaux sont habitués progressivement à l’expérimentateur, aux salles et aux dispositifs de test utilisés, dans le but de diminuer le stress pouvant être associé à un environnement nouveau. Les chirurgies sont réalisées sous anesthésie et analgésie, et l’état des souris est surveillé attentivement après l’intervention pour vérifier leur bonne récupération et leur bien-être. Les sessions expérimentales sont courtes et espacées de périodes de repos afin d’éviter la fatigue et la sensibilisation. Pour les tests comportementaux, des points-limites sont mis en place afin d’éviter que les animaux ne soient exposés à une stimulation trop longue ou trop intense. À tout moment, si un animal présente des signes de douleur ou de détresse, les expériences sont interrompues et une prise en charge vétérinaire est assurée. A la fin du projet, la procédure terminale est réalisée sous anesthésie profonde afin que l’animal ne puisse pas ressentir de stress ni de douleur. Toute nouvelle méthode validée permettant d’améliorer le confort ou de réduire la douleur sera intégrée au projet.
Choix des espèces
Le protocole requiert des souris génétiquement modifiées permettant de cibler spécifiquement les neurones de la zone étudiée ; cette ressource n’existe pas de façon équivalente dans d’autres espèces utilisables. Les études exigent des systèmes nerveux matures : les animaux seront adultes (en général ≥ 8 semaines et ≤ 12 mois), afin d’éviter les effets liés au développement ou au vieillissement.
Profil et circuits socio-émotionnels de deux lignées de souris exprimant des mutations du récepteur nicotinique α5 impliquées dans l’alcoolisme MODIFICATION
- Recherche appliquée
- Troubles nerveux
- Recherche fondamentale
- Éthologie / comportement / biologie animale
- Oncologie
- Système nerveux
Exposées à l'alcool, opérées pour implanter un dispositif dans le cerveau, soumises à l'optogénétique, à des tests sociaux, à un stress de contention répété et à un isolement de dix jours, 756 souris enchaînent ces procédures dans des travaux impliquant un niveau de souffrance modéré, toutes tuées à l'issue pour conserver leur cerveau. Ces souris portent une mutation liée à la dépendance à l'alcool chez l'humain. Une modification récente ajoute une pompe implantée sous la peau diffusant de la nicotine en continu. Le même animal traverse plusieurs de ces étapes successivement, ce qui réduit, selon le porteur, le nombre total d'animaux utilisés.
Objectifs
Les problèmes liés à la consommation d'alcool sont très courants et dangereux dans notre société. Selon l'Organisation mondiale de la santé (OMS), 5 % des décès dans le monde sont causés par une consommation excessive d'alcool. Pour mieux comprendre ce problème et trouver des solutions, il est important de savoir comment notre corps et notre environnement influencent cette dépendance. Des études ont montré qu'une petite différence dans un gène, appelé CHRNA5, peut augmenter le risque de devenir dépendant à l'alcool. Toutefois, il reste difficile d'étudier ce lien chez les humains. Pour mieux comprendre, des chercheurs ont utilisé des rats qui avaient cette différence génétique. Ces rats avaient un risque plus élevé de rechute dans l’alcool après une période d’abstinence. De plus, ce gène joue un rôle important dans certaines parties du cerveau qui sont liées à la mémoire et aux relations avec les autres. Et les connexions entre ces zones du cerveau sont aussi liées à l’anxiété et au comportement social. L’objectif de cette recherche est d’étudier comment cette différence génétique affecte les émotions et les comportements sociaux, ainsi que la communication entre certaines parties du cerveau. Pour cela, nous utiliseront des souris spéciales qui ont cette même différence génétique, et les compareront à des souris normales. Nous observerons comment cela influence leurs comportements et leur consommation d'alcool, en étudiant aussi les différences entre les mâles et les femelles. Ensuite, nous enregistreront l’activité du cerveau des souris pour comprendre comment cette différence génétique change la manière dont les parties du cerveau communiquent entre elles. Puis nous essayeront de manipuler cette communication pour voir comment cela affecte les comportements sociaux des souris. Enfin, nous tenteront de remettre en place la version normale du gène dans le cerveau des souris pour voir si cela améliore leur comportement.
Bénéfices attendus
Des études ont montré qu'une petite différence dans un gène, appelé CHRNA5, peut augmenter le risque de devenir dépendant à l'alcool. Mais on ne sait toujours pas vraiment comment cela fonctionne. Malgré les graves conséquences de la dépendance à l'alcool sur la société, il existe très peu de traitements qui fonctionnent bien, et la plupart des personnes dépendantes rechutent après avoir essayé d'arrêter de boire. Les personnes qui souffrent de dépendance à l'alcool peuvent avoir des comportements très différents. Par exemple, certaines peuvent être anxieuses ou avoir des comportements antisociaux. Il est cependant compliqué de savoir si ces comportements sont causés par la consommation d'alcool ou s'ils étaient déjà présents avant. Notre projet a pour but de mieux comprendre comment les émotions et les comportements sociaux sont liés à la consommation d'alcool. Nous voulons savoir si ces comportements viennent de la consommation ou s'ils existaient avant. De plus, nous voulons prendre en compte les différences entre les sexes, car les réactions des hommes et des femmes peuvent être différentes. Ce projet pourrait nous aider à plusieurs niveaux. En tenant compte des émotions et pas seulement de la quantité d'alcool consommée, nous espérons comprendre comment cette différence génétique augmente le risque de dépendance. Si nous découvrons des comportements chez les animaux qui ressemblent à ceux observés chez les humains, cela pourrait nous aider à tester des traitements adaptés aux différents types de dépendance. Cela pourrait aussi conduire à des soins plus personnalisés, qui prendraient en compte la personnalité, le type de consommation d’alcool et le sexe de chaque personne, pour une meilleure efficacité. Enfin, nous cherchons à comprendre quelles parties du cerveau sont affectées par l'alcool et comment cela influence les comportements sociaux et émotionnels. Cela pourrait permettre de créer de nouveaux médicaments pour aider les personnes à arrêter de boire et à éviter les rechutes, en fonction de leur profil émotionnel et social.
Procédures
Les animaux passeront par plusieurs étapes dans cette étude : Ils auront accès à un biberon avec une solution d'alcool, une fois par jour, pendant 6 à 12 semaines (144 animaux). Ils subiront une petite opération sous anesthésie, d'environ 30 à 45 minutes, pour implanter un dispositif dans le cerveau (468 animaux). L’activité de leur cerveau sera mesurée sous anesthésie profonde pendant environ 1 heure après avoir stimulé une région spécifique du cerveau (144 animaux). Une technique utilisant la lumière permettra d'activer ou de désactiver certaines parties du cerveau chez des animaux éveillés, pendant 3 minutes (180 animaux, dont 90 pour l'activation et 90 pour la désactivation). Ils participeront à un test pour observer leur comportement social pendant 10 minutes par jour, sur une période de 5 jours (612 animaux). Ils seront soumis à un léger stress de restriction de leurs mouvements pendant 15 minutes, jusqu’à 4 fois au total, avec au moins une semaine de repos entre chaque session (144 animaux). Un petit échantillon de sang sera prélevé sous leur mâchoire. Certains animaux auront ce prélèvement une fois (288 animaux), d'autres deux fois, avec au moins une semaine d'écart entre les deux prélèvements (252 animaux). Certains animaux seront places en isolement social dans une cage contenant une roue d'activite pendant une periode de 10 jours avant d'etre replaces en cage collective (72 animaux). MODIFICATION: CERTAINS ANIMAUX RECEVRONT UN PETIT IMPLANT SOUS LA PEAU POUR DIFFUSER UNE PETITE QUANTITE D'UNE SUBSTANCE (NICOTINE) EN CONTINU (n=24).
Impact sur les animaux
Les animaux seront soumis à plusieurs types de procédures expérimentales pouvant entraîner des nuisances de sévérité variable. Certains seront exposés de manière volontaire à une solution contenant de l’alcool sur plusieurs semaines. Cette consommation, laissée au choix de l’animal, peut induire des effets relaxants et une modification transitoire de l’état émotionnel. Certains animaux subiront une intervention chirurgicale sous anesthésie générale visant à accéder à des structures cérébrales. Cette procédure peut entraîner une douleur modérée et une légère perte de poids pendant quelques jours après l’intervention. Des complications peuvent survenir, telles qu’un saignement, une infection locale ou une perte du dispositif implanté, pouvant conduire à une décision de mise à mort. MODIFICATION: UNE AUTRE INTERVENTION CONSISTE A IMPLANTER SOUS LA PEAU UN DISPOSITIF PERMETTANT L’ADMINISTRATION CONTINUE D’UNE SUBSTANCE. CETTE PROCEDURE PEUT PROVOQUER UNE DOULEUR LOCALE MODEREE ET TRANSITOIRE AINSI QU’UNE LEGERE PERTE DE POIDS. ELLE PEUT EGALEMENT ENTRAINER DES MODIFICATIONS TEMPORAIRES DE L’ACTIVITE ET DE LA PRISE ALIMENTAIRE. Certains animaux feront l’objet de manipulations permettant de moduler l’activité de circuits cérébraux à l’aide de lumière. Ces manipulations peuvent induire un état anxieux léger et transitoire. D’autres procédures incluent la réalisation de tests comportementaux, pouvant générer un stress léger et de courte durée, ainsi que l’application ponctuelle d’un stress modéré. Des prélèvements sanguins pourront être réalisés, entraînant une douleur brève au moment du geste. Enfin, certains animaux seront maintenus en isolement social pendant plusieurs jours, ce qui peut induire un stress modéré persistant durant toute la période d’isolement (10 jours maximum).
Devenir
A la fin des procédures les animaux sont euthanasiés sous anesthésie générale profonde pour la conservation des tissus (cerveau), qui seront analysés ultérieurement.
Remplacement
Ce projet étudie la manière dont les souris reconnaissent les émotions et comment cela est lié à la consommation d'alcool. À ce jour, il n'existe pas d'autres méthodes pour faire ces recherches sans utiliser des animaux. De plus, nous voulons comprendre comment certaines mutations génétiques influencent ces comportements. C'est pourquoi nous devons utiliser des souris spéciales qui ont les mêmes mutations que celles que l'on retrouve chez l'humain
Réduction
Nous optimisons le nombre d'animaux utilisés en réalisant plusieurs tests sur chaque animal au lieu de multiplier les groupes. Ainsi, les animaux passeront par différentes étapes de manière séquentielle (comme des opérations, des prélèvements, ou des tests de comportement). Avant de lancer un protocole complet, nous faisons d'abord des essais sur un petit groupe de 4 à 5 animaux pour voir si cela vaut la peine de poursuivre. Cela nous aide à éviter d'utiliser trop d'animaux. Si les résultats sont prometteurs, nous passons à un groupe de 12 animaux, qui est le nombre minimum que l’on estime nécessaire pour avoir des résultats fiables. Nous vérifions également que les données sont bien réparties avant de les analyser avec des méthodes statistiques appropriées. MODIFICATION: ON AJOUTE UNE PETITE CHIRURGIE POUR PLACER SOUS LA PEAU UNE MINI POMPE QUI DIFFUSE EN CONTINU DE LA NICOTINE OU DU SERUM PHYSIOLOGIQUE, CELA LIMITE LES VARIATIONS DE CONCENTRATION DU PRODUIT DANS LE SANG ET PEUT AINSI REDUIRE LE NOMBRE DE SOURIS NECESSAIRES POUR OBTENIR DES RESULTATS FIABLES.
Raffinement
Nous ferons tout pour garantir le bien-être des animaux pendant l'étude. Lors des opérations, ils recevront une anesthésie pour les endormir et des médicaments pour soulager la douleur. Si l'opération dure longtemps, nous les hydraterons avec une injection pour qu'ils ne soient pas deshydratés au reveil. Tous les animaux vivront dans un environnement confortable, avec des matériaux pour construire des nids et des endroits où se cacher. Ils seront gardés ensemble pour maintenir leurs liens sociaux, et des techniciens vérifieront leur état chaque jour. Si un animal montre des signes de douleur, les techniciens préviendront immédiatement le responsable de l'étude pour prendre des mesures. Si nécessaire, nous donnerons des médicaments ou des crèmes pour les aider à guérir. Nous pouvons aussi leur fournir de la nourriture spéciale pour les aider à manger. Après certaines opérations, nous utiliserons des matériaux doux pour éviter d’endommager les implants. Les tests qui leur permettent d’interagir chaque jour contribuent aussi à leur bien-être. Tous ceux qui s’occupent des animaux sont formés pour le faire correctement. Enfin, si un animal doit être euthanasié, cela se fera de manière douce, sans douleur, pour minimiser ses souffrances. MODIFICATION: ON AJOUTE UNE PETITE CHIRURGIE POUR PLACER SOUS LA PEAU UNE MINI POMPE QUI DIFFUSE EN CONTINU DE LA NICOTINE OU DU SERUM PHYSIOLOGIQUE. CELA EVITE DE FAIRE DE NOMBREUSES INJECTIONS CHAQUE JOUR.
Choix des espèces
La souris est un animal souvent utilisé pour étudier le cerveau chez les vertébrés. Son système nerveux est organisé de manière similaire à celui des humains, et elle partage environ 95% de ses gènes avec nous, ce qui permet de transposer les résultats obtenus chez la souris à l'humain de manière assez fiable. De plus, la souris peut être génétiquement modifiée, ce qui nous aide à comprendre les mécanismes biologiques impliqués dans de nombreuses maladies. Par exemple, grâce à des modèles de souris génétiquement modifiées, nous pouvons étudier comment certaines mutations génétiques humaines affectent des molécules ou des récepteurs spécifiques dans le cerveau. Les souris adultes ont été choisies pour cette étude car elles présentent une maturation complète des systèmes physiologique et neurologique, nécessaire à l’analyse des processus socio-emotionnels. Plus spécifiquement, nous utiliserons des souris modifiées pour exprimer des mutations des récepteurs nicotiniques, liées à la dépendance à l'alcool chez l'humain. Les souris montrent également une variété de comportements sociaux et de réponses émotionnelles, ce qui en fait un modèle pertinent pour notre recherche sur les émotions et la consommation d'alcool.
SubDOPA : Étude du rôle des récepteurs dopaminergiques D2 dans l’hippocampe chez la souris
- Recherche fondamentale
- Éthologie / comportement / biologie animale
- Oncologie
- Système nerveux
Pour comprendre le rôle de récepteurs à la dopamine dans la mémoire de la peur, 2 417 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue pour prélever leur cerveau, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger à modéré. Chaque animal subit une chirurgie de 30 à 45 minutes destinée à inactiver des zones précises du cerveau, des injections sur animal éveillé et une série de tests comportementaux. Le porteur décrit des stimulations électriques provoquant un stress ponctuel et une chirurgie suivie de tiraillements pendant 48 heures. Les retombées évoquées pour des maladies comme la schizophrénie restent renvoyées à de futures stratégies thérapeutiques, l'objet immédiat étant de cartographier des circuits cérébraux.
Objectifs
Le but de cette étude est de mieux comprendre comment certaines cellules du cerveau participent à la mémoire et aux émotions, en particulier à la mémoire de peur. Le projet vise à étudier précisément quelles cellules sont impliquées dans une région appelée l’hippocampe, connue pour son rôle dans la mémoire. L’étude cherchera ensuite à comprendre comment ces cellules contribuent au bon fonctionnement des circuits cérébraux et à la formation des souvenirs émotionnels, en utilisant des modèles animaux permettant d’étudier ces mécanismes de manière ciblée.
Bénéfices attendus
Cette étude permettra de mieux comprendre le rôle des récepteurs neuronaux appelés « récepteurs D2 » dans la mémoire émotionnelle. Elle permettra de comprendre comment ces récepteurs peuvent influencer le fonctionnement du cerveau et le comportement, notamment dans le cadre de certaines maladies neuropsychiatriques, comme la schizophrénie. Ces découvertes nous permettront de contribuer à la mise au point de stratégies thérapeutiques plus ciblées pour ces maladies.
Procédures
Les animaux sont soumis à une intervention chirurgicale (d’une durée d’environ 30 à 45 minutes, sous anesthésie générale) permettant d’inactiver des zones précises du cerveau afin d’évaluer leur fonction dans la mémoire des émotions. Après une période de récupération complète, certains animaux participeront à des tests comportementaux. Ces tests se déroulent sur une semaine, avec des séances courtes chaque jour.
Impact sur les animaux
Les stimulations électriques peuvent entrainer un stress ponctuel, sans atteinte tissulaire ou douleur persistante. La chirurgie peut provoquer, dans les 48 heures suivant l’intervention, des tiraillements ou des démangeaisons au niveau du site opératoire. De plus, l’injection de substances chez des animaux éveillés peut provoquer un léger inconfort ou une douleur brève au point de piqûre, ainsi qu’un stress lié à leur manipulation.
Devenir
Tous les animaux seront mis à mort à la fin de chaque procédure, car il est nécessaire de prélever les cerveaux pour des analyses. Les analyses visent à mieux comprendre comment les manipulations expérimentales modifient le fonctionnement du cerveau.
Remplacement
La réalisation de ce projet repose sur l’utilisation d’animaux pour mieux comprendre le fonctionnement du cerveau et son lien avec le comportement. Certaines méthodes alternatives, comme les cultures cellulaires ou les organoïdes, permettent d’étudier des cellules isolées, mais ne reproduisent pas encore la complexité d’un organisme vivant et ses interactions neuronales. Dans ce contexte, l’utilisation d’animaux reste nécessaire pour combiner ces approches et obtenir des résultats fiables, tout en cherchant systématiquement à réduire leur nombre et à privilégier des méthodes moins invasives lorsque cela est possible. À ce jour, la souris reste l’organisme le plus adapté pour combiner ces approches génétiques avec des analyses comportementales et fonctionnelles.
Réduction
Nous avons cherché à utiliser le plus petit nombre d’animaux possible, tout en conservant un effectif suffisant pour obtenir des résultats fiables. Le nombre d’animaux a été déterminé à l’aide d’outils statistiques couramment utilisés en recherche, afin d’éviter toute utilisation excessive. Pour les études sur le comportement, chaque groupe comprendra 12 animaux. Une partie d’entre eux sera utilisée pour des analyses d’anatomie, tandis que les autres serviront à compléter des mesures réalisées sur des cellules, ce qui permet de limiter le nombre total d’animaux nécessaires au projet. Dans toutes les expériences, nous travaillerons avec des femelles et des mâles issus des mêmes portées, afin de limiter les différences liées à l’origine des animaux.
Raffinement
Une grille de score avec des points limites sera mise en place dès l'apparition de signes cliniques. Avant chaque procédure expérimentale, les animaux sont manipulés fréquemment afin de les habituer aux expérimentateurs et réduire ainsi leur stress. Un suivi régulier sera appliqué dès le début de nos expérimentations. Des soins post-opératoires adaptés seront assurés pour tous les animaux ayant subi une chirurgie. Un complément alimentaire humide sera fourni pendant les 48 premières heures afin de favoriser la récupération, accompagné d’un suivi attentif du poids et du comportement. Pour les animaux devant être hébergés individuellement, un enrichissement supplémentaire (paille, igloo ou maison en carton) sera mis en place, tout en maintenant une proximité visuelle et olfactive avec leurs congénères afin de limiter le stress et préserver le bien-être animal.
Choix des espèces
Les souris fournissent des excellents modèles pour l'étude des réseaux neuronaux, au cœur de notre projet. De plus sa physiologie générale nous permet de nous rapprocher suffisamment de l'homme pour obtenir des données pertinentes sur un point de vue médical. Ce modèle est parfaitement maîtrisé pour ce type d’expérimentation, tant sur le plan des techniques utilisées que sur celui des conditions d’hébergement et de bien-être animal. Toutes les souris seront transférées depuis la zone d’élevage vers la zone expérimentale à l’âge de 11 semaines. Il est admis qu’à 12 semaines, la croissance des os est achevée, ce qui facilite les procédures concernant la chirurgie prévue dans le projet. Les souris ne seront plus utilisées au-delà de 11 mois, afin de limiter l’apparition de facteurs liés au vieillissement pouvant interférer avec les analyses.
Étude de l’influence du contexte d’administration sur les effets pharmacologiques (comportementaux et neurobiologiques) induits par substances psychédéliques chez la souris
- Recherche appliquée
- Troubles nerveux
- Recherche fondamentale
- Système nerveux
920 souris sont soumises à un modèle expérimental de dépression puis à l'administration de substances psychédéliques, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré à sévère, toutes tuées à l'issue. Certaines subissent une chirurgie cérébrale pour des micro-injections ou l'implantation d'un dispositif laissé une semaine. Le RNT évoque des "tests comportementaux non invasifs" et un contexte "négatif" induisant un stress "modéré", sans détailler les substances employées ni nommer précisément les tests. Vingt souris relèvent d'un niveau de souffrance sévère, un chiffre laissé sans explication au regard des 900 autres classées en souffrance modérée.
Objectifs
La dépression constitue l’un des troubles mentaux les plus répandus dans le monde touchant près de 300 millions de personnes. En France, il est estimé qu’entre 15 et 20% de la population sera touchée au cours de sa vie. Aujourd’hui, les médicaments antidépresseurs présentent plusieurs limites, telles qu’une inefficacité chez 30% des patients, un délai d’action de plusieurs semaines et de nombreux effets indésirables. De nouvelle approches thérapeutiques sont donc nécessaires pour améliorer la prise en charge et le bien-être de millions de personnes. Certaines substances agissant sur le fonctionnement du cerveau suscitent aujourd’hui un fort intérêt scientifique en raison de leurs effets rapides et durables observés dans des études cliniques récentes. Toutefois, leurs mécanismes d’action restent encore mal compris, et des recherches précliniques sont indispensables pour mieux caractériser leurs effets, déterminer les conditions d’utilisation optimales et en évaluer la sécurité. L’un des objectifs de ce projet est d’étudier comment ces substances peuvent modifier la plasticité cérébrale, c’est-à-dire la capacité du cerveau à se réorganiser. En particulier, nous nous intéressons à des structures appelées matrice périneuronale, qui participent à la stabilité et à la flexibilité des circuits neuronaux. Des résultats préliminaires suggèrent que ces matrices pourraient être modifiées, permettant une réorganisation des circuits cérébraux impliqués dans la régulation des émotions. Le projet vise également à mieux comprendre pourquoi les effets observés peuvent varier d’un individu à l’autre et selon le contexte. Pour cela, nous développons un modèle expérimental chez la souris permettant d’étudier l’influence de facteurs individuels et environnementaux sur les effets de ces substances, de manière standardisée et reproductible. À terme, ces travaux permettront de mieux comprendre les mécanismes biologiques impliqués, d’optimiser l’efficacité des futures stratégies thérapeutiques et de limiter leurs effets indésirables. Ces recherches pourraient ainsi contribuer au développement de nouveaux candidats médicaments pour le traitement de la dépression.
Bénéfices attendus
Ce projet vise à mieux comprendre comment certaines substances peuvent avoir un effet antidépresseur. Il permettra de préciser les conditions d’utilisation et les mécanismes biologiques iencore insuffisamment connus. Le projet développera également un modèle expérimental permettant d’étudier l’influence de facteurs individuels et environnementaux sur ces effets, afin de mieux comprendre la variabilité des réponses observées. Enfin, l’étude des interactions avec un traitement de référence, l’antidépresseur fluoxétine, contribuera à anticiper d’éventuels risques et à améliorer la sécurité d’un usage futur. À terme, ces travaux pourraient contribuer au développement de traitements antidépresseurs plus rapides et plus efficaces que ceux actuellement disponibles.
Procédures
Les animaux seront soumis à des tests comportementaux non invasifs, d’une durée de 5 à 10 minutes, réalisés sur une période limitée. Les manipulations liées au contexte expérimental (environnement et état de l’animal) sont plus durables, pouvant s’étendre jusqu’à 2h30. Le contexte négatif induit un stress modéré mais a été validée pour ne pas induire de stress majeur. Un modèle expérimental de dépression sera mis en place pour une durée maximale de 13 jours. Certains animaux subiront une seule intervention chirurgicale, d’une durée d’environ 10 à 20 minutes selon le groupe, réalisée sous anesthésie générale. Soit des micro-injections locales seront effectuées, soit un dispositif sera implanté et restera en place pendant une semaine.
Impact sur les animaux
Les animaux soumis au modèle de dépression pourront présenter des signes légers et temporaires de mal-être, comme un pelage moins soigné, une activité réduite ou une diminution de l’intérêt pour la nourriture ou l’environnement. Ces effets sont réversibles et disparaissent généralement en quelques semaines. L’administration de psychédéliques peut provoquer des mouvements brusques de la tête, une activité réduite temporairement ou une anxiété légère, toujours de courte durée et sans séquelle. Les injections nécessaires pour l’administration des substances peuvent causer une douleur très légère, comparable à une piqûre, mais transitoire. Les interventions chirurgicales entraînent un inconfort local limité pendant 24 à 48 heures. Un risque de troubles de la coordination ou une baisse d'activité peut survenir temporairement. Les manipulations comportementales ou les variations de l’environnement peuvent induire un stress léger et temporaire, sans effet durable. Enfin, l’association d’un antidépresseur classique avec un psychédélique ne devrait pas provoquer d’effets indésirables majeurs en conditions contrôlées, si ce n’est une légère anxiété ou réduction de l’activité locomotrice dans les heures suivant l’administration.
Devenir
Tous les animaux seront mis à mort à la fin du protocole pour réaliser des analyses.
Remplacement
Le recours au modèle murin est indispensable pour ce projet, les réponses comportementales complexes (évaluation phénotypes anxio-dépressifs), les effets neurochimiques de certaines régions cérébrales, l’analyse de l’activité neuronale et cérébrale, ne peuvent être réalisés in vitro. De plus l’objectif est de valider des stratégies thérapeutiques dans un modèle préclinique en vue de développer un protocole clinique.
Réduction
Le nombre d’animaux a été limité au strict nécessaire pour obtenir des résultats fiables tout en respectant le principe de réduction. Les effectifs par groupe (10 individus) ont été déterminés à partir de nos données antérieures et de calculs statistiques pour assurer une puissance suffisante. Les animaux seront répartis de manière aléatoire entre les groupes expérimentaux. Dans certaines expériences, plusieurs groupes seront comparés pour étudier l’effet de différentes doses. Dans ce cas, des analyses statistiques adaptées seront réalisées pour identifier les différences significatives entre les groupes. Pour les mesures nécessitant des techniques plus spécialisées (par exemple le suivi de certains marqueurs cérébraux ou la validation de doses expérimentales), 5 animaux par groupe suffisent, grâce à la comparaison des résultats avant et après l’intervention chez le même animal. Certains groupes de contrôle pourront être utilisés pour plusieurs expériences afin de réduire le nombre total d’animaux.
Raffinement
Deux situations spécifiques ont été identifiées comme particulièrement sensibles : les chirurgies et l’exposition à un modèle de dépression. Chirurgies : les animaux recevront une anesthésie et une prise en charge pour limiter la douleur et l’inconfort. Une surveillance post-opératoire renforcée sera mise en place, incluant un suivi rapproché de l’état général et des soins adaptés si nécessaire. Seuls les animaux ne présentant aucun signe de complication seront utilisés pour les expériences suivantes. Modèle de dépression : ce protocole peut induire des comportements liés à l’anxiété ou à la dépression, mais la procédure choisie génère des effets relativement subtils. Les animaux seront observés attentivement et toute manifestation de souffrance excessive entraînera une prise en charge immédiate adaptée.
Choix des espèces
La souris a été choisie pour ce projet car elle permet d’étudier de manière fiable les effets des antidépresseurs sur le cerveau. Chez la souris, le système cérébral est bien connu et présente de nombreuses similitudes avec celui de l’humain. Il est possible de mesurer des comportements liés à l’anxiété et à la dépression, ainsi que les adaptations du cerveau à différentes conditions expérimentales et au sein de différents contextes. Les expériences seront réalisées sur des souris âgées d’environ 10 semaines, correspondant à l’âge adulte chez l’animal. Ce choix permet d’étudier des comportements et des mécanismes cérébraux comparables à ceux d’un adulte humain, tout en évitant les variations liées à l’adolescence.
Etude chez la souris des effets neurophysiologiques d’une maladie causée par une mutation d’un canal calcique (EU1/2)-MODIFICATION
- Recherche fondamentale
- Système nerveux
408 souris sont utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger à modéré, toutes tuées à l'issue pour prélèvement du cerveau et du cervelet. Les souris porteuses de la mutation peuvent développer une ataxie et des crises d'épilepsie, et 81 d'entre elles subissent une chirurgie crânienne pour la pose d'électrodes, enregistrées six heures par semaine pendant un mois. Quarante autres reçoivent une pompe osmotique et sont isolées trois semaines pour l'administration d'une molécule test. Le projet vise à créer le premier modèle animal de cette maladie cérébelleuse infantile, dont le porteur affirme que "l'attente des patients et cliniciens est considérable".
Objectifs
L’objectif de ce projet est d’étudier l’impact physiopathologique d’une mutation gain de fonction d’un canal calcique décrite dans une maladie cérébelleuse infantile. Seules les études in vivo et ex vivo peuvent permettre de déterminer l’impact de cette mutation sur le(s) dysfonctionnement(s) neurologique(s) observé chez les patients atteints de cette maladie. Pour ce projet, nous utiliserons un modèle murin chez lequel l'expression de la mutation causale pourra être induite. Il s’agit du premier modèle animal de cette maladie et l’attente des patients et cliniciens est considérable, d’une part pour mieux comprendre cette pathologie, et d’autre part pour évaluer les traitements possibles.
Bénéfices attendus
Identifier les mécanismes pathogéniques dans l'atrophie cérébelleuse infantile. Préciser le rôle du canal calcique dans le développement du cerveau, du cervelet en particulier. Valider le modèle murin en tant que modèle préclinique de la maladie permettant d'évaluer des pistes thérapeutiques dans l'atrophie cérébelleuse infantile.
Procédures
Pour ce projet, 264 animaux seront évalués pour leurs capacités motrices et cognitives dans des tests standards. PARMI CEUX-CI, 24 SERONT ISOLES POUR LE TEST DE ROUE LIBRE. 40 AURONT UNE POMPE OSMOTIQUE IMPLANTEE SUR LE DOS ET SERONT ISOLES PENDANT 3 SEMAINES POUR ADMINISTRER UNE MOLECULE THERAPEUTIQUE TEST. Les autres animaux évalués dans cette 'procédure comportementale' sont issus de croisements permettant une expression conditionnelle de la mutation du canal. Ces différents tests, potentiellement générateurs de stress, se dérouleront sur une période d'environ 1 mois. 81 animaux subiront une chirurgie pour l'implantation crânienne d'électrodes pour l'enregistrement d’électroencéphalogramme (EEG). Sur ces animaux, l'EEG sera enregistré sur une période d'environ 1 mois, à raison d'une séance de 6 heures par semaine. 63 animaux participeront à une étude longitudinale des paramètres anatomofonctionnels par échographie photoacoustique du cerveau et du cervelet. Les mesures seront réalisées lors de courtes séances (15 min) d'acquisition sous anesthésie gazeuse.
Impact sur les animaux
Pour des animaux porteurs de la mutation, on peut s'attendre à des défauts neurologiques précoces qui vont résulter en une atrophie cérébelleuse et des troubles fonctionnels cérébelleux de type ataxie, ainsi que des crises épileptiques de type généralisée (absence). Nos procédures expérimentales pourront conduire à des effets indésirables. (i) les études comportementales du suivi locomoteur de l'ataxie pourront résulter en un stress des animaux lié à la préhension manuelle et la découverte de l'environnement expérimental que nous atténuerons par une habituation de ces animaux aux dites procédures. (ii) le suivi par échographie/photoacoustique à haute résolution des éventuelles dysmorphies cérébrales et cérébelleuses est une approche non invasive et non douloureuse. Comme en (i), le stress subi par les animaux se limite à la préhension par l'expérimentateur pour une courte période (15 min/animal). (iii) Le suivi du phénotype épileptique par enregistrement électroencéphalographique (EEG) ET LE TEST DE L'EFFET THERAPEUTIQUE D'UNE MOLECULE peuVENt induire une douleur modérée puisqu'il implique une chirurgie pour la pose d'électrodes intracraniennes OU D'UNE POMPE OSMOTIQUE EN SOUS-CUTANE.
Devenir
L'ensemble des animaux contribuant aux 3 procédures de ce projet seront mis à mort. Les organes, tout particulièrement le cerveau et le cervelet, seront prélevés pour des analyses immunohistologiques.
Remplacement
Le développement et la caractérisation d'un modèle souris est incontournable pour l'analyse physio/pathophysiologique de l'ataxie cérébelleuse. Son utilisation sera toutefois strictement limitée aux expériences in vivo et ex vivo (prélèvements d'organes) ne pouvant être réalisées sur les modèles in vitro et in silico de la pathologie. Les conséquences fonctionnelles de cette mutation sur l'activité du canal calcique seront étudiées dans des expériences d'électrophysiologie sur lignées cellulaires et des approches in silico seront développées pour modéliser les conséquences de cette mutation sur l'excitabilité neuronale. Ces stratégies in vitro et in silico permettent de comprendre l'impact du canal muté à l'échelle cellulaire mais pas à l'échelle de l'organe entier, à savoir le cerveau, puisque les réseaux de neurones mis en place lors du neurodéveloppement ne peuvent pas être obtenus en culture ni par modélisation informatique. Quant aux études phénotypiques, par exemple les conséquences motrices d'anomalies du cervelet, elles nécessitent encore aujourd'hui de réaliser des expériences sur l'animal vivant.
Réduction
Le nombre d’animaux utilisés pour ce projet (estimé à 408) a été défini au plus juste pour nous permettre d’atteindre nos objectifs scientifiques et être statistiquement relevant. Nous avons défini une stratégie de croisement que nous espérons la plus optimale possible. Nous utiliserons des individus des 2 sexes afin de réduire le nombre d’individus à produire. Nous réaliserons dans la mesure du possible l'expérimentation comportementale (in vivo), et les analyses anatomique, tissulaire, cellulaire, sur les mêmes animaux. Pour définir statistiquement la taille des lots d'animaux à tester, nous nous appuyons sur des travaux publiés, ainsi que sur l'utilisation de logiciel approprié pour l'évaluation statistique du nombre d’animaux requis.
Raffinement
Le suivi de l’évaluation de l’état de santé des animaux sera strictement respecté et effectué quotidiennement. Des points limites spécifiques ont été définis et le raffinement s’appliquera selon une grille de score pour une prise en charge adaptée des animaux. Cette prise en charge comprend l’utilisation d’analgésiqueS et pour les scores les plus important, la mise à mort.
Choix des espèces
La souris est le modèle animal le mieux adapté pour i) modéliser de manière inductible la maladie neurologique étudiée et ii) développer l'ensemble des investigations anatomomorphologiques et fonctionnelles des atteintes cérébelleuses associées à la pathologie. La possibilité de contrôler l'expression de la mutation par la recombinase Cre (lignées de souris driver, injection de virus codant pour la recombinase Cre) est également un atout majeur justifiant l'intérêt de modéliser cette pathologie dans l'espèce souris. Les connaissances actuelles sur ce modèle permettent de répondre au mieux à la règle des 3 R. Utilisation de jeunes adultes et d'adultes pour étudier les conséquences neurodéveloppementales de l'expression de la mutation p.A961T, en particulier les conséquences sur le développement et la physiologie du cervelet.
Évaluation de l’intérêt d’un colorant médical fluorescent comme aide pour l’identification des zones abîmées de l’intestin lorsque ce dernier n’est pas correctement oxygéné.
- Recherche appliquée
- Troubles gastrointestinaux
- Recherche fondamentale
- Système cardiaque
- Système gastrointestinal
Tuées à l'issue pour prélever l'intestin grêle, 400 souris sont utilisées dans ce projet, 280 sans reprise de conscience et 120 réveillées puis suivies jusqu'à 72 heures. Sous anesthésie, l'abdomen est ouvert et un clip interrompt la circulation sanguine intestinale de quinze à soixante minutes, avant réouverture de l'artère. Le projet évalue un colorant fluorescent censé aider les chirurgiens à repérer les zones d'intestin non irriguées chez l'être humain. Les 120 souris réveillées relèvent d'un niveau de souffrance sévère, avec douleurs, perte de poids et déshydratation possibles avant leur mise à mort.
Objectifs
L’ischémie mésentérique aiguë est une maladie très grave qui correspond à un manque brutal de circulation du sang vers l’intestin. C’est une urgence médicale et chirurgicale, encore mal connue, et mortel dans plus d'un cas sur deux, en dehors des centres spécialisés. Chez les patients survivants, on doit souvent enlever une grande partie de l’intestin, ce qui entraîne de lourdes conséquences sur la qualité de vie du patient. Le diagnostic de cette maladie repose sur l’examen du patient et sur des imageries médicales qui montrent une obstruction des vaisseaux qui nourrissent l’intestin. Depuis 2016, un centre spécialisé, inspiré des unités pour l’AVC, a été créé permettant une prise en charge rapide et spécialisée 24h/24, la mortalité a pu être réduite de moitié. Le traitement repose sur trois actions principales : des médicaments adaptés, la réouverture rapide des artères bouchées, et l’ablation des parties de l’intestin qui sont définitivement détruites. Aujourd’hui, le chirurgien décide de ce qu’il faut enlever uniquement à l’œil nu pendant l’opération, ce qui reste difficile et parfois imprécis. Cela peut conduire soit à enlever trop d’intestin, soit à ne pas en enlever assez et à devoir réopérer. Il devient donc essentiel de développer des outils d’imagerie pendant l’opération pour mieux repérer les zones de l’intestin qui ne sont plus correctement irriguées. Cela permettrait à la fois de préserver l’intestin encore capable de guérir et d’éviter de laisser en place des zones mortes, qui peuvent entraîner des complications graves (infection, perforation, septicémie). Le colorant médical fluorescent, déjà utilisé en chirurgie digestive, permet de visualiser la circulation du sang grâce à une lumière spéciale, et c’est cet outil que cette étude cherche à évaluer.
Bénéfices attendus
Ce travail a pour objectif d’évaluer l’utilisation du vert d’indocyanine afin d’aider les chirurgiens à enlever uniquement les parties de l’intestin qui sont vraiment abîmées, et ainsi éviter une seconde opération. Il cherche aussi à mieux comprendre comment la circulation du sang revient dans les petits vaisseaux de l’intestin après le blocage d’une grosse artère, et comment cela se voit avec ce produit. L’idée est de créer une méthode fiable pour guider le chirurgien, un peu comme si l’on pouvait « examiner l’intestin en direct » pendant l’opération. L’étude montre aussi l’importance d’agir très vite sur les phénomènes d’inflammation, de caillots et de coagulation pour favoriser une bonne reprise de la circulation sanguine après l’ischémie. Elle permettra également de mieux comprendre ce qui se passe dans les petits vaisseaux sur la durée, après le retour du sang, et ainsi d’expliquer pourquoi l’évolution des patients est parfois défavorable même après une première opération. À terme, ces avancées pourraient réduire de façon importante les complications et les décès liés à cette maladie, qui reste encore mal comprise et mal traitée dans de nombreuses situations médicales, comme l’obstruction des artères, les états de choc en réanimation, certaines chirurgies vasculaires ou encore les greffes intestinales.
Procédures
Dans cette étude, les souris suivront une procédure médicale visant à reproduire une situation grave que l’on retrouve chez l’humain : une interruption temporaire de la circulation sanguine vers l’intestin. Pour cela, après ouverture de l'abdomen sous anesthésie générale, un petit clip est placé pendant une durée variable (allant de 15 à 60 minutes) sur l’artère principale qui alimente l’intestin. Ensuite, le sang est laissé circuler à nouveau. La colorant médical fluorescent à tester est déjà utilisé en pratique clinique. Il n’est pas toxique et est sans effets néfaste. Afin de tester son efficacité pour guider le chirurgien à n'enlever que les parties malades de l’intestin, ce produit sera injecté à la fin de la période d’interruption du flux sanguin. L'abdomen de l'animal est ensuite refermé. Le produit sera de nouveau testé 1h à 72h après la réouverture de l’artère bouchée par le clip. Une injection intraveineuse d'un colorant fluorescent sera également réalisée pour évaluer les réactions anormales du sang et des tissus. Une étude sur la perte de la detection du colorant médical fluorescent à tester, dû à l'augmentation des fuites au niveau de l’intestin sera également réalisée. Pour cela, une injection intraveineuse d'un marqueur permettant de mesurer l'importance de la perméabilisation de l'intestin, sera réalisé. Dans nos différentes procédures, un prélèvement de sang en intraveineux sera réalisé en début et en fin de procédure pour contrôler le de cellules dans le sang. Tout cela sera effectué sous anesthésie générale pour que les animaux ne ressentent aucune douleur au cours de l’intervention. Après l’opération, si un signe de douleur est observé, un antidouleur leur sera injecté en intraveineux. La durée maximale des procédures n'excèdera pas 72h.
Impact sur les animaux
Quand le sang n’arrive plus correctement à l’intestin (on parle d’ischémie mésentérique), cela peut provoquer des lésions irréversibles. Sans intervention rapide, des bactéries provenant du microbiote intestinal peuvent passer dans le reste du corps, entraînant une infection grave (sepsis) et un risque de défaillance des organes vitaux. Après chaque épisode d’ischémie et de rétablissement du flux sanguin (appelé "reperfusion"), les réactions sont très variables. Chez certaines souris, une partie de l’intestin est déjà abîmée pendant l'ischémie, alors que chez d’autres, les lésions apparaissent après la reprise de la circulation sanguine. Lors d’expériences sur la souris, plusieurs signes peuvent apparaître après une heure d’ischémie et pendant la reperfusion : perte de poids importante, douleurs, baisse d’appétit, faiblesse générale, déshydratation ou irritation au niveau des sutures. Pour observer ce qui se passe dans l’intestin, des techniques comme l’imagerie laser sont utilisées de façon brève et ciblée afin de ne pas causer d’effets secondaires. Ces observations sont bien tolérées, comme l’ont montré nos études précédentes.
Devenir
Toutes les souris seront euthanasiées en fin de procédure afin de prélever l’intestin grêle pour des analyses des tissus biologiques.
Remplacement
L’ischémie-reperfusion mésentérique est une maladie très grave, qui entraîne un taux de décès très élevé. Elle se manifeste de façons très différentes selon les patients et reste encore mal comprise. À cause de sa grande complexité, il n’est pas possible de l’étudier correctement avec des modèles sur ordinateur ou sans modèle animal en laboratoire. En effet, cette maladie touche à la fois les artères et les veines, avec des perturbations spécifiques de la circulation du sang. Elle provoque aussi des atteintes sévères de l’intestin, pouvant permettre le passage de bactéries dans l’organisme, entraînant des infections graves, une défaillance de plusieurs organes et une aggravation rapide de l’état du patient. Tous ces phénomènes — circulation sanguine, inflammation, bactéries et lésions des tissus — interagissent entre eux et varient beaucoup d’une personne à l’autre. Le modèle animal reste aujourd’hui indispensable pour nos recherches. Aucun autre système ne permet pour l’instant de reproduire de façon aussi fiable et complète les mécanismes que nous devons étudier.
Réduction
Un nombre suffisant d'animaux prend en compte les différences naturelles entre les animaux et le fait que la gravité de la maladie peut varier d’un individu à l’autre. Pour comparer les résultats entre les groupes, des tests statistiques adaptés seront utilisés afin de vérifier si les différences observées sont réellement significatives. De plus, tout est mis en œuvre pour limiter au maximum le nombre d’animaux utilisés : Notre première procédure permet de tester plusieurs doses du colorant médical. Dans les procédures suivantes, une seule dose sera utilisée en fonction de nos premiers résultats.
Raffinement
Avant les procédures, les animaux sont installés dans de grandes cages où ils peuvent se déplacer librement, vivre en groupe et adopter des comportements naturels. Leur environnement est aménagé avec de la litière et des abris pour favoriser le repos et la construction de nids. Une période d’adaptation d’au moins 7 jours est respectée. Les souris seront opérées sous anesthésie générale, sur une table chauffée pour maintenir leur température corporelle. Un antidouleur leur sera administré avant l’intervention afin d’éviter toute souffrance. L’état des animaux sera surveillé en permanence pendant l’opération, notamment pour vérifier qu’ils ne ressentent pas la douleur. Pendant la procédure, une surveillance visuelle continue est assurée. En cas de saignement, douleur manifeste, l'animal sera euthanasié. Pour la partie de l’étude où les animaux sont réveillés après l’opération, ils seront surveillés tous les jours par le personnel spécialisé, en plus du suivi réalisé par l’expérimentateur. Si l’état d’un animal se dégrade, une prise en charge immédiate sera mise en place. En cas de douleur, la surveillance sera renforcée, de la nourriture adaptée sera proposée et un traitement antidouleur sera administré quotidiennement afin d’assurer le confort de l’animal. Si aucune amélioration de son état général n'est observée, l'animal sera euthanasié. Les souris qui seront de nouveaux opérées seront anesthésiées et placée sur une table chauffée pour maintenir leur température corporelle. Un antidouleur leur sera administré avant l’intervention afin d’éviter toute souffrance. Pendant la procédure, une surveillance visuelle continue est assurée jusqu'à l'euthanasie de l'animal.
Choix des espèces
Notre laboratoire a une grande expérience dans le travail avec les souris, à chaque étape : soins avant les expériences, gestion du stress, anesthésie, chirurgie, suivi de l’état de santé, soulagement de la douleur et, si nécessaire, euthanasie dans le respect du bien-être animal. Pour observer les vaisseaux sanguins dans l’intestin à l’aide d’un microscope spécialisé (microscopie intravitale), nous utilisons de jeunes souris mâles ou femelles d’environ 7 semaines et pesant 20 g. Ce choix permet une observation claire, car au-delà de ce poids, la graisse empêche de bien voir les vaisseaux. Les résultats obtenus grâce à ce modèle permettent de mieux comprendre certains mécanismes biologiques, en particulier ceux liés à l’inflammation ou à de nouveaux traitements. Ces données sont utiles pour la recherche médicale humaine, car de nombreuses réactions sont similaires entre la souris et l’humain.
Efficacité et toxicité de candidats médicaments impliqués dans le traitement de maladies auto-immunes [MODIFICATION]
- Recherche fondamentale
- Système immunitaire
Les souris qui perdent au moins 25 % de leur poids sont mises à mort. 3 220 souris sont utilisées sur cinq ans dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré à sévère, 2 800 d'entre elles classées en souffrance sévère. On leur induit des maladies auto-immunes comme le lupus ou l'arthrite avant de tester des candidats médicaments, avec injections de plasmides, pose d'implants et prélèvements vaginaux quotidiens. Sur ce total, 420 souris n'ayant subi qu'une partie de la procédure sont réutilisées, notamment dans une formation interne aux gestes techniques.
Objectifs
[MODIFICATION] L’objectif de ce projet est de pouvoir tester des candidats médicaments pour des maladies auto-immunes telles que le lupus, les différents types d’arthrite ou encore la maladie de Sjögren. Pour ce faire, nous induirons à l’aide de molécules des maladies auto-immunes sur des souris immunodéficientes, immunocompétentes, ou humanisées à l’aide cellules souches hématopoïétiques humaines et leurs dérivées (cellules dérivées de cellules souches ou dérivées de populations hématopoïétiques) provenant par exemple de sang de cordon ombilical, de moelle osseuse ou de sang périphérique humains ou murins (PBMC). Différentes stratégies d’inductions pourront être réalisées en fonction des besoins expérimentaux. Le modèle nous permettra non seulement d’évaluer l’effet du candidat médicament (biologiques, immunomodulateurs…) sur la progression de la maladie auto-immune mais également d’analyser l’implication du système immunitaire dans cet effet, dans le but de mieux prédire la réponse humaine aux traitements. Des souris sans maladies induites pourront également être utilisées comme contrôles négatifs dans des études pilotes, des études de biodistribution et toxicité de candidats thérapeutique.
Bénéfices attendus
[MODIFICATION] Ce projet vise à améliorer la compréhension des mécanismes physiopathologiques des maladies auto-immunes et à soutenir le développement de nouvelles approches thérapeutiques ciblées. L’utilisation de modèles murins immunodéficients, immunocompétents ou humanisés permet de modéliser différentes pathologies humaines, dans un contexte in vivo contrôlé, tout en tenant compte des spécificités du système immunitaire humain. Ainsi, ce projet permettra : -d’étudier la progression de maladies auto-immunes comme : le lupus ou les différents types d’arthrite ou encore la maladie de Sjögren dans des modèles bien caractérisés, -d’évaluer l’efficacité et les mécanismes d’action de candidats médicaments à différents stades de développement, -de tester de nouvelles stratégies thérapeutiques dans des environnements immunitaires humanisés pertinents, -d’identifier des biomarqueurs de réponse ou de toxicité, -et de contribuer à une meilleure prédictibilité des résultats précliniques avant la transposition vers l’humain.
Procédures
Les animaux recevront des injections de solution saline isotonique contenant des plasmides, une ou deux fois selon la durée de l’étude. Ces injections, administrées uniquement aux souris de plus de 18 g, dureront entre 10 et 15 secondes. Concernant les chirurgies (implants) la durée n’excédera pas 10 minutes. Elles seront réalisées sous anesthésie gazeuse avec une analgésie préopératoire et un suivi post-opératoire rigoureux. En parallèle, les candidats médicaments et molécules / cellules pour l'induction des maladies seront administrés afin d’évaluer leurs effets thérapeutiques. Les injections dureront quelques secondes et la fréquence sera définie selon le protocole d’étude. Des prises de sang pourront être réalisées pour évaluer les effets des traitements et caractériser la réponse immunitaire. Les fréquences de prélèvements seront définies dans le protocole d’étude. Les volumes maximaux de prélèvements seront proportionnels au poids et à l’âge de l’animal avec une limite fixée sur une période glissante de 14 jours. Des prélèvements vaginaux pourront également être réalisés. Ils seront effectués quotidiennement pendant un minimum de cinq jours consécutifs, et si nécessaire, prolongés sur plusieurs semaines pour une évaluation complète du cycle œstral, notamment si les souris ne sont pas synchronisées. Ce prélèvement, très rapide, dure seulement quelques secondes. Des prélèvements d’urines et de fèces pourront être pratiqués par contention et massage du ventre.
Impact sur les animaux
Les procédures prévues dans le cadre de ce projet peuvent entraîner diverses nuisances ou effets indésirables chez les animaux. Ces effets varient selon les modalités expérimentales, la nature des composés administrés et le statut immunitaire des souris (immunodéficientes, immunocompétentes ou humanisées). -[MODIFICATION] Identification par puce électronique classique ou thermopuce : stress, gêne, douleur dans les heures suivants l’injection. - Injection hydrodynamique intraveineuse de plasmides : peut engendrer un hématome et des troubles cardio-respiratoires et une altération marquée de l’état général, pendant les minutes suivants l’injection. -Prélèvements vaginaux : peut engendrer une légère irritation locale transitoire, une inflammation minime ou du stress. -Implantation de capsules / implants : douleur, complications en lien avec la chirurgie. -Administration de traitements et induction des maladies : effets potentiellement toxiques des composés à visées thérapeutiques, hématome, douleur, lésion au site d’administration (notamment si administrations répétées), amaigrissement progressif, troubles moteurs, lésions cutanées, atteinte des organes, [MODIFICATION] fibrose de la glande salivaire, sécheresses buccales, oculaires seront suivies et documentées via le système interne de monitoring des animaux, altérations comportementales, œdèmes, douleurs articulaires, [MODIFICATION] ascites ou encore altération de l’état général. - Prélèvements sanguins : hématome, douleur, lésion au site de prélèvement (notamment si prélèvement répétés). Des nuisances peuvent également être induites par le stress dû à la contention. La douleur peut se manifester, entres autres, par une perte de poids, une hypo- ou une hyperactivité, une prostration ou des difficultés à se déplacer.
Devenir
Les animaux en fin d'étude, ayant atteints les points limites ou sur demande du vétérinaire seront euthanasiés. Ils ne recouvreront pas leur état de santé et de bien-être général. Des souris issues de cette procédure pourront être réutilisées dans le projet « Formation interne aux procédures et gestes techniques appliqués aux souris » sur décision vétérinaire. Ceci ne pourra être envisagé que dans les cas ou des animaux ont subi seulement une partie de la procédure (ex : animaux du groupe contrôle négatif) et ne présentant pas d’altérations résiduelles de leur état de santé.
Remplacement
Lorsque cela est scientifiquement pertinent, des alternatives in vitro seront envisagées afin de limiter l’utilisation d’animaux. Néanmoins, dans le cadre des pathologies auto-immunes et en particulier des procédures de ce projet, il n’existe à ce jour aucun modèle in vitro capable de reproduire fidèlement la complexité du système immunitaire humain ni ses interactions avec des composés thérapeutiques. L’utilisation de souris immunodéficientes, immunocompétentes ou humanisées demeure essentielle pour modéliser l’implication du système immunitaire, évaluer les effets des traitements et garantir la transposabilité des résultats. Ces modèles in vivo constituent donc un outil robuste, indispensable pour répondre aux objectifs scientifiques et thérapeutiques du projet.
Réduction
Un total de 3220 souris seront utilisées, couvrant une période de 5 ans et permettant de réaliser environ 70 études précliniques de 46 souris. Ce nombre de souris utilisées sera limité au strict nécessaire, en se basant sur l’expérience acquise dans les études antérieures et sur des considérations statistiques. Les effectifs par groupe seront déterminés selon la variabilité attendue des réponses, notamment immunitaires, et adaptés en fonction des objectifs : caractérisation phénotypique, réponse au traitement, suivi de biomarqueurs ou évaluation de la toxicité. En fonction des modèles pathologiques et de l’effet attendu, le nombre de souris par groupe pourra varier de 4 à 8. Certains animaux ne développant pas la pathologie attendue (groupe contrôle par exemple) pourront être réutilisés dans ce même projet ou utilisé en formation. Des études pilotes permettront également de valider certains protocoles ou dosages, avant d’engager des cohortes plus larges.
Raffinement
En début d'étude, les souris seront hébergées préférentiellement par groupes sociaux stables de 5 individus. Des compléments alimentaires pourront être administrés suivant l’état de santé des animaux (ex : Diet Gel). La cage contiendra à minima une couche de litière permettant de creuser, se cacher et réaliser un nid. Cette couche de litière pourra être supplémentée par un échantillon de litière provenant de cages mâles pour synchroniser le cycle œstral. En outre, des enrichissements de qualité seront fournis dans chacune des cages : morceaux de bois, tunnel en carton, kraft et/ou boules de cotons. À leur entrée dans l’animalerie, les souris bénéficieront d’une période d’acclimatation de minimum 4 jours. Lors d’un changement de zone au sein de l’animalerie, elles bénéficieront d’une période d’acclimatation d’une nuit au minimum. Pour limiter la douleur, la souffrance et l’angoisse, une échelle de scores cliniques (pelage, mobilité, état général, activité, comportement, etc…) sera appliquée dès le premier geste invasif ou dès qu’un signe d’altération sera observé lors de la surveillance quotidienne. Le vétérinaire aura pleine autorité pour euthanasier un animal ou mettre en œuvre un traitement anti- douleur. Concernant les prélèvements sanguins, le volume maximal est défini pour un prélèvement unique, au-delà il s’agira d’un prélèvement sous anesthésie suivi d’une euthanasie sans réveil (prélèvement terminal). Les fréquences sont limitées et une réhydratation est prévue à partir d’un certain seuil. Les points limites sont : -Perte de poids supérieur ou égale à 25 % du poids de référence (induction de la maladie) -Score clinique maximal atteint.
Choix des espèces
[MODIFICATION] La souris constitue le modèle préclinique de référence pour l’étude des maladies auto-immunes telles que le lupus, l’arthrite ou encore la maladie de Sjögren en raison de sa proximité génétique avec l’Homme, de sa physiologie bien caractérisée et de la disponibilité de lignées spécifiques adaptées à chaque pathologie. Selon les besoins, il est possible d’utiliser différents types de modèles : spontanés, chimiques (Pristane pour le lupus, Imiquimod pour le psoriasis et certains modèles de lupus), biologiques (comme les modèles d’arthrite induite par du collagène, des anticorps ou des adjuvants), traumatiques, ou humanisés via la greffe de cellules humaines provenant de patients atteints de ces maladies. Les lignées de souris immunodéficientes permettent de reconstruire un système immunitaire humain chez la souris afin d’étudier la physiopathologie des maladies auto-immunes, d’évaluer la réponse à de nouvelles approches thérapeutiques immunomodulatrices et d’anticiper leurs effets secondaires immunitaires de façon prédictive. Les souris non humanisées seront incluses dans les études à partir de 6 semaines d’âge, âge correspondant à une maturité immunitaire et physiologique suffisante pour l’induction de pathologies et l’évaluation de traitements. Les souris humanisées seront quant à elles incluses à partir de 8 semaines, seuil à partir duquel une reconstitution immunitaire humaine stable et mesurable est généralement observée dans le sang périphérique.
Développement d’une approche radiomique basée sur l’imagerie scanner pour identifier les signatures radio-immunes dans des modèles de cancer ORL, pulmonaire et du colon
- Recherche fondamentale
- Oncologie
Une incision du thorax pour injecter des cellules tumorales directement dans le poumon: 1 150 souris sont soumises à cette procédure ou à des greffes dans la babine et sous la peau, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, toutes tuées à l'issue. Chaque animal reçoit ensuite une radiothérapie localisée et des injections d'anticorps modulant la réponse immunitaire. Le projet vise à entraîner des algorithmes d'intelligence artificielle sur des images de scanner pour prédire la réponse à l'immunothérapie. Le porteur reconnaît que les modèles murins sont "imparfaits d'un point de vue purement biologique" tout en les jugeant indispensables.
Objectifs
L'avènement de l'immunothérapie a conduit à un changement de paradigme dans le traitement de plusieurs cancers solides et hématologiques, conduisant à des résultats impressionnants en termes de survie et de réponse tumorale. Cependant, seule une fraction des patients répond à l'immunothérapie, soulignant ainsi le besoin urgent de biomarqueurs pronostiques et prédictifs. L'infiltration immunitaire tumorale est un élément essentiel de la réponse immunitaire contre le cancer, conditionnant la réponse à l’immunothérapie. Le développement de stratégies non invasives pour quantifier cette infiltration immunitaire tumorale et prédire le résultat du traitement pourraient representer une avancée majeure. Ce projet vise à développer et tester dans des modèles tumorales murins un approche basé sur l’analyse d’images radiologiques combiné à des méthodes d’intelligence artificielle pour développer des algorithmes prédictifs.
Bénéfices attendus
À l'ère de la médecine personnalisée, où les stratégies thérapeutiques sont de plus en plus adaptées aux profils spécifiques des patients et des tumeurs, la radiomiquele développement de algorithmes prédictifs pourrait représenter un outil précieux d'aide à la décision, guidant la prise en charge des patients atteints de cancer. La possibilité de déchiffrer de manière non invasive le microenvironnement tumoral et de suivre la réponse au traitement, par le biais de signatures radio-immunes, pourrait impacter de façon majeure la pratique clinique. De plus, l’opportunité de suivre dynamiquement et "en temps réel" l’infiltration en lymphocytes T CD8+de cellules immunitaires peut nous permettre de proposer de nouveaux traitements sur mesure. Le développement d'algorithmes prédictifs pour la prise en charge des patients atteints de cancer pourra améliorer l’efficacité des thérapies et réduire les chances d’échec thérapeutique, en sélectionnant les patients qui ont le plus de possibilités de répondre au traitement sélectionné et en arrêtant précocement des traitements inefficaces.
Procédures
Des injections de cellules tumorales seront réalisées chez tous les animaux, soit au niveau de la babine soit au niveau pulmonaire, soit au niveau sous-cutané. Les cellules tumorales seront injectées directement dans la muqueuse orale des souris préalablement anesthésiées, avec une aguille de petit diamètre (n=1, durée 5 secondes, anesthésie locale). L’injection de cellules dans le poumon prévoit une petite incision à niveau du thorax de souris (sous anesthésie générale) pour exposer la plèvre. L’injection sera effectuée travers la plèvre avec une aiguille de petit diamètre (n=1,durée 2 minutes). Les injections d'anticorps (n=1 par animal, durée 3 secondes), se feront sous anesthésie locale avec de la lidocaine.
Impact sur les animaux
Des difficultés légères d’alimentation pour les souris avec une tumeur ORL sont possibles. Pour le modèle pulmonaire, la croissance de la tumeur peut engendrer une difficulté respiratoire légère. Pour le modèle sous-cutané, la croissance tumorale une gêne mécanique légère. Un impact modéré systémique (perte d'appétit) est aussi possible. Le traitement par radiothérapie étant extrêmement localisée, la toxicité provoquée par les rayons seront minimes et légers. Par ailleurs, les injections étant faites sous anesthésie locale et espacées de plusieurs jours entre les injections, nous nous attendons à des effets transitoires et légers de ces injections.
Devenir
Tous les animaux seront mis à mort à la fin des procédures expérimentales pour analyse sur tissus et organes post-mortem.
Remplacement
Ce projet a pour but d’évaluer les effets de la radiothérapie localisée combinée ou non à des immunomodulateurs sur le microenvironnement tumoral et de suivre la réponse au traitement pour dévoiler des signatures radio-immunes. L’étude du recrutement et de la réponse des leucocytes dans la tumeur nécessite la présence d’un système immunitaire efficace dans un modèle dynamique (depuis la production des cellules dans la moelle osseuse, leur libération dans le sang, leur maturation dans les organes lymphoïdes secondaires, jusqu’au recrutement sur le site tumoral) qui ne peut pas être réalisée in vitro. Ceci met en jeu des interactions complexes nécessitant un organisme vivant entier. Les modèles murins sont imparfaits d’un point de vue purement biologique mais permettent d’étudier la réaction immunitaire anti-tumorale in vivo et ont l’avantage d’être d’une taille bien plus faible que chez l’humain, ce qui permet une inclusion en totalité des tumeurs et des tissus environnant pour une analyse histologique exhaustive. Cette inclusion en totalité ouvre une possibilité plus importante de mise en correspondance spatiale d’images histologiques et radiologiques, non réalisable en clinique, et apportera des éléments concrets quant à la réalité biologique d’hypothèses faites depuis plusieurs années en clinique. De plus, des modèles murins permettant la modulation in vivo de sous-populations spécifiques de cellules immunitaires (par exemple la déplétion vs l'enrichissement en CD8) au sein du microenvironnement immunitaire tumoral pourraient renforcer la signification biologique de notre signature radiomique. Nous envisageons pour cela un traitement personnalisé incluant radiothérapie et agents immunomodulateurs (par exemple anti-TGF beta, anti-CD8, anti-PD1) capables d'agir sur la contexture immunitaire tumorale.
Réduction
La génération d’un algorithme prédictif et pronostique par deep learning nécessite l’analyse d’un large set de données. En effet, cela est nécessaire pour un bon entraînement des algorithmes de prédiction. De plus, il est nécessaire d’utiliser une cohorte indépendante sur laquelle tester l’efficacité des algorithmes développés. Il n’existe aucune donnée dans la littérature concernant des analyses radiomiques dans des modèles tumoraux murins. Notre estimation de 50 souris par groupe est donc basé sur des observations cliniques et sera adapté sur la base des données obtenues pendant la réalisation du projet. En autre, les modèles murins que nous utiliserons ont déjà été testés et validés dans de nombreuses publications, et la collaboration avec Gustave Roussy nous permettra d'avoir des modèles déjà testés et performants, minimisant ainsi le nombre d'animaux nécessaires.
Raffinement
Nous avons mis en place des stratégies d'expérimentation et d'observation afin de réduire au minimum la souffrance et la douleur des animaux. Examen clinique quotidien. Une pesée sera effectuée régulièrement. Les points limites seront strictement appliqués. - Le développement de la tumeur ainsi que les signes de toxicité (perte de pois, prostration,nécrose) seront évalués 3 fois par semaine (sacrifice des souris dès qu’un point limite est atteint). -Un complément alimentaire sera administré aux souris pour limiter les effets de l'asthénie et de l'irradiation.
Choix des espèces
La souris est l’espèce animale de référence pour les études de radiobiologie et est parmi les plus utilisées pour étudier les réponses immunitaires pendant le développement tumoral. De plus, pour des raisons de taille, de prix et de temps nous avons choisi cette espèce. La physiologie et la génétique de la souris sont de mieux en mieux connues et de nombreuses études ont déjà validé des découvertes faites chez la souris en les appliquant pendant des essais cliniques, ce qui promeut et facilite le transfert des résultats obtenus chez la souris en clinique. Les souris seront âgées de 7 ou 8 semaines, âge auquel les souris sont suffisamment matures. De plus, les modèles tumoraux ORL et pulmonaire et sous cutané ont été développés et caractérisés en utilisant des souris de cet âge, et nous allons maintenir ces mêmes paramètres pour cette étude