Recherche fondamentale

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    • Système cardiaque
Rats : 92
Souffrances
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Devenir
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 92

92 rats vont être utilisés, tous tués à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Ils reçoivent un régime à 60 % de fructose et une perfusion d'angiotensine II par pompe implantée sous la peau pour installer un syndrome métabolique, avec transplantation fécale par gavage et prélèvements sanguins répétés sur huit semaines. Le porteur cherche à relier la restriction en sel, le microbiote intestinal et la fibrose cardiaque. Il affirme que l'usage d'un modèle de rat est "indispensable" pour une pathologie touchant de multiples organes.

Objectifs

Les maladies liées à la fibrose sont la cause chaque année de 800000 décès dans le monde parmi lesquels la majorité est liée à la fibrose pulmonaire et cardiaque. La fibrose cardiaque est responsable de plusieurs dysfonctionnements cardiaques pouvant éventuellement conduire au décès du patient. Diverses situations pathologiques favorisent la fibrose cardiaque, comme l’hypertension artérielle, l’insulinorésistance, l’obésité et le diabète de type 2, pathologies souvent associées dans le contexte du syndrome métabolique, qui affecte aujourd’hui 25 à 45% de la population dans les pays industrialisés. Plus qu’un simple regroupement de symptômes, le syndrome métabolique rassemble des facteurs de risque, prédisposant aux maladies cardiovasculaires et métaboliques. L’augmentation de ces troubles métaboliques va de pair avec une consommation excessive de sucres et notamment de fructose, très abondant dans le sirop de maïs, utilisé dans les boissons sucrées. Dans ce contexte nous avons pu montrer qu’un régime alimentaire appauvri en sel a des effets bénéfiques tant sur les anomalies métaboliques que cardio-vasculaires/rénales induite par le régime enrichi en fructose, ceci dans un modèle de syndrome métabolique chez le rat Sprague Dawley. Ce modèle animal consiste à nourrir les rats avec un régime alimentaire constitué de 60% de fructose associé à une perfusion sous-cutanée d’angiotensine II qui provoque une hypertension modérée, à l’aide de mini-pompes osmotiques implantées sous la peau. Nous souhaitons à présent étudier l’implication du microbiote intestinal dans la prévention de la fibrose cardiaque au cours du syndrome métabolique. Notre hypothèse est que la restriction sodée serait capable de moduler la composition du microbiote intestinal, ce qui contribuerait à ses effets bénéfiques sur le cœur des rats présentant un syndrome métabolique. En cas d’anomalies métaboliques, les Bacteroides deviennent majoritaires au détriment des Firmicutes et participent à l’installation de la métainflammation. Un régime riche en fructose modifie la composition du microbiote chez l’animal. Plus précisément, deux genres bactériens, Coprococcus et Ruminococcus, sont induits par le régime riche en fructose chez le rat et diminués par un traitement antibiotique ainsi qu’un transfert de fèces provenant d’animaux sous régime standard.

Bénéfices attendus

La restriction sodée a un effet bénéfique sur la plupart des modifications cardiovasculaires/ rénales et métaboliques présentes dans un contexte de syndrome métabolique. Nos travaux permettront ainsi de démontrer que la restriction sodée module la transition endothélio-mésenchymateuse et possiblement la composition du microbiote intestinal, deux phénomènes qui participeraient à ses effets bénéfiques sur la fibrose cardiaque. De plus, cette étude permettra d'identifier de nouveaux acteurs qui pourront conduire à des stratégies innovantes visant à prévenir la fibrose cardiaque s’installant très précocement lors de la dysfonction métabolique et l’hypertension observées au cours du syndrome métabolique.

Procédures

Les animaux seront soumis à des prélèvements sur animaux vigiles (prélèvements sanguins à la queue, procédure d'une durée de 1h30 réalisée une fois dans la vie de l'animal, 7 prélèvements seront réalisés à 15 minutes d'intervalle), à une procédure chirurgicale (insertion de mini pompe osmotique en sous-cutané, incision de 1cm au niveau du dos refermée par 2 points de suture, procédure réalisée une fois dans la vie de l'animal, durée 10 minutes).

Impact sur les animaux

Les animaux pourront exprimenter de l'inconfort durant le gavage au cours de la transplantation fécale, qui durera le temps de la précédure (quelques minutes par rat) (procédure 1). Les animaux pourraient ressentir une douleur suite à l'insertion en sous cutané de la mini pompe osmotique (incision de 1cm environ, 2 points de suture) (Procédure 2).

Devenir

Les animaux sont maintenus en vie durant les 8 semaines que dure l'expérimentation, puis tous les animaux sont mis à mort.

Remplacement

Notre objectif est d’étudier l’implication du microbiote dans les effets d’un régime appauvri en sodium sur les dommages cardiaques au cours du syndrome métabolique, qui est une pathologie affectant de multiples organes. L’utilisation d’un modèle de rat nous paraît donc indispensable afin d’évaluer au mieux l’impact du régime appauvri en sel sur la composition du microbiote intestinal et les conséquences sur le cœur et les multiples tissus dysfonctionnels dans le syndrome métabolique.

Réduction

Dans une première expérimentation, le nombre de rats s'élèvera à 12 animaux par groupe (total 36 animaux) a pu être réduit à 8 animaux par groupe dans la seconde expérimentation (total 56 animaux) soit une réduction de 28 animaux.

Raffinement

Afin d’assurer leur bien-être, les animaux seront placés dans des conditions optimales (température, hygrométrie, cycle jour nuit 12h/12h, enrichissement des cages) au sein d’une animalerie agréée. Les rats feront l’objet d’une surveillance journalière avec la mise en place d’astreintes pour les samedis, dimanches et jours fériés. Le poids des animaux sera suivi toutes les semaines et les signes d’inconfort ou de souffrance seront recherchés. En particulier, lors de l'implantation des mini pompes, les animaux seront anesthésiés. De la lidocaine en spray sera appliquée pour

Choix des espèces

Dans le domaine des maladies métaboliques, les rongeurs sont les plus utilisés car ces derniers présentent un phénotype relativement proche de la maladie humaine. Le rat Sprague Dawley nourri avec un régime riche en fructose est un modèle établi de syndrome métabolique* sur lequel nous travaillons depuis de nombreuses années. Les rats seront utilisés à partir d’un stade de 6 semaines d’âge. Le régime alimentaire enrichi en fructose débutera à l’âge de 8 semaines, âge où la composition du microbiote se stabilise.

  • Recherche fondamentale
    • Système urogénital
Souris : 1920
Rats : 1920
Souffrances
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Devenir
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 3840

3 840 rongeurs, 1 920 souris et 1 920 rats, vont être utilisés, tous tués à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Une inflammation douloureuse de la vessie est induite par injections répétées de cyclophosphamide, puis les animaux reçoivent des candidats médicaments et subissent des mesures de douleur viscérale et des tests aux filaments de von Frey appliqués entre l'anus et l'urètre. Le porteur reconnaît que la nuisance pour le bien-être des animaux sera importante, le besoin constant d'uriner et la douleur de la cystite interstitielle étant reproduits chez les rongeurs. Il indique qu'aucun modèle in vitro ne prédit la fonction vésicale ni la douleur viscérale.

Objectifs

La cystite interstitielle (CI), désormais appelée « syndrome de la vessie douloureuse » est une maladie inflammatoire de la vessie qui se caractérise par des envies anormales d’uriner (envies pressantes et/ou fréquentes) et par des douleurs importantes dans le bas ventre et la vessie, au niveau de l’urètre ou au niveau du vagin chez les femmes, parfois accompagnées d’une difficulté à uriner. La sévérité des symptômes est variable d’une personne à l’autre mais dans le cas grave la maladie est très invalidante. Alors que la cystite « classique » est une inflammation de la vessie causée par des bactéries, la cystite interstitielle est une affection chronique, c’est-à-dire qu’elle dure dans le temps, dont les causes ne sont pas élucidées. Il est difficile de connaître le nombre exact de personnes atteintes par cette maladie, qui est probablement sous-diagnostiquée. La prévalence (nombre de cas dans une population donnée à un moment précis) varie selon les pays. En Europe, les estimations vont d’une personne atteinte sur 12 500 à une personne sur 1500. Si tout le monde peut être affecté, 90% des patients souffrant de cystite interstitielle sont des femmes. La maladie survient en moyenne entre 30 et 40 ans, et 25% des patients ont moins de 30 ans. On ne connaît pas encore les causes de cette maladie, qui a longtemps été considérée comme d’origine psychologique. Une des hypothèses avancées concerne l’altération de la perméabilité de la paroi vésicale. L’intérieur de la vessie est normalement tapissé par une couche de protéines (glycosaminoglycanes notamment) dont le rôle est de protéger la paroi des composants agressifs et toxiques de l’urine. Or cette couche protectrice est déficiente (et donc perméable) chez 70% des personnes atteintes de cystite interstitielle. Les éléments toxiques (par exemple le potassium concentré) pourraient alors pénétrer la paroi de la vessie, provoquer une inflammation et déclencher la pathologie. La cystite interstitielle, à cause des douleurs qu’elle engendre et l’envie incessante d’aller aux toilettes, nuit énormément à la qualité de vie des personnes atteintes. La communauté des patients et les urologues demandent une recherche plus active sur cette pathologie car les traitements proposés aujourd’hui ne sont pas efficaces. L’objectif de notre projet est de mettre en place un modèle expérimental de cystite interstitielle chez le rongeur, afin de pouvoir tester des candidats médicaments.

Bénéfices attendus

Aujourd’hui le médecin urologue ne dispose pas de médicaments spécifiques pour soigner cette maladie très invalidante. Il utilise donc des thérapies pour soulager la douleur, comme les antalgiques, ainsi que les antispasmodiques, les relaxants musculaires ou encore les anticonvulsivants. Le médecin peut introduire une solution stérile qui contient un ou plusieurs médicaments dans la vessie en insérant un cathéter dans l’urètre. Ces médicaments agissent alors directement sur la paroi de la vessie. Toutefois, l’efficacité de ces traitements est très limitée et de courte durée. Il est donc urgent de mettre au point de nouveau médicaments. Le but ultime de notre projet est de mettre en place un modèle de cystite interstitielle qui sera utilisé pour tester l’efficacité de nouveau médicaments ayant différent mécanismes d’action, afin de contribuer à mettre sur le marché des médicaments plus efficaces.

Procédures

1) Induction de la pathologie. Cette étape expérimentale est réalisée sur 6 jours par des injections intrapéritonéales répétées de cyclophosphamide sous anesthésie générale au jours 0- 3 - 6. La durée de cette procédure est de 5 minutes. 2) Prélèvement de sang: Un échantillon de sang sera prélevé 1 fois par jour pendant 3 jours par la veine de la queue afin de collecter des données de pharmacocinétique. La durée de cette procédure est de 10 minutes. 3) Administrations des candidats médicaments par voie systémique ou intravésicale. Le produit à tester sera injecté 1 fois/jour entre les jours 7 et 9 du protocole expérimental. La durée de cette procédure est de 5 minutes pour les voies systémiques et de 30 min pour la voie intravésicale. 4) Enregistrement des mictions en continu pendant 72 heures dans cage métabolique. 5) Enregistrement des scores de douleur viscérale. Cette procédure ne sera pas appliquée aux animaux utilisés pour les études en cage métabolique. Les rongeurs seront observés par un expérimentateur pendant 30 minutes pour déterminer un score de douleur viscérale. Ensuite un autre test sur animal vigile sera utilisé pour étudier la douleur référée liée à la vessie, par les mono-filaments de Von-Frey appliqués entre l’anus et l’urètre. Les mesures sont prises en utilisant la méthode ascendante avec une série de filaments. Les animaux sont d’abord acclimatés à l’environnement pendant 60 minutes chaque jour pendant 2 jours. Ensuite, après administration de cyclophosphamide, des stimulus sont appliqués. Chaque stimulus consiste en une application de 5 s du filament de von Frey à la région abdominale inférieure à des intervalles de 5 minutes. La durée de cette procédure est de 30 minutes.

Impact sur les animaux

La procédure expérimentale décrite dans ce projet a pour but d’induire une forte inflammation vésicale chez le rongeur qui puisse mimer la cystite interstitielle. Les symptômes de cette pathologie sont le besoin constant d’éliminer de très faibles quantités d’urine. Les patients ressentent la plupart du temps un besoin fréquent d’uriner, et ce jour et nuit. La douleur, constante ou intermittente, peut être très importante dans la CI : généralement elle s’intensifie lorsque la vessie est pleine, et diminue transitoirement après la miction. Il y aura donc les mêmes symptômes chez les rongeurs. La nuisance pour le bien-être des animaux sera donc importante. D'autres nuisances seront liées à l'administration repetée de candidats médicaments à tester, en utilisant différentes voies d'administration, c'est à dire voie orale (gavage) , voie intraperitoneale, voie sous-cutanée, voie intravésicale, voie intra-détrusoriale.

Devenir

A l'issue des Procédures 1 ou 2, tous les animaux seront euthanasiés car il ne sera plus possible de les reutiliser.

Remplacement

Le but de notre étude est de quantifier l’effet de molécules ayant des mécanismes d’actions différents sur la fonction vésicale chez le rongeur éveillé, donc l’étude ne peut se faire que sur des animaux vivants. En effet, il n’y a pas de modèles in vitro prédictifs de la fonctionnalité vésicale dans sa globalité, ni de la douleur viscérale.

Réduction

Le nombre d'animaux pour chaque groupe expérimental sera de 12, étant donné la variabilité interindividuelle de réponse à la cyclophosphamide. Un calcul de puissance statistique basé sur les données de la littérature pour ce modèle, nous a montré que l'utilisation de 12 animaux par groupe nous permettra de détecter une différence de 25% entre les animaux traités avec le solvant (contrôles )et les auimaux traités avec le candidat médicament. Le nombre de lots est déterminé en fonction du nombre des doses à tester pour chaque molécule. Le nombre d'animaux est réduit au minimum nécessaire pour obtenir des données suffisamment robustes et permettant une analyse statistique appropriée. Du point de vue statistique, les groupes expérimentaux (entre 4 et 8 groupes expérimentaux, nombre d'animaux par groupe égal à 12) seront comparés entre eux en utilisant un test two-way ANOVA, suivi par un post-test.

Raffinement

Tous les efforts seront mis en place afin de minimiser la douleur, l'angoisse et la souffrance animale. Les animaux seront hébergés 2-4 (rats) ou 4-6 (souris) par cage, en fonction de leur poids corporel, avec de l’enrichissement dans les cages (tuyau, igloo, aspen brick et cocoon). Les cages sont de type IVC en surpression et sont rangées sur portoirs ventilés. Les cages resteront à une place fixe sur le portoir et seront bougées le moins possible. Les animaux seront manipulés à des fins expérimentales uniquement dans le laboratoire et non dans leur pièce d’hébergement pour éviter de stresser les autres animaux présents dans la pièce. En cas d’administration de médicaments par voie orale, les animaux seront gavés par un technicien expérimenté. Le jour de l’administration de cyclophosphamide, les animaux seront anesthésiés à l’isoflurane. L'examen quotidien des animaux permettra d'évaluer plusieurs paramètres de santé et bien-être, notamment changement de couleur et d'aspect des poils (poils hérissés), diminution de la prise de boisson et de nourriture, diminution de l’activité de toilettage et de l'activité exploratoire dans la cage, perte de poids. Si la perte de poids est supérieure à 20 % du poids initial, l'animal sera euthanasié. Dans le cas où un prélèvement de sang est nécessaire, les animaux seront manipulés sous anesthésie générale (isoflurane) afin de minimiser le stress et la douleur. Pendant le séjour dans les cages métaboliques pendant 72 heures, les animaux auront accès ad libitum à l’eau et à la nourriture. Les animaux seront en contact visuel et olfactif entre eux mais le matériel d’enrichissement au niveau du sol de la cage ne pourra pas être utilisé car il peut interférer avec la collecte des fèces et des urines.

Choix des espèces

Les rats et les souris sont utilisés très fréquemment en recherche préclinique pour l’étude de la fonction vésicale. Les paramètres physiologiques et pathologiques liés à la fonction vésicale sont très bien caractérisés chez les rongeurs, ce qui facilite la comparaison des résultats entre différents laboratoires. Les rats seront de souche Wistar ou Sprague-Dawley, les souris de souche Swiss ou C57Bl/6 car ces souches sont largement utilisées pour les études de la fonction vésicale (nombreuses références bibliographiques). D'autres modèles expérimentaux, notamment chez le chien, le chat et les primates, posent de nombreux problèmes éthiques et d’infrastructures d’hébergement. Les animaux seront utilisés à partir de 8 semaines d'âge (adulte) pour avoir une équivalence chez l'Homme.

  • Recherche appliquée
    • Toxicologie (hors obligations réglementaires)
  • Recherche fondamentale
    • Système gastrointestinal
    • Système nerveux
Poissons zèbres : 7200
Souffrances
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▲ 7200
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Devenir
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 7200

7 200 larves de poissons zèbres vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Elles reçoivent un régime enrichi en graisse pendant huit jours puis une exposition à des polluants, benzo[a]pyrène ou pyrène, pendant sept jours, pour reproduire une maladie du foie gras et ses atteintes cérébrales. Le porteur décrit une nage plus faible ou anarchique comme effet attendu et renvoie au conditionnel un éventuel intérêt chez l'Homme. Il présente le poisson zèbre comme une alternative au modèle rongeur tout en jugeant l'expérimentation animale "indispensable".

Objectifs

Les maladies non-alcooliques du foie (i.e. NAFLD: non-alcoholic fatty liver disease) sont devenues une priorité de santé publique à cause de leur prévalence grandissante (25% de la population générale et plus 70% des personnes obèses). Elles débutent avec la stéatose hépatique (foie gras), stade bénin, qui peut progresser vers la stéatohépatite ou NASH (non-alcoholic steatohepatitis), propice au développement des cirrhoses et cancers du foie et qui peut avoir des répercussions au niveau du cerveau avec le développement d'encéphalopathies. Bien que les causes/mécanismes de cette progression pathologique restent à clarifier, l’exposition aux polluants environnementaux comme les hydrocarbures aromatiques polycycliques (HAPs) est identifiée comme un facteur de risque. L’un de mécanismes suspectés fait intervenir les vésicules extracellulaires comme un moyen de communication crucial participant aux échanges entre le foie et le cerveau et favorisant la progression de ces maladies et l’apparition de dommages aux niveaux de ces organes. Il apparait donc important d’évaluer le rôle de ces vésicules dans ce contexte de NAFLD et d’exposition aux HAPs et en particulier sur les dommages hépatiques et cérébraux. Etant donné la nature complexe de ces pathologies qui dépendent des interactions étroites entre différents organes, dont le foie et le cerveau, et différents types cellulaires, il est indispensable d’avoir une approche intégrative uniquement retrouvée dans les modèles in vivo. Ainsi, nous mettrons en place une approche expérimentale sur un modèle de poisson-zèbre afin de comprendre le rôle des vésicules extracellulaires dans la progression des NAFLD induite par une exposition aux HAPs.

Bénéfices attendus

Cette phase d'expérimentation in vivo devrait permettre de confirmer le rôle des vésicules extracellulaires dans les effets néfastes d'une exposition à un polluant de l'environnement (benzo[a]pyrène ou pyrène) dans les maladies du foie et les dommages cérébraux associés. En outre, l'étude des potentiels effets protecteurs de molécules capables de réduire la production ou la capture de ces vésicules dans le cadre de ces pathologies pourra être une preuve de concept pertinente et permettre d'envisager d'autres études pour une éventuelle utilisation chez l'Homme.

Procédures

Alimentation avec un régime enrichi en graisse (8 jours) Exposition à des polluants de l'environnement (7 jours)

Impact sur les animaux

L'objectif de ce projet est d'étudier l'apparition et la progression de pathologies hépatiques avec des complications au niveau du cerveau. On s'attend donc à un impact sur la santé des poissons : développement d'une steatohépatite et peut-être le développement des premiers signes d'une encéphalopathie hépatique. Cependant cet impact restera modèré puisque qu'à ce stade de maladie, aucun signe de souffrance ne devrait se manifester mais il se pourrait que le comportempent des poissons soit légèrement altéré (nage plus faible ou anarchique; recherche alimenataire plus lente).

Devenir

A l'issue de la procédure, tous les animaux seront euthanasiés afin d'obtenir suffisamment d'échantillons biologiques pour réaliser les expériences envisagées et garantir au maximum l'obtention de résultats significatifs.

Remplacement

Le recours à l’expérimentation animale est indispensable à l’atteinte des objectifs du projet (3R : Remplacement) puisqu’il s’agit d’étudier le rôle des vésicules extracellulaires, un moyen de communication entre cellules et organes et qui circulent dans le sang. En particulier, l’un des objectifs de ce projet est d’évaluer si des vésicules émises par le foie peuvent induire des dommages au niveau du cerveau. Dans ce contexte, seul l’utilisation de modèles animaux permet d’appréhender la complexité de ces relations entre cellules et organes. Toutefois, l’utilisation du modèle poisson-zèbre reste une alternative au modèle rongeur dans le contexte de l’étude du rôle des vésicules extracellulaires dans les effets délétères des NAFLD.

Réduction

Les plans d’expérimentations ont été réalisés de manière à réduire au maximum le nombre d’animaux utilisés en vue de l’obtention de résultats significatifs et d’éviter les réplicats inutiles. En effet, de par l’expérience que nous avons de ce modèle et des expériences que nous voulons réaliser, nous avons pu déterminer le nombre minimal d’animaux à utiliser pour obtenir des résultats significatifs et reproductibles malgré la variabilité liée à l’expérimentation animale.

Raffinement

Les études seront conduites dans le respect des normes les plus strictes en matière de soins des animaux et d’évaluation de la souffrance animale (suivi d’une grille d’évaluation de la souffrance adaptée au modèle). Les animaux seront maintenus dans des installations modernes et agréées pour assurer un confort maximal aux animaux (qualité de l’eau, accès à la nourriture, température, cycle jour/nuit, nombre de poisson par bac…). Si une souffrance excessive venait à être détectée, quelle qu’en soit la cause (hébergement, manipulation, impact des traitements), les expérimentations concernées seront arrêtées et les procédures seront révisées (modifications des conditions d’hébergement, réduction des doses d’exposition aux agents toxiques…). Tout le personnel impliqué dans le travail des animaux a suivi une formation conformément aux réglementations institutionnelles et aux lois nationales relatives à la protection des droits des animaux.

Choix des espèces

Ce projet vise à évaluer l’impact des HAP sur l’appartion et la progression des NAFLD (maladies du foie allant de la stéatose vers un état pathologique, la stéatohépatite et qui peut se traduire également par complication au niveau cérébral). Le modèle de poisson zèbre se positionne comme un modèle d’étude intermédiaire entre les modèles in vitro et les modèles murins et ainsi à l’avenir limiter l’utilisation de ces modèles mammifères. Le modèle zebrafish possède, en effet, de nombreux atouts : une grande similitude physio-pathologique avec l’Homme notamment concernant le foie et les NAFLD (types cellulaires et métabolisme) mais également au niveau de la neurotoxicité ; une grande sensibilité dans la réponse aux agents hépatotoxiques et aux perturbateurs endocriniens ainsi que des avantages méthodologiques (transparence des larves permettant l’observation directe d’organes internes). Les animaux seront utilisés, après éclosion, au stade larvaire entre 4 et 12 jours post-fertilisation. En effet, à partir du 4ème jour, les larves présentent un foie fonctionnel et sont capables de se nourrir de l’alimentation apportée : 2 éléments essentiels à ce projet. D’autre part, de nombreuses études ont montré qu’à cet âge, les larves de poisson-zèbre pouvaient être utilisées comme modèle pour tester la toxicité d’agents chimiques au niveau du foie ou étudier le développement des NAFLD (induite par l’alimentation notamment) mais également pour évaluer la neurotoxicité de différents traitements.

  • Recherche fondamentale
    • Système immunitaire
    • Système nerveux
Souris : 525
Souffrances
▲ -
▲ -
▲ 490
▲ 35
Devenir
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 525

525 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré à sévère. Une lignée génétiquement modifiée sans myosine 1A subit des chirurgies reproduisant une douleur post-opératoire ou neuropathique, une injection inflammatoire dans la patte et des mesures de sensibilité mécanique suivies jusqu'à soixante jours, pour relier flore intestinale et douleur chronique. Le porteur précise que seuls les mâles développent le phénotype et que les animaux sont tués au CO2 ou par surdose d'anesthésique à plusieurs moments de la cinétique. Il affirme que l'étude de la physiologie de la douleur ne peut recourir à des méthodes in vitro et que le recours aux souris est "indispensable".

Objectifs

Le but de notre projet est d’élucider les mécanismes au travers desquels, les perturbations de la flore intestinale influencent la susceptibilité aux douleurs chroniques. Notre projet se base sur l’utilisation d'un modèle de souris génétiquement modifié qui n'exprime pas la MYOSINE 1A (Myo1a KO). En effet, les résultats obtenus au sein de notre équipe au cours des 5 dernières années démontrent que la souris Myo1a KO présente une prédisposition à développer des douleurs chroniques suite à différents types de blessures. Nous avons également apporté les premières preuves suggérant une forte implication de la flore intestinale dans ce phénomène de pédisposition aux douleurs chroniques. Par ailleurs, nous avons démontré que seuls les mâles Myo1a KO sont affectés, mettant en évidence une différence liée au sexe. Dans ce projet, nous envisageons d’adresser les questions suivantes : 1) Dans quelle mesure les perturbations de la flore intestinale des mâles Myo1a KO influencent-elles la mise en place de la douleur chronique ? 2) Quelles sont les différences liées au sexe dans ce phénomène ? 3) Quels sont les mécanismes neuronaux et non-neuronaux impliqués ?

Bénéfices attendus

Grâce aux résultats obtenus, nous allons démontrer que des altérations de la flore intestinale peuvent avoir un impact sur l'émergence de douleurs chroniques post-lésionnelles. Les douleurs chroniques affectent 1/5 ème de la population mondiale, donc l'impact socio-économique des douleurs chroniques est considérable. La prise en charge des douleurs chroniques demeure un enjeu majeur de santé publique. Dans ce contexte, les résultats apportés par notre étude pourraient améliorer les protocoles cliniques de prise en charge des douleurs post-lésionnelles, chez les patients humains, afin d'éviter qu'elles ne deviennent chroniques.

Procédures

Les animaux seront soumis à des procédures chirurgicales afin de créer des lésions mimant une chirurgie ou bien une neuropathie. Ils recevront également une injection dans la patte arrière d'un agent inflammatoire pour mimer une douleur de type inflammatoire. Une partie des animaux fera partie d'une étude comportementale visant à déterminer la sensibilité mécanique post-lésionnelle. Le but de cela est d'observer la mise en place d'une hypersensibilité induite par la lésion et un retour à la normale. Ce paradigme expérimental nous permet de mettre en évidence des "douleurs chroniques". Dans ce contexte les animaux seront suivis jusqu'à 60 jours après lésion. Il s'agit de 65 animaux ayant subi une lésion de type post-opératoire, 35 une lésion neuropathique et 35, une inflammation de la patte. Un autre groupe d'animaux sera dédié à l'études des mécanismes moléculaires et cellulaires intervenant dans la modulation de la pré-disposition aux douleurs chroniques par la flore intestinale et ceux intervenant dans les différences liées au sexe (le phénotype douleur chronique est restreint chez le mâle Myo1a KO). Ces animaux subiront une procédure afin d'induire une lésion de type post-opératoire et seront sacrifiés avant lésion puis 1 jour, 4 jours, 10 jours et 30 jours post lésion, afin d'étudier le contenu en métabolites et cytokines circulants, ainsi que la nature de la réponse immunitaire associée. Un total de 390 animaux sera nécessaire pour ces expériences (78 animaux par point temporel).

Impact sur les animaux

Les animaux seront amenés à subir des traitements antibiotiques pouvant éventuellement causer de troubles gastro-intestinaux légers. De plus, ils subiront des modèles lésionnels mimant une douleur inflammatoire, post-opératoire ou neuropathique. Toutes ces procédures seront réalisées par un personnel qualifié et expérimenté et tout sera mis en oeuvre pour minimiser la nuisance provoquée.

Devenir

Les animaux seront tous mis à mort, soit par inhalation de dioxyde de carbone soit par sur-dosage d'anesthésique, pour répondre aux besoins expérimentaux. Etant donné que nous travaillons sur des souris génétiquement modifiées et sur des souris dégénérées, leur mise en liberté est inconcevable.

Remplacement

La thématique principale de notre laboratoire étant de comprendre la physiologie de la douleur, notre projet nécessite l’utilisation d’animaux et ne peut recourir à des stratégies de remplacement par des méthodes in-vitro. Ainsi, l’expérimentation animale sur des souris est indispensable à l’étude des phénomènes physiologiques et à la réalisation de notre projet.

Réduction

Les procédures décrites sont appliquées depuis plusieurs années au sein de notre équipe et sont maitrisées par les expérimentateurs. Nous avons donc l'expérience nécessaire concernant la réalisation des procédures et l’évaluation de l'impact sanitaire sur les animaux. La qualité de notre plan expérimental ainsi que l’étude détaillée du nombre d’animaux nécessaires à l’obtention d’un résultat scientifique statistiquement valable nous permettent d’optimiser le nombre d’animaux utilisés. Nous allons tout mettre en oeuvre pour extraire un maximum d'informations scientifiques, tout en minimisant le nombre de souris utilisées. Par exemple, les mêmes souris permettront de déterminer nature et la quantité de cytokines circulantes et les profils transcriptomiques au sein des tissus d'intérêt.

Raffinement

Les souris utilisées dans ce projet seront élevées en groupes sociaux, pour optimiser les conditions d’hébergement et favoriser un comportement normal de l’animal. Les élevages sont effectués au sein de notre établissement agréé et 5 personnes sont dédiées à l’organisation et l’entretien des élevages. De ce fait, l’état sanitaire et environnemental des animaux sont contrôlés tous les jours. De plus, les stratégies d’optimisation suivantes seront mises en place au cours du projet afin de réduire voire de supprimer la souffrance chez l’animal.: - Enrichissement des cages pour favoriser le bien-être animal. - Planification des procédures expérimentales (disponibilité des locaux d'expérimentation, du matériel, période d'acclimatation des animaux aux pièces d’expérimentation) pour diminuer le stress des animaux et favoriser la validité des expériences. - Recours à l'anesthésie/analgésie lors du procédé chirurgical ; soins pré-, peri- et post-opératoires ; maintien de la température des animaux constante pendant l’acte chirurgical; application de gel ophtalmique pour prévenir le dessèchement des yeux; injection du sérum physiologique en sous cutané pour éviter la déshydratation. Les procédures chirurgicales utilisées dans ce projet sont très rapides (moins de 10 minutes par animal) et très peu handicapantes pour les animaux qui recouvrent une locomotion normale 1 heure après l’intervention. - Etablissement des points limites les plus précoces possibles en fonction des tests de comportements utilisés.

Choix des espèces

Chez la souris, les populations de neurones spécialisés dans l’intégration des stimuli douloureux sont similaires à celles décrites chez l’homme. De plus des altérations de la flore intestinale identifiées chez la souris ont été également découvertes chez l'homme, dans des contextes pathologiques, tels le syndrome du colôn irritable, la dépression ou les troubles autistiques. Toutes nos expériences sont réalisées sur des souris âgées de 8 à 12 semaines car nous étudions la physiologie de la douleur chez l'adulte. Néanmoins, des traitements antibiotiques seront administrés également chez des souris jeunes (âgées de 4 semaines et de 6 semaines), afin d'étudier l'impact de la flore intestinale sur la mise en place des douleurs chroniques, à différents stades développementaux.

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    • Alimentation animale
    • Bien-être animal
  • Recherche fondamentale
    • Éthologie / comportement / biologie animale
    • Oncologie
Rats : 1644
Souffrances
▲ 180
▲ 152
▲ 1312
▲ -
Devenir
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 1644

1 644 rats vont être utilisés, tous tués à l'issue, dans des procédures classées de légères à modérées, une partie étant opérée sans réveil. Des femelles gestantes sont exposées à des odorants, leur liquide amniotique et leur lait sont prélevés après euthanasie, les fœtus sont refroidis sur glace puis tués, et les ratons subissent des séparations maternelles, une privation alimentaire de six heures et des tests comportementaux dès un à deux jours de vie. Le porteur présente ce projet comme un moyen d'orienter le comportement alimentaire et d'améliorer le "bien-être" des animaux non-humains, tout en imposant à ces mêmes animaux des cages individuelles et des séparations. Il affirme que trop d'influences biologiques interviennent pour se passer du modèle animal.

Objectifs

L’olfaction est un des premiers sens à être utilisé pour localiser et évaluer un aliment. Puis, son association avec le goût forme une flaveur qui est perçue lors de l'ingestion d'un aliment. L'olfaction, seule ou couplée au goût, influence le comportement alimentaire des individus notamment via la perception plaisante ou déplaisante des odorants et via les apprentissages olfactifs liés à l’environnement propre à chaque individu. Plusieurs études se sont intéressées aux effets d’expériences olfactives précoces sur le comportement alimentaire humain et animal (principalement chez les rongeurs). Néanmoins, peu d’entre elles se sont intéressées spécifiquement à l’exposition olfactive en période prénatale et l’impact sur le le comportement alimentaire de la descendance est variable. Les expériences olfactives prénatales représentent pourtant une méthode prometteuse afin d'orienter le comportement alimentaire des individus (améliorer l'acceptabilité d’aliments nouveaux ou faiblement attractifs). De plus, les odeurs sont capables d'influencer le bien-être des individus soit parce qu'elles leur rappellent une situation positive, soit parce qu'elles possèdent naturellement des propriétés apaisantes. Ce projet vise donc à déterminer l'influence des odorants sur le comportement alimentaire et le bien-être d'individus y ayant été exposés en période prénatale. Il s'intéresse également à l’étude des mécanismes moléculaires et cellulaires impliqués dès la période prénatale dans la réception du signal odorant et son traitement au niveau du système olfactif. Ainsi, des tissus du bulbe olfactif seront prélevés et analysés, après euthanasie des animaux. La 1ère étape du projet vise à déterminer si des rates acceptent de consommer un aliment standard lorsqu'il est odorisé et à évaluer la valeur hédonique intrinsèque de différents odorants (n=40). Puis, il sera nécessaire de déterminer si les odorants sélectionnés passent dans le liquide amniotique et/ou dans le lait (expérience olfactive pré-natale uniquement). Enfin, les odorants sélectionnés sont utilisés pour évaluer les effets d'une exposition odorante prénatale sur le comportement alimentaire et la réactivité émotionnelle de jeunes rats. L’impact sur le système olfactif sera étudié selon différentes modalités : odeurs connues en phase prénatale avec ou sans association à une récompense positive, avec ou sans rappels après la naissance, avec ou sans propriétés anxiolytiques naturelles.

Bénéfices attendus

Les odeurs connues en phase prénatale pourraient être diffusées lors de situations potentiellement stressantes afin de diminuer la réactivité émotionnelle des animaux à ces situations ; favorisant ainsi leur bien-être. Les odeurs connues en phase prénatale pourraient être utilisées pour favoriser les transitions alimentaires car elles pourraient diminuer la réactivité de l'animal à un aliment nouveau, favorisant ainsi le bien-être. La compréhension des mécanismes impliqués dans les apprentissages olfactifs précoces est également attendue.

Procédures

L'étude du comportement alimentaire implique d’offrir une quantité connue d’aliment(s), de la laisser à disposition de l’animal un certain temps, puis d’enlever et de peser la quantité d’aliment(s) restant à la fin du temps défini. Ainsi, il est possible de mesurer, pour chaque individu, les préférences alimentaires (proportion ingérée d’un aliment par raport à l’ingéré total) et les quantités. Les aliments offerts sont odorisés ou non. Les prélèvements de liquide amniotique sont réalisés sur des femelles, ayant consommé un aliment odorisé, après euthanasie. Les foetus sont placés sur de la glace pour les placer en torpeur, puis ils sont euthanasiés avant des prélèvements de tissu. En parallèle, 6 odorants sont offerts à des femelles gestantes pendant le dernier tiers de la gestation. Un ou deux jours avant la naissance, l'odorant est retiré de l'alimentation maternelle pour éviter qu'il ne passe dans le lait. Le jour de la naissance, les femelles sont séparées des ratons, reçoivent une injection d'ocytocine pour stimuler la production de lait, puis sont anesthésiées et le lait est récolté. Le liquide amniotique et le lait sont analysés afin de détecter la présence ou non de molécules odorantes. La réactivité émotionnelle des descendants est évaluée par des tests comportementaux individuels.

Impact sur les animaux

Les procédures impliqueront des stress modérés lors des tests comportementaux et des séparations maternelles. La vie en cage individuelle a un impact négatif sur les animaux concernés. Le rythme d'alimentation inclut une privation alimentaire pendant 6h en fin de phase diurne pour homogénéiser les motivations alimentaires avant les mesures.

Devenir

Tous les animaux seront euthanasiés à la fin des procédures soit pour des prélèvements (liquide amniotique ou tissus), soit parce qu'ils ne peuvent pas être réutilisés du fait de leurs expériences olfactives qui pourraient biaiser de futures études.

Remplacement

Ce projet nécessite une interaction in utero entre la mère et sa descendance pour évaluer les effets d'une exposition olfactive prénatale sur différents aspects du comportement et de la biologie de la descendance. Ainsi, de trop nombreuses influences biologiques interviennent pour pouvoir se passer du modèle animal.

Réduction

Les effectifs sont déterminés au plus juste afin d'assurer des résultats statistiquement exploitables, en se basant sur la littérature et sur la variabilité inter-individuelle attendue sur les variables mesurées.

Raffinement

Les rates sont anesthésiées lors des prélèvements de lait nécessaires au contrôle d'une odorisation uniquement prénatale. Les animaux sont élevés en cages individuelles pour un suivi individuel du comportement alimentaire. Les cages sont enrichies avec des cubes en bois et des copeaux de bois pour que les femelles gestantes construisent leur nid. Les animaux sont plusieurs dans la même pièce ce qui autorise des communications sociales. Au sevrage, le transfert en cage individuelle se fait progressivement : les petits sont d'abord placés en groupe, sans leur mère, pendant 3 jours (transition) puis ils sont transférés en cage individuelle. Les effets de l'exposition olfactive prénatale sont évalués sur les ratons, à j1-2 de vie, via des tests comportementaux. Pour éviter que les ratons soient endormis par une tétée trop proche de ces tests, une séparation maternelle est nécessaire. Les ratons d'une même portée sont maintenus ensemble (pour réduire le stress) sous une lampe chauffante (pour leur confort thermique). Le rythme d'alimentation des mères et des jeunes rats (après sevrage) comporte une privation alimentaire de 6h en fin de phase "jour" d'un cycle jour/nuit pour homogénéiser la motivation alimentaire entre les individus avant les mesures de comportement alimentaire. Ce choix a été fait pour minimiser les effets de cette privation sur des animaux nocturnes qui ne consomment que 10% de leur ration quotidienne en phase "jour". L'aliment odorisé (considéré comme nouveau par l'animal) est d'abord présenté avec l'aliment standard afin d'assurer une transition alimentaire visant à réduire le stress.

Choix des espèces

Un modèle rongeur est adapté à ce projet pour des raisons pratiques (contrôle des conditions d'odorisation, intervalle intergénérationnel court, fécondité élevée) et théoriques (nombreuses données bibliographiques disponibles sur son comportement, sa neuro-anatomie et sa physiologie). L'étude nécessite de travailler avec des femelles gestantes (odorisation prénatale) et des ratons de leur naissance à leur adolescence, pour évaluer les effets comportementaux de l'odorisation prénatale à plus ou moins long terme.

  • Recherche fondamentale
    • Système cardiaque
Souris : 72
Souffrances
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Devenir
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 72

72 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Elles subissent deux chirurgies à une semaine d'intervalle pour l'ablation de cinq sixièmes des reins, puis un régime riche en phosphate pendant dix semaines afin d'installer une insuffisance rénale chronique avec calcifications vasculaires. Le porteur décrit une hypertension attendue chez 75 à 80 % des animaux opérés et précise que les prélèvements sont terminaux. Il présente ce projet comme un préliminaire "indispensable" à l'étude des mécanismes de la maladie et affirme que l'expérimentation sur animal entier est "indispensable" pour une pathologie systémique.

Objectifs

Un taux élevé de phosphate (Pi) sérique est associée au développement de calcifications vasculaires (CV) chez les personnes atteintes d'insuffisance rénale chronique (IRC) et dans la population générale, et peut être une situation potentiellement mortelle. En effet, l’IRC aboutit à une hyperphosphatémie qui déclenche la calcification de la paroi des vaisseaux, ce qui entraîne une rigidification du système vasculaire et contribue au développement des maladies cardiovasculaires. Des études sur la population ont montré que plus la fonction rénale est altérée plus les risques de mortalité sont élevés. Cependant, bien que le rôle des niveaux élevés de Pi dans le développement des CV est largement reconnu, son mode d'action est encore inconnu et ne peut donc pas être ciblé de manière appropriée. L'objectif global de notre projet de recherche est de découvrir les mécanismes d'action du Pi qui entraînent le développement des CV dans le contexte de l'IRC, et d'identifier des cibles thérapeutiques putatives capables de contrecarrer ses effets délétères. Les modèles animaux décrits dans la littérature ne sont pas adaptés à la question scientifique que nous posons. Ainsi, la première étape qui fait l’objet de cette demande d'autorisation, consiste à optimiser la mise au point d’un modèle de souris présentant une insuffisance rénale chronique avec CV associées. L’IRC sera induite par ablation de 5/6ème des reins, technique que le chirurgien impliqué dans ce projet maitrise parfaitement. Pour favoriser l’apparition de calcifications vasculaires, les souris ayant subi cette ablation seront soumises à un régime riche en phosphate pendant 10 semaines. L'apparitions des CV sera évaluée par coloration spécifique des arches aortiques prélevés à partir de nos modèles.

Bénéfices attendus

Ce projet est un préliminaire indispensable permettant d’établir un modèle de souris optimisé pour pouvoir par la suite évaluer les mécanismes cellulaires et moléculaires responsables des effets toxiques de l’hyperphosphatémie chez les patients en IRC. Les connaissances sur les mécanismes responsables de l’évolution de cette pathologie et la gestion de l'IRC ont considérablement augmenté, et le contrôle du niveau de phosphate dans le sang à tous les stades de l'IRC est considéré comme l'un des aspects les plus importants pour améliorer les résultats cliniques de l'IRC. En effet, un taux élevé de Pi sérique est le plus important facteur de risque associé à la CV dans la population générale. Pour faire face à la toxicité du Pi et à ses conséquences sur les risques cardiovasculaires, la compréhension des actions moléculaires et cellulaires du Pi est d'une importance capitale. Elle permettra de contrôler les effets néfastes de la toxicité du Pi et de proposer des recommandations diététiques au niveau sociétal. Cela aura de grandes implications sociales et économiques en matière de bien-être et de vieillissement en bonne santé.

Procédures

Deux chirurgies à une semaine d'intervalle sont nécessaires pour induire l'IRC chez la souris. Deux prélèvements de 2-3 gouttes de sang, avant la chirurgie 1 (2-3 gouttes de sang à partir de la veine de la joue) et en fin de procédure expérimentale (prélèvement terminal sans réveil), seront réalisés.

Impact sur les animaux

L’insuffisance rénale chronique induite par néphrectomie des 5/6 est bien tolérée chez la souris. L’expérience du chirurgien en charge de l’opération porte sur plusieurs centaines d’animaux, sans mortalité observée dans les 3 mois suivant la chirurgie. Les niveaux d’insuffisance rénale obtenus par néphrectomie des 5/6 restent modérées grâce à l’hypertrophie de la portion résiduelle de rein. En effet la concentration plasmatique d’urée (un marqueur classique de la fonction rénale) est de 5-6 mmol/L chez les souris contrôle et de 18-25 mmol/L chez les souris néphrectomisée. Pour faire le parallèle avec la clinique humaine, nous avons par le passé mesuré la clairance de la créatinine chez ces animaux et pu grader l’insuffisance rénale comme correspondant à un stade 3-4 en clinique humaine (stades pour lesquels les stratégies de suppléance rénale ne sont pas encore mises en oeuvre). Les principales manifestations cliniques de l’insuffisance rénale chronique sont une hypertension artérielle qui survient chez 75 -80% des animaux néphrectomisés et une protéinurie. La supplémentation de l’eau de boisson des animaux néphrectomisés avec du bicarbonate de sodium (80 mM) permet d'empêcher les acidoses.

Devenir

des prélèvements terminaux sans réveil pour tous les animaux sont nécessaires pour évaluer l'apparition des calcifications vasculaires dans ce modèle.

Remplacement

S’agissant d’une maladie systémique (insuffisance rénale chronique), l’expérimentation sur animal entier est indispensable pour évaluer le rôle des différents organes impliqués dans cette pathologie

Réduction

Le nombre d’animaux nécessaire à cette étude (72 souris) a été calculé au plus juste afin d’offrir la puissance statistique maximum. Pour calculer la taille des groupes et les analyses de puissance statistique, nous avons utilisé l'outil G*Power (erreur de type I = 0,05)

Raffinement

Le protocole chirurgical sera réalisé sous anesthésie gazeuse à l’isoflurane offrant à la fois une bonne sécurité et un bon confort anesthésique. Un protocole d’analgésie (associant anesthésie locale per-opératoire et l’usage de dérivés morphiniques) et un système d'évaluation du bien être et de la douleur permettra, de prévenir et de contrôler efficacement les douleurs post-opératoires. Les conditions d'hébergement sont adaptées aux besoins des souris (regroupement par 5 souris maximum, température, enrichissement du milieu de vie avec du frisotis permettant aux souris de se fabriquer un nid)

Choix des espèces

Nous avons choisi de mettre en place ce modèle d’étude chez la souris car nous utiliserons dans un deuxième temps des souris génétiquement modifiées, toutes sur fond génétiques C56BL/6, pour des gènes importants pour l’homéostasie phosphocalcique afin de mieux comprendre les mécanismes cellulaires et moléculaires des effets du Pi dans l’IRC avec CV associées. Des souris adultes de 20 semaines seront utilisées pour pouvoir confronter nos résultats avec d'autres modèles décrits dans la littérature.

  • Recherche appliquée
    • Cancers
  • Recherche fondamentale
    • Oncologie
    • Système immunitaire
Souris : 828
Souffrances
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Devenir
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 828

Pour optimiser des vaccins à ARNm contre des antigènes tumoraux et choisir leur voie d'administration, 828 souris C57BL/6J vont être utilisées, toutes tuées pour prélever leurs organes, dans des procédures d'un niveau de souffrance sévère. Elles sont vaccinées dans la veine de la queue ou par le nez sous anesthésie, ou dans le muscle sans anesthésie, et une partie est rendue porteuse de tumeurs de la joue, par injection, ou du poumon, par un moyen que le RNT ne décrit pas. Ces souris peuvent perdre du poids, s'isoler, avoir du mal à respirer ou présenter une tumeur de la joue nécrosée et ulcérée, et leur mise à mort anticipée dépend de points limites que le porteur ne détaille pas. En fin d'expérience, sous anesthésie, les souris subissent une prise de sang, un lavage broncho-alvéolaire et une perfusion intracardiaque, pour des vaccins dont le porteur écrit qu'ils "pourront à terme être utilisés chez l'homme".

Objectifs

Le cancer demeure la principale cause de mortalité au monde malgré de réels progrès dans les traitements médicaux. Actuellement les traitements les plus prometteurs reposent sur l’immunothérapie, qui consiste à stimuler et/ou réactiver le système immunitaire afin d’induire des réponses anti-tumorales efficaces et spécifiques. Une des stratégies d’immunothérapie consiste à vacciner avec des antigènes tumoraux. L’efficacité de ces vaccins anti-cancer peut être optimisée en travaillant sur leur composition afin de diminuer la dose injectée et sur la voie d’immunisation la plus adéquate. En effet, la majorité des vaccins est administré par voie systémique (sous-cutanée, intramusculaire ou intradermique). Mais dans le cas de cancers localisés dans les muqueuses comme le cancer du poumon ou de la sphère ORL, des travaux ont montré que la vaccination par voie muqueuse (ex :intranasale) est plus efficace pour d’induire localement une réponse immune plus importante. Dernièrement, le succès des vaccins ARNm dans la lutte contre la Covid-19, a suscité un nouvel engouement pour ce type de vaccin. Et une des premières applications cliniques des vaccins ARNm a été pour traiter le cancer. L’objectif de ce projet est d’optimiser des vaccins à ARNm contre des antigènes tumoraux et d’évaluer leur efficacité chez la souris. Pour cela, les souris seront vaccinées avec différentes formulations de vaccins ARNm et différentes voies d’immunisation et nous analyserons la réponse immune. La meilleure formulation sera ensuite testée chez des souris porteuses de tumeurs du poumon ou de localisées dans la sphère ORL afin de voir si le vaccin peut inhiber la croissance tumorale. Ce projet permettra de développer de nouvelles thérapies innovantes pour traiter le cancer.

Bénéfices attendus

Ce projet permettra de développer et de valider un nouvel outil thérapeutique dans le traitement contre le cancer basé sur la technologie innovante des vaccin ARNm avec une optimisation de : - la formulation de l’’encapsulation de l’ARNm - la voie d’immunisation - la vectorisation de l’antigène Ces vaccins pourront être administré en association avec des traitements actuellement utilisés en clinique ( ex : les inhibiteurs de points de contrôle immunitaires négatifs comme anti-PD-1) pour en maximiser les effets. Ces vaccins pourront à terme être utilisés chez l’homme pour le traitement des tumeurs localisés dans les voies muqueuses (cancer du poumon, de la sphère ORL).

Procédures

Injection par voie intraveineuse sur animaux sous anesthésie gazeuse : 2 injections à 2 semaines d’intervalle ou 3 injections à 1 semaine d’intervalle; durée totale environ 5 min. Injection par voie intramusculaire sur animaux vigiles : 2 injections à 2 ou 1 semaines d’intervalle; durée totale du geste 1-2 min. Injection par voie intranasale sur animaux sous anesthésie générale : 2 injections à 2 ou 1 semaines d’intervalle; durée totale environ 30 min. Injection de cellules tumorales dans la joue sur animaux sous anesthésie générale : 1 injection; durée totale environ 30 min. Injection par voir intrapéritonéale de traitement sur souris vigiles : 4 injections (2 fois/semaine sur 15 jours);durée totale du geste 1-2 min. Sur animaux sous anesthésie générale : Prélèvement de sang ( 500μl), Lavage broncho alvéolaire (5x 1ml), perfusion intracardiaque;durée totale environ 30 min.

Impact sur les animaux

La vaccination par voie intranasale peut induire une gêne respiratoire transitoire de courte durée pendant la durée de l’administration. Les injections par voie intraveineuse, intramusculaire et intrapéritonéale ne sont pas connus pour engendrer des nuisances ou douleurs. Sur la durée entière de l’expérience (soit environ 3 semaines), les souris avec les tumeurs peuvent perdre du poids pu présenter des signes évocateurs de souffrances tels que des troubles du comportement (immobilité, isolement...) et de l’aspect physique (dos vouté, apparence du poil...). Pour les tumeurs du poumon les souris peuvent présenter des difficultés à respirer ( bien que dans la littérature ces signes sont généralement décrit à partir de 4 semaines). Pour les tumeurs de la joue, une nécrose, ulcération de la tumeur peuvent apparaitre.

Devenir

Tous les animaux du projet seront mis à mort afin de prélever les organes pour l'étude des réponses immunes

Remplacement

Le microenvironnement tumoral est complexe, de même que les réponses immunitaires impliquées dans la réponse immune antitumorale. L’efficacité d’un vaccin ne peut être évalué que dans des organismes entiers et les modèles in vitro ne permettent pas de mimer fidèlement les réponses immunitaires ni le microenvironnement tumoral. L’expérimentation animale est indispensable afin de se rapprocher de conditions observées chez l’homme.

Réduction

Les paramètres expérimentaux ont été déterminées selon des données déjà publiées (cinétique de vaccination, doses, nombre de cellules tumorales à injecter). Nous avons pu déterminer un nombre d’animaux minimum pour avoir assez de matériel pour garantir une analyse statistique fiable. Des groupes de 10 animaux pour tester l’efficacité des vaccins, et pour le groupe vacciné avec notre vaccin de référence le nombre est réduit à 6. Pour les souris porteuses de tumeurs des groupes de 12 sont nécessaires puisqu’il existe une certaine hétérogénéité de la croissance tumorale. Pour chaque expérience, le maximum de tissus est prélevé afin de maximiser les analyses biologiques possibles.

Raffinement

Les injections intranasales et les injections de tumeurs dans la joue sont réalisées sous anesthésie générale pour le confort de l’animal. La profondeur de l’anesthésie est surveillée tout le long de la procédure, et les animaux sont placés sur un tapis chauffant et surveillées jusqu’à leur réveil. Les injections par voie intraveineuse, via la veine de la queue, sont réalisées sur animaux sous anesthésie gazeuse placés sur tapis chauffant. Les injections par voie intramusculaire et intrapéritonéales ne sont pas connus pour engendrer de douleurs particulières et sont réalisées sur animaux vigiles après désinfection à l’éthanol 70% de la surface d’injection. Tous les vaccins et traitements sont préparés dans des formulations déjà utilisés en clinique ou pré-clinique. Les animaux sont élevés en cages enrichies, et regroupés en groupes sociaux afin d’éviter leur isolement ( 5 souris maximum/cage). Les animaux seront acclimatés au minimum 1 semaine avant le début de toute expérimentation. Pour les animaux le nécessitant, la prise alimentaire et l’hydratation seront facilités avec un enrichissement dans la cage de croquettes humidifiées et de gelée hydratante. La croissance tumorale est mesurée 2fois/semaine à l'aide d'un pied à coulisse par les expérimentateurs. Une évaluation quotidienne de l’état général de l’animal basée sur des points limites sont établis. Les animaux sont surveillés quotidiennement par le personnel qualifié de l’animalerie, en cas de comportement anormal le responsable du projet est alors averti. L’observation de point limite induira une mise à mort anticipée de l’animal par le responsable du projet.

Choix des espèces

Cette étude sera réalisée avec des souris C57bl/6J. Ce modèle est parfaitement maitrisé dans l’équipe qui dispose de nombreux outils (lignées tumorales syngéniques, vaccins) Les souris seront utilisées à partir de l’âge de 8 semaines. Cela permet d’avoir un système immunitaire entièrement développé et à cet âge les souris tolèrent bien une anesthésie générale.

  • Recherche appliquée
    • Troubles nerveux
  • Recherche fondamentale
    • Multisystémique
    • Oncologie
    • Système endocrinien
Souris : 500
Souffrances
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▲ 500
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Devenir
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500 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger. Elles reçoivent des injections intrapéritonéales et un gavage gastrique quotidien de bactéries pendant vingt-huit jours, puis passent une batterie de tests comportementaux, test des trois chambres, open field et labyrinthe en O, avant d'être tuées et disséquées. Le porteur étudie des protéines bactériennes imitant l'ocytocine et affirme que l'étude pourrait déboucher sur une stratégie contre les troubles du spectre autistique, dont il rappelle qu'aucun traitement spécifique n'existe. Il indique que seul un modèle mammifère entier permet de comprendre le rôle de ces protéines sur le comportement social.

Objectifs

L'ocytocine (OT) est une hormone peptidique produite dans le cerveau et sécrétée dans le sang. L'OT joue un rôle majeur dans la régulation du comportement motivationel, y compris la stimulation des interactions sociales, la réduction du stress et de l'agressivité, l'amélioration de l'humeur et des émotions et la réduction de l'apport alimentaire. Ainsi, l'activation de la signalisation OT est connue comme une cible pharmacologique valable pour le traitement des troubles neuropsychiatriques tels que l'autisme, la dépression, etc. Des immunoglobulines (Ig) réactives à l'ocytocine ont été détectées chez l'homme et les rongeurs, mais leur origine reste inconnue. Auparavant, nous avons découvert que les IgG réactives aux neuropeptides peuvent être stimulées par des protéines mimétiques bactériennes et que ces protéines peuvent avoir un effet direct sur la signalisation neuroendocrinienne. Dans le présent projet, nous identifierons à l'aide de la protéomique et validerons fonctionnellement à l'aide d'approches in vitro et in vivo des protéines mimétiques bactériennes de l'OT dans les micro-organismes commensaux qui peuvent être présentes dans le microbiote intestinal et peuvent être utilisées comme probiotiques potentiels pour le traitement des troubles de spectre autistique (TSA). Pour les expériences in vivo, nous utiliserons 500 souris qui recevront des protéines mimétiques bactériennes de l'OT et leur comportement locomoteur, social et anxieux sera étudié à l'aide d'une batterie de tests comportementaux classiques.

Bénéfices attendus

Les résultats de cette étude devraient permettre des avancées significatives dans la recherche fondamentale et translationnel biomédicale : 1. L'étude déterminera si les protéines bactériennes et les peptides dérivés de bactéries intestinales commensales pourraient avoir des effets physiologiques sur le comportement social et l'anxiété de l'hôte. 2. L'étude contribuera à développer une nouvelle stratégie thérapeutique pour le traitement des TSA chez l'homme. En effet, la prévalence des cas de TSA, présente actuellement chez 1 sujet sur 50, est en constante augmentation et, malheureusement, aucun traitement spécifique n'est disponible.

Procédures

Pas de prélèvement ni d’opérations sont prévus sur animaux vigiles. Seuls interventions seront des injections intraperitineal dans le cadre de l'immunisation ou administration en aigu de proteines et des peptides ou le gavage gastrique avec des bacteries probiotiques. - Le nombre et durée d'interventions sont les suivantes: - Immunisation par injection (IP) : instantanément, ~ 2 sec, 2 injections espacés de 2 semaines; - Injection IP : instantanément, ~ 2 sec, une seule fois avant chaque test du comportement, 3 injections totale ; - Gavage gastrique : ~ 5 sec, une fois par jour pendant 28 jours - Test du comportement social « 3 chambres », 20 min - Test du comportement anxieux « Open field » 20 min - Test du comportement anxieux « O-maze » 5 min

Impact sur les animaux

Nous n'attendons pas de manifestations indésirables chez les animaux qui seront utilisés dans ces études. Les procédures expérimentales sont classées légères. Les traitements ne doivent pas enduire ni douleur ni inflammation ni changement du comportement qui pourrait nuire à bien-être des animaux.

Devenir

Suite aux traitements par les protéines mimétiques de l'OT et l'analyse du comportement social et anxieux des souris seront tuées et leurs tissues seront prélevés pour une analyse biochimique.

Remplacement

Au cours de ce projet, les effets fonctionnels des protéines et peptides mimétiques de l’OT seront tout d'abord évalués in vitro sur une lignée de cellules exprimant le récepteur de l’OT. Cette approche nous permettra de sélectionner les peptides ayant une activité OT-like avant l'étude in vivo. Ceci nous permettra de réduire significativement le nombre d'animaux pour la validation d’activité de protéines mimétiques d’OT.

Réduction

En accord avec des expériences antérieures et pour limiter le nombre d'animaux utilisés, les processus physiologiques étudiés seront analysés sur des lots de 10 souris par condition de traitement. Ces effectifs nous assureront d’obtenir des données statistiquement comparables. De plus, les procédures de tests du comportement social et anxieux, n’impliquant pas d’effet néfaste à long-terme, vont être menées successivement sur les mêmes animaux intercalées avec des périodes de repos au cours desquelles les paramètres physiologiques et le bien-être des souris seront régulièrement évalués.

Raffinement

Le bien-être de l’animal sera évalué quotidiennement par la mesure des prises de nourriture et de boisson, et le suivi du poids de chaque animal. Au cours des expérimentations, une observation continue des animaux nous permettra d’arrêter le protocole en cas de souffrance. Avant le début de l’expérimentation les animaux seront acclimatés à l’animalerie pendant une semaine. Afin de réduire le stress des animaux, nous allons respecter une pause de 2 jours entre les tests comportementaux. Dans notre étude, nous avons aussi choisi à utiliser les souris BTBR comme un modèle génétique de l’insuffisance du comportement sociale. Bien que la mise au point de ce modèle soit plus chère, ça permet d’éviter la souffrance des animaux dans le cas d’utilisation des modèles du déficit social induit par l’administration des toxines.

Choix des espèces

Seule l’utilisation d’un modèle mammifère intégré, donc in vivo chez l’animal entier, peut nous permettre de comprendre, de façon globale, le rôle des protéines mimétiques bactériennes de l’OT dans la régulation du comportement social et anxieux. La souris adulte represente une espece de choix pour la recherche des mecanismes moleculaires impliqués dans la régulation du comportement social et anxieux.

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

240 souris dites humanisées vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Elles reçoivent des cellules immunitaires humaines puis un vecteur de thérapie génique AAV, avec prélèvements sanguins hebdomadaires à la jugulaire pendant douze semaines, injections répétées de LPS, pompes implantées chirurgicalement sous le dos et anticorps injectés trois fois par semaine. Le porteur indique que les souris sont mises à mort par décapitation ou pentobarbital après un prélèvement terminal de sang et d'organes. Il affirme que les méthodes in vitro ou in silico ne rendent pas compte de la réponse immunitaire dans son ensemble et conclut que l'emploi d'un organisme vivant est "nécessaire".

Objectifs

La thérapie génique consiste à introduire un gène thérapeutique dans des cellules pour traiter une maladie. Pour véhiculer ce gène, les vecteurs viraux, et en particulier les virus adéno-associés (AAVr) constituent des outils de choix. Une seule injection d’AAVr permet une expression à long terme du gène thérapeutique. Néanmoins, malgré de récents succès, un des facteurs majeurs pouvant limiter l’efficacité du transfert de gène est la réponse immunitaire dirigée contre ce vecteur. Cette réponse immune délétère s'explique, en partie, par le fait que les humains sont naturellement infectés au cours de leur vie par des virus AAV sauvages. Au laboratoire, nous avons récemment développé un modèle animal pour mimer la réponse préexistante anti-AAV. Ce modèle semble reproduire la réponse immune anti-AAV observée chez l’humain. La génération de ce modèle animal ouvre un champ d’applications important pour aider au développement de médicaments de thérapie génique innovants plus efficaces et plus sûrs sur le plan immunologique pour prévenir un rejet du transfert de gène. Ainsi, fort de ces constats, nous proposons de tester, dans notre modèle de souris humanisées, 2 stratégies pour moduler la réponse immunitaire anti-AAV préexistante et ainsi prévenir le rejet lié au transfert de gène. La première stratégie consistera à utiliser l’interleukine 34 (IL-34) pour favoriser l’émergence de cellules immunitaires impliqués naturellement dans la modulation des réponses immunitaires. Dans la seconde stratégie, un anticorps anti- CD45RC sera utilisé pour moduler l’action des cellules exprimant fortement le marqueur CD45RC. L’objectif scientifique de ce nouveau projet est de développer une stratégie pour moduler la réponse immune préexistante dirigée contre le vecteur de thérapie génique.

Bénéfices attendus

Ce projet va permettre de développer une méthode pour prévenir la réponse immunitaire anti-vecteur et permettre ainsi d’améliorer les traitements de thérapie génique à l’aide d’AAVr.

Procédures

Un prélèvement sanguin par semaine sera réalisé pendant 12 semaines. Les animaux seront anesthésiés et le sang sera prélevé au niveau de la jugulaire. La durée totale d’intervention est estimée à environ 3 mn. Chaque animal sera injecté 2 fois en intraveineuse dans la veine caudale sous anesthésie gazeuse. L’une pour l’injection d’AAVr à J 0, l’autre pour les cellules immunitaires humaines à J+1. La durée totale d’intervention est d’environ 5 mn. Les animaux recevront 3 injections en intra-péritonéale de LPS à J+1, J+2, J+3 après l’injection IV du vecteur. Une injection en IP se fait en moins d’une minute. Des injections IP d’IL-15 seront réalisées 2 fois par semaine pendant les 12 semaines de suivi du projet. Pour les animaux inclus dans la première stratégie d’immunomodulation. 48h avant injection de l’AAVr, des pompes Alzet rechargeables-iPrecio seront placées chirurgicalement sous la peau du dos des souris permettant de diffuser de l’IL-34 sur plusieurs jours. Le temps d’anesthésie, de préparation du champ opératoire et de la chirurgie est d’environ 30 mn. La recharge en IL-34, s’effectuera tous les 15 jours après palpation de l’orifice de la pompe rechargeable à travers la peau. La recharge s’effectue en moins de deux minute. Pour les animaux inclus dans la deuxième stratégie d’immunomodulation B, l’anticorps anti-CD45RC ou l’anticorps contrôle seront injectés par voie intraveineuse dans la veine caudale 3 fois par semaine pendant 4 semaines. Compte tenu de la fréquence, les animaux ne seront pas anesthésiés. Les souris seront placées dans un tunnel de contention pendant 2 minutes le temps de l’injection. En cas de stress marqué, dû à la répétition des procédures, les animaux seront anesthésiés en gazeuse.

Impact sur les animaux

Les différents produits ont tous déjà été administrés chez la souris à des doses supérieures ou égales à ce qui est envisagé dans ce projet, sans observation de signe clinique notable. L’utilisation de seringue à insuline équipée d’une petite aiguille de 30 G permet de limiter le désagrément de la piqûre. L’installation d’une pompe rechargeable-iPrecio nécessite une petite chirurgie pour la placer en sous-cutanée. L’animal sera sous analgésie en pré et post opératoire pendant 24h. Au-delà, aucune douleur n’est attendue.

Devenir

Tous les animaux seront gardés en vie après chaque procédure et ce jusqu’à la fin du protocole (entre 1 et 3 mois maximum post-injection selon les réponses aux stratégies d’immunomodulations), jour de l’euthanasie et de la réalisation des prélèvements de tissus et d’organes. En ce qui concerne les animaux des différents groupes expérimentaux, notre protocole requiert un prélèvement terminal d'une grande quantité de sang sur lequel s'appuiera certaines analyses moléculaires, biochimiques, immunologiques et histologiques, mais également pour éliminer la plus grande majorité de sang des organes ou tissus tels que le foie, le cœur, la rate, les poumons, le cerveau, les reins ou encore les muscles squelettiques qui seront prélevés pour analyses. Les animaux subiront donc une anesthésie gazeuse préalable (isoflurane : induction 5%) suivie d’une décapitation qui sera systématiquement réalisée par du personnel compétent pratiquant cette technique en routine. Tous les animaux sont concernés par cette procédure exceptés les animaux inclus qui entrent dans le cadre de la procédure de perfusion du foie pour isolement des cellules. Dans le présent cas, le sang ne sera pas récupéré après perfusion hépatique, les animaux seront anesthésiés sous isoflurane et mis à mort par injection de pentobarbital (Euthasol vet à la dose de 140 mg/kg en IV ou IC).

Remplacement

L'utilisation de méthodes alternatives tels que des techniques in vitro ou in silico ne permettent pas de rendre compte de la réponse immunitaire dans son ensemble, l'emploi d'un organisme vivant est donc nécessaire. La souris est un modèle de choix par sa petite taille, ses performances de reproduction et sa durée de vie. Jusqu’à présent aucun modèle animal n’a pu prédire une réponse immune préexistante contre le vecteur AAV car la plupart ne sont pas des hôtes naturels de l’AAV. Néanmoins, dans plusieurs essais cliniques cette réponse a été mise en évidence et a conduit à la perte de l’efficacité du traitement. Le récent développement d’un modèle de souris humanisées nous a permis de reproduire cette immunité préexistante en laboratoire. Ce modèle animal pourra nous permettre de développer des stratégies pour moduler la réponse immune et permettre le maintien de l’expression du gène thérapeutique à long terme.

Réduction

Chez l’humain, l’intensité de la réponse immune est variable, ainsi pour que les résultats soient statistiquement interprétables nous envisageons au maximum d’injecter les cellules de 10 donneurs humains. Au maximum, 240 animaux seront utilisés dans le projet. Si la variabilité de réponse est faible entre les donneurs et donc que les résultats sont statistiquement interprétables avant d’atteindre les 10 donneurs, le protocole sera arrêté pour ne pas mettre à mort des animaux supplémentaires. Ce nombre a été calculé statistiquement et permet de réduire le nombre d'animaux au maximum tout en obtenant des résultats probants.

Raffinement

Le souci du bien-être animal passera par : (i) De bonnes conditions d’hébergements. Par exemple pour les cages comportant plus de 2 souris, une bonne quantité de frisottis en carton est ajouté dans chaque cage pour enrichir l’environnement des animaux. Pour les cages comportant moins de 3 animaux, en plus des frisottis, est ajouté un igloo en cellulose. Des petits morceaux de bois à ronger sont distribués. Les litières sont changées 2 fois par semaine. Un suivi régulier des animaux, chaque cage est inspectée quotidiennement pour vérifier que les animaux se portent bien ainsi que pour contrôler le niveau de nourriture et d’eau. (ii)L’instauration de points limites pertinents et précoces. La détermination des points limites se basera sur la grille d'évaluation ci-dessous, adaptée aux procédures envisagées. En cas de 3 signes cliniques notables ou 1 signe clinique sévère, l'euthanasie sera décidée. -Signes cliniques notables : lésion sans effraction cutanée, agitation, hypomobilité, hyperréactivité, résistance à la manipulation, stéréotypie, poil piqué, gonflement abdominal, perte de 10% à 20% du poids, diminution ou absence de prise de nourriture/d'eau... -Signes cliniques sévères : lésion sévère, saignement incontrôlable, akinésie, convulsions, respiration difficile ou suffocation, absence de fèces ou fèces liquides, déshydratation, perte >20% du poids, douleur à la palpation… (iii)La mise en place de mesures adaptées (anesthésie, analgésie ou mise à mort par des méthodes reconnues).

Choix des espèces

Dans la majorité des études de thérapie génique ou d'immunologie, une espèce mammifère est requise pour avoir une pertinence clinique. L'utilisation de la souris est justifiée à la fois par l'existence de plusieurs modèles murins humanisés ainsi que par la possibilité de constituer des groupes suffisamment larges pour effectuer des analyses statistiques. Le modèle murin (NOD/SCID/HLA-A2) est couramment utilisé en transfert adoptif de cellules humaines, car il permet une bonne survie des cellules transférées. L'expression de l'allèle du complexe majeur d'histocompatibilité de classe I HLA-A2.1 est indispensable car les cellules humaines transférées ont un répertoire restreint à cet allèle. La preuve de concept de modélisation de la réponse immune anti-AAV préexistante étant faite chez la souris NSG HLA A2, le développement de stratégies d’immunomodulation dans ce modèle est privilégié. Les souris seront injectées entre 6 et 14 semaines d’âge. À ce stade, les tissus de soutien et les niches nécessaires au support et à la survie de transfert adoptif de cellules sont suffisamment développés pour permettre le succès du transfert adoptif.

  • Recherche appliquée
    • Cancers
  • Recherche fondamentale
    • Oncologie
Souris : 150
Souffrances
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▲ 150
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Devenir
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 150

150 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Une tumeur leur est implantée sous la peau, puis elles reçoivent par voie intraveineuse des formulations d'un photosensibilisateur avant prélèvement de sang et d'organes après mise à mort, pour comparer la diffusion de deux formes liposomales au produit de référence. Le porteur indique que les souris maintenues à l'obscurité jusqu'à 48 heures subissent un stress, la lumière étant évitée pour prévenir la photosensibilisation. Il affirme qu'aucun modèle in vitro ou ex vivo ne peut être maintenu assez longtemps pour étudier cette diffusion dans l'"organisme entier".

Objectifs

La thérapie photodynamique est un traitement employé en cancérologie pour éradiquer les tumeurs de petite taille accessibles à la lumière. Le principe repose sur l’activation, en présence d’oxygène et de lumière, d’une molécule appelée photosensibilisateur qui se localise préférentiellement dans la tumeur. La meta-tétra(hydroxyphényl)-chlorine (mTHPC) connue sous le nom de Foscan® est approuvée en clinique pour le traitement alternatif à la chirurgie des tumeurs des voies aéro-digestives supérieures mais étant peu soluble dans l’eau, elle persiste longtemps au niveau du site d’injection, freinant sa distribution aux organes et notamment à la tumeur, et entrainant des problèmes de photosensibilisation cutanée. Les objectifs de ce projet sont d’étudier le devenir au cours du temps dans le sang (pharmacocinétique) et la biodistribution au niveau tissulaire et intratumoral par imagerie de fluorescence de 2 nouvelles formulations liposomales à base de mTHPC en comparaison avec le Foscan® comme référence, administrés par voie intraveineuse chez la souris après induction d’une tumeur sous-cutanée. Lorsque la taille de la tumeur aura atteint le volume requis, les souris recevront par voie intraveineuse l’une des deux formulations liposomales ou le Foscan®. Les prélèvements de sang réalisés sous anesthésie, d’organes (peau, muscle, foie, reins, cœur, poumons et intestins) et de tumeurs réalisés après la mise à mort des animaux, seront effectués à différents temps après injection des 2 nouvelles formulations liposomales à base de mTHPC ou du Foscan®, avec 5 souris par temps de prélèvement et par produit injecté.

Bénéfices attendus

La réalisation de ce projet va permettre d’évaluer la pharmacocinétique et la biodistribution tissulaire et intratumorale de 2 nouvelles formulations liposomales à base de mTHPC en comparaison avec le foscan®, composé à base de mTHPC utilisé en clinique. Le Foscan® est en effet utilisé pour le traitement alternatif à la chirurgie des tumeurs des voies aéro-digestives supérieures mais étant peu soluble dans l’eau, il persiste longtemps au niveau du site d’injection, freinant sa distribution aux organes et notamment à la tumeur, et entrainant des problèmes de photosensibilisation cutanée. Les 2 nouvelles formulations liposomales à base de mTHPC développées devraient permettre une meilleure diffusion dans l’organisme au cours du temps afin de mieux cibler la tumeur et de limiter son accès aux organes, notamment au niveau de la peau pour limiter les problèmes de photosensibilisation cutanée. Les données issues de ce projet permettront d’envisager des études cliniques chez l’Homme avec l’une et/ou l’autre des 2 nouvelles formulations liposomales à base de mTHPC testées.

Procédures

Les 180 souris nécessaires à la réalisation de ce projet seront soumises à l’induction d’une tumeur sous-cutanée par injection d’une suspension de cellules tumorales effectuée une seule fois en moins d’une minute et sous anesthésie générale. Un suivi de la croissance tumorale sera effectué par mesure tous les 2 jours sur animal vigile de la taille de la tumeur, à l’aide d’un pied à coulisse, mesure effectuée en moins d’une minute. Une injection intraveineuse de formulations liposomales à évaluer ou du produit de référence utilisé (Foscan®) sera effectuée sous anesthésie générale sur les 180 souris, une seule fois et en une minute environ, lorsque la tumeur aura atteint un volume défini (350 à 400 mm3), à la dose de 0,3 mg/kg pour 105 souris, et à la dose de 7,0 mg/kg pour 75 souris. Un prélèvement de sang de 0,5 ml sera effectué sur 105 des 180 souris par prélèvement intracardiaque sous anesthésie générale effectué une seule fois et en une minute environ, avant leur mise à mort, afin d’étudier le devenir au cours du temps dans le sang des formulations liposomales injectées par rapport à celui du composé de référence (Foscan®), puis d’étudier leur distribution dans différents organes et la tumeur qui seront prélevés après la mise à mort. Une injection intracardiaque d’un produit de contraste permettant de visualiser les vaisseaux sanguins au niveau de la tumeur sera effectuée sur 75 des 180 souris, une seule fois et en une minute environ, sous anesthésie générale, 7 minutes avant leur mise à mort.

Impact sur les animaux

Un stress des animaux utilisés dans ce projet sera induit par le placement à l’obscurité après la réalisation de l’injection intraveineuse de formulations liposomales à base de mTHPC ou de Foscan® jusqu’à leur mise à mort, rendu nécessaire afin d’éviter les problèmes de photosensibilisation cutanée. Ce stress induit concernera les animaux qui seront mis à mort aux temps prolongés de la cinétique réalisée, correspondant donc aux temps 18 heures, 24 heures et 48 heures, soit 45 des 105 souris utilisées pour la partie pharmacocinétique et biodistribution tissulaire, et 30 des 45 souris utilisées pour la partie biodistribution intratumorale. Les autres animaux qui seront mis à mort aux temps courts de la cinétique réalisée, entre 30 minutes et 6 heures, le seront au cours du cycle normal jour/nuit auquel ils sont soumis. Pour ces raisons, et le fait également d’induire une tumeur sous-cutanée, de réaliser des injections de produits, sous anesthésies générales répétées mais de courte durée, la procédure expérimentale a été classée en sévérité modérée.

Devenir

A l’issue de l’unique procédure expérimentale, après ou non réalisation d’un prélèvement de sang, les souris seront mises à mort afin de permettre le prélèvement d’organes et de la tumeur, et de pouvoir ainsi réaliser un ensemble d’analyses permettant d’étudier la distribution au cours du temps des formulations liposomales et du produit de référence (Foscan®) qui auront été préalablement injectés.

Remplacement

Le remplacement des expérimentations animales par des méthodes alternatives n’est pas envisageable dans le contexte de ce projet. Il n’est en effet pas possible d’utiliser des modèles in vitro (culture de cellules) ou ex vivo (organes isolés) qui ne pourraient d’ailleurs pas être maintenus dans un état physiologique pendant une durée prolongée, afin d’étudier la diffusion dans l’organisme entier au cours du temps (pharmacocinétique) et dans des organes cibles (biodistribution) de composés injectés par voie générale. L’étude de la distribution intratumorale de molécules d’intérêt est nécessaire pour optimiser l’intervalle de temps entre l’injection et l’irradiation lumineuse (IDL = Intervalle Drogue-Lumière). L’ensemble de ces facteurs complexes ne peut être appréhendé qu’in vivo sur un modèle animal.

Réduction

Nous utiliserons le nombre minimum d’animaux nécessaire à la réalisation de ce projet mais permettant d’obtenir des résultats prédictifs et représentatifs. Ce nombre a été déterminé sur la base de résultats d’études antérieures, pour certaines publiées, ayant permis d’ajuster les temps de cinétique de prélèvements et montrer que 5 animaux par temps de prélèvement et par groupe de traitement était nécessaire et suffisant. D’autre part, l’objectif étant de comparer 2 nouvelles formulations liposomales à base de mTHPC au Foscan®, il n’est pas nécessaire d’utiliser de groupe d’animaux témoins recevant une formulation liposomale neutre, réduisant ainsi le nombre d’animaux utilisés.

Raffinement

Les injections sous-cutanée de cellules tumorales et intraveineuse de formulations liposomales à base de mTHPC et de Foscan®, ainsi que le prélèvement sanguin, seront effectués sous anesthésie générale. Les souris seront observées quotidiennement tout au long de l’expérimentation, leur poids sera mesuré tous les 2 jours, et si une perte de poids supérieure à 20% par rapport au poids maximal atteint ou de 15% entre 2 pesées est observée, ou si des signes de toxicité des traitements, de déshydratation, de prostration prolongée, de non réponse à l’activité externe ou des modifications de leur comportement sont observés (difficultés à se déplacer, cachexie, vocalises, convulsions…), elles seront mis à mort dans des conditions éthiques. Une attention toute particulière sera portée aux animaux qui seront maintenus dans l’obscurité et mis à mort aux temps prolongés de la cinétique, 18 heures, 24 heures et 48 heures après injection des formulations liposomales à base de mTHPC et de Foscan®. Des boules de coton seront placées dans chaque cage comme dispositif d’enrichissement pour assurer leur bien-être, et seront remplacés lors de chaque change de litière

Choix des espèces

La souris Nude, présentant un système immunitaire déficient, est le modèle animal le plus approprié pour des études en cancérologie expérimentale, très utilisée et largement décrite dans la littérature scientifique, permettant d’injecter chez l’animal des cellules tumorales d’origine humaine sans risque de rejet. D’autre part, les études de pharmacocinétique et de distribution tissulaire et intratumorale sont principalement réalisées chez la souris car sa petite taille nécessite d’utiliser moins de composé à évaluer, composé dont le coût de développement peut être très important. Les animaux seront de jeunes souris âgées de 8-9 semaines à l’arrivée au laboratoire et de 9-10 semaines pour le démarrage des expérimentations. Cela correspond à l’âge moyen de souris décrit dans la littérature scientifique pour la réalisation d’études de pharmacocinétique et de biodistribution, et de souris utilisées lors d’études précédentes menées dans notre laboratoire selon le même protocole expérimental et ayant donné des résultats probants.

  • Recherche appliquée
    • Diagnostic des maladies
    • Troubles immunitaires
  • Recherche fondamentale
    • Système immunitaire
Souris : 1596
Souffrances
▲ 798
▲ -
▲ -
▲ 798
Devenir
 -
 -
 -
 1596

1596 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance allant du sans réveil au sévère. La moitié, donneuses, sont opérées sous anesthésie pour prélever un rein et la rate puis tuées sans réveil, l'autre moitié reçoivent une greffe de rein, l'ablation de leurs propres reins et des injections d'anticorps, pour étudier le rejet de greffe rénale. Le porteur indique que les receveuses peuvent développer une insuffisance rénale avec perte de poids, fatigue, œdèmes et troubles cardiaques, et sont tuées au plus tard 67 jours après la greffe. Il affirme que l'étude ne peut se limiter à une approche cellulaire, faute de reproduire les interactions entre cellules immunitaires et vaisseaux.

Objectifs

Le rejet humoral, ou rejet causé par les anticorps, est la première cause de lésions des organes greffés puis de l’arrêt de leur fonction. Ce phénomène concerne environ 2/3 des greffes. Malheureusement à ce jour, il n’y a aucun traitement efficace pour traiter le rejet humoral. C’est donc un enjeu majeur de santé publique. Dans le rejet humoral, les anticorps synthétisés par le patient receveur de la greffe sont dirigés contre les protéines CMH portées par les cellules tapissant les parois des vaisseaux du greffon, appelées « cellules endothéliales ». Comme tous les anticorps, ils comportent une partie protéine et une partie composée d’une chaîne de plusieurs sucres. Ces sucres sont appelés glycanes. Dans les maladies auto-immunes, il a été montré que la nature des glycanes présents sur les anticorps impacte leur fonctionnalité en les rendant plus ou moins inflammatoires et donc plus ou moins agressifs. Lors d’un travail in vitro préliminaire, nous avons montré que seuls certains glycanes sont capables de causer des dommages aux cellules endothéliales. Cependant, ce modèle in vitro, trop éloigné des conditions physiologiques, ne prend pas en compte l’influence des anticorps et de la nature de leur glycane sur les cellules immunitaires du patient receveur. Ces interactions entre anticorps et cellules immunitaires sont pourtant au cœur de la physiopathologie du rejet. Nous souhaitons mettre au point un modèle de greffe rénale chez la souris qui nous permettra d’étudier directement l’impact de la nature chimique de la chaîne de glycane sur la virulence des anticorps du receveur dirigés contre les molécules CMH du donneur lors de la greffe rénale. L’objectif de cette étude est d’identifier si un ou plusieurs glycanes orientent la réponse immunitaire du receveur vers le rejet ou au contraire protègent du rejet.

Bénéfices attendus

Ces résultats devraient ouvrir la voie à des essais thérapeutiques utilisant des modificateurs de la chaîne de sucres des anticorps anti-CMH lors de la greffe rénale, mais aussi lors de la greffe d’autres organes afin de diminuer les taux de rejet chez les patients. Du fait du caractère vital de ces organes, mais aussi de la pénurie actuelle de greffon, la préservation de leur fonction et l’amélioration de leur durée de vie sont primordiales.

Procédures

Des procédures chirurgicales seront réalisées sur deux lots principaux d'animaux. Le premier lot correspond aux 796 animaux donneurs d'organe. Un prélèvement de la rate et du rein gauche de ces souris donneuses sera réalisé sous anesthésie générale, en une seule fois, en environ 20 à 25 min. Ensuite, les souris seront euthanasiées pendant l'anesthésie. Le second lot correspond aux souris qui vont bénéficier de la greffe du rein des souris donneuses. Ces 796 autres souris receveuses subiront une chirurgie d'environ 35 à 45min visant à transplanter le rein d'une souris donneuse sous anesthésie générale et à retirer un de leur rein natif. Après 4 jours, les souris receveuses subiront à nouveau une opération chirurgicale de 5min visant à retirer le second rein natif pour que la fonction rénale de la souris ne dépende que du greffon et permette d'avoir une estimation fiable du rejet s’il y en a un. Sept jours après la transplantation, si les souris ne montrent pas de signes importants de douleurs, souffrance ou d'insuffisance rénale, une injection unique d'une forme particulière d'anticorps dans la veine caudale sera réalisée sur les animaux vigiles restants. Puis un prélèvement sanguin par la veine caudale sera réalisé tous les 3 jours pendant pendant 10 jours puis 1 fois par semaine pendant 3 semaines sur tous les animaux vigiles afin de suivre l'évolution de la fonction rénale des animaux. Les animaux seront ensuite euthanasiés 67 jours après la greffe de rein ou bien dès lors qu'ils montreront des signes de souffrance, de douleurs trop importantes ou une insuffisance rénale. Les greffons seront ensuite prélevés sur les animaux euthanasiés pour les analyses du rejet humoral médiés par les différentes formes d'anticorps.

Impact sur les animaux

Pour les souris donneuses, aucune nuisance ou effets indésirables ne sont attendus. Ces animaux sont élevés et hébergés en conditions standards et ne subissent qu’une seule procédure de classe sans réveil consistant à prélever leur rein gauche et leur rate. Concernant les souris receveuses, des nuisances sont attendues sur ces animaux. Nous prévoyons que les animaux seront atteints d'insuffisance rénale pouvant provoquer des pathologies et différents symptômes comme de la perte de poids, de la fatigue, des vomissements, des oedèmes, des troubles du rythme cardiaque, de l'hypertension artérielle. Cependant, grâce à notre expérience acquise auprès des patients présentant ce type de pathologie, et dans un souci de respect du bien-être des animaux, nous avons prévu de mettre en place des critères d’interruption des procédures expérimentales basés sur des paramètres mesurables non invasifs. Ainsi, nous pourrons éviter des souffrances non nécessaires aux animaux. De même, les souris receveuses ayant un phénotype dommageable car immunodéficientes, elle ont des risques accrus d'infections. Néanmoins, celles-ci seront euthanasiés avant l’apparition de ce phénotype dommageable si celui-ci survient. Tout est mis en oeuvre pour limiter les risques d'infections. Pour cela, nous avons mis en place une grille d'évaluation de la douleur et des points limites afin d'euthanasier les animaux si des symptomes infectieux se déclarent.

Devenir

Les souris donneuses seront euthanasiées pendant l'anesthésie générale visant à prélever le rein gauche pour la transplantation et la rate pour l'extraction des splénocytes. Les souris receveuses seront quand à elles euthanasiées après la transplantation rénale si elles montrent des signes de souffrance et de douleurs trop importants ou des signes d'insuffisance rénale. Au plus tard, elles seront euthanasiées 67 jours après la transplantation rénale.

Remplacement

Cette étude ne peut pas être limitée à une approche cellulaire qui ne prend pas en compte les interactions multiples qui existent entre divers types cellulaires et notamment entre les différentes cellules immunitaires et les cellules des vaisseaux sanguins du greffon.

Réduction

Effectif calculé au plus juste à partir des tests de comparaison de moyennes qui permettent de définir le nombre d'individus nécessaires. Pour toutes les procédures expérimentales qui seront mises en œuvre, le nombre de souris par groupe sera de 57 souris analysables après l’opération chirurgicale.

Raffinement

Les animaux recevront une anesthésie pendant la chirurgie, ainsi qu’une analgésie pendant et après la chirurgie de façon systématique. Les animaux seront surveillés au quotidien avec des critères définis et le recours à des doses supplémentaires d’analgésiques est prévu pour éviter toute souffrance. Les animaux disposent également d'un enrichissement du milieu adapté aux conditions post-opératoires avec notamment un accès facilité à l’eau et à la nourriture.

Choix des espèces

Il s’agit d’une espèce chez laquelle la greffe de rein a été décrite depuis 1978, avec de nombreuses descriptions ultérieures d’amélioration de la technique. Ainsi, la procédure de greffe est très bien détaillée dans la littérature. Mus musculus est une des seules espèces pour laquelle il existe des souches agammaglobulinémiques. L'utilisation de souris est justifiée pour la génération d'un rejet par transfert passif d'alloanticorps caractérisés au préalable. L’immunologie de la souris est également très bien décrite puisqu’il s’agit d’une espèce très utilisée dans ce domaine.

  • Recherche appliquée
    • Diagnostic des maladies
    • Maladies animales
    • Troubles cardiaques
    • Troubles endocriniens
    • Troubles gastrointestinaux
    • Troubles musculosquelettiques
    • Troubles nerveux
  • Recherche fondamentale
    • Oncologie
    • Système cardiaque
    • Système endocrinien
    • Système gastrointestinal
    • Système musculosquelettique
    • Système nerveux
Souris : 2500
Rats : 4000
Souffrances
▲ -
▲ -
▲ 500
▲ 6000
Devenir
 -
 -
 -
 6500

2500 souris et 4000 rats vont être utilisés dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré à sévère, mis à mort ou cédés à des équipes scientifiques. Ils subissent une chirurgie unique pour créer des modèles de diabète, d'insuffisance hépatique, d'arthrose, d'infarctus du myocarde ou de vagotomie, avec des prélèvements sanguins et une récupération post-opératoire de 48 à 72 heures. Le porteur revendique la production et la mise à disposition de ces modèles pathologiques pour la recherche, en assumant le recours à des animaux "surnuméraires". Il affirme qu'il est "impossible de modéliser une maladie dans sa globalité" par des outils informatiques ou cellulaires.

Objectifs

L’objectif du projet est de permettre la production et la mise à disposition pour la communauté scientifique de modèles pathologiques sur les espèces rat et souris dans le but d’étudier les pathologies associées. Les différents modèles pathologiques sont la création par des procédures de chirurgie de modèle de diabète, d’insuffisance hépatique, d’arthrose, d’infarctus du myocarde et de vagotomie.

Bénéfices attendus

L’utilisation de modèles pathologiques permet l’amélioration des connaissances et de la compréhension de la physiopathologie des affections cliniques associées pour la médecine humaine comme vétérinaire dans différents domaines : facteurs de risques, mécanismes physiopathologiques, essais thérapeutiques, recherche fondamentale, prévention …

Procédures

Tous les animaux dans le cadre de ce projet seront soumis à une procédure chirurgicale unique de quelques minutes à une heure sous anesthésie générale ou injection unique d’un produit sur animal vigile. Selon les besoins du projet, les animaux pourront être soumis à des prélèvements sanguins (maximum 4 prélèvements sanguins par jour). Les actes de prélèvements et d’injection ont une durée d’une dizaine de secondes à une minute. Selon les besoins du projet, les animaux hébergés soumis aux nuisances énoncées pourront être de phénotype dommageable.

Impact sur les animaux

Douleur, stress et perte de poids dus aux contentions, aux procédures chirurgicales et lors de la période de récupération post-opératoire (48-72h). Hébergement individuel possible jusqu’à une semaine.

Devenir

Mise à mort ou envoi chez les scientifiques pour tous les animaux.

Remplacement

L’apparition et l’évolution d’une maladie est un phénomène complexe, faisant intervenir beaucoup de types de cellules et d’organes au sein d’un même corps. De plus, le nombre de ces types de cellules et d’organes ainsi que leur façon de communiquer entre eux ou de réagir ne sont pas semblables selon le stade de la maladie. Cette complexité et le côté dynamique d’une maladie fait qu’il est impossible de modéliser une maladie dans sa globalité par des outils informatiques ou cellulaires par exemple et demande de faire appel à des modèles pathologiques sur des espèces animales telles que le rat et la souris.

Réduction

Le nombre d’animaux nécessaires est défini par le scientifique. Il est possible que des animaux surnuméraires doivent être utilisés de par les contraintes du modèle. La réduction de ces animaux surnuméraires repose sur : l'expertise de l’équipe chirurgie et la maitrise des procédures, les locaux adaptés, les données historiques, l’observation de l’état clinique de l’animal en péri-opératoire afin d’adapter les traitements post-opératoires et de diminuer la mortalité éventuelle. Le nombre d’animaux surnuméraires utilisés dans chaque procédure est déterminé au cas par cas, en fonction du degré de difficulté du modèle, du taux de succès de la chirurgie, du nombre d’animaux à opérer, de la souche, du sexe et de la provenance.

Raffinement

Le contrôle de la douleur est réalisé avant la chirurgie et lors du post-opératoire ou en cas de besoin par une administration d’analgésique. L’utilisation complémentaire d’anesthésique local peut être effectuée, si nécessaire. Une injection systématique sous-cutanée de sérum physiologique de réhydratation est pratiquée pour tous les animaux au réveil. Une habituation par la manipulation des animaux peut être effectué dès la phase d’acclimatation. Une observation quotidienne de l’état clinique général des animaux est réalisée tout au long de la procédure. Des soins spécifiques sont apportés en cas de signes cliniques (traitements médicamenteux, ajout d’enrichissement, mesures de réhydratation ou de réchauffement, ajout d’aliment, de gel hydratant, de litière ou d’eau complémentés ou non pouvant être disposés directement dans la cage afin d’en améliorer l’accès). En cas de détection d’un point limite, l’animal est immédiatement mis à mort. Des points limites spécifiques sont établis et raffinés au fur et à mesure des observations. Ces observations sont facilitées par l’utilisation d’outils internes de suivi de type document qualité d’enregistrement permettant une traçabilité.

Choix des espèces

Le choix de l’espèce et de la souche est très généralement effectué par le scientifique. Le rat et la souris sont des animaux couramment utilisés dans ce type de projet. Ce sont des mammifères dont l’anatomie et la physiologie sont proches de l’homme, la disponibilité de données historiques chez ces espèces permet d’obtenir des informations fiables et pertinentes. Le choix de l’âge ou du poids des animaux est défini par les scientifiques en fonction de leurs études et des poids et/ou âges minimum pour lesquels les modèles pathologiques peuvent être développés soit : Dès la naissance pour les rats concernant le modèle diabétique. A partir de 25g pour les souris et 125g chez le rat pour le modèle infarctus du myocarde et ligature du canal cholédoque. Dès 125g pour le modèle d’arthrose chez le rat. Dès 175g pour le modèle de vagotomie chez le rat.