Recherche fondamentale
- Autre recherche fondamentale
- Biologie du développement
- Éthologie / comportement / biologie animale
- Multisystémique
- Oncologie
- Organes sensoriels
- Système cardiaque
- Système endocrinien
- Système gastrointestinal
- Système immunitaire
- Système musculosquelettique
- Système nerveux
- Système respiratoire
- Système urogénital
Etude du rôle d’un facteur de synthèse des ribosomes dans le maintien de l’identité des cellules souches embryonnaires murines
- Recherche fondamentale
- Biologie du développement
- Oncologie
16 souris mâles vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Des cellules souches embryonnaires leur sont injectées dans les testicules par chirurgie pour y former des tumeurs bénignes, analysées ensuite au microscope. Le porteur indique que l'ensemble du projet a jusqu'ici été mené sur cellules en culture, sans animaux, et que le recours à la souris vise à démontrer un résultat réclamé dans la phase de finalisation pour publication. Les souris sont mises à mort au plus tard huit semaines après l'injection ou dès l'atteinte des points limites.
Objectifs
Contexte. Les cellules souches embryonnaires (cellules ES) apparaissent au début de l’embryogénèse et sont à l’origine de la formation de tous les tissus qui constituent les embryons. Les cellules ES peuvent être cultivées en laboratoire indéfiniment, tout en conservant leurs 2 propriétés principales. 1) l’auto-renouvellement qui permet à une cellule ES de se diviser en 2 cellules filles identiques. 2) La pluripotence, c’est à dire la capacité à changer d’identité pour se transformer en toutes les cellules constituant les organes. Comprendre comment les cellules ES conservent leur identité ou en changent est donc essentiel pour différents champs d’application de la biologie et de la médecine car cela contribue aussi bien à améliorer la médecine de la reproduction qu’à mieux comprendre certaines pathologies humaines telles que le cancer. Hypothèse. Depuis 2018, une protéine a été identifiée pour son implication dans un mécanisme biologique essentiel qui aboutit à la fabrication des protéines, appelé traduction. Il a été établi que cette protéine est très exprimée dans les cellules ES et est essentielle pour qu’elles conservent leur capacité à se diviser à l’identique mais pas pour leur capacité à changer d’identité (pluripotence). Toutes les expériences ont été réalisées sur des cellules ES en culture et doivent maintenant être confirmées par des expériences in vivo qui miment le développement embryonnaire. Description du modèle. Toutes les expériences in vitro ont été réalisées sur des cellules ES de souris, aussi les tests in vivo doivent être réalisés chez la souris afin de limiter les biais d’analyse entre différentes espèces. Le test in vivo consiste à injecter des cellules ES dans les testicules de souris mâles adultes. Les cellules ES injectées vont former des tumeurs bénignes non disséminantes et constituées, non pas de cellules cancéreuses, mais de cellules ES qui auront changé d’identité. L’enjeu principal de ces tests est donc d’identifier les types cellulaires différenciés une fois la tumeur bénigne formée, grâce à des analyses au microscope des tumeurs collectées. Objectif. Le projet a pour finalité de déterminer si la perte de la protéine impliquée dans la traduction dans les cellules ES entraîne une modification de leur capacité à changer d’identité in vivo afin de confirmer les nombreuses observations qui ont été réalisées sur des cellules ES de souris in vitro.
Bénéfices attendus
L’étude des processus responsables du développement précoce des embryons chez l’homme et chez les mammifères contribue à l’amélioration de la prise en charge de l’infertilité (par ex., fécondation in vitro). Un des modèles biologiques les plus étudiés pour mieux comprendre ces processus sont les cellules souches embryonnaires (ou cellules ES). Les cellules ES présentent le gros avantage de pouvoir être cultivées en laboratoire tout en conservant leur capacité à former tous les tissus qu’on retrouve dans les embryons qui se développent. Pour améliorer nos connaissances de la biologie du développement des embryons, il est donc essentiel de décortiquer les mécanismes qui contrôlent l’activité des cellules ES et donc les mécanismes qui contrôlent l’expression des gènes dans ces cellules ES. De plus, ces mécanismes fondamentaux peuvent être conservés dans d’autres types de cellules souches à l’origine de pathologies humaines telles que le cancer. En conséquence, approfondir la connaissance des mécanismes moléculaires qui régissent l’identité des cellules ES présente un enjeu majeur aussi bien pour la recherche fondamentale en biologie, pour la médecine de reproduction et pour la cancérologie. Au cours d’une étude portant sur le rôle du mécanisme responsable de la synthèse des protéines dans les cellules ES chez la souris, et un tout nouveau facteur a été identifié comme jouant un rôle essentiel dans ce mécanisme. Grâce à des approches in vitro, c’est à dire, sur des cellules en culture en laboratoire, ce facteur a été montré comme essentiel pour préserver les propriétés des cellules souches. Ce facteur est présent dans d’autres types de cellules souches (cellules ES humaines, cellules souches adultes, cellules souches cancéreuses) et pourrait donc jouer un rôle important dans le développement des embryons humains et dans certains types de cancers tel que le cancer du colon où il est fortement exprimé.
Procédures
Les souris seront soumise à une unique procédure chirurgicale d'une durée de 10-15 min sous anesthésie générale et traitement entalgique pour éviter toute douleur.
Impact sur les animaux
Les effets indésirables qui sont attendus pour les animaux sont ceux qui peuvent découler : i) de la procédure chirurgicale (inflammation, infection et douleurs localisées), ii) de la présence de sutures cutanées qui peuvent entrainer des blessures cutanées à postériori causées par l’animal lui-même par démangeaisons, iii) de douleurs et de modifications du comportement de la souris (perte de poids) liées à la procédure.
Devenir
Tous les animaux seront mis à mort après une anesthésie générale dès l'atteinte des points limites ou après une période maximale de 8 semaines après l'injection des cellules ES dans les testicules.
Remplacement
Jusqu’à présent, tout le projet a complètement été réalisé grâce à des expériences en laboratoire sur cellules ES de souris, donc sans faire appel à aucun modèle animal. Dans sa phase de finalisation pour publication, il nous est demandé de démontrer par d’autres approches que les cellules ES que nous étudions, maintiennent leur capacité à générer des embryons. Cela ne peut être réaliser sans le recours à des modèles animaux.
Réduction
Le nombre de souris utilisées sera réduit à 16 (2 groupes de 8 souris) pour les raisons suivantes : 1) Le choix des testicules comme site d’injection permet de doubler le potentiel de développement de tumeurs bénignes sans augmenter le nombre d’animaux. 2) Le résultat attendu de ce projet est l’observation qualitative de tissus adultes au sein des tumeurs bénignes mais nous ne recherchons d’effet statistique, permettant ainsi de réduire la taille des groupes d’animaux. Notre expérience antérieure nous permet de prédire que 2 souris sur 3 injectées avec des cellules ES développent des tumeurs bénignes dans les testicules. Ceci, combiné aux données de la littérature, nous permet de réduire le nombre de souris receveuses à 8 par condition pour obtenir un nombre suffisant de tératomes analysables et ne pas reproduire l'expérience inutilement.
Raffinement
Durant toute la procédure, et en particulier dès le réveil post-chirurgie, les souris seront observées régulièrement (2 à 3 fois par semaine) afin de détecter tout signe de souffrance qui conduirait à la mise à mort de ces souris. De plus, anesthésiques et analgésiques seront utilisés pendant l’expérimentation avant, pendant et après la procédure opératoire.
Choix des espèces
L’ensemble du projet est focalisé sur l’étude de la biologie des cellules souches embryonnaires de souris. Bien que nous ayons montré que le rôle de la protéine candidate est conservé dans les cellules souches embryonnaires humaines et dans les cellules souches pluripotentes induites (iPSC) de souris, il nous apparaît donc plus opportun de réaliser les expériences de formation de tératomes chez la même espèce afin de récapituler au mieux les voies de signalisations qui vont induire la différenciation des cellules souches embryonnaires dans les tératomes. Toutes les expériences seront réalisées avec des souris adultes de 6 à 8 semaines, qui est l'âge habituellement utilisé pour l’induction de tératomes.
Utilisation de l’imagerie par résonance magnétique (IRM) pour la caracterisation des glioblastomes
- Recherche appliquée
- Diagnostic des maladies
- Recherche fondamentale
- Oncologie
- Système nerveux
250 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance sévère. Elles reçoivent une greffe de cellules tumorales dans le cerveau, puis des séances d'IRM sous anesthésie et des prélèvements sanguins hebdomadaires, avant l'euthanasie pour prélever le cerveau. Le porteur indique que l'imagerie n'ajoute pas de douleur mais qu'elle sera réalisée malgré l'observation préalable de signes de souffrance liés à la tumeur, les souris perdant plus de 20 % de leur poids étant mises à mort. L'objectif reste de valider l'IRM comme outil de suivi tumoral, les retombées pour les patients étant renvoyées à un stade ultérieur.
Objectifs
Le glioblastome multiforme (GBM) est le type de tumeur cérébrale le plus fréquent et le plus mortel. En principe, les médicaments peuvent atteindre les tumeurs via les vaisseaux, mais l’environnement cellulaire au sein duquel évoluent les cellules cancéreuses joue le rôle d'un antagoniste à toute délivrance efficace de médicaments. Les traitements récents associent la chimiothérapie à des médicaments, qui visent à renormaliser les vaisseaux de la tumeur en réduisant l'angiogenèse, c'est-à-dire la ramification de nouveaux vaisseaux à partir de vaisseaux existants. Cependant, il n'existe pas encore de facon de distinguer les différents effets du traitement sur les cellules cancéreuses. Le but de ce projet est d’utiliser l'imagerie par résonance magnétique (IRM) afin d'évaluer chez la souris 1) la taille de la lésion tumorale suite à l’implantation de cellules tumorales dans le cerveau 2) les modifications des propriétés visqueuses et élastiques du cerveau qui permettent d'évaluer l'intégrité des tissus et l'organisation vasculaire, 3) la circulation du sang dans les vaisseaux et leur organisation.
Bénéfices attendus
Disposer d’un marqueur biologique identifiable par imagerie robustes et non-invasifs pour évaluer les composants individuels de la t umeur, c'est-à-dire la composition des tissus et l'organisation du réseau des vaisseaux. Ces approches d'imagerie sont donc le moyen idéal pour évaluer les effets de la thérapie sur les tumeurs et l’environnement cellulaire au sein duquel évoluent les cellules cancéreuses.
Procédures
Tous les animaux seront soumis a: 1) Imagerie par résonance magnétique au temps J7, J14, J28, J40 après implantation des cellules tumorales dans le cerveau (J0) pour une duree de 2h par souris (réalisé sous anesthésie gazeuse ) 2) prélèvement sanguin (qui dure environ 5 sec) afin d’évaluer la lésion tumorale 1 fois par semaine sans anesthesie pendant toute la duree du protocole 3) euthanasie pour prélever le cerveau.
Impact sur les animaux
Les effets indésirables ne sont pas spécifiques à la procédure car l’IRM n’induit pas de douleur supplémentaire. Néanmoins, en cas d’observation de la douleur des mesures seront prises telles que l’administration d’ analgésiants. La procédure IRM, qui n'induit pas de douleur, sera réalisée malgré l'observation préalable de signes de souffrance liee à l’implantation des cellules tumorales ou a la croissance de la tumeur. Pendant la procédure d'IRM, l'animal est endormi avec un gaz anesthésiant pendant l’intégralité de la procédure, la fréquence respiratoire est surveillée et l'animal est placé sur un lit chauffé.
Devenir
Tous les animaux seront euthanasiés à la fin de la procédure a fin de recuperer les cerveaux pour les analyses biologiques.
Remplacement
Dans ce projet, l'expérimentation animale sera mise en place pour étudier une modification locale de l’environnement cellulaire au sein duquel évoluent les cellules cancéreuses, qui serait difficile à étudier par des moyens alternatifs (par culture cellulaires ou en modélisation par logiciel).
Réduction
Les groupes ont été conçus de manière à minimiser le nombre d'animaux utilisés. Un calcul statistique du nombre de sujets nécessaires a été effectué afin d'évaluer le nombre d'animaux à inclure pour obtenir des résultats significatifs tout en minimisant le nombre d'animaux. Ces calculs ont été rendus possibles par les résultats antérieurs obtenus avec ces modèles animaux.
Raffinement
Le stress et la douleur seront limités pour garantir le bien-être de l'animal et des résultats fiables. Le stress a un impact important sur le comportement biologique de la réponse immunitaire. Par conséquent, la manipulation des animaux sera réduite au minimum. Toutes les manipulations seront effectuées sous anesthésie. Les soins et le suivi des animaux seront effectués par des personnes compétentes et expérimentées. De facon systematique, du coton est ajoute dans les cages pour que les souris fassent leurs nids. Les critères d'évaluation de la douleur ne sont pas spécifiques à la procédure car l’IRM n’induit pas de douleur supplémentaire. La douleur observée peut être due à l’implantation des cellules tumorales. Neanmoins, en cas d’observation de la douleur des mesures seront prises. Les points les plus précoces sont les troubles du comportement (repli dans un coin, poil hérissé, etc.), l'altération de l'apparence physique (grattage, poil terne, etc.) puis l'anorexie, perte de poids > 20%. Si les points limites sont atteints, l'animal sera euthanasié et ne sera donc pas soumis à la procédure IRM. La procédure IRM, qui n'induit pas de douleur, sera réalisée malgré l'observation préalable de signes de souffrance liee à l’implantation des cellules tumorales ou a la croissance de la tumeur. En effet, si le score comme indiqué ci-dessous indique des signes de douleur et donc la nécessité d'utiliser un analgésiant, celui-ci sera administrée avant de se rendre sur le site de l'IRM. Pendant la procédure d'IRM, l'animal est endormi avec un gaz anesthésiant pendant l’intégralité de la procédure, la fréquence respiratoire est surveillee et l'animal est placé sur un lit chauffé.
Choix des espèces
L'utilisation des animaux pour etudier le cancer présente de nombreux avantages par rapport à l'utilisation des cellules in vitro (n’utilisant pas de modèle animal). Plus de 80 % des gènes de la souris sont similaires à ceux de l'homme, ce qui a conduit à l'adoption de la souris comme organisme pour etudier la biologie et la thérapie du cancer du cerveau. Beaucoup d'etudes scientifiques ont démontré que les tumeurs dans les animaux, reproduisent mieux les caractéristiques des vaisseaux et des cellules des tumeurs cérébrales humaines. Dans ce contexte, les souris (âge adulte, agées 9-11 semaines) sont soumises à une transplantation dans le cerveau des cellules tumorales, et puis les souris sont soumises au protocole d’IRM pour étudier les propriétés des tissus et développer de nouvelles stratégies diagnostiques.
Etude des effets bénéfiques nutritionnels d’une alimentation enrichie en farine d’insectes
- Protection de l’environnement
- Recherche fondamentale
- Autre recherche fondamentale
- Oncologie
60 rats vont être utilisés, tous tués à l'issue par asphyxie, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Ils sont isolés en cage métabolique puis mis à jeun seize heures, avant la mise à mort et le prélèvement d'organes, pour comparer des farines de quatre insectes destinées à l'alimentation humaine. Le porteur reconnaît que l'environnement appauvri et la privation de nourriture induisent une angoisse et un stress modérés. Il affirme que ces effets nutritionnels ne peuvent être évalués in vitro ni maîtrisés directement chez l'homme.
Objectifs
Pour nourrir la population mondiale de demain, il y a un enjeu majeur à trouver d'autres sources de protéines riches en composés nutritionnel d'intérêt pour pallier la consommation de poissons (dont la disponibilité diminue) et de viandes. Les insectes riches en protéines de haute qualité sont considérés comme une alternative durable aux protéines animales face à̀ la raréfaction des ressources naturelles et à l’augmentation de la population mondiale. Actuellement, 2/3 des terres agricoles dans le monde sont consacrées à l’élevage ou à la production d’aliments pour le bétail. Ce mode de production a des répercussions négatives sur notre environnement, notamment sur l’émission de gaz à effet de serre, sur l’eau potable et sur les surfaces agricoles. L’élevage des insectes, plus vertueux, utilise des déchets organiques et nécessite en moyenne quatre fois moins de nourriture qu’un élevage conventionnel. Suite aux résultats obtenus dans une étude préliminaire précédemment autorisée, il a été identifié une première farine d’insectes, source de protéines et enrichie en certains oligo-éléments (fer). Dans ce contexte, cette étude a pour objectif d’approfondir les effets observés en évaluant les impacts sur d’autres nutriments (fibres, acides gras, acides aminés) mais aussi en évaluant des impacts physiologiques (activité anti-inflammatoire, effet prébiotique, effet sur l’immunité). De plus, 3 autres types de farines provenant d’autres insectes seront étudiées et comparées.
Bénéfices attendus
Nous pensons que le statut nutritionnel en minéraux, oligo-éléments, vitamines, acides aminés, acides gras essentiels et le statut antioxydant de ces farines d'insectes seront supérieur à une alimentation standard, ce qui mettra en évidence un potentiel bénéfice nutritionnel à la consommation de ces farines dont il est envisagé qu'elles puissent être utilisées en alimentation humaine en substitut aux protéines d'origine animale.
Procédures
Les rats seront placés en cage métabolique pendant 40 heures au total. Durant les 24 premières heures, les rats recoivent eau et aliments spéciaux sans restriction. Ensuite, les rats seront placés à jeun pendant 16 heures toujours en cage métabolique, l'eau sera accessible sans restriction durant cette période. A l'issue de la procédure expérimentale, les rats seront mis à mort par asphyxie.
Impact sur les animaux
Ce protocole nécessite l’isolement des animaux en cage individuelle tout au long du protocole et la mise à jeun pendant 16h, ceci classe la procédure en classe gravité modérée selon les recommandations réglementaires (https://www.legifrance.gouv.fr/loda/id/LEGITEXT000027038877/2020-09-23/) : en effet, l'environnement apauvri (pendant 2 jours) et la privation alimentaire (pendant une journée) induisent une angoisse et un stress modérés.
Devenir
Les rats seront mis à mort par asphyxie afin de recueillir tissus et organes qui doivent être analysés pour obtenir les résultats scientifiques escomptés.
Remplacement
L'étude des effets bénéfiques nutritionnels d’une alimentation enrichie en farine d’insectes ne peut pas être évaluée in vitro. De plus, le recours à l’expérimentation animale permet de maîtriser les apports et les consommations en nourriture enrichie en farines d’insectes sur la durée totale du projet (42 jours) ainsi que tous les facteurs qui pourraient influencer ces paramètres, ce qui ne serait pas possible si l’étude était réalisée directement chez l’Homme.
Réduction
Le nombre d’animaux s’appuie sur une étude statistique de l’effectif nécessaire basée sur des données de la littérature qui permet chez un groupe ayant consommé des protéines d’insectes de mesurer des modifications des statuts nutritionnels statistiquement différentes d’un groupe témoin. De plus, nous souhaitons tester des farines issues de quatre insectes qui présentent des propriétés nutritionnelles différentes afin d’identifier celle qui sera la plus pertinente à proposer pour l'alimentation humaine.
Raffinement
Les rats seront nourris avec un régime standard auquel sera ajouté au maximum 30 % de farines d’insectes. La formulation finale des aliments permet de couvrir l’ensemble des besoins nutritionnels, caloriques et physiologique des rats (aliments sous forme de croquettes à ronger). Les animaux seront hébergés dans des cages individuelle, dans un environnement adapté et contrôlé dépourvu de pathogènes. La nourriture et l’eau de boisson seront fournies sans restriction excepté pendant les heures de jeun. Le milieu sera enrichi pour pallier l'isolement. Les rats seront traités selon les règles éthiques de l’expérimentation animale. L’ensemble du projet est mené par un personnel compétent en expérimentation animale qui maîtrise parfaitement les gestes techniques nécessaires. Les animaux bénéficieront d'une surveillance quotidienne avec des critères d'observation stricts. Au-delà du non-respect d’un certain nombre de ces critères, ils seront considérés en souffrance et sortiront de l'étude.
Choix des espèces
Le modèle animal a été choisi en tenant compte de la littérature récente. En effet, les études sur le sujet ont pour la plupart été réalisées sur des rats. Nous nous appuyerons sur les données décrites dans ces études pour l’analyse de nos résultats. De plus, ce projet s’inscrit dans la continuité de l’étude préliminaire précédemment autorisée réalisée sur des rats. Nous utiliserons de jeunes rats âgés de 6 semaines au démarrage de l’étude. Notre étude cible une population de jeunes adultes plus disposée à consommer des protéines issues d’insectes. Nous souhaitons donc adapter notre modèle animal à cette tranche d'âge.
Création des lignés primaires de muscles lisses bronchiques à partir du modèle de l’asthme chronique murin allergique
- Recherche fondamentale
- Système respiratoire
90 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Elles sont sensibilisées à un allergène par injections intrapéritonéales puis intranasales sous anesthésie, avant des mesures respiratoires réalisées après trachéotomie sans réveil, pour produire des lignées de cellules de muscle lisse bronchique. Le porteur indique un risque de dyspnée corrigé par nébulisation de salbutamol. Il affirme qu'aucun modèle in vitro ne rend compte du remodelage bronchique, tout en présentant ces cultures cellulaires comme un moyen de réduire à terme le nombre de souris.
Objectifs
L’asthme est une maladie très fréquente des voies respiratoires qui touche 300 millions de personnes dans le monde. Le terme « d’asthme sévère » s’applique aux patients présentant un asthme dont le contrôle est impossible malgré des traitements inhalés à fortes doses. Un des besoins non couvert dans l’asthme sévère est la prévention efficace des exacerbations. Ces exacerbations sont des épisodes caractérisés par une majoration des symptômes d'essoufflement, de toux, de respiration sifflante ou d'oppression thoracique et par une diminution de la fonction respiratoire. L'asthme est caractérisé par une hyperréactivité, une inflammation et un remodelage bronchique. Le remodelage bronchique est un changement structurel qui comprend entre autre des altérations de l’épithélium, des modifications de la matrice extracellulaire, un épaississement de la membrane basale, une hyperplasie des cellules à mucus, et une augmentation de la taille du muscle lisse bronchique (MLB). La taille du muscle lisse bronchique est une valeur très importante car son augmentation est associée à une fonction respiratoire dégradée et à un taux d’exacerbation plus élevé. Les muscles lisses des bronches d’asthmatique se caractérisent par l’excès de prolifération cellulaire dont les mécanismes sont encore inconnus. Les travaux de notre laboratoire ont déjà mis en évidence un lien entre la taille du muscle lisse bronchique et l’augmentation de la masse mitochondriale. L’augmentation de la masse mitochondriale est un support pour la prolifération des cellules du muscle lisse bronchique. L’étude sur les cellules musculaires lisses bronchiques en culture offre une possibilité de mieux déceler les mécanismes sous-jacents à l’augmentation de la masse mitochondriale des MLB et à son influence sur le remodelage bronchique. Le but de ce travail est de produire les lignées primaires de MLB à partir des bronches de souris témoins et asthmatiques sensibilisées soit à l’ovalbumine soit aux acariens. Ces cellules primaires seront analysées avec les techniques très variées. Les résultats ainsi obtenus seront comparés avec ceux obtenus avec les lignées primaires de MBL humaines de témoins et asthmatiques. Cette approche nous indiquera les mécanismes communs jouant le rôle primordial dans l’asthme. Cela permettra également d’apercevoir les différentes caractéristiques des MLB suite au fait d’être allergique aux acariens ou à l’ovalbumine.
Bénéfices attendus
L’obtention des cultures primaires des MLB des souris asthmatiques et témoins permettra considérablement élargir le champs techniques d’études de remodelage bronchiques. Les résultats ainsi obtenus seront comparés avec ceux obtenus avec les lignées primaires de MBL humaines des témoins et asthmatiques. Cette approche in vitro nous indiquera les mécanismes communs jouant le rôle important dans l’asthme. Cela permettra également de repérer la différence dans les caractéristiques des MLB suite au fait d’être allergique aux acariens ou à l’ovalbumine.
Procédures
Les animaux seront soumis à deux injections intrapéritonéales de l’allergène et à 9 injections intranasales sous l’anesthésie gazeuses (2 minutes). A la fin de protocole les mesures des paramètres respiratoires seront effectuées sur les animaux trachéotomisés (protocole sans réveil sous anesthésie).
Impact sur les animaux
Le risque de dyspnée chez les animaux suite à l’instillation de l’allergène sous anesthésie gazeuses existe. Après l’anesthésie, les animaux seront observés par l’opérateur et la dyspnée éventuelle sera corrigée par la nébulisation de salbutamol.
Devenir
L’objectif de ce projet est la récupération des bronches des animaux asthmatiques et témoins afin de produire les lignées primaires de MLB. La première phase nous permet de développer l’asthme murin. Lors de la seconde phase, les mesures des paramètres respiratoires seront faites et les animaux seront euthanasiés pour le prélèvement des organes d’intérêt.
Remplacement
En raison de la complexité de la communication intercellulaire menant à la maladie, il n’existe pas de modèle in vitro qui permet d’estimer l’évolution du remodelage bronchique dans l’asthme. L’utilisation du modèle d’asthme chronique murin dans nos études nous donnera une meilleure compréhension des phénomènes. Les lignées primaires des MLB nous permettront d’utiliser plusieurs techniques additionnelles pour déceler les causes de la maladie. Au final, cela permettra de réduire le nombre des souris de l’expérimentation animale dans l’étude de l’asthme.
Réduction
Se souciant de réduire le nombre des animaux en expérimentation, comme pour chaque test statistique, nous avons défini le nombre de souris par groupe pour obtenir des résultats significatifs, et nous réaliserons de multiples études ex vivo sur différents organes et selon différentes techniques. Ainsi, nous utiliserons 10 souris dans chacun des trois groupes pour trois productions des lignées primaires en question. Le nombre défini est le nombre minimal de souris qui peut être utilisé pour l'obtention de données scientifiques robustes.
Raffinement
Afin de diminuer la souffrance et l’angoisse des animaux, des dispositifs sont prévus (anesthésie pour les instillations, analgésie et anesthésie pour les mesures des paramètres respiratoires), raffinement des conditions d’hébergement (hébergement en groupes sociaux, copeaux et bâtons), vérification par la structure en charge du bien-être des animaux et nous avons soigneusement décrit des points limites en relation avec notre protocole (critères de perte de poids, comportement anormal ou difficulté respiratoire). La dyspnée éventuelle induite par les instillations intranasales d’allergène, peut être traitée par la nébulisation pendant 15 s d’un broncho-dilatateur d’action rapide (salbutamol 1g/ml). La dernière phase du projet, comporant les mesures des fonctions respiratoires est réalisée sous anesthésie générale avec une couverture analgésique adaptée, sans réveil pour l'animal.
Choix des espèces
La souris est une espèce classiquement utilisée pour l’étude de la réactivité des voies aériennes normales et pathologiques. De plus, le laboratoire utilise cette espèce depuis plusieurs années, et dispose donc dans cette espèce, de nombreuses données sur lesquelles s’appuie la présente étude. Les animaux utilisés pour commencer le protocole sont des jeunes adultes âgés de 5 à 10 semaines. La plupart des études scientifiques dans le domaine pneumologique sont réalisées sur les animaux de cet âge.
Étude des agents de contraste capables de détection du zinc – un biomarqueur de cancer de pancréas
- Recherche appliquée
- Cancers
- Diagnostic des maladies
- Recherche fondamentale
- Oncologie
345 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. La plupart reçoivent une greffe de tumeur du pancréas par chirurgie, puis des injections d'agents de contraste radiomarqués et un prélèvement de sang intracardiaque suivi de la mise à mort, pour étudier la détection du zinc par imagerie. Le porteur indique un suivi par grille de score, avec mise à mort si la perte de poids dépasse 20 % ou si les signes cliniques s'aggravent. Il affirme que la complexité des tumeurs pancréatiques ne peut se modéliser que sur un "organisme vivant entier".
Objectifs
Le zinc revêt un intérêt particulier car il s'agit d'un micronutriment essentiel requis pour plus de 300 processus cellulaires différents. La teneur en zinc est particulièrement importante dans le pancréas : le zinc est relargué avec l’insuline et est impliqué dans le diabète mais aussi dans le cancer pancréatique. C’est estimé que le cancer du pancréas deviendra la deuxième cause de mortalité liée au cancer au cours de la prochaine décennie, dans les pays occidentaux. Son pronostic actuel est extrêmement mauvais avec un taux de survie global à 5 ans de seulement 3% en raison de l'absence de symptômes spécifiques et de l'absence de diagnostic précoce. Des chercheurs ont développé des agents de contraste détectables en IRM sensibles au zinc. Après complexation avec le zinc présent au niveau du pancréas, il va s’ensuivre une variation du signal sur l’image du pancréas. Des études précédentes, déjà validées par le ministère, ont permis l’obtention de preuve de concept de la détection IRM de Zn2+ in vivo dans le cadre du diabète et dans le cadre de l’adénocarcinome de pancréas. Néanmoins, la technique d'IRM ne permet pas une quantification absolue de l'agent de contraste dans un organe d'intérêt du fait que le signal dépend à la fois de la concentration locale d’agent mais aussi de son environnement. L’utilisation d’un analogue radioactif permet l’accès à la distribution relative de l’agent dans l’organisme (biodistribution) car l’activité qui est retenue par chaque organe dépend exclusivement de la concentration locale en agent. L’objectif de cette saisine est d’étudier la biodistribution in vivo (par tomographie d’émission monophotonique, TEMP) et ex vivo (prélèvement d’organes post-mortem à des temps précis), des agents de contraste développés (et validés en IRM) en souris saines et souris modèle de cancer de pancréas (modèles adénocarcinome et insulinome), à l'aide des analogues marqués à l'111In ou à l'165Er, deux émetteurs gamma possibles de visualiser par TEMP.
Bénéfices attendus
L'objectif de cette demande est donc d'évaluer la possibilité de détecter et quantifier le zinc par TEMP, grâce à des agents de contraste dédiés, développés par le client, dans des souris témoins saines et modèles de cancer du pancréas. Des biodistributions ex vivo de ces agents de contraste sont réalisées. L'objectif à long terme de ce projet sera de fournir un diagnostic précoce aux populations à haut risque afin d'accroître leur taux de survie et d'améliorer le suivi des patients après traitement.
Procédures
270 souris auront des greffes orthotopiques au niveau du pancréas (procédures 1, 2, 3) Elles seront placées sous paracétamol (analgésique) dans l'eau de boisson la veille de l’intervention (500mg dans un biberon de 200mL) jusqu’à 24h post induction. L'induction sera réalisée sous anesthésie gazeuse (isoflurane 2% dans l'air). A la fin de l’intervention, une injection de tolfédine 4mg/kg (anti inflammatoire) sera réalisée en sous cutané (50μL) et renouvelée le lendemain de l'intervention. Elles subiront une seule chirugie lors de l'induction tumorale qui durera 20 minutes maximum. 75 souris vigiles (dont 60 avec des tumeurs pancréatiques) recevront 2 fois 150μL d'agent de contraste radiomarquée par voie intraveineuse au niveau de la queue (à un temps précoce J7 et à un temps tardif J21 ou J35) (procédure 2) et 180 souris vigiles (dont 120 avec des tumeurs pancréatiques) recevront 1 fois 150μL d'agent de contraste radiomarquée par voie intraveineuse au niveau de la queue. 180 souris vigiles portant une tumeur du pancréas recevront une IP de 50μL de glucose 40% (modèle insulinome dans les procédures 1, 2 et 3). 180 souris ((dont 120 avec des tumeurs du pancréas) anesthésiées à l'isoflurane (2% dans l'air) subiront un prélevement sanguin de 400μL en intracardiaque qui sera immédiatement suivi par la mise à mort sans réveil intermédiaire. (procédure 3)
Impact sur les animaux
Les dommages attendus lors de ce projet sont dûs au développement tumoral pancréatique. Pour suivre cela, nous mettons en oeuvre une grille de scoring qui permettra de prendre les mesures nécessaires afin d'éviter toute souffrance chez l'animal. En pratique, une perte de poids et une modification du comportement pourront être observés (diminution de la locomotion, prostration, amaigrissement, aspect du pelage).
Devenir
Procédure 1: A la fin de la procédure tous les animaux seront mis à mort afin de pouvoir prélever les foies et les pancréas post mortem pour le dosage du Zinc présent. Procédure 2: A la fin de la procédure tous les animaux seront mis à mort. Les souris ayant des tumeurs pancréatiques et ayant été injectées avec des agents de contraste radiomarquées ne peuvent être réutilisées. Procédure 3: A la fin de la procédure tous les animaux seront mis à mort, afin de pouvoir prélever différents organes (pancréas, rate, foie, coeur, poumons, reins, cerveau, intestins, muscles) post mortem afin de quantifier précisément des molécules marquées à l'111In ou à l’165Er préalablement administrées.
Remplacement
Le modèle animal souris est fondamental dans notre cas, puisqu'à notre connaissance il n'existe pas de modélisation capable de représenter la complexité des tumeurs pancréatiques et la distribution des agents de contraste à tester in vitro ; cette étude ne peut se faire que sur un organisme vivant entier.
Réduction
Le nombre d’animaux utilisé sera réduit au minimum nécessaire pour obtenir des résultats statistiquement pertinents et reproductibles.
Raffinement
Les animaux seront suivis par observation individuelle chaque jour de la semaine pour anticiper, le cas échéant, le développement de douleurs ou de souffrances. Les animaux seront également suivis individuellement par pesée 1 fois par semaine. Si une perte de poids est supérieure à 20% du poids initial, cela entraînera la mise à mort de l’animal (points limites). Par ailleurs, l’absence de socialisation des animaux, le changement d’aspect de la peau (reflet de la qualité du toilettage de l’animal) et l’absence de toilettage seront évalués quotidiennement pour anticiper la souffrance des animaux. Les modèles de tumeur pancréatique peuvent se dérouler sur une période maximale de 35 jours postinjection des cellules. De par notre expérience, à J35, les tumeurs auront une taille inférieure ou égale à 100mm3. Si toutefois un animal venait à présenter des signes de souffrance, il serait mis à mort avant. Une grille de scoring sera utilisée pour le suivi clinique des animaux :ASPECT GENERAL, COMPORTEMENT/ LOCOMOTION, PHYSIOLOGIE CLINIQUE Chaque animal sera mis à mort dès que le score d’un paramètre sera égal à 2, ou dès que le total des scores sera strictement supérieur à 3. De plus, l’imagerie TEMP est une approche non invasive pratiquée sous anesthésie générale.
Choix des espèces
Le modèle d’adénocarcinome chez la souris a été décrit et mis en oeuvre par notre équipe depuis plusieurs années. La lignée immunodéprimée Swiss nude est la lignée qui répond le mieux à l’induction de l’adénocarcinome. Les niveaux de zinc changeant avec la lignée et le sexe des souris, cette même lignée sera utilisée comme témoin et pour l’induction des insulinomes. Des souris femelles âgées adultes de 6-8 semaines seront utilisées conformément aux études déjà publiées sur ce modèle.
Rôle pathogénique du stroma médullaire dans la leucémie myélomonocytaire chronique
- Recherche appliquée
- Cancers
- Troubles immunitaires
- Recherche fondamentale
- Oncologie
- Système immunitaire
250 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, 170 dans des procédures impliquant un niveau de souffrance sévère et 80 un niveau modéré. Elles sont irradiées puis greffées de cellules et suivies pendant leur vieillissement, avec prélèvements de sang mensuels sous anesthésie, pour étudier le rôle de la protéine IGFBP2 dans une leucémie chronique. Le porteur indique que les effets indésirables tiennent à l'irradiation et au développement du clone leucémique. Il affirme travailler autant que possible sur des cellules de patients, mais conclut que certaines questions ne peuvent être résolues ni chez l'homme ni en culture in vitro.
Objectifs
Notre équipe explore les mécanismes physiopathologiques à l’origine d’une leucémie chronique appelée leucémie myélomonocytaire chronique. C’est une affection maligne associée au vieillissement de la moelle osseuse hématopoïétique, le tissu qui fabrique les cellules sanguines. C’est une affection sévère puisque l’espérance de vie est en moyenne de 2 à 3 ans après le diagnostic. Le seul traitement susceptible de guérir de cette leucémie est la greffe de cellules souches hématopoïétiques allogéniques mais ce traitement est souvent irréalisable compte tenu de l’âge des patients – en moyenne 70 ans et ne fonctionne pas très bien avec des rechutes fréquentes. Il n’y a pas de solution médicamenteuse efficace. Depuis des années, notre équipe s’efforce de déchiffrer les mécanismes de cette maladie afin d’imaginer des solutions thérapeutiques. Le plus souvent, nous travaillons à partir de cellules de patients. Pour répondre à certaines questions, il nous est utile de recourir aux modèles animaux. Cette leucémie est attribuée à l’accumulation d’évènements génétiques anormaux dans une cellule souche de la moelle osseuse hématopoïétique. Ces évènements sont nécessaires, ils ne sont pas suffisants. Pour que la maladie se développe, il faut que le tissu dans lequel se fait la fabrication des cellules sanguines (on parle de niche médullaire) le permette. En d’autres termes, la leucémie est la conséquence à la fois d’un dérèglement du tissu hématopoïétique (celui qui fabrique les cellules sanguines) et du tissu qui l’entoure (la niche médullaire). Nos travaux nous ont permis d’observer que l’une des modifications les plus nettes de la niche médullaire est la capacité de certaines des cellules de cette niche à produire une protéine appelée IGFBP2. Or, cette protéine est connue pour modifier le comportement des cellules hématopoïétiques. Elle est même utilisée pour favoriser l'expansion des cellules souches hématopoïétiques humaines dans le contexte de la greffe de moelle. Dans le projet proposé, nous posons la question suivante : est-ce qu’IGFBP2 produit anormalement par les cellules de la niche médullaire favorise le développement de cellules leucémiques? Nous explorerons l’impact du vieillissement normal, de la production excessive de la protéine IGFBP2, et du développement d’un clone leucémique sur la composition de la niche médullaire. Puis nous déterminerons si la quantité d’IGFBP2 produite favorise le développement d’un clone leucémique.
Bénéfices attendus
Les résultats de nos travaux chez la souris, complétés par des analyses en cours chez les patients, nous indiquerons s’il serait utile de tester un médicament inhibant IGFBP2 pour contrôler l’évolution de la leucémie étudiée. C’est une hypothèse d’autant plus séduisante que la neutralisation d’IGFBP2 chez la souris la protège de maladies chroniques comme le diabète.
Procédures
Irradiation des souris destinées à subir une transplantation (environ 10min). Transplantation de splénocytes (sous anesthésie par inhalation d'isoflurane 1.5-2%) (environ 10min). Prélèvement de sang au niveau sous-mandibulaire sous anesthésie par inhalation d'isoflurane 1.5-2% (< 5min).
Impact sur les animaux
Nous allons suivre l’évolution de la composition de la niche médullaire au cours du vieillissement de souris sauvages ou produisant trop d’IGFBP2. Les nuisances et effets indésirables seront limités puisque nous laisserons les souris vieillir sans autre manipulation qu’un prélèvement sanguin sous anesthésie tous les mois. Il a été montré que la surexpression d’IGFBP2 chez la souris la protège de l’obésité et du diabète induit par un régime riche en sucres et graisses sans phénotype délétère identifié. Nous allons également suivre l’évolution de la composition de la niche médullaire au cours du vieillissement de souris développant une leucémie. Les effets indésirables seront liés au développement du clone leucémique au cours du vieillissement. Les effets indésirables seront ceux de l’irradiation (perte de poids transtoire) nécessaire à la greffe puis ils seront liés au développement du clone leucémique .
Devenir
Pour chaque procédure, les souris seront euthanasiées à terme afin de récolter tout le matériel biologique (souris CTRL comprises) nécessaire à nos analyses (scRNAseq, cytométrie en flux, numération des cellules sanguines, immunohistochimie sur coupes, ELISA)
Remplacement
Aussi souvent que possible, les expériences réalisées dans ce programme le sont à partir de cellules de patients collectées lors de bilans de surveillance. Cependant, la réponse à certaines questions ne peut pas être obtenue chez l’homme ni dans des systèmes de culture cellulaire 2D ou 3D in vitro. Il s’agit de connaître 1)le rôle du vieillissement sur l’évolution de la composition de la niche médullaire (l’analyse de souris de génotype identique et d’âge variable permet de maîtriser ce paramètre considéré comme important puisque la maladie étudiée est une maladie directement liée au vieillissement, ce que révèle l’analyse génomique des cellules leucémiques des patients) 2)la dynamique de l’impact d’un clone leucémique sur la composition de la niche médullaire qui, elle aussi, nécessite des analyses répétées au cours du vieillissement, non réalisables chez l’homme. 3)l’impact d’un taux accru d’IGFBP2 sur la croissance d’un clone leucémique et sa compétitivité vis-à-vis d’un clone sauvage est une troisième question à laquelle il n’est pas possible de répondre à partir d’échantillons issus de patients. Ces données doivent nous permettre d’évaluer l’utilité d’une approche thérapeutique visant à maîtriser la production d’IGFBP2 chez les patients lorsqu’un clone leucémique a été détecté. Dans ce programme de recherche, les animaux ne sont utilisés que lorsque la réponse aux questions générées par l’exploration de la leucémie étudiée ne peut être obtenue chez l’homme et par des expériences à partir de modèles in vitro : la plupart des expériences du programme de recherche soutenu par l’INCa sont réalisées à partir de prélèvement de sang ou de moelle obtenus de patients avec leur accord. Ce sont ces analyses qui nous conduisent maintenant à interroger le rôle d’IGFBP2 dans la leucémie myélomonocytaire chronique.
Réduction
Les expériences seront réalisées sur des cohortes d’animaux les plus petites possibles, mais assez grandes pour nous permettre d’obtenir des résultats fiables et, lorsque cela a du sens, significatifs d’un point de vue statistique. Le nombre des animaux nécessaires a été calculé - A partir du nombre de cellules à collecter pour les analyses envisagées : l’analyse de la composition de la niche médullaire des souris au cours du vieillissement ne nécessite pas de calcul statistique puisqu’il s’agit d’analyses observationnelles qui seront réalisées en utilisant le nombre minimal d’animaux nécessaires à la collecte de 25000 cellules analysables par une approche de séquençage d’ARN à l’échelle unicellulaire. Tout sera fait pour optimiser la collecte de cellules afin de réduire le nombre des animaux impliqués. - A partir d’une hypothèse sur le gain de compétitivité du clone muté en présence d’IGFBP2,le nombre d’animaux utilisés repose sur un calcul statistique. Certains animaux seront caractérisés à différentes étapes de leur vieillissement (4, 8, 12 mois). Il pourra s’agir d’animaux sans phénotype anormal ou d’animaux génétiquement modifiés susceptibles de développer un phénotype lié à l’expansion du clone leucémique après quelques mois. Ils seront étudiés à différentes étapes de leur vieillissement.
Raffinement
Les animaux seront surveillés quotidiennement, des mesures d'adaptation du régime seront mises en place quand nécessaire (en cas d'amaigrissement, même minime, un régime de haute énergie, facile à ingérer sera fourni). Toutes les interventions seront faites sous anesthésie locale ou générale, dépendanmment de l'intervention. Les animaux seront maintenus en groupes et logés dans des cages appropriées de taille adaptée au nombre d’individus. De plus, le milieu sera enrichi à l’aide de nestlets et maisons en cartons afin de réduire le stress. Des points limite stricts ont été définis et seront scrupuleusement appliqués.
Choix des espèces
Le choix de la souris est dicté 1) par la bonne connaissance que nous avons de l’hématopoïèse murine qui reproduit de nombreux aspects de l’hématopoïèse humaine ; 2) la disponibilité de modèles génétiquement modifiés permettant de répondre aux questions que nous nous posons ; 3) son vieillissement relativement rapide, compatible avec les analyses envisagées Nous envisageons de réaliser nos expériences de transplantation de cellules souches hématopoïétiques sur des souris âgées de 1.5 à 5 mois pour mimer la situation chez les patients. Les analyses au cours du vieillissement spontané seront réalisées chez des souris âgées de 4, 8 et 12 mois pour observer une évolution de la maladie dans le temps comme chez les patients.
Effets d’un régime supplémenté en vitamine D associé à un programme de marche sur tapis roulant dans la prévention des altérations ostéo-articulaires associées à l’obésité chez le rat
- Recherche fondamentale
- Oncologie
- Système endocrinien
- Système musculosquelettique
80 rats vont être utilisés, tous tués à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger à modéré. Ils sont rendus obèses par un régime riche en graisses pendant vingt-huit semaines, soumis à une heure de tapis roulant cinq jours par semaine, à des tests de tolérance au glucose et au test comportemental du catwalk, puis euthanasiés par exsanguination de l'aorte. Le porteur affirme n'attendre aucun dommage majeur du régime seul et vise à prévenir les atteintes ostéo-articulaires par la vitamine D et la marche. Il affirme l'absence de méthode "in silico ou in vitro" pour reproduire ces lésions.
Objectifs
L’obésité est une affection très répandue aussi bien chez l’Homme que chez les animaux de compagnie. Cette maladie correspond à un déséquilibre entre les apports et les dépenses énergétiques de l’individu et se caractérise par un excès de masse grasse corporelle et une altération de la qualité de vie conduisant à de nombreuses complications. Des altérations ostéo-articulaires résultent de la surcharge pondérale et de l’inflammation associées à cette obésité. La prise en charge des complications ostéo-articulaires, comme l’arthrose, passe souvent par l’utilisation de médicaments visant seulement à soulager les douleurs engendrées. Très peu de composés sont destinés à limiter la propagation des lésions, à l’exception de traitements chirurgicaux lourds et coûteux. Malgré une prévalence élevée de l’obésité, aussi bien chez les animaux de compagnie que chez l’Homme, et des nombreuses complications ostéo-articulaires qui en découlent, l’association d’une intervention nutritionnelle à la vitamine D avec une activité de marche sur tapis roulant n’a jamais fait l’objet de travaux expérimentaux visant la prévention tertiaire (traitement après installation de la pathologie) des anomalies ostéo-articulaires liées à l’obésité. L’action préventive de la vitamine D et de l'activité physique sera évaluée sur un modèle de rat Wistar soumis à un régime riche en gras. La vitamine D3 (cholécalciférol) sera incorporée dans l’alimentation (15 000 UI/kg). L'activité physique sera effectuée sur tapis roulant selon un programme de 60 minutes, 5 fois par semaine. Pendant une première période de 14 semaines, les rats seront soumis au régime riche en gras seul. Pendant les 14 semaines suivantes, en plus du régime riche en gras, les rats seront traités avec la vitamine D3 et la marche sur tapis roulant. Après réception de tous les animaux sur leur lieu d'hébergement, ils subiront une période d’acclimatation de 7 jours avant le début des procédures. L’aliment et l’eau seront fournis ad libitum. Les rats seront âgés de 6-7 semaines au commencement de l’étude. Un total de 80 rats seront utilisés dans le cadre de ce projet.
Bénéfices attendus
Ce projet pourrait permettre de développer de nouvelles stratégies thérapeutiques afin de limiter et/ou prévenir les complications ostéo-articulaires associées à l’obésité chez le rat. À terme, l'étude pourrait déboucher sur de potentielles applications chez l'Homme ou chez les animaux de compagnie tels que les chiens et les chats. Ce projet pourrait également donner l'opportunité de mieux comprendre les mécanismes qui régissent la pathogenèse de l'arthrose. De plus, il pourrait mettre en lumière de nouveaux bénéfices de l'utilisation de la vitamine D et/ou de la marche. Enfin, ces travaux pourraient permettre d'éclaircir le lien entre le microbiote et l'obésité ou les complications ostéo-articulaires et ainsi amener de nouvelles informations sur son rôle.
Procédures
Les animaux seront soumis à différentes interventions. La marche sur tapis roulant pour 4 groupes sur 8 (1 heure par rat) sera effectuée 5 jours par semaine pendant les 14 dernières semaines du protocole expérimental. Le test de tolérance au glucose (1h30 par rat), le prélèvement de fèces (environ 1h par rat), le prélèvement de sang (environ 20 minutes par rat) et le catwalk (environ 30 minutes par rat) seront effectués en début, milieu et fin de protocole (0, 14, 28 semaines). Les animaux seront également soumis à des prélèvements d'organes (après 28 semaines) après leur anesthésie par injection intra-péritonéale du mélange kétamine (60 mg/kg) / médétomidine (150 μg/kg) puis euthanasie par exsanguination au niveau de l'aorte abdominale. Ces interventions concernent les 80 animaux sur une durée totale de 28 semaines.
Impact sur les animaux
Aucune nuisance ou effet indésirable n'est attendu sur les animaux du groupe avec le régime contrôle. Les animaux soumis au régime HFD vont développer une obésité avec des complications métaboliques et ostéoarticulaires qui seront l'objet de l'étude. Chez les animaux soumis uniquement au régime HFD, il y a une très bonne tolérance de ce régime sur la période (28 semaines) sans dommage majeur pour la santé de l'animal. Les traitements mis en oeuvre ont comme objectif d'atténuer les complications générées par l'obésité.
Devenir
Tous les animaux des lots étudiés sont concernés par l’euthanasie. Cette dernière est pratiquée par exsanguination au niveau de l’aorte abdominale après anesthésie par injection intra-péritonéale du mélange kétamine (60 mg/kg) / médétomidine (150 μg/kg). L'euthanasie est justifiée par les prélèvements d'organes qui serviront aux analyses fonctionnelles, histologiques, biochimiques et moléculaires.
Remplacement
Le remplacement des animaux n’est pas possible pour répondre aux questions du présent projet en raison de l’absence de méthodes alternatives (in silico ou in vitro) pour explorer un développement naturel des lésions ostéo-articulaires liées à l’obésité et des potentiels effets bénéfiques du traitement.
Réduction
De manière à respecter la règle de réduction, le nombre d’animaux par groupe a été réduit au minimum permettant d’anticiper les différences interindividuelles. Le nombre de 10 rats par groupe est nécessaire et suffisant pour obtenir des résultats reproductibles et exploitables et réaliser une analyse descriptive. Le nombre d'animaux a été calculé sur BiostaTGV en prenant l'estimation de la variation du taux de leptine avec ou sans traitement (delta de 35 pg avec écart-type de 24 pg à 5% d'erreur de première espèce et 0,93 de puissance) et donne 10 animaux par groupe expérimental.
Raffinement
- Un hébergement qui respecte les recommandations en vigueur, une animalerie contrôlée (température, hygrométrie) et un enrichissement des cages (des tunnels, des morceaux de bois, du Sizzle dry Kraft pour occuper chaque individu dans la cage). - Manipulation douce régulière des animaux pour habituation à l'expérimentateur. - Un suivi régulier des animaux par le personnel animalier (observation quotidienne de l’état général et du comportement, pesées hebdomadaires). - Définition des points limites et une grille de scoring de la souffrance et/ou de la douleur chez tous les animaux soumis aux différents traitements prévus dans le projet. - Optimisation des protocoles expérimentaux pour chaque procédure afin d’obtenir le maximum d’informations et ainsi une meilleure analyse des résultats obtenus.
Choix des espèces
L’obésité est une pathologie systémique caractérisée par des altérations multi-organiques et une inflammation de bas-grade qui peuvent déclencher des problèmes ostéo-articulaires comme étudié ici. La souche de rat Wistar est communément utilisée, selon la bibliographie, pour étudier les modifications métaboliques et ostéo-articulaires et répond très bien à l'utilisation d'un régime obésogène. L’utilisation de ce modèle permettra d’étudier la capacité de nos produits testés à prévenir le développement des problèmes ostéo-articulaires et son impact sur l'obésité. Les animaux sont utilisés à l’âge de 6-7 semaines pendant 28 semaines. Ces animaux sont des jeunes adultes, stade optimal pour étudier l'impact de nos traitements sur les régimes apportés.
Evaluation de nouvelles thérapies et étude des mécanismes de progression des tumeurs du foie dans un modèle murin immunocompétent
- Recherche appliquée
- Cancers
- Recherche fondamentale
- Oncologie
576 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Elles reçoivent une greffe de cellules tumorales du foie, par chirurgie dans l'organe ou par injection sous la peau, puis des traitements par voie intrapéritonéale ou par plasma froid et un suivi par imagerie sous anesthésie, pour évaluer de nouvelles thérapies des cancers hépatiques. Le porteur indique que la contrainte principale tient au développement tumoral et prévoit des points limites. Il affirme qu'il n'est "pas possible de recréer in vitro la complexité d'un organisme entier".
Objectifs
Les cancers primitifs du foie (carcinome hépatocellulaire et cholangiocarcinome) représentent 7000 et 2000 nouveaux cas par an en France. Ce sont deux tumeurs de très mauvais pronostic. Les traitements curatifs (ablation de la tumeur, transplantation du foie) ne peuvent être proposés qu'à un nombre restreint de patients (40%). Cependant, l'efficacité des traitements curatifs est grevée par la récidive tumorale liée à la dissémination métastatique ou à l’émergence d’une nouvelle tumeur si le foie malade cirrhotique est laissé en place. Il n'existe pas de traitement de prévention de la récidive. Les patients ayant un CHC non opérable bénéficient depuis 2008 d'un traitement systémique palliatif, le sorafenib, mais son efficacité est limitée et l'émergence de résistances est rapidement objectivée. Aucun traitement palliatif montrant un bénéfice sur la survie ne peut être proposé aux patients ayant un cholangiocarcinome non opérable. Dans ce contexte, la recherche que nous menons a pour objectif de caractériser et quantifier l’activité de nouvelles thérapies (médicaments, traitement physique) pour le traitement des tumeurs hépatiques et de poursuivre les études dans des modèles précliniques. La preuve d’activité/efficacité anti-tumorale des nouvelles thérapies sera faite au préalable in vitro sur des lignées humaines de carcinome hépatocellulaire ou de cholangiocarcinome. Des évaluations seront ensuite conduites in vivo dans un nouveau modèle que nous souhaitons développer (fait l’objet de la présente demande), greffes syngéniques (orthotopique) et ectopiques (sous la peau). Cependant, certaines thérapies pourraient s'avérer aussi efficaces pour limiter la dissémination métastatique et le modèle de xénogreffe sous-cutanée ou orthotopique chez la souris immunodéprimée ne permet d'étudier cet aspect car la composante immunitaire est essentielle à la progression tumorale et conditionne la réponse aux traitements. Dans ces modèles, nous étudierons les traitements pour lesquels nous aurons montré au préalable in vitro un effet sur les capacités proliférative/migratoires et invasives des cellules cancéreuses. Afin que le bien-être animal soit au mieux respecté, des critères précis d’interruption du protocole seront définis.
Bénéfices attendus
Le carcinome hépatocellulaire et le cholangiocarcinome sont des tumeurs primitives du foie de mauvais pronostic pour lesquelles il n’existe que très peu d’options thérapeutiques systémiques et locales. Ce projet a pour objectif d’améliorer les thérapies existantes et d’identifier de nouvelles cibles thérapeutiques dans le traitement des tumeurs hépatiques.
Procédures
Au cours de ce projet les animaux seront soumis à différents gestes techniques liés à la mise en place des modèles de carcinome hépatocellulaire et le cholangiocarcinome et à leurs traitements. Pour cela, les animaux seront soumis dans un premier temps à une greffe de cellules tumorales orthotopique (cellule transplanté au niveau de l’organe cible par chirurgie sous anesthésie et analgésie) ou ectopique (injection sous-cutanée sur animal vigile). Une partie des animaux sera ensuite impliquée dans différents traitements seul ou en combinaison : injection intra-péritonéale ou plasma froid atmosphérique sous anesthésie. Les animaux seront suivis de manière longitudinale par imagerie non invasive effectuée sous anesthésie générale pour suivre la croissance tumorale. Enfin, les animaux seront euthanasiés en vue des différents prélèvements nécessaires aux analyses Tout au long du projet, les animaux seront suivis quotidiennement afin de détecter toute anomalie où point limites. Les mesures appropriées seront mises en œuvre selon les observations réalisées et la SBEA et/ou le vétérinaire pourront être sollicité, le cas échéant.
Impact sur les animaux
La principale contrainte concerne le développement tumoral intrinsèquement lié à la question scientifique du présent projet. Les traitements devraient quant à eux réduire les effets liés au développement tumoral avec de possible effets secondaires mais qui restent très limité. Toutefois, afin de limiter les effets indésirables, les animaux seront suivis quotidiennement afin de détecter toute anomalie. Des points limites ont été établis sur la base de précédentes études sur ce type de modèles expérimentaux. Les mesures appropriées seront mises en œuvre selon les observations réalisées (analgésique, soins, etc.) et la SBEA et/ou le vétérinaire pourront être sollicité, le cas échéant.
Devenir
L’ensemble des animaux impliqués dans ce projet (n=576) seront euthanasiés à la fin de la période de maintien prévu ou plus tôt en cas d’atteinte de points limites afin de réaliser les différents prélèvements nécessaires aux analyses ultérieures.
Remplacement
Dans la mise en œuvre de ce projet, un système vivant est nécessaire pour étudier les acteurs mis en jeu dans le développement et l’évaluation de thérapies innovantes anti-cancers. Il n’est pas possible de recréer in vitro la complexité d’un organisme entier avec tous les acteurs cellulaires rentrant en jeu. Nous travaillons avec des souris immunocompétentes afin de préserver le microenvironnement immunitaire et car ces animaux constituent des modèles validés pour l’étude de la progression tumorale et tester de nouveaux traitements. Nous souhaitons pour nos études développer un modèle de greffe syngénique (de même espèce, c.-à-d. injection de cellules de souris tumorales chez des souris immunocompétentes) i/ orthotopique (dans le foie) et ii/ ectopique (sous la peau). L’utilisation d’un modèle murin de greffes de cellules cancéreuses du foie de souris (même espèce) se justifie à double titre : tout d’abord, il permet de recréer au plus près l’environnement dans lequel prolifèrent les cellules tumorales, en particulier le microenvironnement immunitaire. Deuxièmement (concerne le modèle orthotopique), il permet d’analyser la capacité des cellules tumorales à métastaser et d’étudier l’efficacité des thérapies sur la dissémination métastatique.
Réduction
Nous limitons au maximum le nombre d’animaux par groupe de façon à obtenir des résultats statistiquement fiables. A cause des variabilités inter-animales et intergroupes, un nombre trop restreint d’animaux engendrerait des résultats trop variables et non valides. Compte tenu des données de la littérature (variabilité attendue) et des effets espérés, un test de puissance statistique a été utilisé pour déterminer le nombre minimum d’animaux nécessaire pour cette étude. Les procédures expérimentales ont été affinées pour éviter l'utilisation inutile de souris. Un nombre de 12 souris par groupe est prévu afin de pouvoir réaliser des statistiques. Un total de 576 souris sera nécessaire pour la mise en œuvre de ce projet. Nous adapterons chaque test statistique en fonction du type de résultats et d’analyse à effectuer.
Raffinement
Dans la réalisation de ce projet, l’ensemble des procédures ont été mise au point afin de permettre une interprétation fiable dans le respect du bien-être animal, en limitant la douleur et le stress (anesthésie, analgésie, etc.). Les conditions d’hébergement sont conformes à la réglementation, les animaux disposent de nourriture et d’eau ad libitum. Le milieu est enrichi à l’aide de coton de nidification ou de maison de type igloo. Nous nous efforçons à chaque instant de raffiner nos procédures afin de garantir le bien-être des animaux en cours de procédure grâce à une surveillance attentive (point limite) et des soins adaptés (anesthésie, analgésie, etc.).
Choix des espèces
Justification de l’espèce : Nous travaillons avec des souris immunocompétentes afin de préserver le microenvironnement immunitaire et car ces animaux constituent des modèles validés pour l’étude de la progression tumorale et tester de nouveaux traitements. Description du ou des modèle(s) : Les lignées murines de cancer du foie dont sont issues de tumeurs de souris C57BL/6j. Nous utiliserons donc des souris de même fond génétique commerciales ou transgéniques pour nos gènes d’intérêt. Justification des stades/sexe : Des animaux de sexe femelle ou mâle seront utilisés entre 6 et 8 semaines d’âge. A cet âge, les souris sont jeunes et la croissance tumorale est optimale, et ce quel que soit le sexe. Dans le cadre de ce projet nous utiliserons indifféremment des femelles ou des males afin d’avoir une représentation du genre dans nos expériences. Quel que soit le sexe, la croissance tumorale est similaire.
Protection de la fonction cardiaque par la dapagliflozine dans un modèle original de syndrome métabolique
- Recherche fondamentale
- Oncologie
- Système cardiaque
- Système endocrinien
140 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, 60 dans des procédures impliquant un niveau de souffrance sévère et 80 un niveau modéré. Une partie subit une chirurgie d'infarctus du myocarde sous anesthésie, avec ischémie cardiaque provoquée, ainsi que des tests de glycémie et des prélèvements de sang à la queue. Le porteur décrit un modèle de suralimentation postnatale reproduisant surpoids et intolérance au glucose, et prévoit d'euthanasier les petits écartés lors de la réduction des portées. Il affirme que le projet, reposant sur des interactions entre organes, ne peut être conduit que sur un "animal entier".
Objectifs
Le surpoids et l’obésité constituent des facteurs de risque majeurs dans l’apparition des maladies cardio-métaboliques, qui touchent aujourd’hui des populations de plus en plus jeunes. Le concept d’origines développementales de la Santé indique que l’environnement nutritionnel périnatal jouerait un rôle clef dans la détermination du phénotype ultérieur de l’individu. Le modèle de suralimentation postnatale (SAPN) est particulièrement pertinent car il rassemble plusieurs des composantes caractéristiques du syndrome métabolique chez l’Homme : il est d’apparition progressive, s’accompagne d’un surpoids, d’une intolérance au glucose et d’une résistance à l’insuline ; la dysfonction cardiaque et la sensibilité cardiaque accrue à l’ischémie sont présentes, et apparaissent à l’âge adulte. Ce modèle original correspond donc à une situation de programmation précoce du risque cardio-métabolique. Les inhibiteurs SGLT2 (ex : dapagliflozine) constituent une nouvelle classe de médicaments ouvrant des perspectives nouvelles en termes de cardioprotection chez le patient diabétique. Les objectifs de ce projet, qui sera conduit sur notre modèle original de syndrome métabolique induit par SAPN, sont les suivants : 1. Déterminer si un traitement chronique par la dapagliflozine peut diminuer l’altération progressive de la fonction contractile cardiaque 2. Evaluer si un traitement par la dapagliflozine peut réduire la survenue d’une insuffisance cardiaque après un infarctus du myocarde expérimental 3. Explorer l’importance de l’environnement inflammatoire paracrine, lié au développement de la graisse péricardique, et l’effet de la dapagliflozine sur cet environnement
Bénéfices attendus
Ce travail permettra de mieux comprendre l’origine des effets cardioprotecteurs de la dapagliflozine dans le contexte du syndrome métabolique et d’accroitre nos connaissances sur les liens entre la graisse péricardique et le cœur. Nous souhaitons confirmer que des perturbations nutritionnelles précoces ont un impact à long terme sur la santé cardiovasculaire et métabolique des individus, et que des mesures de correction thérapeutiques appropriées, même une fois le phénotype « programmé », s’avèrent bénéfiques
Procédures
Une partie des animaux utilisés pour ce projet auront une procédure chirurgicale invasive, c’est-à-dire 60 animaux. La chirurgie dure en moyenne 20 mins, c’est-à-dire que les animaux sont sous anesthésie profonde pendant 20 mins, et les souris se réveillent et sont mobiles seulement 3-4 mins après l’arrêt de l’anesthésie. Une fois réveillées, les souris sont placées en couveuse pendant environ deux heures afin de se remettre pleinement de la chirurgie dans une atmosphère chauffée, ventilée et calme.
Impact sur les animaux
La procédure de mesure de la fonction cardiaque par échocardiographie se fait sous anesthésie par isoflurane, mais peut constituer un stress pour l’animal lié à l’anesthésie générale. Les mesures de sensibilité au glucose et l’insuline sont accompagnées d’une injection intrapéritonéale et de prélèvement de sang à la queue après légère coupure, qui peuvent générer de la douleur ou de l’inconfort chez la souris. Une crème anesthésique locale (Anesderm Gé, 5% Lidocaïne) sera au préalable utilisé sur la queue des souris. La procédure chirurgicale de réalisation d’un infarctus du myocarde expérimental in vivo, réalisé sous anesthésie générale à l’isoflurane, s’accompagne d’ouvertures cutanées au niveau du cou et du thorax (utilisation d’un anesthésique local : Anesderm, Gé, 5% Lidocaïne), de l’espace intercostal, d’une intubation trachéale, et de l’induction d’une ischémie cardiaque. La prise en compte de la douleur péri et post-opératoire est jugulée par l’administration d’un antalgique puissant : la buprénorphine.
Devenir
Tous les animaux sont mis à mort à la fin des deux procédures afin de réaliser des prélèvements tissulaires et sanguins pour des analyses biochimiques ultérieures.
Remplacement
Ce projet de recherche, qui repose sur des interactions entre différents organes (tissu adipeux, cerveau, foie, cœur et vaisseaux) ne peut malheureusement être approché par des techniques reposant sur la culture cellulaire. Il nécessite d’être conduit sur un animal entier
Réduction
Ne seront utilisés que le nombre d’animaux strictement nécessaire et suffisant à la conduite du projet et à l’obtention de statistiques suffisantes (utilisation de tests statistiques adaptés aux petits échantillons, ANOVA à un ou deux facteurs). En outre, la gestion de l’élevage permettra de réguler le nombre d’animaux nécessaires à la réalisation du projet et cet élevage s’arrêtera une fois le nombre d’animaux nécessaire obtenus : selon notre expérience dans le modèle de SAPN, le nombre de 10 animaux par groupes est suffisant pour
Raffinement
La reproduction et l’élevage des animaux se feront dans des cages dont le milieu aura été enrichi, dans un environnement calme et non stressant. Le sacrifice des petits non conservés pour réaliser les groupes lors de la réduction des portées se fera par inhalation de CO2 suivie de dislocation cervicale. Les manipulations non douloureuses (pesées, mesure de la pression artérielle) se feront dans des conditions de calme non stressantes. Toutes les procédures chirurgicales seront accompagnées de l’utilisation d’antalgique approprié (buprénorphine injectable) afin d’inhiber la douleur occasionnée. Le suivi post opératoire sera strictement encadré (réveil et maintien en couveuse thermostatée, surveillance) afin de détecter des signes précoces de souffrance (aspect physique externe, non réponses comportementales aux stimuli externes, diminution de la fréquence cardiaque et respiratoire...), qui seront éventuellement traités par une nouvelle administration d’antalgiques. Tout animal dont l’état fonctionnel post opératoire ne s’améliore pas et présente des signes persistants de douleurs sera euthanasié (inhalation de CO2).
Choix des espèces
Les études actuelles poursuivies par le laboratoire PEC2 sur la sensibilité du cœur à l’ischémie et l’infarctus sont réalisées chez la souris. De nombreuses données expérimentales sont déjà à disposition, et le protocole de chirurgie est parfaitement maitrisé dans cette espèce (plus de 3 ans de recul). Ce projet fait suite au projet numéro APAFIS#16589-201809031052199 v2. Les animaux auront 4 mois de vie lors de leur première utilisation. Ce stade de la vie correspond au stade de jeune adulte chez la souris, période à laquelle les maladies cardiovasculaires apparaissent chez l’homme. Ce projet prévoit de suivre ces animaux pendant 4 mois, donc les souris auront 8 mois à la fin des expérimentations, ce qui correspond au stade adulte mature chez la souris.
Identification de régulateurs de la dissémination métastatique dans un modèle de mélanome dans le poisson zèbre
- Recherche fondamentale
- Oncologie
10 924 poissons zèbres vont être utilisés, tous tués à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Ils reçoivent une dose d'irradiation aux rayons X puis une transplantation de cellules de mélanome, avec un suivi sous anesthésie pouvant durer six mois, pour identifier des gènes régulant les métastases. Le porteur indique que le développement tumoral peut provoquer troubles de la nage, œdèmes et léthargie, et prévoit une mise à mort quand ces signes n'évoluent pas sous douze heures. Il affirme que la culture cellulaire, y compris en 3D, ne reproduit pas la complexité d'un "organisme vivant".
Objectifs
La formation de métastases est la première cause de mortalité chez les patients atteints de cancers solides. La compréhension du processus menant à la dissémination des cellules tumorales représente donc un enjeu majeur de santé publique. Si ces mécanismes commencent à être caractérisés dans les tumeurs épithéliales telles que le poumon ou le sein, ils demeurent mal connus dans les tumeurs non-épithéliales comme le mélanome. En particulier, le rôle d’interactions potentielles entre signaux extérieurs et adhérence des cellules tumorales dans la dissémination du mélanome n’a pas été élucidé. L’objectif de ce projet est de découvrir de nouvelles molécules exprimées à la surface des cellules de mélanome et qui régulent la formation de métastases.
Bénéfices attendus
Ce projet doit permettre de découvrir de nouveaux gènes régulateurs de la capacité de dissémination des cellules de mélanome. La compréhension du mécanisme d’action de ces gènes pourrait ouvrir de nouvelles perspectives thérapeutiques contre les cancers métastatiques.
Procédures
A partir de l’apparition de la première tumeur, les poissons sujets au développement de tumeurs seront soumis à une observation hebdomadaire et individuelle. Le suivi sera réalisé sur une durée de 6 mois, après quoi tous les poissons seront mis à mort, qu’ils aient ou non développé une tumeur. Des poissons adultes de la lignée casper recevront une dose sub-létale d’irradiation aux rayons X de l’ordre de 30 Gy (déterminée par la procédure 1) répartie sur deux jours (15 Gy par exposition). Ils seront ensuite transplantés avec des cellules de mélanome 24 heures après la seconde irradiation. Pour suivre l’évolution des tumeurs, une documentation photographique sera réalisée sous anesthésie une fois par semaine. Ce suivi sera réalisé sur une durée maximale de 6 semaines après transplantation, après quoi tous les poissons seront mis à mort.
Impact sur les animaux
Certains animaux peuvent présenter des signes de stress ou de maladie dus au développement de tumeurs primaires. Les signes les plus précoces et les plus légers comprennent des modifications de la nage, une incapacité à maintenir sa position dans la colonne d'eau, une respiration accélérée passagère ou une apathie. Les animaux qui présentent un ou plusieurs de ces signes cliniques seront identifiés et observés pendant une durée maximale de 12h. En absence d’amélioration des signes de stress ou de maladie listés ci-dessus, les poissons seront mis à mort. Le hérissement des écailles, la présence d’œdèmes, une léthargie (immobilité au fond de l’aquarium) prolongée ou une incapacité à se nourrir constituent des points limites plus rarement observés et plus graves nécessitant une mise à mort immédiate.
Devenir
Tous les animaux seront mis à mort à l'issue de chaque procédure. En effet, les animaux susceptibles de développer des tumeurs ne peuvent être replacés ou adoptés.
Remplacement
Les modèles de migration et d’invasion cellulaires seront utilisés à chaque fois que cela est possible, notamment pour les analyses mécanistiques du rôle des gènes impliqués dans la formation de métastases et identifiés au cours de ce projet. Cependant, les lignées cellulaires de cancers humains rendent mal compte de la complexité des comportements des cellules dans leur milieu naturel, notamment dans un cadre de migration, et souffrent de limites importantes pour la modélisation des étapes de progression métastatique puisque la plupart des lignées cellulaires de mélanome humain proviennent de métastases et se sont adaptées à leurs conditions de culture in vitro. Les méthodes alternatives telles que la culture en 3D seront aussi envisagées mais ne peuvent à l’heure actuelle reproduire la complexité chimique, biologique et physique d’un organisme vivant pour étudier le comportement des cellules dans un environnement physiologique.
Réduction
Le recours à des expériences pilotes permettront d’optimiser les protocoles sur un petit nombre de poissons adultes. De plus, une stratégie visant à tester tous les gènes candidats en même temps réduira considérablement le nombre total d’animaux utilisés par rapport à une stratégie qui s’intéresserait à chaque gène candidat séparément. Enfin, des analyses statistiques a priori basées sur notre expérience du type de manipulations proposées ont permis d’établir les tailles d’échantillons nécessaires pour observer des différences significatives, réduisant ainsi au minimum le nombre d’animaux utilisés pour ce projet.
Raffinement
Le développement de tumeurs présente un risque de souffrance animale modérée. Cependant, cette souffrance éventuelle peut être prévenue par une surveillance attentive des animaux et l’application de critères d’arrêt définis. Afin de réduire le stress des animaux et de prévenir toute souffrance, les poissons sujets au développement de tumeurs seront observés au moins deux fois par semaine à la recherche de signes ou de changements de comportement précoces et prédictifs de la maladie. Ceux-ci comprendront principalement (par ordre de fréquence) des modifications de la nage, une respiration accélérée prolongée, une léthargie (immobilité prolongée au fond de l’aquarium) ou une incapacité à maintenir sa position dans la colonne d'eau. Des cas plus rares peuvent présenter un hérissement des écailles, la présence d’œdèmes ou une incapacité à se nourrir. Les poissons malades seront identifiés et observés pendant une durée maximale de 12h. En absence d’amélioration des signes de stress ou de maladie listés ci-dessus, les poissons seront mis à mort. Dans un souci de raffinement, les poissons seront maintenus à une densité optimale de 5-8 poissons par litre d’eau pour favoriser leurs interactions sociales, en accord avec les recommandations de l’AAALAC. Les poissons seront également nourris une fois par jour avec des artémias pour préserver leurs instincts prédateurs et enrichir leur milieu.
Choix des espèces
Le poisson zèbre représente un organisme modèle particulièrement adapté à l'étude de la fonction de gènes d’intérêt dans le cancer. Des modèles très fiables de mélanome ont été établis et des outils performants sont disponibles pour modifier des gènes spécifiquement dans ces tumeurs afin d’en examiner le rôle, en particulier sur le comportement des cellules cancéreuses. De plus, l’environnement des cellules est très bien conservé entre l’homme et le poisson puisque la plupart des organes ont des programmes de développement et des structures semblables. D'autres espèces pourraient être envisagées comme alternative au poisson zèbre comme Caenorhabditis elegans et Drosophila melanogaster, mais ce sont des invertébrés dont de nombreux organes diffèrent considérablement de l’homme, ce qui limite leur utilité pour l’étude du cancer. Le poisson représente une bonne alternative à la souris à la fois parce qu'il est un vertébré moins évolué et parce qu'il offre d'excellentes possibilités de manipulation génétique. Les microinjections de vecteurs ADN seront réalisées dans des embryons au stade une-cellule, ce qui permet l’intégration dans le génome et la production d’animaux transgéniques mosaïques. Les tumeurs primaires surviennent au stade adulte entre 8 et 30 semaines après fécondation. Les transplantations sous-cutanées nécessitent l’utilisation de poissons adultes âgés de 12 à 26 semaines car les poissons âgés de moins de 3 mois sont trop petits pour permettre l’observation de la migration spatiale des cellules tumorales et les poissons âgés de plus de 6 mois présentent une variabilité plus importante de la réponse à l’irradiation.
Modèle d’allergie alimentaire au beurre de cacahuète et activités thérapeutiques de candidats médicaments.
- Recherche fondamentale
- Système immunitaire
10 000 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures classées en souffrance légère, sur cinq ans et 330 études précliniques. Elles reçoivent des injections répétées et des gavages, puis sont "challengées" par des extraits d'arachide destinés à déclencher une réaction anaphylactique, avec candidats médicaments et prélèvements de sang. Le porteur indique que ce choc peut provoquer hypothermie, gonflements et difficultés respiratoires, et classe pourtant l'ensemble en gravité légère. Il affirme que la souris à système immunitaire humanisé est un modèle "indispensable" faute de reproduire le système immunitaire humain in vitro.
Objectifs
L’allergie alimentaire est un problème de santé publique croissant avec très peu d’options de traitement. A titre d'exemple, l’allergie au beurre de cacahuète touche 6 millions de personnes en Europe et aux Etats-Unis. La menace d’exposition accidentelle à des produits contenant ce type d’arachides engendre un haut degré de stress chez les personnes touchées et affecte leur qualité de vie par crainte d'un choc anaphylactique sévère pouvant conduire à la mort. L’objectif de ce projet est de créer un modèle d’allergie alimentaire sur souris au système immunitaire humanisé, plus précisément une allergie au beurre de cacahuète, et de l’utiliser pour étudier les effets potentiels de traitements prophylactiques ou thérapeutiques.
Bénéfices attendus
Pour ce projet, nous souhaitons développer un modèle d’étude de l’allergie alimentaire, en particulier chez des souris ayant un système immunitaire humanisé. En utilisant des souris au système immunitaire humanisé, nous mettons à disposition des chercheurs un modèle permettant d'étudier les mécanismes immunitaires de la réaction allergique et les potentiels effets thérapeutiques de candidats médicaments avec davantage de specificité de l'espèce utilisatrice de ces futurs traitements : l'Homme.
Procédures
Pour le développement de la maladie : injection intrapéritonéale 1 injection ou plusieurs injections pendant 4 semaines (fréquence définitive à déterminer). Gavage ; une fois par semaine pendant 8 semaines. Ces procédures durent chacune 10-15 secondes. Injection hydrodynamique par voie intraveineuse : 2 fois, maximum. Chaque injection dure entre 10 et 15 secondes. Après l’installation d’une réponse allergique, les souris seront challengées, c'est-à-dire qu'elles recevront par gavage ou bien par injection intrapéritonéale des extraits de protéines allergènes permettant d'induire une réaction anaphylactique. En parallèle, des candidats médicaments seront administrés par voie entérale (gavage, incorporation dans l’alimentation) ou parentérale (veineuse, intrapéritonéale, sous-cutanée ou intramusculaire) pour évaluer leurs activités thérapeutiques, en particulier sur le système immunitaire humanisé. La fréquence et les volumes d'administration autorisés seront déterminés par le vétérinaire d'établissement et validés par le comité de bien-être. Afin de suivre l'évolution de la pathologie et d'objectiver les effets des molécules à visées thérapeutiques, des prises de sang seront réalisées au niveau du sinus retro-orbital, de la veine saphène ou dans la veine caudale. Les prélèvements au sinus retro-orbital seront réalisés sous anesthésie générale. La fréquence et les volumes de prélèvements autorisés seront déterminés par le vétérinaire d'établissement et validés par le comité de bien-être. A titre d'exemple, 200 µL de sang pourront être collectés sur une période de deux semaines pour une souris de 25 gr.
Impact sur les animaux
De la douleur peut être induite par : l'administration de composés de recherche et leurs effets potentiellement toxiques dans un contexte préclinique. Cette douleur peut se manifester, entres autres, par une perte de poids, une hypo- ou une hyperactivité, une prostration ou des difficultés à se déplacer. Le challenge est également susceptible d'induire une réaction allergique ou un choc anaphylactique pouvant se manifester, notamment, par une hypothermie, la présence de démangeaisons, de gonflements, de problèmes respiratoires et un impact sur l'activité de la souris.
Devenir
Les animaux sont euthanasiés car ils auront subit deux procédures légères à modérées. Une réutilisation n'est donc pas envisagée.
Remplacement
Les tests in vitro seront envisagés si ceux-ci sont appropriés. Néanmoins, il n'est actuellement pas possible de recréer, in vitro, un environnement complexe comme le système immunitaire et de mimer les réactions physiologiques humaines responsables de la mise en place d’une allergie, tout en objectivant les effets potentiellement toxiques d’une molécule en développement. La souris constitue donc un modèle scientifiquement valide, robuste et indispensable pour le développement et la mise au point de traitements innovants.
Réduction
Un total de 10000 souris adultes seront utilisées, couvrant une période de 5 ans, permettant de réaliser 330 études précliniques. Le nombre de souris par étude sera de 5 à 10 individus par groupe, avec un minimum de 4 groupes (1 groupe placebo et 3 groupes traités). Le nombre d’animaux utilisés dans chaque étude sera réduit au maximum en se basant sur des tests statistiques reposant sur les effets attendus de la série.
Raffinement
Les souris seront hébergées en cage ventilée par groupe social stable. La nourriture et l’eau de boisson seront fournies ad libitum. La cage contiendra une couche de litière permettant aux souris de creuser, de se cacher et de réaliser un nid, élément essentiel à leur bien-être. Un morceau de bois permettant aux souris d’exprimer leur comportement de rongeur, ainsi qu’un nid en carton seront également disposés. Les souris recevront une période d’acclimatation de 7 jours minimum avant l’entrée en projet, et seront habituées à la présence de l’expérimentateur qui les manipulera régulièrement. Les pièces d’hébergement disposeront d’un cycle lumière-obscurité (12h - 12h), d’une température (20 - 24°C) et d’une hygrométrie (45 - 65%) contrôlés en permanence.
Choix des espèces
Nous maîtrisons l’humanisation du système immunitaire sur plusieurs souches de souris. En se basant sur cette expertise, il est essentiel de poursuivre sur cette espèce. Les animaux seront inclus aux études à l’âge de 16-18 semaines.
Étude des défauts hypothalamiques dans des modèles murins de sclérose latérale amyotrophique
- Recherche appliquée
- Diagnostic des maladies
- Troubles endocriniens
- Troubles nerveux
- Recherche fondamentale
- Système nerveux
2 112 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Elles portent des mutations mimant la sclérose latérale amyotrophique et subissent des chirurgies cérébrales, implantation de pompes, pose d'électrodes sous-durales et injection intracérébrale, puis des tests glycémiques, métaboliques et des tests comportementaux non détaillés sur trente-cinq jours. Le porteur indique que les chirurgies provoquent des douleurs atténuées par des analgésiques et prévoit de retirer un animal dont l'état ne s'améliore pas sous 48 heures. Il affirme qu'il est "indispensable" de travailler sur un modèle animal dont l'hypothalamus est bien caractérisé et conclut que la souris ne "saurait être remplacée".
Objectifs
La sclérose latérale amyotrophique (SLA), la plus fréquente des maladies du système moteur adulte (2 à 3 nouveaux cas pour 100 000 habitants), reste une pathologie incurable et présente un pronostic extrêmement sévère, conduisant au décès, 2 à 5 ans après l’apparition des premiers symptômes. La SLA présente des formes sporadiques (90%) et familiales (10%). Diverses lignées de souris transgéniques ont été mises au point, récapitulant les symptômes de la maladie : une dégénérescence des neurones moteurs cortico-spinaux et des motoneurones spinaux, une dénervation des muscles striés squelettiques accompagnée d’une atrophie musculaire et d’une paralysie progressive se finissant par la mort. Ces lignées transgéniques sont à la base des recherches expérimentales dans le domaine de la SLA. Outre les symptômes moteurs, la SLA est aussi accompagné par une perte de poids très importante (chez l’homme et modèles murins) due à une diminution de la prise alimentaire, associée à un changement de la dépense énergétique. Il a été observé récemment que les modèles transgéniques ont aussi des dysfonctionnements du sommeil et du métabolisme. Ces altérations à l’origine de ces symptômes n'ont pas encore été demontrees. Chez la souris, l’hypothèse expliquant les bases cellulaires de ces dysfonctionnements sont un défaut fonctionnel des neurones hypothalamiques impliquées dans la régulation de la balance énergétique, la prise alimentaire et le sommeil. Ceci suggère l’existence d’un défaut hypothalamique touchant le contrôle de la prise alimentaire et la qualité/quantité de sommeil aussi chez le patient SLA. De plus d'un point de vue moléculaire, il a été montré que l'une des molécules impliquées dans la maladie, est un élément central de l’horloge interne. Ce dernier gène particulièrement contrôle de façon remarquable le rythme de prise alimentaire et le sommeil. Ceci faisant le lien entre la pathologie étudiée et les problèmes de l'horloge interne. Nous investiguerons donc, dans cette etude, le sommeil et le metabolisme de ces lignees transgeniques mimant la SLA.
Bénéfices attendus
Ces expériences nous permettront de déterminer si les défauts fonctionnels de l’hypothalamus peuvent être reversés et ainsi ouvrir de nouvelles pistes thérapeutiques pour la SLA. Au-delà de la SLA, ce projet est destiné à contribuer à l’effort commun de recherche sur l’étiologie des maladies neurodégénératives du système moteur.
Procédures
Les animaux subiront des procédures chirurgicales (implantation de pompes iPRECIO durée 2h, implantation d’électrodes subdurales durée 3h, injection intracérébrale durée 2h) en plus de test glycémique (durée 2h), comportementaux et métaboliques. Ces expériences dureront maximum 35 jours et prennent en compte le développement de la pathologie dans les 2 lignées transgéniques. Les prélèvements ne seront fait qu’en phase terminale d’une procédure.
Impact sur les animaux
Nous nous attendons à des douleurs causées par les procédures chirurgicales qui seront atténuées par des antalgiques et analgésiques avant, pendant et après la chirurgie ainsi qu’une surveillance quotidienne pendant la période de récupération des souris. Nous préviendrons toutes infections par l’apport d’antibiotique a la fin des procédures chirurgicales. Enfin, nous ne laisserons aucune souris dans la souffrance en nous référant à la feuille en Annexe 1. Il sera pris la décision de sortir une souris de l’étude si les conditions de la souris ne montrent pas d'amélioration sous 48 heures.
Devenir
Les animaux seront tous mis à mort pour des analyses biochimiques et immunologiques, après avoir collecté sang, tissus et organes.
Remplacement
La SLA est une maladie d’origine multifactorielle et multicellulaire. Les cultures cellulaires ne permettent pas de modéliser l’aspect intégré de cette pathologie. Nous avons donc besoin de recourir à des modèles animaux qui présentent, en outre, une organisation du système nerveux proche de celle de l’homme pour réaliser ce projet de recherche.
Réduction
Afin de réduire le nombre d’animaux dans ce projet, les animaux destinés aux analyses biochimiques ou histologiques seront au préalable inclus dans les études fonctionnelles. Le nombre de souris incluses dans ce projet a été précisément calculé à partir des observations faites dans le laboratoire lors d’études préliminaires ce qui a permis de calculer la puissance statistique et d’éviter les biais de taille d’effet (nombre suffisant permettant l’exploitation statistique). Le logiciel GPower nous a permis de calculer le nombre minimum nécessaire par groupe à 24. Secondairement lorsque les données seront récoltées nous utiliserons une analyse statistique ANOVA à un facteur avec une analyse post-hoc pour analyser les résultats.
Raffinement
Les animaux auront accès ad libitum à l’eau et à la nourriture, bénéficieront de conditions d’hébergement conformes à la réglementation en vigueur. L’enrichissement de l’environnement des animaux (coton compressé pour faire des nids, maisons en plastique rouge), le maintien des interactions sociales et la surveillance quotidienne des animaux permettront de s’assurer de leurs bien-être et de détecter rapidement tout changement de comportement associé ou non à la pathologie étudiée afin qu’il puisse être pris en charge. Des points limites (perte de poids, difficultés métaboliques, etc.) permettant de soustraire l’animal à la souffrance ont été établi. De plus, nous appliquerons également le principe de raffinement au niveau des méthodes de pré-anesthésie, d’anesthésie et de prise en charge analgésique en cas de procédure.
Choix des espèces
La souris est un modèle important et pertinent dans l’étude de la SLA. Pour intégrer la complexité de la pathologie, et notamment des implications du dysfonctionnement de hypothalamus, il est indispensable de travailler avec un modèle animal possédant une structure hypothalamique bien caractérisée. De plus, les modèles transgéniques de souris sont des modèles expérimentaux très puissants (génétique connue, commercialisation d’outils moléculaires, etc.). En conséquence, dans le cadre de la question biologique posée, le modèle animal choisi ne saurait être remplacé par un autre. Les animaux seront utilisés à partir de 30 jours, au moment du sevrage, car l’injection de DREADDS nécessite d’être faite sur des souris âgées de 30 jours car le DREADDS est laissé 15 jours avant de pouvoir conduire un quelconque effet. Pour les pompes iPRECIO et l’EEG des animaux de 65 jours seront utilisés pour pouvoir observer les effets au stade présymptomatique.