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Souris : 330
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330 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Chaque animal subit trois chirurgies puis une dizaine de séances où il porte un microscope miniature fixé sur la tête pendant qu'il se déplace, avant d'être tué par perfusion intracardiaque pour analyse du cerveau. Le porteur indique que les chirurgies provoquent des lésions osseuses et tissulaires pouvant s'accompagner de douleur, de perte de poids et d'immobilité, et que le port du dispositif peut d'abord induire un stress. Il affirme que le remplacement "n'est pas possible" car il s'agit d'un système intégré "non modélisable".

Objectifs

Notre recherche vise à comprendre les bases fonctionnelles cérébrales qui permettent à l'animal de s'orienter dans l'environnement et d'effectuer des tâches motrices complexes. À cette fin, nous utiliserons des microscopes miniatures pour visualiser l'activité neuronale d'animaux au comportement libre. (1) Notre objectif est de comprendre la structure dynamique du réseau de neurones d'orientation spatiale et comment il est influencé par les stimuli visuels. L'activité des populations de cellules sera enregistrée pendant que les animaux marchent librement dans une arène ronde avec des repères visuels proéminents. Pour examiner comment l'entrée visuelle régit le circuit neuronal de direction de la tête, nous allons faire varier l'entrée sensorielle de l'animal en enregistrant en présence de repères visuels proéminents, puis en éteignant la lumière et en la rallumant. (2) Notre deuxième objectif est d'étudier le rôle des neurones du cervelet lors de la locomotion libre. Le cervelet est l'une des régions clés du cerveau impliquées dans la coordination motrice. On sait que le microcircuit cérébelleux traite les informations sensori-motrices et réalise des modifications immédiates des pattes correspondant au mouvement en cours. Les bases cellulaires d'une telle intégration demeurent largement inconnues. Le but de ce projet est d'examiner le rôle des neurones du cervelet dans la coordination des mouvements. Nous proposons d'étudier le rôle du réseau chez la souris éveillée en mouvement libre en utilisant l'imagerie calcique nous informant sur l'activité neuronale sous-jacente. La tâche pour cette étude consiste pour les animaux à traverser librement une échelle horizontale - avec des barreaux - reliant deux plateformes. Une telle tâche nécessite une intégration sensorimotrice qui implique le cervelet.

Bénéfices attendus

Notre recherche vise à comprendre les bases fonctionnelles cérébrales qui permettent à l'animal de s'orienter dans l'environnement et d'effectuer des tâches motrices complexes. Nous serons ainsi en mesure, à terme, de démontrer comment le cerveau est capable d’orienter et d’orchestrer le mouvement dans des conditions physiologiques. Une meilleure compréhension du fonctionnement des neurones dans les structures concernées est nécessaire pour permettre un diagnostic précoce et un traitement de des pathologies neurologiques liées.

Procédures

Les souris de cette étude subiront 2 procédures : Procédure n°1: Rôle des neurones du cervelet lors de la locomotion libre (6-8 semaines au total) et Procédure n°2: Dynamique du réseau neuronal d'orientation spatiale dans le présubiculum (6-8 semaines au total). Les animaux de la procédure n°1 (100 souris en total) subiront 3 chirurgies dont 1 peu invasive et environ 10 séances de comportement couplé à des enregistrements de mouvement et d'imagerie calcique. Les animaux de la procédure n°2 (230 souris en total) subiront 3 chirurgies dont 1 peu invasive et environ 10 séances de comportement couplé à des enregistrements de mouvement et d'imagerie calcique. Les deux procédures se terminent par la mise à mort des animaux par perfusion intra-cardiaque.

Impact sur les animaux

Les chirurgies invasives prévues par le protocole impliquent des dommages osseux et tissulaires. En conséquence, les animaux peuvent être potentiellement exposés à la douleur combinée à une perte de poids, à l'immobilité ou à un comportement anormal. Avant, pendant et après la chirurgie, nous traitons ces problèmes potentiels par l'administration de médicaments analgésiques et anti-inflammatoires. La durée typique de récupération après une opération est de 1 à 2 jours, période pendant laquelle les animaux sont traités avec ces médicaments. Le fait de porter le microscope miniature sur la tête de l'animal pendant les enregistrements peut initialement induire un stress. Cela peut entraîner une immobilité ou une mobilité réduite, ce qui constitue un comportement anormal indésirable. Avant d'imager l'activité neuronale à l'aide du miniscope, l'animal sera soumis à plusieurs séances d'habituation d'une durée de 2 à 3 jours, ce qui lui permettra de s'habituer à porter l'appareil d'imagerie.

Devenir

Tous les animaux suivant les procédures 1 et 2 sont sacrifiés comme indiqué à l'étape E. Ils sont mise à mort par perfusion intra-cardique avec dosage des anesthésiques pour prélèvement d'organes et analyses histologiques. L'étude histologique post-mortem nous permet d'identifier la localisation et l'identité des neurones enregistrés.

Remplacement

L'intégration des informations sensorimotrices pendant la navigation spatiale libre implique de multiples régions et réseaux cérébraux. Afin de comprendre le rôle des neurones dans le comportement moteur et l'orientation, il est donc primordial de réaliser des expériences sur animal vivant en libre movement afin de conserver la structure et l’activité des réseaux neuronaux sous-jacents. Le remplacement n'est pas possible car il s'agit d'une étude d'un système intégré, non modélisable

Réduction

Afin de réduire le nombre d'animaux, cette étude d'imagerie in vivo est réalisée avec des implants permanents. Une fois implantés, les animaux sont maintenus en vie et utilisés pour de plusieurs sessions d'enregistrement. L'optimisation des soins aux animaux contribue en outre à l'utilisation d'animaux pour plusieurs sessions d'enregistrement et à réduire le nombre d’animaux. Enfin, nous utiliserons les tests statistiques appropriés afin d’obtenir des résultats exploitables à partir du plus petit nombre d’animaux possible

Raffinement

Tout signe de douleur, angoisse ou stress chez les animaux sera soulagé avec des analgésiques et anti-inflammatoires. Une grille précise d’évaluation des points limites sera utilisée. La surveillance quotidienne de l'animal permettra d'arrêter toute procédure expérimentale en cas de signes d’anxiété ou de souffrance définis dans l’échelle d’évaluation.

Choix des espèces

La souris a été choisie car en combinant souris transgénique et injections virale de GCaMP nous serons en mesure de mesurer l’activité calcique dans des populations neurales spécifiques pendant le mouvement libre. Il s'agit de mammifères dont le fonctionnement du cerveau peut être comparé à celui de l'homme pour les questions abordées dans ce projet. Les animaux seront utilisés à partir de l’âge où leur activité motrice est arrivée à son niveau mature (P30) et pendant les deux mois qui suivent. À cet âge, la locomotion est entièrement développée et les structures cérébrales impliquées dans la locomotion et l'orientation sont matures..

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Souris : 140
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140 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Elles reçoivent des gavages de tamoxifène pour inactiver un gène, subissent plusieurs tests métaboliques avec injections répétées de glucose et d'insuline, une partie étant soumise à un régime riche en graisses, avant une anesthésie sublétale suivie d'exsanguination. Une perte de poids progressive est attendue du fait de la destruction des cellules intestinales visées. Le porteur affirme que ces processus "n'existent que dans l'organisme entier" et conclut à la nécessité de la souris génétiquement modifiée.

Objectifs

La digestion, la glycémie, et l’appétit sont régulés par différentes hormones (telles que l'insuline pancréatique), produites par les cellules endocrines présentes dans le pancréas et l’intestin. Des pathologies sévères telles que diabète, obésité et malabsorption intestinale sont associées à des altérations des cellules endocrines. Notre laboratoire s’intéresse aux mécanismes responsables du développement des cellules endocrines pancréatiques et intestinales, afin de comprendre comment ces cellules très hétérogènes sont produites, en particulier dans l’intestin (où elles sont appelées cellules entéroendocrines (CEE)), et comment elles sont capables d’assurer leurs fonctions tout au long de la vie. Malgré leur grande diversité, les cellules endocrines sont toutes issues de cellules dites progénitrices qui expriment un gène spécifique commun. L’absence d’expression de ce gène dans l’intestin au cours du développement entraine une perte de l’ensemble des CEE et par conséquent de toutes les hormones qu’elles produisent, provoquant une malabsorption intestinale et des diarrhées chroniques. Ces altérations engendrent des atteintes très sévères chez l’Homme et entrainent une létalité périnatale dans des modèles murins, empêchant l’étude à des stades tardifs, lorsque l’intestin est pleinement fonctionnel. Les cellules de l'épithélium intestinal, y compris les CEE, sont continuellement renouvelées (tous les 3-4 jours chez l'Homme) durant toute la vie. Afin d'étudier le rôle des CEE et des hormones intestinales dans l’intestin mature au cours de ces processus et d'éviter la létalité périnatale, nous avons développé un modèle de souris où l’on peut induire, suite à l’administration d’une drogue (le tamoxifène), l’inactivation du gène responsable de la formation des CEE dans l’intestin. Dans ce projet, nous souhaitons induire l’inactivation de ce gène chez l’adulte afin de définir l’impact de la perte des CEE sur le métabolisme énergétique (en particulier la régulation de la glycémie) et l’absorption des nutriments, et de suivre les éventuelles conséquences sur la flore intestinale. Nous souhaitons également évaluer le rôle de l’alimentation sur le développement des CEE. Dans ce but, l’ensemble des analyses (métabolisme, flore intestinale) sera réalisé à la fois en présence d’une alimentation standard et d’une alimentation riche en graisses.

Bénéfices attendus

Ce projet permettra de mieux comprendre le rôle des CEE chez l'adulte, notamment dans le contrôle de la digestion, de l'homéostasie intestinale, du métabolisme glucidique et du microbiote intestinal. A long terme, ces données pourraient permettre d'améliorer la prise en charge des patients souffrant d'anendocrinose entérique, qui est une pathologie caractérisée par l'absence de CEE.

Procédures

Les animaux vigiles seront soumis à : - 3 gavages de drogue (tamoxifène) par animal sur 5 jours (1 par jour à J0, J2, J4) (1min/gavage) - 1 gavage de glucose par animal (1min/gavage) avec suivi de la glycémie (à 0, 5, 15, 30, 60, 120min) et de l'insulinémie (à 0, 15 et 30min) par prélèvement sanguin au niveau de la queue (qlq secondes) - 1 injection intrapéritonéale de glucose (1min) par animal avec suivi de la glycémie (à 0, 5, 15, 30, 60, 120min) et de l'insulinémie (à 0, 15 et 30min) par prélèvement sanguin au niveau de la queue (quelques secondes) - 1 injection intrapéritonéale d'insuline par animal (1min) avec suivi de la glycémie (à 0, 15, 30, 60, 120min) (quelques secondes) - 2 injections intrapéritonéales de molécules (1min / injection, 22h entre les deux injections) permettant l'évaluation de la division des cellules de l'épithélium intestinal - 1 injection intrapéritonéale (1min) de produits anesthésiants.

Impact sur les animaux

Une perte de poids progressive est attendue suite à la perte des cellules entéroendocrines. Des procédures sont réalisées successivement sur les animaux : 3 gavages de tamoxifène (1/jour à J0, J2, J4), 1 gavage de glucose, 1 injection intrapéritonéale de glucose, 1 injection intrapéritonéale d'insuline, 2 injections intrapéritonéales de marqueurs de prolifération cellulaire (à 22h d'intervalle) et 1 injection intrapéritonéale d'anesthésiants. En plus de ces procédures, le groupe B est soumis à un régime riche en graisses depuis le sevrage. Outre le stress causé par les procédures, nous n'attendons pas d'effets indésirables particuliers.

Devenir

- Groupes A et B : A l'issue de la PE1 : les animaux seront réutilisés pour les PE 2 à 6 succesivement. La PE6 (anesthésie sublétale) est suivie d'un prélèvement sanguin intracardiaque (exsanguination) et d'un prélèvement d'organes (intestins, pancréas, foie). Les tissus prélevés seront utilisés pour des analyses histologiques et de biologie moléculaire. Le sang prélevé en intracardiaques sera utilisés pour réalisés des analyses biochimiques (glucose, cholestérol, ...). - Groupe B : A l'issue de la PE7 (groupes B) : les animaux seront réutilisés pour les PE 1 à 6 successivement et mis à mort lors de la PE6. Pour plus de détails voir point mentionnée ci-dessus. - Groupe C : Tous les animaux sont mis à mort (inhalation de CO2 ou dislocation cervicale) après la PE1 pour dissection.

Remplacement

Le but de ce projet est de déterminer comment les cellules endocrines intestinales, sécrétrices d'hormones, sont générées dans l'intestin adulte et comment ces cellules sont capables de contrôler le métabolisme énergétique, l'absorption intestinale et la flore intetsinale. L'ensemble de ces processus nécessite non seulement des régulations au sein du tissu mais également des communications inter-organes et avec l'environnement, qui n'existent que dans l'organisme entier. De plus, la génétique de la souris est bien connue et nous permet d'inactiver le gène d'intérêt uniquement dans les cellules étudiées. Par ailleurs, des études antérieures ont révélé que les mutations du gène d'intérêt (Ngn3) chez la souris entrainent des pathologies très proches de celles observées chez l'Homme.

Réduction

Le nombre de souris utilisées dans cette étude a été calculé en tenant compte notamment de la variabilité inter- individus (élevée dans le cas de tests métaboliques) mais également pour l’application de tests statistiques adéquats (tels que le t-test ou le test non paramétrique de Mann Whitney). La répétition des études sera jugée nécessaire uniquement si les résultats d'une expérience ne peuvent être correctement interprétés (nombre de points mesurés trop faible).

Raffinement

Les procédures expérimentales seront réalisées par un personnel compétent effectuant couramment les différentes procédures et respectant l’ensemble des règles relatives au bien-être animal, limitant ainsi au maximum le stress de l’animal. Par ailleurs, les animaux seront maintenus dans des cages incluant litière et enrichissement. En outre, des phases de repos de 15 jours seront respectées entre les différents tests métaboliques. Les procédures mises en oeuvre impliquent un suivi régulier, notamment une pesée hebdomadaire; en cas de souffrance d'un animal, l'avis du vétérinaire sera demandé.

Choix des espèces

La souris (Mus Musculus) est l’espèce de choix pour générer des modèles de maladies humaines. Son temps de génération permet de réaliser des études relativement rapides et de récapituler de manière assez fidèle les mécanismes chez l’humain. La nécessité d’utiliser des souris génétiquement manipulées est liée à l’absence de toute mutation spontanée dans cette ou d’autres espèces de mammifères qui correspondrait à la maladie humaine. De plus, la génétique de la souris est bien connue et nous permet d'inactiver le gène d'intérêt uniquement dans les cellules étudiées. Les souris seront utilisées à l'âge adulte (entre 8 et 30 semaines), l'invalidation du gène d'intérêt, Ngn3, dans l'intestin au cours du développement étant létale dans la période périnatale. Le modèle murin utilisé permet de contrôler l'invalidation du gène d'intérêt, qui ne se produit qu'après traitement au tamoxifène.

  • Recherche appliquée
    • Troubles gastrointestinaux
  • Recherche fondamentale
    • Système gastrointestinal
Souris : 2240
Souffrances
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2 240 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Certaines reçoivent dès le quatorzième jour de vie l'injection d'un carcinogène chimique, puis subissent un régime induisant une forte prise de poids, des prélèvements sanguins réguliers et un développement tumoral du foie pouvant provoquer amaigrissement et altération de l'état général. Les retombées annoncées pour les patients, de nouveaux outils diagnostiques et thérapeutiques, sont renvoyées au conditionnel et au long terme. Le porteur affirme que le modèle murin est "indispensable" car il constitue selon lui le "seul modèle préclinique" permettant de modifier l'expression des gènes de façon ciblée.

Objectifs

Le foie est un organe vital qui intervient dans le stockage du glucose, la fabrication de la bile et la détoxification. L'incidence du cancer du foie (CHC) est en forte augmentation depuis 20 ans et ce cancer représente la 3ème cause de mort par cancer dans le monde. Ce cancer grave dispose de très peu de traitements efficaces et l’apport de nouvelles stratégies thérapeutiques représente donc un enjeu majeur dans la prise en charge de cette maladie. Bien que des progrès aient été accomplis dans le déchiffrage des mécanismes moléculaires du CHC, la dissection des événements précoces de la carcinogenèse hépatique, notamment comprendre la transformation tumorale des hépatocytes, cellules majoritaires du foie, est centrale pour élucider la pathogénie sous-jacente de la maladie. Des études récentes ont montré que le développement du CHC était intimement lié à un contexte d’altérations génétiques, métaboliques et inflammatoires favorisant un remaniement du cycle de division de l’hépatocyte, cellule majoritaire du foie. Dans ce cadre, nos travaux visent notamment à décrypter les mécanismes cellulaires et moléculaires régulant le cycle de division des hépatocytes, pour assurer ainsi le maintien de l’intégrité du tissu hépatique.

Bénéfices attendus

Les résultats de notre projet permettront de déterminer les mécanismes par lesquels l’hépatocyte assure le maintien de l'intégrité du génome, et en particulier lors des maladies métaboliques et inflammatoires du foie conduisant au développement d’un cancer du foie. Les retombées de nos travaux devraient conduire à élaborer chez l’Homme de nouveaux outils diagnostic/pronostic et des stratégies thérapeutiques innovantes pour ce cancer grave sans traitement effectif.

Procédures

Une injection rétro-orbitale sera réalisée (une fois, à 5 semaines de vie, durée : 1 minute) sur animal anesthésié. Une injection intra-péritonéale de tamoxifène sera réalisée (une fois, à 6 ou 7 semaines de vie suivant le lot expérimental, durée 30 secondes) sur animal vigile. Un prélèvement sanguin au niveau de l'apex de la queue de l'animal sera réalisé pour une mesure de glycémie de manière bi-mensuelle (16 répétitions, entre le 4ème et 12ème mois de régime, durée 30 secondes-1 minute). Une injection intra-péritonéale de Diethyl-nitrosamine (carcinogène chimique) sera réalisée (une fois, à 14 jours de vie, durée 30 secondes) sur animal vigile. Une injection intra-veineuse (veine de la queue) sera réalisée (une fois, à 6 semaines de vie, durée 5-7 secondes) sur animal vigile.

Impact sur les animaux

Nous procéderons à une injection intrapéritonéale et un certain inconfort, limité dans le temps (passage de l’aiguille au travers de la peau et du péritoine) pourra être ressenti par les animaux. Du par le régime alimentaire auquel seront soumis les animaux, une prise de poids importante est attendue. Du fait de l’injection IV par la veine caudale, une douleur transitoire dans cette région pourra être ressentie. Du fait d’un développement tumoral attendu au niveau du foie, les animaux pourraient être sujets à une altération de leur état général (asthénie, perte de poids...).

Devenir

Des prélèvements et analyses sont nécessaires post-mortem et cela implique donc l’euthanasie par une méthode réglementaire de l’ensemble des animaux (2240).

Remplacement

Pour la réalisation de ce projet, l'utilisation d'animaux vivants, en l’occurrence dans notre cas le modèle murin, est indispensable car il constitue le seul modèle préclinique qui permette d’invalider ou d’induire l’expression de gènes de manière tissu-spécifique pour caractériser l’implication de ces derniers dans les processus de carcinogenèse du foie.

Réduction

Nous estimons que pour ce projet, 2240 animaux seront étudiés. Les groupes expérimentaux seront constitués du minimum d’animaux nécessaire et suffisant pour permettre une analyse statistique robuste des effets observés. Nous pourrons être amenés à manipuler moins de souris si l’effet observé s’avère significatif au cours des premières expériences. L’étude sera arrêtée si l’expérience initiale invalide l’hypothèse de travail. Plusieurs tissus seront prélevés et soumis à diverses analyses (immunologiques, histologiques ou de biologie cellulaire et moléculaire) pour extraire le maximum de données de chaque expérimentation.

Raffinement

Les animaux seront observés quotidiennement afin de respecter leur bien-être. Les souris seront placées dans des conditions optimales (température, hygrométrie, cycle jour nuit 12h/12h, enrichissement des cages, nourriture ad libitum). Les manipulations seront réalisées dans le souci constant de réduire au maximum l’inconfort et la souffrance des animaux. Toute manipulation invasive (injection intra-orbitaire) sera précédée d’une courte anesthésie générale (mélange gazeux d'O2-Isofluorane [0.5-2.5%]). La mise en place d’une grille de suivi strict des points limites permettra d’éviter au maximum le stress et/ou la douleur au cours de l’expérimentation. Dans le cas où un point limite sera atteint avant la fin de l’expérimentation, la mise à mort anticipée de l’animal sera faite. Enfin une veille scientifique continue sera effectuée, évitant ainsi toute expérimentation déjà rapportée dans la littérature.

Choix des espèces

Pour ce projet de recherche, nous avons choisi la souris du fait de la disponibilité de modèles génétiquement altérés pertinents pour l'étude. Les souris utilisées dans ce projet de recherche sont de jeunes adultes (5 à 6 semaines de vie) afin de disposer d'un foie largement engagé dans un état de différenciation avec un système immunitaire en fin de maturation. A ce stade, le tissu hépatique garde une capacité de prolifération en réponse à différents stimuli environnementaux, capacité essentielle notamment dans la régulation des lésions hépatiques qui prennent place dans la séquence NAFL/NASH. Une souris juvénile ou trop âgée induirait un biais dans l'expérimentation.

Etudes histologiques chez les rongeurs

(NTS-FR-627930v1 – 09/02/2022)
  • Enseignement supérieur
  • Formation professionnelle
  • Recherche fondamentale
    • Éthologie / comportement / biologie animale
    • Oncologie
    • Système immunitaire
    • Système nerveux
Souris : 200
Rats : 100
Souffrances
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Devenir
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200 souris et 100 rats vont être utilisés dans des procédures menées sous anesthésie, les animaux étant tués avant tout réveil par exsanguination puis dissection. Ils ne servent pas à produire des connaissances mais à mettre au point des protocoles d'histologie et à former étudiants et collaborateurs à ces techniques. Le porteur justifie le recours aux animaux par la baisse du nombre de pièces anatomiques disponibles et par le souci de ne pas "gaspiller" des tissus issus de projets scientifiques. Il affirme qu'il n'est "pas possible de remplacer l'utilisation des animaux" puisque l'histologie porte sur des pièces anatomiques.

Objectifs

L’objectif du projet est de développer et valider des protocoles d’histologie (2D et 3D), pour la plateforme. En effet, l’histologie reste la méthode de référence pour visualiser post mortem les biomarqueurs ou les différents types cellulaires présents dans un tissu biologique. La réduction du nombre d’animaux dans les études fait qu’il n’y plus de reliquat de pièces anatomiques non utilisées dans les projets. Il n’est pas pertinent de compter uniquement sur les animaux dédiés à une étude pour à la fois mettre en place un protocole d’histologie et réaliser une étude complète, les zones d’intérêt étant parfois très petites (structures cérébrales) ou le protocole d’histologie difficile à mettre au point (multi-marquage et histologie 3D). Ce projet vise donc à utiliser des animaux afin à mettre au point de nouveaux protocoles d’histologie avant de les utiliser pour les projets scientifiques, tels que les études de vieillissement ou les études sur le cancer. Les développements méthodologiques que sont les multiples marquages, l’histologie 3D, ou révélation de la vascularisation d’un organe entier nécessitent de nombreuses mises au point. Les multiples marquages permettent de visualiser sur une même coupe de tissus plusieurs marqueurs, permettant la visualisation de colocalisations de marqueurs ou le dénombrement de différentes cellules dans une même région. Les nouvelles techniques d’histologie en 3D nécessitent également beaucoup de mises au point, pour obtenir un immunomarquage visible en profondeur, en rendant transparent la pièce anatomique. La visualisation de la vascularisation d’un organe entier, en rendant transparent la pièce anatomique, est particulièrement intéressante pour corréler avec l’imagerie IRM mais également très difficile à mettre en place, nécessitant de nombreux ajustements. Ce projet vise aussi à obtenir assez de pièces anatomiques pour pouvoir vérifier un protocole déjà validé sur une espèce sur une autre espèce ou une autre souche. Enfin, et de façon non négligeable, il est nécessaire de disposer de pièces anatomiques pour former les étudiants et les collaborateurs, aux techniques d’histologie, sans gaspiller une pièce « précieuse » car issue d’un projet scientifique. La prise en main des techniques (découpes, immunomarquages et microscopie) nécessitant un apprentissage important, notamment sur la découpe au cryostat.

Bénéfices attendus

Le bénéfice attendu est la mise au point de nouveaux protocoles complexes d’immunomarquages en 2D et 3D pour pouvoir réaliser ensuite des études complètes en histologie sur les projets scientifiques de la plateforme. Le bénéfice est également de pouvoir réaliser la formation des étudiants sans gâcher des pièces anatomiques « précieuses » car issu d’un projet et de pouvoir contrôler les résultats sur un animal sain en cas de résultat inattendu (ex : perte neuronale dans une souche de rat).

Procédures

Une procédure chirurgicale sans réveil, comportant une exsanguination perfusion puis une dissection afin de recueillir des organes d’intérêt. La procédure est déclinée en plusieurs possibilités : 1 : procédure standard d’exsanguination perfusion, puis recueil des organes, durée totale estimée à environ 15 à 20 minutes en fonction du nombre d’organes à prélever. 2 : Injection intracardiaque, intra-artérielle ou intraveineuse préalable d’un marqueur coloré (colorant vasculaire), avant exsanguination perfusion et recueil des organes. Le produit est laissé agir 5 min avant de commencer la procédure d’exsanguination perfusion, durée totale estimée à environ 30-40 minutes, en fonction du site d’injection et du nombre d’organes prélevés. 3 : Injection d’un marqueur coloré (colorant vasculaire) pendant la procédure d’exsanguination perfusion et recueil des organes, durée totale estimée à environ 15 à 20 minutes en fonction du nombre d’organes à prélever. 4 : Injection d’un marqueur coloré (remplissage vasculaire) à la fin de la procédure d’exsanguination perfusion et recueil des organes, durée totale estimée à environ 15 à 20 minutes en fonction du nombre d’organes à prélever.

Impact sur les animaux

Procédures sans réveil.

Devenir

Une procédure sans réveil pour histologie

Remplacement

L’histologie concerne les pièces anatomiques, il n’est pas possible de remplacer l’utilisation des animaux.

Réduction

Les études rats étant moins nombreuses que les études sur souris, le nombre de 20 rats/an a été déterminé par le nombre de projets nécessitant ce type de mise au point. Les études souris sont beaucoup plus nombreuses mais nous avons déjà accumulé également plus de données histologique, nous pensons donc que 40 souris /an seront suffisantes, en tenant compte des besoins de formation. Soit un total maximal de 100 rats et 200 souris en 5 ans. Il est estimé qu’environ 10 à 15 % de ces animaux seront utilisés pour les action de formation et 85 à 90% pour des actions de mise au point en histologie. Une partie des animaux peuvent être des animaux de réforme issus de projets antérieurs, ou des élevages du CEA, n’ayant subi soit aucune procédure, soit des procédures légères ou modérées n’ayant pas entrainés de signes cliniques persistants. Les actions de formations seront réalisées sur ces animaux. Les mises au point peuvent également être réalisés sur ces animaux à l’exclusion des animaux suivants : - Animaux ayant des signes cliniques, pathologiques ou non. - Animaux d’un âge trop avancé pour l’expression des biomarqueurs d’intérêt (en fonction des marqueurs) - Animaux qui ont reçu un traitement (y compris produits de contraste) - Animaux qui ont subi des procédures chirurgicales lourdes (craniotomies …) - Animaux qui ont subi des procédures pouvant entrainer une inflammation (ouverture de la barrière hémato-encéphalique) - Animaux issus de souche atypique, de souche immunodéficiente ou encore ayant un métabolisme pathologique (sans forcément présenter des signes cliniques - Animaux de l’élevage ayant déjà montré une déficience cellulaire/moléculaire (sans signes cliniques) Les animaux jeunes et sains sont privilégiés pour ces mises au point, limitant les facteurs pouvant troubler l’analyse de l’expression des marqueurs et permettant d’avoir des points de comparaisons avec des animaux ayant une pathologie ou un traitement. Des animaux d’élevage n’ayant absolument subi aucune procédure, peuvent cependant servir pour les mises au point en histologie quand cela concerne l’expression des biomarqueurs liés à l’âge, à condition que la souche soit identique à celle prévue dans le projet lié à l’âge et que les animaux n’ont pas déjà été identifié comme déficients/anormaux pour les marqueurs d’intérêts. Les animaux provenant d’autres animalerie que celle de notre plateforme, seront gardés en quarantaine à réception jusqu’à utilisation.

Raffinement

Procédure sans réveil Une antalgie sera réalisée par injection sous-cutanée de Buprénorphine (0,06 mg/kg pour les souris et 0,03 mg/kg pour les rats), 30 minutes avant anesthésie.. Les animaux seront anesthésiés par une injection intrapéritonéale d’un mélange Kétamine/Xylazine (100/10 mg/kg, dose de 10 ml/kg).

Choix des espèces

La plupart des projets scientifiques sont réalisés sur le rongeur, les mises au point techniques se sont donc en priorité sur ces espèces. Des souris de 6-8 semaines environ, pour un poids de 20-25 g, et des rats de 8 semaines environ, pour un poids de 300 g, seront utilisés de préférence, sauf pour mettre au point des études histologiques sur des animaux plus âgés, où des animaux de plus de 6 mois seront utilisés. En effet, les tissus et en particulier le cerveau montre des différences importantes au cours du temps, avec par exemple la diminution de certains types cellulaires et l’augmentation de dépôts protéiques susceptibles d’interagir avec les anticorps et de donner de faux positifs.

  • Recherche fondamentale
    • Système immunitaire
Poules : 180
Souffrances
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Devenir
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 180

180 poulets vont être utilisés, tous tués à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Rendus transgéniques pour exprimer deux gènes de canard, ils sont infectés par le virus de la grippe aviaire H7N1, subissent jusqu'à neuf prises de sang et de nombreux écouvillons, puis sont euthanasiés pour prélever leurs organes. Les animaux infectés peuvent développer détresse respiratoire, prostration et immobilité, l'euthanasie étant déclenchée quand au moins trois signes cliniques sur six apparaissent. Le porteur affirme que l'étude de la réponse immunitaire adaptative "n'est possible que par des études in vivo" et présente ces poulets comme un "modèle unique".

Objectifs

Les virus de la grippe aviaire (AIV) représentent une menace majeure pour la santé humaine et animale. Les AIV, sont susceptibles d'acquérir des mutations dans les protéines virales, ce qui augmente le risque de transmission de l'oiseau à l'homme. Les oiseaux aquatiques sauvages, dont les canards, représentent le réservoir naturel des AIV. Il a été suggéré que les caractéristiques génomiques de ces espèces aviaires étaient associées à une résistance virale naturelle contre les maladies induites par le virus AIV. Chez le canard, le RIG-I (retinoic acid inducible gene 1) est considéré comme un gène de résistance naturelle contre la grippe aviaire. RIG-I est impliqué dans le déclenchement de la réponse antivirale caractérisée par une production des interférons (IFN) de type I et de type III, suivie de la production de gènes stimulés par l'IFN. Alors que les poulets sont très sensibles à l'infection grippale et présentent des symptômes cliniques, les canards ne développent pas de symptômes cliniques lors de l'infection par plusieurs sous-types de virus de la grippe aviaire, ce qui est peut-être dû à la présence de RIG-I, mais pourrait aussi être lié à la protéine 135 du doigt d'encoche (RNF-135). RIG-I et RNF-135 sont absents du génome du poulet, ce qui pourrait être à l'origine d'une plus grande sensibilité à certaines infections virales. Ce projet permettra d'expliquer pour la première fois le rôle des gènes de canards capables de maitriser les AIV en utilisant des poulets transgéniques. Les objectifs du projet sont de répondre à deux questions principales : 1) Les poulets transgéniques qui expriment le RIG-I et le RNF-135 de canard sont-ils protégés contre l'infection par des virus virulents de la grippe aviaire? 2) Quel est le rôle de RIG-I et RNF-135 de canard dans les réponses immunitaires adaptatives aux virus de la grippe aviaire ? Le nombre total d’animaux est de 180.

Bénéfices attendus

Ce projet permettra de répondre à des questions relatives à l'aviculture, à l'immunologie et à la virologie qui n'ont pu être résolues jusqu'à présent en raison de l'absence de poulets transgéniques. Nous obtiendrons de nouvelles informations sur le rôle des gènes du canard chez la volaille. Cela permettra de mieux contrôler le virus de la grippe aviaire chez les volailles en développant de nouvelles thérapies qui conduisent à l'activation de certaines voies immunitaires. En outre, les résultats de ce projet contribueront à la compréhension de l'oiseau aquatique en tant que réservoir du virus et expliqueront le rôle exact de RIG-I ainsi que de RNF-135 du canard. De plus, nous espérons fournir une compréhension approfondie des interactions virus-hôte d'une importante infection potentiellement zoonotique, ce qui bénéficiera à la santé des humains et des animaux.

Procédures

- Inoculation par voie intra-trachéale et intra-choanale de 100 µL virus (144 animaux) ou de 100 µL de PBS (36 animaux) : vigile, soit 180 animaux, à raison d’une administration pour 150 animaux (120 animaux avec le virus et 30 animaux avec le PBS) et 2 administrations pour les 30 autres (24 infectés et 6 témoins). Les inoculations durent moins de 30 sec en moyenne par animal. - Prélèvements de sang au sinus occipital : vigile, quelques µL à 100 µL à naissance, jour 1, 3, 7, 11, 14, 18 et 22 post-inoculation) soit 9 prises de sang par animal pour ceux euthanasiés à J22 (60 animaux), 5 prises de sang pour ceux euthanasiés à J7 (60 animaux) et 3 prises de sang pour ceux euthanasiés à J1 (60 animaux). - Ecouvillons oropharyngés et cloanaux : vigile, sur tous les animaux, un écouvillon de chaque à raison de 8 fois par animal (à 1, 3, 7, 11, 14, 18 et 22dpi) pour ceux euthanasiés à J22 (60 animaux), 4 écouvillons de chaque pour ceux euthanasiés à J7 (60 animaux) et 2 écouvillons pour ceux euthanasiés à J1 (60 animaux). Le prélèvement ne dure que quelques sec.

Impact sur les animaux

Les poulets transgéniques non infectés n'ont présenté aucun phénotype anormal. Au cours de l’infection, certains animaux qui ne sont pas génétiquement modifiés peuvent presenter dès 24h des signes cliniques modérés qui sont liés à la réponse de l’organisme à l’infection virale, mais ne présagent pas toujours d’une issue fatale. Il n’existe pas actuellement de grilles de scores cliniques adaptées à l’influenza aviaire expérimental. Cependant, en nous inspirant des études de bien-être du Welfare Quality® chez le poulet, nous mettrons en place le système d’évaluation de l’état clinique de l’animal suivant: Les animaux seront observés deux fois par jour par un animalier expérimenté, connaissant parfaitement les signes cliniques de l’influenza aviaire. Les animaux qui présenteront au moins 3 des 6 paramètres suivants seront euthanasiés par injection létale de barbiturique: - difficulté respiratoire visible - fermeture anormale de l'oeil (mi-fermé, fermé) - position anormale de la tête et de la queue - posture anormale des ailes (écartées, tombantes) - plumage ébouriffé - Absence de réponse à la stimulation (immobilité). Ce modèle d’infection de grippe (souche H7N1) chez les vollailes de type PA12 de statut EOPS ou axéniques est bien connu et maitrisé au sein de nos équipes. Les signes cliniques sont bien connus du personnel technique.

Devenir

Le projet est de réaliser un challenge infectieux (inoculation de la grippe) avec un suivi clinique de la maladie sur des prises de sang et écouvillons. Les animaux à la fin du projet (procédure) seront tous euthanasiés pour réaliser des prélèvements d’organes afin de quantifier le virus. Les animaux infectieux ne peuvent pas être réutilisés, replacés ou adoptés sur le plan sanitaire pour l’environnement, pour la santé animale et publique. Pour les animaux témoins, ils seront également euthanasiés afin de réaliser les prélèvements d’organes, ils serviront de témoins dans les dosages de cytokines et l’identification des cellules immunitaires.

Remplacement

L'étude du rôle du RIG-I et du RNF-135 du canard dans la protection contre le virus de la grippe aviaire ainsi que dans la réponse immunitaire adaptée n'est possible que par des études in vivo. Nous utilisons des poulets transgéniques qui représentent un modèle unique pour de telles études.

Réduction

Le nombre d'animaux sélectionnés répartis sur deux expériences pour répondre à deux questions spécifiques concernant la susceptibilité des animaux à l'infection virale ainsi que le rôle de la réponse immunitaire adaptative dans la prévention des réinfections. Statistiques : Si p est inférieur à 0,05, l'hypothèse nulle est rejetée et l'hypothèse alternative est acceptée. Le nombre d'animaux requis a été calculé à l'aide du logiciel G*Power 3.1. La base de calcul de la taille des groupes est le nombre d'animaux par groupe qui est nécessaire pour obtenir des résultats statistiquement évaluables lors de l'autopsie et des tests de laboratoire ultérieurs (Tests F – ANOVA). Avant la production des poulets transgéniques, notre collaborateur en Allemagne a mené plusieurs expériences in vitro sur des fibroblastes et des cellules germinales de poulet qui nous ont permis de comprendre la fonction des gènes RIG-I et RNF-135. Toutes les expériences préliminaires ont éliminé la nécessité d'utiliser des animaux vivants pour comprendre le rôle du RIG-I dans la réponse immunitaire innée. Les données préliminaires in vitro nous ont permis de formuler des hypothèses spécifiques et de poser de nouvelles questions scientifiques qui ne peuvent être abordées que par des études in vivo, telles que le rôle de l'immunité adaptative et l'effet physiologique de l'expression de RIG-I sur l'animal pendant l'infection.

Raffinement

Les animaux seront maintenus en groupe dans des isolateurs adaptés en nombre et en taille, dans des conditions environnementales contrôlées (température, hygrométrie, éclairage), avec nourriture et boisson à volonté. Ils bénéficieront d’un enrichissement social (élevés en groupe) et du milieu avec des jouets à picorer et des petits perchoirs. Les surfaces d’hébergement seront respectées. Le nombre d’isolateurs sera adapté (surface de 0,84 m²/isolateur). Une surveillance clinique quotidienne des animaux sera réalisée avec des observations physiologiques et comportementales pour ne pas dépasser le point limite. Une visite des animaux est effectuée 2 fois par jour par le personnel technique qualifié. Pour les points limites, il n’existe pas actuellement de grilles de scores cliniques adaptées à l’influenza aviaire expérimental. Cependant, en nous inspirant des études de bien-être du Welfare Quality® chez le poulet, nous mettrons en place le système d’évaluation de l’état clinique de l’animal suivant : Les animaux seront observés deux fois par jour par un animalier expérimenté, connaissant parfaitement les signes cliniques de l’influenza aviaire. Les animaux qui présenteront au moins 3 des 6 paramètres suivants seront euthanasiés par injection létale de barbiturique: - difficulté respiratoire visible - fermeture anormale de l'oeil (mi-fermé, fermé) - position anormale de la tête et de la queue - posture anormale des ailes (écartées, tombantes) - plumage ébouriffé - Absence de réponse à la stimulation (immobilité). Ce modèle d’infection de grippe chez les vollailes de type PA12 de statut EOPS ou axéniques est bien connu et maitrisé au sein de nos équipes. Les signes cliniques sont bien connus du personnel technique.

Choix des espèces

L’espèce cible de la maladie est le poulet. Les questions abordées dans ce projet nécessitent l'utilisation de poulets transgéniques pour deux raisons principales : la première, il n'existe pas de poulets qui expriment les gènes du canard. Nous supposons que le poulet a perdu les gènes étudiés à un moment donné au cours de l'évolution et que la seule façon possible de ré-exprimer ces gènes dans le poulet est d'utiliser la transgénèse. Deuxièmement, notre objectif est d'étudier en détail la réponse immunitaire adaptative, ce qui n'est pas possible en utilisant des modèles in vitro qui ne permettent pas d'étudier les réponses immunitaires cellulaires telles que les lymphocytes T. Sur la base d'études antérieures ayant utilisé le même virus H7N1, les animaux seront utilisés à l'âge de trois semaines et conservés pendant 22 jours supplémentaires après l'infection initiale. Les œufs reçus de notre partenaire (environ 200 par expérience) seront incubés et éclos dans nos installations, les poussins seront élevés dans les isolateurs de 0 à 3 semaines. Ce seront les mêmes isolateurs que ceux de l’expérimentation.

  • Recherche fondamentale
    • Système immunitaire
Souris : 270
Souffrances
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Devenir
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 270

270 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Elles sont immunisées avec un allergène, une partie recevant ensuite des injections de toxine diphtérique destinées à détruire un type de cellules immunitaires, avant d'être euthanasiées au dixième jour pour prélever la rate et les ganglions. L'objectif est de valider une nouvelle lignée de souris génétiquement modifiées, un outil qui sera ensuite mis à disposition d'autres équipes. Le porteur affirme que la complexité de la réponse immunitaire rend l'expérimentation in vivo "nécessaire" et écarte les méthodes sans animaux.

Objectifs

Les cellules Tfh (lymphocytes T folliculaires helper) sont des cellules immunitaires impliquées dans différentes réponses immunitaires. En effet, elles aident à la mise en place des réponses immunitaires impliquant la production d'anticorps, ce qui en fait des cellules clés de la défense immunitaire. Elles sont par exemple impliquées dans la réponse immunitaire suite à une vaccination mais aussi suite à une infection comme dans la réponse anti-VIH. Cependant, si ces cellules sont dérégulées, ceci peut conduire à différentes maladies comme des maladies auto-immunes (lupus érythémateux disséminé, la polyarthrite rhumatoïde) ou encore les allergies. Ces exemples permettent de comprendre l'intérêt pour ces cellules dans l'étude des pathologies actuelles. Comprendre leur fonctionnement pourrait permettre de renforcer l'efficacité des vaccinations ou de prévenir ou soigner ces maladies. Toutefois, les outils classiques de biologie ou modèles de souris actuels ne permettent pas de visualiser ces cellules in vivo ou de les éliminer sans impacter d'autres cellules, ce qui rend leur étude difficile actuellement. C'est pourquoi notre équipe a développé un nouveau modèle de souris permettant de visualiser les cellules Tfh et de les éliminer. En effet, au sein de ces souris, les cellules Tfh produiront une molécule fluorescente, ce qui permettra de suivre ces cellules. De plus, ce modèle permettra aussi d'éliminer les cellules Tfh grâce à une technique communément utilisée en biologie. En effet, les cellules Tfh seront modifiées génétiquement pour produire le récepteur de la toxine diphtérique (DTR) à leur surface. Par conséquent, l'injection de toxine diphtérique induira uniquement l'élimination des cellules Tfh. Cette toxine n'induit pas de réponse néfaste chez la souris comme chez l'homme car les autres cellules de la souris ne produisent pas le DTR. Cet outil pourra être utilisé par différentes équipes pour étudier le rôle des Tfh dans différentes pathologies, soit en suivant les cellules Tfh, soit en les éliminant spécifiquement. Néanmoins, l'utilisation de ce nouveau modèle est soumise à validation de celui-ci. Pour ce faire, il nous faut montrer que les cellules Tfh de cette lignée produisent bel et bien la molécule fluorescente. Dans un second temps, il nous faut démontrer l'élimination des cellules Tfh suite à l'injection de toxine diphtérique. Nous étudierons ceci en conditions inflammatoire (suite à une immunisation avec un allergène et un adjuvant) ou non.

Bénéfices attendus

Ce projet nous permettra de valider un nouveau modèle murin permettant de suivre les cellules Tfh avec une molécule rapportrice, la BFP, ou permettant la déplétion de ces cellules suite au croisement avec des souris exprimant Cre et à l'injection de toxine diphtérique. Ce modèle sera mis à disposition et pourra permettre l'étude des cellules Tfh dans différents contextes, comme les allergies, l'auto-immunité, les infections ou la vaccination, pour contrer les pathologies ou améliorer la vaccination.

Procédures

Tous les animaux (270) seront anesthésiés puis immunisés avec deux injections de CFA/OVA ou de PBS au jour 0 (durée de la procédure : 5 minutes). Parmi les 270 animaux, 198 animaux seront également injectés au jour 8 et jour 9 (durée de la procédure : 10 secondes par injection, soit 20 secondes au total sur deux jours) avec de la toxine diphtérique pour induire l'élimination des cellules Tfh. A jour 10, les 270 animaux seront euthanasiés par exposition à une dose croissante de CO2 pour pouvoir prélever la rate et les ganglions dans le but de voir le nombre de cellules Tfh dans nos différents groupes d'animaux pour valider notre modèle.

Impact sur les animaux

Les animaux devraient initier une réponse immunitaire dans les ganglions iliaques et la rate contre l'allergène utilisé suite à l'immunisation. L'injection étant locale, nous n'attendons pas d'effet indésirables autre qu'une inflammation locale, cependant si certains devaient survenir, ils seront traités selon les points limites établis pour limiter la souffrance de l'animal. Ayant déjà pratiqué les injections de toxine diphtérique dans d'autres modèles de souris et n'ayant observé aucune souffrance ou changement de comportement, nous n'attendons pas d'effet indésirable.

Devenir

Après injection de CFA/OVA, les animaux non concernés par la procédure expérimentale "Injection de toxine diphtérique" seront euthanasiés selon la procédure autorisée pour prélèvement et analyses des ganglions et de la rate, soit 72 souris. Tous les animaux concernés par la procédure expérimentale "Injection de toxine diphtérique" seront euthanasiés après celle-ci selon la procédure autorisée pour prélèvement et analyses des ganglions et de la rate, soit 198 souris

Remplacement

L'étude de la réponse immunitaire, et en particulier au cours de l'allergie, met en jeu différents organes et réseaux impliquant plusieurs types cellulaires. Cette complexité rend nécessaire l'utilisation d'expériences in vivo pour comprendre cette réponse immunitaire et le rôle de chaque cellule impliquée.

Réduction

Ce protocole sera appliqué à un maximum de 270 souris, permettant de caractériser les cellules exprimant la molécule rapportrice, ainsi que la déplétion des cellules Tfh. L'effectif par groupe est de 11 souris, ce qui permettra d'avoir des résultats statistiquement interprétables pour les paramètres étudiés.

Raffinement

Les animaux seront gardés en groupe dans leur cage pour préserver les interactions sociales, avec un nid comme enrichissement. L'injection pour l'immunisation est réalisée sous anesthésie gazeuse pour limiter la souffrance / stress des animaux. Après ce traitement, les animaux seront placés sur une plaque chauffante et surveillés jusqu'à leur réveil. Tout au long du protocol, les animaux seront surveillés de manière visuelle avec un suivi de l'aspect général des animaux, de leur posture et de leur comportement et déplacement. Une grille évaluant la douleur sera utilisée. Si celle ci est importante, ils seront retirés de l'étude et bénéficieront de soins. Si le cas est plus grave, les animaux seront euthanasiés.

Choix des espèces

La lignée à caractériser est une lignée de souris. La souris a été choisie comme modèle car cette lignée sera ensuite utilisée dans l'étude du système immunitaire et en particulier de l'allergie. Le système immunitaire murin est proche de celui de l'homme avec une immunité innée mais également une immunité adaptative, ce qui permet l'étude spécifique de l'antigène et de la réponse mémoire. Les animaux seront utilisés à partir de 8 semaines de vie afin d'étudier le système immunitaire à l'âge adulte.

  • Recherche fondamentale
    • Système immunitaire
Souris : 424
Souffrances
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Devenir
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 424

424 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Greffées avec de la peau humaine et injectées de cellules immunitaires humaines, elles reçoivent un traitement quotidien pour tester une combinaison de molécules contre le rejet de greffe. Le porteur indique que l'injection de cellules humaines déclenche une réaction du greffon contre l'hôte, avec perte de poids et mise à mort au-delà de 20 % du poids initial. Il présente ces souris humanisées comme une alternative à l'usage de primates non-humains.

Objectifs

En transplantation d’organes solides, les inhibiteurs de la calcineurine permettent de prévenir efficacement le risque de rejet aigu précoce. Néanmoins après quelques années survient une dysfonction chronique du greffon due d’une part à la néphrotoxicité des inhibiteurs de la calcineurine et d’autre part à un mauvais contrôle de la réponse allo-immune (humorale avec l’apparition d’anticorps anti-donneur et cellulaire matérialisé par l'apparition de plage de fibrose). Ainsi l’amélioration de la survie des greffons nécessite le développement de nouvelles stratégies immunosuppressives contrôlant mieux la réponse allo-immune et la progression de la fibrose. Dans cette optique les inhibiteurs de MEK sont une piste encourageante. La voie MAPK classique étant située en aval du TCR, les inhibiteurs de MEK ont un effet immunosuppresseur. Dans le cadre de la transplantation, cet effet a été rapporté dans un modèle murin de Graft versus Host Disease (GVHD), dans un modèle murin de greffe cardiaque et dans un modèle de transplantation pulmonaire chez le rat. Dans ces différents modèles les inhibiteurs de MEK bloquent l’activation des CD8 et favorisent l’épuisement des lymphocytes CD4 allo-réactifs. Par ailleurs les inhibiteurs de MEK favorisent l’essor des lymphocytes T régulateurs. Enfin il a été montré dans des modèles murins que les anti-MEK permettent de prévenir la fibrose rénale. Nous avons montré que les inhibiteur de MEK permettent de prolonger la survie des greffes de peau humaine allogéniques de façon significative comparativement aux contrôles non traités dans un modèle de peau greffée chez la souris NSG humanisée mais les inhibiteurs de MEK n’empêchent pas un rejet à long terme. Notre objectif est maintenant d’évaluer l’inhibition de la voie MEK en combinaison avec un traitement d’induction avec un inhibiteur de la calcineurine. Les inhibiteur de MEK, avec un bon profil de tolérance, pourraient être une alternative aux immunosuppresseurs classiques une fois la phase de rejet aigu maîtrisé avec un inhibiteur de la calcineurine.

Bénéfices attendus

Les inhibiteurs de MEK ont montré une bonne efficacité pour prévenir le rejet de greffe et un effet anti-fibrotique dans des modèles murins. Cependant, ces modèles ne peuvent valider l’efficacité d’une molécule sur les cellules du système immunitaire humain. Nous avons montré dans le modèle de greffe de peau allogénique humaine chez la souris NSG humanisée que l’inhibition de la voie MEK permet d’augmenter de façon significative la survie des greffons mais ne permet pas d’éviter le rejet. Les inhibiteurs de la calcineurine sont efficaces pour prévenir le rejet aigu mais leur utilisation au long cours n’empêche pas le rejet chronique et est associé à de nombreux effets indésirables. Cette étude vise à évaluer l’efficacité des anti-MEK combiné à un inhibiteur de la calcineurine pour prévenir le rejet de greffe d’organe dans le modèle bien validé de greffe de peau humaine chez la souris NSG humanisée par injection de PBMCs humain. En cas de résultats encourageants, cette combinaison de molécules pourrait être évaluée dans un modèle pré-clinique encore plus relevant (primates non humains par exemple). A plus long terme, cela pourrait aboutir à une diminution de l’utilisation des inhibiteurs de la calcineurine, dont la toxicité est reconnue, dans le traitement des patients transplantés

Procédures

Une greffe de peau sous anesthésie générale, durée de l’opération 1 heure. Une injection intraveineuse sous anesthésie gazeuse, 5 min. Administration quotidienne du traitement par voie orale et/ou administration intrapéritonéale, 5 min. Prélèvement de sang , 1 fois par semaine.Jusqu'à J56 puis une fois par mois. 5 min.

Impact sur les animaux

La greffe de peau humaine chez la souris NSG n’entraîne pas de signe clinique chez la souris. L'humanisation des souris avec des cellules hPBMC entrainera des signes cliniques liés à l’apparition d’une xéno-GVHD (graft versus host disease) lorsque la quantité de cellules humaines sera suffisamment importante, notamment des lymphocytes T. Les souris seront surveillées quotidiennement au niveau comportemental et pesées 3 fois/semaine puis tous les jours lorsque les premiers signes cliniques apparaîtront ; chute de poids notamment. L'animal sera euthanasié si le poids atteint une perte de poids de 20% du poids initial. Le comportement général de la souris sera observé et l’animal sera euthanasié si un comportement anormal est constaté (par exemple, animal isolée du reste de ses congénères, dos vouté, poils hérissés).

Devenir

Toutes les souris de la procédure 1 seront utilisées pour la procédure 2. A l’issue de la procédure 2, les souris seront euthanasiées.

Remplacement

La molécule que nous souhaitons tester chez la souris NSG humanisée a déjà été étudiée in vitro et in vivo dans des modèles murins. Le passage dans un modèle in vivo mimant la situation complexe que constitue le système immunitaire humain apportera des arguments supplémentaires quant à son efficacité pour prévenir le rejet de greffe chez l’homme.

Réduction

Les données issues de ce projet devront donc être suffisamment robustes (c'est-à-dire validées avec tests statistiques). Nous utiliserons des tests statistiques non paramétriques (Test de Mann- Whitney) car nous ne pourrons pas nous assurer d’une distribution normale (n < 30. Nombre total d’animaux 424). Chaque groupe sera constitué de 5 souris .

Raffinement

Lors des manipulations pouvant générer une douleur, les animaux bénéficieront en amont d’une analgésie. Les souris seront hébergées sur des portoirs ventilés avec un accès libre à la nourriture et à l’eau de boisson, un cycle jour/nuit au niveau de la lumière et un enrichissement adapté. Les animaux seront suivis quotidiennement lorsque les cellules humaines seront injectées et les signes cliniques notables et sévères décrits dans le tableau en annexe de cette saisine seront notés. Lorsque 3 signes cliniques notables ou un seul signe clinique sévère seront notés alors les animaux seront sortis du protocole et euthanasiés. Tous les animaux seront analysés post-mortem avec des prélèvements d'organes en vue d'études immunohistochimiques ou histologiques permettant de caractériser au mieux l’effet des molécules testées.

Choix des espèces

Les souris immunodéficiences NSG sont des souris qui ne possèdent pas de système immunitaire propre. Il est possible de reconstituer un système immunitaire humain dans ces souris par injection de PBMC humains. Ces souris ainsi humanisées offrent une alternative à l'utilisation de primates en recherche clinique. Cependant, si nous constatons que la fenêtre de lecture expérimentale n’est pas suffisamment longue avant la survenue de la GvHD nous changerons de souche de souris et prendrons des NSG déficientes pour les molécules de CMH de classe I et II. En effet, ces souris montrent une GvHD nettement retardée voire inexistante. Les cellules immunitaires humaines injectées dans ces souris survivent et prolifèrent. Ce modèle pourra donc servir d’alternative. Lors des greffes de peau les souris NSG seront adultes (âgées de 6 à 8 semaines). Au moment de l’humanisation avec des hPBMC elles seront agées de 11 à 13 semaines pour permettre à ces cellules humaines de se développer .

  • Recherche fondamentale
    • Système nerveux
Souris : 880
Souffrances
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Devenir
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 880

880 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Elles subissent une chirurgie provoquant un traumatisme crânien, puis sont tuées pour que leurs cerveaux servent à préparer des débris de myéline destinés à des cultures cellulaires. Le porteur indique que le traumatisme peut réduire la prise de nourriture et d'eau, et prévoit une analgésie et des points limites. Il affirme que ce projet, visant à produire ces débris à partir de cerveaux de souris, ne peut être remplacé par des modèles in vitro.

Objectifs

Le traumatisme crânien est un problème majeur de santé publique lourd de conséquences neurologiques et lésionnelles à court comme à long terme pour lequel il n’existe aujourd’hui aucun traitement. Ces conséquences tardives sont en grande partie reliées à des lésions jusqu’ici largement sous-estimées et méconnues : les lésions de la substance blanche. Cette dernière contient essentiellement des cellules nerveuses entourées d'une gaine particulière, la myéline, permettant la transmission des informations dans le cerveau. L'espoir d'améliorer le pronostic du traumatisme crânien repose sur la découverte des mécanismes impliqués dans les lésions de la substance blanche et les désordres neurocomportementaux conséquents. Parmi ces mécanismes, des études suggèrent le rôle de la neuro-inflammation dans les lésions de la substance blanche après un traumatisme crânien. La microglie est une cellule immunitaire du cerveau qui joue un rôle majeur dans la neuro-inflammation. Des études suggèrent que les débris de myéline induits par le traumatisme crânien pourraient activer à leur tour la microglie. Une fois activée, la microglie peut adopter 2 phénotypes distincts, c'est-à-dire qu'elle peut exercer des effets délétères, mais elle peut aussi exercer des effets bénéfiques, et ceci, selon son environnement. Ainsi, des études ont rapporté aussi bien des effets pro- ou anti-inflammatoires des débris de myéline, mais à ce jour, aucun lien entre débris de myéline et activation microgliale n’a pu être mis en évidence dans le traumatisme crânien. L'objectif de ce projet est donc de préparer des débris de myéline à partir de cerveaux de souris mâles Swiss ayant subi un traumatisme crânien, afin (1) d'étudier leurs effets (bénéfiques ou délétères) sur le phénotype microglial, et (2) d'identifier les mécanismes mis en jeu, et ceci sur des cultures de microglies de souris.

Bénéfices attendus

Ce projet de recherche permettra d'identifier des cibles moléculaires permettant de moduler la neuro-inflammation d'origine microgliale induite par les débris de myéline suite à un traumatisme crânien.

Procédures

Une procédure chirurgicale permettant d'induire un traumatisme crânien sera réalisé chez les souris. L’ensemble de cette procédure dure 10 minutes.

Impact sur les animaux

L'induction du traumatisme crânien peut entraîner une diminution de la prise alimentaire et d'eau.

Devenir

A la fin de la procédure, tous les animaux seront mis à mort et leurs cerveaux seront prélevés pour préparer les débris de myéline.

Remplacement

L'objectif de ce projet étant de préparer des débris de myéline à partir de cerveaux de souris mâles Swiss ayant subi un traumatisme crânien pour en étudier les effets sur des cultures de microglies, il ne peut donc être remplacé par des modèles in vitro ou autres.

Réduction

Le faible taux d'échec (10%) des gestes pour réaliser le traumatisme crânien, ainsi que la bonne connaissance de la temporalité des mécanismes induits par le traumatisme crânien (activation microgliale, démyélinisation, détection des débris de myéline, déficits comportementaux, lésions de la substance blanche) permettront de réduire le nombre d'animaux au minimum

Raffinement

L'eau et la nourriture seront fournies à volonté et le milieu sera enrichi par des cotons compactés. Les animaux seront hébergés en groupes sociaux stables, afin de limiter tout stress et modification de hiérarchie. Afin de s'assurer du bien-être animal, l'intervention chirurgicale permettant de réaliser le traumatisme crânien sera réalisée sous anesthésie générale et un analgésique sera donné en pré- et post-opératoire, afin de limiter la souffrance des animaux. La mise en place de points limites et l'observation du comportement des animaux permettront d'identifier toute souffrance et douleur, et d'entraîner une mise à mort anticipée, si nécessaire.

Choix des espèces

Au vu de la littérature, la souris est l’espèce la plus utilisée pour la réalisation des modèles de traumatisme crânien. Le traumatisme crânien sera réalisé chez des souris jeunes adultes (6-8 semaines), puisque c'est un évènement fréquent dans cette tranche d'âge chez l'Homme.

  • Recherche appliquée
    • Cancers
  • Recherche fondamentale
    • Oncologie
Souris : 108
Souffrances
▲ 20
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▲ 88
Devenir
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 108

108 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue. Vingt souris de réforme servent, sous anesthésie et sans réveil, à entraîner un geste technique au niveau du larynx, tandis que 88 souris porteuses de tumeurs pulmonaires, dans des procédures de souffrance sévère, sont suivies par imagerie sous anesthésie pour étudier les fibroblastes qui isolent la tumeur des lymphocytes. Le porteur indique surveiller poids et respiration, avec une mise à mort au-delà de 20 % de perte de poids. Il affirme qu'un modèle in vivo est "indispensable" pour isoler et caractériser ces fibroblastes.

Objectifs

Le cancer du poumon est la principale cause de décès par cancer dans le monde. Les traitements des stades précoces par la chirurgie et la radiothérapie conduisent à des rémissions mais les stades métastatiques ont une faible survie. Les nouvelles approches par immunothérapie permettent de détruire les cellules cancéreuses en stimulant le système de défense immunitaire du patient (lymphocytes T). Ces nouvelles approches ont conduit à des résultats spectaculaires de rémission durable de tumeurs solides (mélanome et cancer du poumon principalement). Toutefois, cette stratégie thérapeutique fonctionne chez un nombre limité de patients (30% environ), incitant à étudier et comprendre les éléments contrôlant cette résistance. Une caractéristique fréquemment observée chez les patients ne répondant pas aux immunothérapies est l’exclusion des lymphocytes T des ilots de cellules tumorales. Maintenus à distance les lymphocytes T sont inaptes à détruire les cellules tumorales. Les fibroblastes associés aux tumeurs (CAF) semblent en partie responsables de cette exclusion en formant une barrière autour des ilots tumoraux. L’objectif de ce projet est de caractériser in vivo dans un modèle transgénique de tumeur pulmonaire chez la souris, les différentes populations de CAF et d’étudier leurs interactions avec les lymphocytes T infiltrant les tumeurs. Pour cela nous avons choisi un modèle transgénique murin inductible de tumeurs pulmonaires qui permet d’étudier les interactions entre les cellules tumorales pulmonaires et le microenvironnement fibroblastique et immunitaire. Cette recherche fondamentale pourrait déboucher sur des applications cliniques en proposant des thérapies innovantes ciblant les CAF afin d’augmenter l’efficacité des immunothérapies.

Bénéfices attendus

Les retombées à venir et les bénéfices attendus de ce projet sont importants car une meilleure caractérisation des cellules composant le microenvironnement tumoral a un impact majeur sur l’efficacité de nouvelles approches thérapeutiques antitumorales. Ainsi, l’identification de cibles pour manipuler les CAF et libérer les lymphocytes T afin qu’ils infiltrent les îlots tumoraux permettrait de guérir un nombre plus important de patients par immunothérapie.

Procédures

Tous les gestes techniques de ce projet sont réalisés sous anesthésie : - Induction de l’expression du transgène par administration à l’entrée de la trachée- réalisée sous anesthésie générale des souris transgéniques 108 souris sont concernées. Le geste n’est pas douloureux mais l’anesthésie générale est obligatoire pour garantir une immobilité de l’animal et l’accès au larynx. Durée de l'anesthésie : 20 minutes. - Une anesthésie gazeuse des souris est réalisée pour le suivi longitudinal des tumeurs pulmonaires par imagerie. Celle-ci est réalisée tous les 15 jours à partir de 8 semaines post induction : 3 imageries maximum pour le temps précoce 10-12 semaines (44 souris concernées) et 8 imageries maximum pour le temps tardif 20-24 semaines(44 souris concernées). Durée de l'anesthésie : 10 min - Une anesthésie gazeuse des souris est réalisée pour l’administration intra-veineuse de lymphocytes T La cornée est protégée par un onguent durant l’anesthésie générale. Durée de l'anesthésie : moins de 5 minutes

Impact sur les animaux

Les souris inductibles élevées n’ont pas de phénotype dommageable car le transgène ne s’exprime qu’après une étape d’induction. Cette induction dans les cellules épithéliales pulmonaires conduit au développement de tumeurs pulmonaires chez 100% des animaux en 3 mois. Les dommages sont causés par le développement des tumeurs pulmonaires qui induisent à long terme une perte de poids importante et une difficulté respiratoire. Dans cette étude, une définition de points limites prédictifs et suffisamment précoces permet d’éviter la survenue de douleur en suivant la croissance des tumeurs par imagerie et par suivi du poids des animaux.

Devenir

Mise à mort pour les 20 souris de réforme utilisées dans la procédure sans réveil d’apprentissage de la technique d’administration au niveau du larynx afin de vérifier la qualité du geste technique. Euthanasie des 88 souris induites porteuses de tumeurs pulmonaires pour prélèvement post mortel des poumons et analyse

Remplacement

Ce projet est fondé sur ces observations préliminaires réalisées sur des tumeurs humaines. L’établissement d’un modèle de tumeur pulmonaire murine est indispensable afin d’isoler et de caractériser la fonction de ces CAF. Il sera complété par des approches alternatives ex vivo Seul un modèle in vivo permet de modéliser toutes les interactions cellulaires et d’apprécier l’efficacité de nouvelles approches thérapeutiques.

Réduction

Le nombre maximal d’animaux utilisés pour ce projet sera de 108 souris pour 5 ans. L'imagerie des animaux permet des analyses et un recueil de données longitudinales et donc contribue à la réduction du nombre d'animaux Les analyses cellulaires des CAF seront réalisées sur N=6 souris par temps (10-12 sem et 20-24 sem post induction) . Une caractérisation des CAF sera réalisée et une corrélation avec une exclusion des lymphocytes T des ilots tumoraux sera recherchée (test de correlation de Pearson) Le nombre de souris par groupe a été défini à minima tout en permettant une analyse fiable. Afin d’apprécier la reproductibilité des résultats obtenus l’expérience sera répétée une fois avec le même nombre d’animaux par groupe. 10 souris transgéniques porteuses de tumeurs pulmonaires seront nécessaires à chacun des temps afin d’obtenir suffisamment de CAF pour les analyses de single cell RNA

Raffinement

La bonne connaissance du modèle tumoral, un suivi adapté des points limites (suivi des tumeurs par imagerie et pesées des animaux) et la manipulation des animaux sans stress, sous anesthésie si besoin, par des personnes compétentes en expérimentation animale permettent de limiter au maximum le stress et la douleur des souris. Les tumeurs seront mesurées par imagerie. Les animaux sont pesés 1 fois/sem. La grille de score jointe est appliquée pour confirmer le bon état général de l’animal. Les points limites plus spécifiques pour ce modèle sont une perte de poids>20% du poids à l’induction, une dypsnée..

Choix des espèces

Le choix d’un modèle tumoral préclinique chez la souris est justifié du fait de l’existence de modèles de souris génétiquement modifiées qui reproduisent la physiopathologie des tumeurs humaines. Le modèle transgénique choisi ici reproduit la pathologie de certains cancers pulmonaires humains. De plus, de nombreux outils sont disponibles (anticorps, cytokines, souris transgéniques possédant des lymphocytes T spécifiques de tumeurs) qui permettent d’étudier précisément la réponse immunitaire antitumorale dans cette espèce. Les souris transgéniques seront induites à l’âge de 3 à 4 mois pour l’expression du transgène et utilisées dans les procédures, 10 à 12 semaines ou 20 à 24 semaines post induction donc âgées de 6 mois à 12 mois. Souris adultes avec un système immunitaire mature

  • Recherche appliquée
    • Troubles endocriniens
  • Recherche fondamentale
    • Oncologie
    • Système endocrinien
Souris : 40
Souffrances
▲ -
▲ 40
▲ -
▲ -
Devenir
 -
 -
 -
 40

40 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger. Soumises deux semaines à un régime riche en calcium, elles sont ensuite anesthésiées pour un prélèvement de sang et l'ablation des reins, qui entraîne leur mort, afin d'étudier le rôle d'une protéine rénale. Le porteur indique que le régime, jugé moins appétent, peut réduire la prise de nourriture et faire perdre du poids, avec des points limites de surveillance. Il affirme qu'un modèle cellulaire in vitro ne peut pas restituer la complexité des transports ioniques d'un épithélium rénal.

Objectifs

L’adaptation de l’organisme aux variations des apports de calcium pourrait impliquer la protéine Cldn14 exprimée dans la branche ascendante large de l’anse de Henle (BLAH). L’expression de Cldn14 augmente en régime riche en calcium et, dans des modèles cellulaires de cellules épithéliales, la protéine Cldn14 peut interagir avec la protéine Cldn16. On ne sait ni si ces interactions protéiques existent dans le tissu natif, ni si elles sont nécessaires à l’adaptation de la BLAH, ni s’il est pertinent de chercher des anomalies de la protéine Cldn14 chez les patients ayant une perte rénale de calcium. Objectif: déterminer si l’adaptation du transport de calcium dans la BLAH native, en réponse à une augmentation des apports calciques, implique la protéine Cldn14.

Bénéfices attendus

Les résultats permettront de déterminer l'implication (ou l'absence d'implication) de la protéine Claudine 14 dans l'adaptation du rein à un régime riche en calcium. Plus généralement, cette étude apportera des éléments permettant de mieux comprendre les mécanismes d'adaptation des mammifères aux variations de leur environnement, en particulier alimentaire. En effet les apports de calcium peuvent varier considérablement et rapidement en fonction du type de nourriture consommée : une adaptation rapide à ces changements est nécessaire dans le but de maintenir l ‘homéostasie.

Procédures

Les animaux sont soumis successivement - à un régime alimentaire riche en calcium pendant 2 semaines - à une anesthésie terminale au cours de laquelle un prélèvement sanguin puis une exérèse des reins sont pratiqués, entrainant la mort de l'animal

Impact sur les animaux

Le régime riche en calcium peut avoir un gout perçu comme moins agréable que la nourriture standard par certains animaux : dans ce cas, les animaux concernés peuvent diminuer leur prise de nourriture et perdre du poids. L'évolution du poids et la quantité de nourriture consommée font l'objet d'une surveillance et, le cas échéant, des points limites s'appliquent.

Devenir

Les animaux sont euthanasiés à la fin de la procédure : en effet, des tests fonctionnels rénaux doivent être réalisés à la fin de la procédure, nécessitant le prélèvement des reins sous anesthésie générale et donc l'euthanasie.

Remplacement

Le projet explore les mécanismes de l'adaptation rénale à un régime riche en calcium et permet la mesure directe de transport ionique à travers un épithélium spécialisé intact. La complexité des déterminants des transports ioniques transépithéliaux est telle qu'un modèle cellulaire in vitro ne peut pas la restituer

Réduction

Les méthodes choisies testent directement l’hypothèse énoncée en utilisant la microperfusion in vitro, méthode de référence dans le domaine : cette approche maximise la probabilité d’obtenir des réponses non ambiguës à la question posée. Les données seront comparées par un test de Student pour variables non appariées. Nous utiliserons 20 souris par groupe (10WT et 10KO pour le transport de calcium, 10WT et 10KO pour le transport de sodium) du fait de notre expérience des différences quantitatives attendues et des tests statistiques utilisés. Les manipulations des animaux sont réduites au minimum et la seule contrainte imposée est l’alimentation avec un régime riche en calcium pendant 2 semaines.

Raffinement

Toutes les procédures le nécessitant seront réalisées sous anesthésie. Les animaux bénéficient d’un environnement enrichi et leur souffrance est prise en compte et atténuée au maximum. Les manipulations des animaux sont réduites au minimum et la seule contrainte imposée est l’alimentation avec un régime riche en calcium pendant 2 semaines. Des points limites ont été définis et les animaux sont l'objet d'une surveillance au cours des différentes procédures exposées dans la demande

Choix des espèces

Le modèle d'inactivation constitutionnelle du gène Cldn14, codant pour la proteine Cldn14, a été développé chez la souris Les animaux sont nourris avec le régime riche en calcium à partir de l'âge de 2 mois. Les animaux ont alors terminé leur phase de croissance rapide et sont considérés comme matures ; la taille de leur rein permet la dissection d'une branche large ascendante de longueur suffisante pour pouvoir mesurer le transport transépithélial de calcium et celui de sodium

  • Recherche appliquée
    • Maladies infectieuses
    • Troubles gastrointestinaux
    • Troubles immunitaires
  • Recherche fondamentale
    • Biologie du développement
    • Multisystémique
    • Oncologie
    • Système gastrointestinal
    • Système immunitaire
Souris : 5100
Souffrances
▲ -
▲ 450
▲ 4650
▲ -
Devenir
 -
 -
 -
 5100

5 100 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger à modéré. Greffées avec des cellules humaines, elles subissent une irradiation sublétale, des prélèvements de sang, des chirurgies puis une infection par des virus comme le VIH ou les hépatites B et C, pour étudier ces infections et tester des traitements. Le porteur indique que certaines souris présentent un poids réduit lié à une déficience hépatique et peuvent développer une dermatite, avec mise à mort si le score de souffrance atteint le point limite. Il présente ce modèle comme le "seul" permettant ces infections et comme une alternative au recours aux primates non-humains.

Objectifs

Ce projet utilise le seul modèle murin expérimental qui permet de suivre la progression in vivo des infections par des virus à tropisme restreint aux humains et aux primates non-humains. Dans ce projet, nous souhaitons étudier la physiopathologie induite par l’infection des virus de l’immunodéficience humaine (VIH), d’Epstein-Barr (EBV), de l’hépatite B (VHB), et de l’hépatite C (VHC) en suivant les réponses immunitaires, et évaluer l’impact des nouvelles approches antivirales ou vaccinales. Ce type d’expérimentation ne peut pas être mené chez l’hôte naturel de ces virus pathogènes (l’homme) et s’avère de plus en plus difficile à mettre en place chez des primates non-humains. Pour répondre à la nécessité croissante d’utiliser des modèles expérimentaux reproduisant l’infection par ces virus, des modèles de souris humanisés pour le système immunitaire (souris HIS), ou pour le foie avec l'ajout d'hépatocytes humains (souris HUHEP), ont été développés au cours des deux dernières décennies. Comme premier modèle, nous avons généré des souris immunodéficientes (BRGS), par l’invalidation fonctionnelle des gènes codant pour certaines protéines. Les principaux mécanismes de rejet de greffe sont absents chez ces souris ce qui permet l’établissement d’une xénogreffe hématopoïétique humaine après injection de cellules souches hématopoïétiques humaines (HSC). Des études précédentes ont montré que les souris HIS étaient susceptibles aux infections par les virus HIV ou EBV, et modélisaient les réponses immunitaires humaines. Un second modèle murin immunodéficient porte en plus un gène urokinase plasminogen activateur (uPA) qui est toxique pour les hépatocytes dans le foie, ce qui induit une déficience hépatique. Ces souris sont greffées avec des hépatocytes humains adultes sains qui participent à la régénération du foie et constituent le modèle HUHEP. Des études précédentes ont montré que les hépatocytes humains pouvaient être infectées par les virus VHB et VHC ainsi que par le parasite de la malaria (Plasmodium falciparum) chez ces souris HUHEP. La combinaison des deux modèles ci-dessus, dite HIS-HUHEP permet une étude approfondie des interactions entre le système immunitaire et le foie dans le cadre d’infections hépatiques (VHB, VHC, P. falciparum). Celui-ci permet de décortiquer les mécanismes d’infection et de mieux comprendre la pathogénèse complexe induite par ces microbes invasifs.

Bénéfices attendus

Ces modèles animaux permettront de mieux caractériser les mécanismes d'infection et de réplication des virus (VIH, EBV, VHB, VHC), le rôle du système immunitaire dans l'évolution des pathologies, ainsi que de tester des nouvelles stratégies thérapeutiques et vaccinales. Bien que des traitements thérapeutiques existent pour les patients atteints de VIH, un vaccin thérapeutique permettrait de contrôler les infections de manière pérenne. Il n’existe pas de vaccin préventif pour le VIH et le VHC, ainsi des millions de nouvelles infections surviennent par an, ne permettant pas d’éliminer ces virus de la population globale. Bien qu’un vaccin sûr et efficace existe pour le VHB, plus de 260 millions de personnes sont actuellement infectées et seul 1% de ces patients ont accès aux traitement thérapeutiques, le VHB induit des hépatocarcinomes à mauvais pronostique. Ces traitements, comme celui pour le VIH, doivent être pris à vie, induisant un coût élevé pour la société et un risque de survenu d’échappement virologique. Ainsi, les recherches se poursuivent pour développer des vaccins, ou des traitements curatifs, pour ces pathologies. L’interaction entre la réponse immunitaire et le virus est essentiel dans la progression de la pathologie, comprendre ces mécanismes d’action est une clé de voute pour développer des nouveaux concepts de traitements à visé thérapeutiques, ou des vaccins. Or, les modèles animaux qui permettent d’étudier ces interactions sont rares étant donné que ces virus n’infectent que des cellules humaines ou de chimpanzés. Afin de modéliser ces questions, nous avons développé des modèles de souris greffées avec des cellules humaines qui sont susceptibles à ces virus, permettant d’étudier les réponses immunitaires antivirales humaines. L’ensemble de ces études participe à comprendre la physiopathologie induite par ces virus chez l’humain, et à développer des nouveaux traitements thérapeutiques et des stratégies vaccinales afin d’éliminer ces maladies.

Procédures

Les procédures expérimentales décrites prévoient les interventions suivantes : irradiation avec des doses sous-létales (une fois par vie, 1-3 minutes), prélèvements sanguins en retro-mandibulaire (chaque prélèvement dure quelques secondes et est réalisé tous les 15 jours au maximum), anesthésie et procédures chirurgicales (une fois par vie, environ une heure et demi par animal), infection par des virus (une fois par vie, chaque infection dure quelques secondes).

Impact sur les animaux

Le degré de gravité des procédures est considéré comme léger (injections et prélèvements) ou modéré (conséquences potentielles à long terme de l’irradiation sous létale ou chirurgie). Les animaux portant le transgène uPA ont un poids réduit (autour de 10% en dessous du poids normal) du à leur déficience hépatique qui entraîne des défauts métaboliques. Ce poids diminué n’affecte pas le comportement des animaux, n’entraîne pas de souffrances, ni de stress, d’après nos observations sur plusieurs années d’expérimentation. Les animaux humanisés pour le système immunitaire et exprimant le transgène TSLP peuvent développer une dermatite. Afin de soulager la dermatite, les animaux seront traités avec une solution antiseptique (bétadine) avec un anesthésiant locale (lidocaine) et ils pourront être hébergés sur une litière de cellulose plus adaptée aux peaux sensibles. Leur phénotype est suivi toutes les semaines selon les critères et les points limites suivants : 1. Apparence global de l’animal score 0 : normal score 1: poils ébouriffés, rougeur de peau ou perte de poils sur moins de 50% du corps, expression faciale modérée, animal en mouvement score 2: dos voûté, perte de poils sur plus de 50% du corps, expression faciale sévère, absence de mouvement, prostration. 2. Conditions corporelles (cachexie) score 0: BCS (Body Condition Scoring) 3: L’animal est bien conditionné. La colonne vertébrale est continue. Vertèbres palpables seulement avec une pression ferme. score 1: BCS 2: L’animal est sous-conditionné. Segmentation de la colonne vertébrale évidente. Les os du bassin dorsal sont facilement palpables. score 2: BCS 1 : L’animal est amaigri. Structure squelettique extrêmement visible et peu ou pas couverte par la chair. Vertèbres distinctement segmentées 3. Poids score 1: perte de plus de 10% du poids score 2: perte de plus de 20% du poids Le point limite est défini par la détection d’un score =2 Si un score > 0 est observé, les animaux auront une surveillance renforcée. Si un score = 2 est observé, les animaux seront mis à mort.

Devenir

A l’issu de la procédure expérimentale #1 les animaux seront mises en expériences suivant les procédures expérimentales # 2, 3, 4 et 6. A la fin de ces procédures expérimentales les animaux seront mis à mort pour être analysés afin de caractériser la physiopathologie et la réponse immunitaire induite par les virus VIH, VHB, VHC, EBV. A l’issu de la procédure expérimentale #5 les animaux seront mis en accouplement.

Remplacement

Ce projet nécessite un modèle expérimental soutenant l’ensemble des mécanismes de la physiopathologie induite par une/des infection(s) virale(s). Or, de nombreux exemples démontrent que les tests d’efficacité de thérapies antivirales in vitro ne se confirment pas systématiquement in vivo en phase clinique chez l’Homme du fait des dynamiques complexes mises en jeu dans l’organisme (cinétique de l’infection; distributions cellulaires ; bio-distribution des composés; réponse immunitaire). Historiquement, les modèles infectieux de choix restent le macaque pour le VIH (avec le virus simien apparenté VIS ou l’hybride SHIV) et le chimpanzé pour le VHC et le VHB. En proposant comme modèle alternatif la souris humanisée pour le système immunitaire et/ou le foie, nous appliquons de manière relative le principe de remplacement en écartant l’utilisation de primates non-humains, avec l’avantage supplémentaire d’utiliser un modèle expérimental directement adapté au pathogène humain natif. A ce titre, les souris HIS et HIS-HUHEP sont le seul modèle expérimental correspondant à ces critères (mis à part l’Homme lui-même, chez lequel il est éthiquement inacceptable de tester directement de nouvelles stratégies préventives ou thérapeutiques).

Réduction

Le plan d’étude bénéficie de nos connaissances antérieures obtenues avec des souris humanisées sur l’infection par le VIH et le VHB. De plus, nous utilisons un modèle de souris HIS qui est à la pointe du domaine, ce modèle est sans cesse optimisé pour une meilleure prise de la xénogreffe humaine, ce qui diminue la variabilité intrinsèque au modèle et réduit d’autant le nombre d’animaux requis par expérience. Il sera essentiel de compter un minimum de 10 animaux par groupe, du fait de cette variabilité intrinsèque, et d’inclure l’ensemble des groupes contrôles pour valider les conclusions de chaque étude. La planification des expériences en amont et la concertation entre les membres de l’équipe seront des atouts pour l’élaboration d’une méthodologie efficace, et le recours à un nombre limité d’animaux.

Raffinement

Les cages d’hébergement sont enrichies avec un coton dentaire permettant une nidification, et avec des refuges en forme de dômes en cellulose dans les cages de croisements. Par ailleurs, le stress des animaux est largement diminué par l’utilisation d’analgésiques et d’antalgiques lors de la majorité des procédures. L’isoflurane par voie respiratoire présente l’avantage d’être un anesthésiant permettant des séquences d’endormissement courtes et répétées. Les soins post-opératoires tels que des pansements, du gel oculaire, une réhydratation par voie sous-cutanée, et une alimentation hydratante (DietGel) sont inclus dans nos protocoles expérimentaux.

Choix des espèces

La souris HIS est le seul modèle d’hématopoïèse humaine expérimentale soutenant une infection productive par le VIH. La souris HUHEP greffée avec des hépatocytes humains est permissive aux infections hepatotropiques (VHB, VHC, P. falciparum). Il s’agit d’un modèle de petite taille, d’une manipulation aisée et d’un coût relativement faible par rapport aux modèles classiques de l’infection (primates non-humains). A l’heure actuelle, seule la souris propose un niveau d’ingénierie génétique suffisante pour permettre la construction à façon de souches profondément immunodéficientes, ce qui est la condition sine qua non à une prise de xénogreffe humaine efficace et prolongée. Les souris humanisées pour le système immunitaire (HIS) sont générées par injection de cellules souches hématopoïétiques humaines CD34+ dans des souriceaux nouveau-nés (

  • Recherche fondamentale
    • Biologie du développement
    • Oncologie
    • Système nerveux
Souris : 808
Souffrances
▲ -
▲ -
▲ 688
▲ 120
Devenir
 -
 -
 -
 808

808 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré à sévère. Des souriceaux d'un jour sont anesthésiés, reçoivent une injection d'ADN dans un ventricule cérébral puis des chocs électriques d'électroporation, pour induire et étudier les premières étapes d'un glioblastome. Le porteur indique que l'électroporation peut provoquer stress de séparation, refroidissement et douleur modérée, et prévoit d'arrêter l'expérience quand les tumeurs atteignent 15 % du volume du cerveau. Il affirme qu'il n'existe pas de modèle cellulaire capable de récapituler ces niches de cellules souches.

Objectifs

Les glioblastomes (GBM) représentent la forme la plus fréquente et aussi la plus agressive des tumeurs primaires du cerveau avec un pronostic de survie post-diagnostique très bas. L’objectif du projet est d’établir dans notre laboratoire un modèle murin de GBM qui permettra d’étudier les étapes précoces de progression de ces tumeurs. Récemment les cellules souches neurales localisées autour des ventricules latéraux du cerveau ont été identifiées comme les cellules qui sont à l’origine des GBM. En effet lorsque certains gènes sont mutés dans ces cellules souches, celles-ci sont en capacité de se transformer en cellules tumorales. Sur la base d’études publiées dans d’autres laboratoires, nous souhaitons effectuer des expériences pilotes pour mettre au point un modèle d’induction de GBM basé sur l’introduction de mutations dans ces cellules souches neurales. Grâce à une méthode d’électroporation mise au point au laboratoire, nous pouvons cibler spécifiquement ces cellules souches et y introduire des modifications génétiques. L’analyse de ces cellules ainsi modifiées sera effectuée à différents temps après l’induction des mutations et permettra de caractériser les évènements cellulaires et moléculaires qui interviennent pendant la période d’induction et de développement précoce des GBM.

Bénéfices attendus

Grâce à l'électroporation nous avons le moyen unique de pouvoir cibler les cellules qui sont à l’origine de la formation de GBM. La mise au point d’un nouveau modèle de glioblastome basé uniquement sur l’électroporation ouvre la possibilité d’étudier les étapes précoces du développement des GBM dans un contexte physiologique avec un niveau de résolution cellulaire et moléculaire qui n’existe pas à l’heure actuelle. Ainsi de nouveaux processus cellulaires et moléculaires intervenant au commencement de la tumorigenèse pourront être découverts.

Procédures

Nombre total d'animaux= 808. Tous les animaux de ce projet seront traités avec le même protocole. Pour l'étape d'électroporation, les souriceaux âgés de 1 jour seront anesthésiés, des solutions d'ADN seront injectés dans un ventricule latéral du cerveau grâce un capillaire très fin, puis des électrodes placées de part et d'autre de la tête de l'animal délivreront des chocs électriques. L’ensemble de ces actes ne dure que 30 secondes. Ils seront réveillés progressivement en les ramenant à une température de 37°C et replacés auprès de leur mère. Avant leur mise à mort, les animaux recevront une injection intrapéritonéale d’EdU ou de BrdU, composés qui permettent de suivre la prolifération des cellules, qui ne provoquent aucune douleur et qui ne sont pas délétères à l’animal. Les animaux seront euthanasiés à différents temps après l'électroporation. La mise à mort se fera après injection d'une surdose d'anesthésique.

Impact sur les animaux

Dans la procédure d'électroporation, certaines étapes peuvent potentiellement générer du stress lié à la séparation d’avec leur mère, au refroidissement utilisé pour l’anesthésie et à la douleur modéré de l’électroporation. Cependant avec le recul de plusieurs années d’utilisation et de maitrise des procédures d’électroporation, nous avons pu constater que les souriceaux ne présentent pas de signes de douleur ni d’anxiété au réveil et sont allaités par la mère très rapidement après leur retour dans la cage. Les autres effets indésirables attendus sont le développement de tumeurs qui sera évalué au cours du temps. Comme le but de notre étude est concentré sur les étapes précoces de l’établissement des tumeurs, nous ne souhaitons pas atteindre le stade où les tumeurs deviennent délétères pour l’animal. C’est pourquoi, nous suivrons un lot d’animaux pour déterminer le temps nécessaire à la survenue de tumeurs en analysant par histologie les cerveaux prélevés toutes les deux semaines jusqu'à un maximum de 16 semaines après l'électroporation. L’expérimentation sera arrêtée lorsque les tumeurs atteindront 15% du volume du cerveau. Ce stade de développement des tumeurs est suffisant pour notre étude et n’entraine pas de perte de poids chez l’animal ni de comportement anormal.

Devenir

A l’issue de chaque procédure, les animaux seront euthanasiés afin d’analyser le devenir des cellules souches modifiées génétiquement et afin d’ évaluer si et comment des tumeurs se développent.

Remplacement

Le but de notre projet est d’étudier les mécanismes celluaires et moléculaires intervenant dans les phases précoces de développement des GBM dans le contexte écologique de l’avènement des tumeurs en ciblant les cellules souches neurales situées dans le cerveau antérieur et qui sont à l’origine de ces GBM. Malheureusement il n’existe pas de modèles cellulaires capables de récapituler ces niches cellulaires.

Réduction

Les procédures visent à limiter l’utilisation d'animaux tout en obtenant suffisamment de données. - Les animaux test et témoin seront issus d’une même portée - des méthodes statistiques adaptées aux petits échantillons seront utilisés pour pouvoir obtenir des données statistiques fiables tout en utilisant un nombre restreint d’animaux par expérience. - Le contrôle des paramètres environnementaux et du statut sanitaire et génétique des animaux limitera la variabilité des résultats expérimentaux. - Des expériences pilotes seront effectuées en début de protocole sur un nombre très réduit d’animaux pour établir la chronologie des évènements conduisant à des GBM et permettront ainsi de réduire ainsi la fenêtre d’étude aux étapes précoces de développement des tumeurs avant que celles-ci ne deviennent délétères.

Raffinement

- L’état sanitaire et environnemental des animaux est contrôlé quotidiennement. - Les cages sont enrichies avec des carrés de coton, des cylindres de carton et des dômes de nidification. - Les animaux sont hébergés en groupes sociaux. - Pour limiter l’anxiété lors des procédures expérimentales d’électroporation, les souriceaux sont maintenus au maximum en portée avec leur mère. - Une prémédication d’anti-douleur sera administrée en sous cutanée 30 minutes avant la mise à mort pour éviter toute souffrance ; les animaux seront euthanasiés après avoir reçu une surdose d’anesthésique. Pour limiter les effets trop délétères liés au développement de tumeurs cérébrales, une analyse histologique des cerveaux au cours du temps permettra de déterminer le stade de progression des tumeurs qui soit suffisant pour l'étude mais qui ne provoque pas de perte de poids ni de comportement anormal.

Choix des espèces

De façon générale, la souris est le modèle Mammifère le plus utilisé par la communauté scientifique pour établir des modèles de cancers in vivo permettant l’étude des mécanismes cellulaires et moléculaires des phases précoces de développement de cancer. Un modèle d'induction de GBM similaire au nôtre a déjà été décrit chez la souris et mime différentes caractéristiques cellulaires et moléculaires de la genèse et du développement des glioblastomes. Ce modèle est donc réalisable et pertinent. De plus, grâce à l'adaptation de notre protocole basée uniquement sur l’électroporation, nous pourrons, dans le futur, étudier les étapes d’induction et de développement précoce des GBM dans des contextes génétiques mutants existant uniquement chez la souris. Tous les animaux seront électroporés au stade nouveau-nés car c’est le stade où les cellules souches neurales qui bordent les ventricules latéraux, peuvent être modifiées génétiquement grâce à l’électroporation de plasmides. Des animaux seront euthanasiés à différents temps, à partir d’une semaine jusqu’à un maximum de 16 semaines après l’électroporation pour suivre l’évolution des cellules électroporées.