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Souris : 312
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312 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance sévère. Elles reçoivent des injections intracérébrales de virus AAV et de shRNA, puis passent une batterie de tests comportementaux (open-field, labyrinthe en croix surélevé, conditionnement à la peur) avant une perfusion intracardiaque, pour étudier le rôle de la protéine Sin3A dans la mémoire de la souris jeune et âgée. Le porteur reconnaît que les animaux peuvent développer prostration, perte de poids supérieure à 20 % et stress lié au conditionnement par la peur. Les retombées thérapeutiques contre le déclin cognitif lié à l'âge sont annoncées comme une perspective, tandis que le remplacement par des méthodes sans animaux est écarté au motif qu'il ne reproduirait pas la mémoire à l'échelle de l'animal entier.

Objectifs

Comprendre les événements biologiques conduisant à l’apparition des troubles cognitifs est un enjeu majeur de la recherche fondamentale en neurosciences. Une dérégulation des mécanismes épigénétiques et de l’expression des gènes impliqués dans la mémoire semble être une des causes de déficit cognitif lié à l'âge. Nous faisons l'hypothèse que la protéine Sin3A, un répresseur de l'expression des gènes, joue un rôle majeur dans la cognition et dans ses troubles associés. Nous altérerons l’expression de la protéine Sin3A pour identifier, au niveau cellulaire et moléculaire, les mécanismes impliquées dans le fonctionnement cérébral et les capacités cognitives, ainsi que leurs altérations liées à l'âge. Ce projet a comme objectifs : 1. de créer un nouveau modèle murin pour l'étude du corépresseur transcriptionnel SIN3A dans les processus de mémoire ; 2. de comprendre le rôle du corépresseur transcriptionnel SIN3A dans la mise en place de la mémoire à long-terme chez la souris adulte et âgée ; 3. d'étudier les conséquences d'une inactivation de ce corépresseur transcriptionel SIN3A sur les mécanismes cellulaires et moléculaires qui sous-tendent la mémoire à long-terme ; 4. de proposer une nouvelle approche pour restaurer un décificit cognitif (apprentissage et mémoire) lié à l'âge. Ce travail éclaircira le rôle des modifications épigénétiques dans la mémorisation à long terme et fournira de nouvelles cibles thérapeutiques pour le traitement des troubles cognitifs liés à l'âge.

Bénéfices attendus

Ce projet examinera et comparera systématiquement les mécanismes comportementaux, anatomiques, électrophysiologiques, cellulaires et moléculaires des troubles cognitifs associés à l'âge chez la souris. De plus, ce projet fera progresser de façon spectaculaire les connaissances actuelles sur les troubles cognitifs dans le cerveau âgé. Outre sa contribution à la résolution des problèmes économiques et sociaux associés aux troubles cognitifs survenant au cours du vieillissement, ce projet fournira des informations importantes sur le rôle du corépresseur transcriptionnel SIN3A dans les fonctions cognitives. Ce point est très important au vu du nombre croissant de publications sur le dysfonctionnement de la mémoire dans le vieillissement. Nous sommes convaincus que les résultats de ce projet seront exploités par une large communauté de neuroscientifiques, de pharmacologues et d'industries pharmaceutiques intéressés par les aspects développementaux du cerveau et de ses troubles. En outre, l'identification des mécanismes cellulaires et moléculaires qui sous-tendent le déficit de mémoire lié à l'âge, fournira de nouvelles perspectives dans la compréhension du déficit cognitif lié au vieillissement.

Procédures

1. Injection intracérébrale d'adenovirus associé (AAV5)-CamK2-mCherry (cette procédure concerne 92 animaux du projet et dure environ 60 min par animal). 2. Injection intracérébrale de shRNAs (cette procédure concerne les 312 animaux du projet et dure environ 60 min par animal). 3. Injections de 5-bromo-2-deoxyuridine (BrdU) (cette procédure concerne 92 animaux du projet et dure moins de 5 secondes par animal). 4. Le test de l'open-field (cette procédure concerne 288 animaux du projet et dure environ 30 min par animal). 5. Le labyrinthe en croix surélevé (cette procédure concerne 288 animaux du projet et dure environ 5 min par animal). 6. Conditionnement à la peur surélevé (cette procédure concerne 288 animaux du projet et dure environ 6 min par animal). 7. Perfusion intra-cardiaque surélevé (cette procédure concerne 96 animaux du projet et dure environ 20 min par animal).

Impact sur les animaux

Certains animaux de ce projet peuvent développer des signes de souffrance tels qu'un isolement et une indifférence par rapport au milieu extérieur, une diminution du comportement exploratoire, une attitude prostrée avec dos vouté, une expression faciale modifiée, une fuite ou défense à la manipulation, ou une perte de poids>20% (basée sur des pesées quotidiennes). Des douleurs post-chirurgies et post-injections peuvent également apparaitre. Enfin, les animaux soumis à des tests comportementaux peuvent développer un état de stress notamment ceux qui sont soumis au test de conditionnement par la peur.

Devenir

A l'issue de chaque procédure expérimentale, l'ensemble des animaux (soit 312 au total) sera mis à mort pour poursuivre les investigations cellulaires et moléculaires.

Remplacement

De nombreux modèles animaux mimant les pathologies humaines ont été mise au point, grâce auxquels de nouvelles approches fondamentales et thérapeutiques de ces maladies ont été développées. La présence chez la souris de gènes équivalents à ceux de l’homme et la possibilité de manipuler simplement le génome de la souris ont conduit à une multiplication du nombre de modèles murins. Le modèle murin permet de comprendre la fonction d’un gène par la dysfonction en l’invalidant, ou de tester une hypothèse en vérifiant si une mutation observée conduit à la maladie ou s'il s'agit d'un simple polymorphisme du gène. De plus, les rongeurs sont capables de réaliser des apprentissages de différentes natures (simple et complexe) et nous pouvons analyser leur mémoire d’un point de vue comportemental (tests de mémoire), structural (études morphologiques), cellulaire (études des réseaux neuronaux) et moléculaire (études des gènes). Ainsi, l'utilisation d'un modèle animal dans ce projet ne peut être remplacé par des modèles in vitro ou in sillico.

Réduction

Le nombre d'animaux par groupe est le nombre minimum nécessaire pour obtenir une puissance statistique suffisante, d’après nos observations et celles rencontrées dans la littérature.

Raffinement

Tous les animaux sont hébergés selon les normes de bien être en vigueur (4 individus, présence d'enrichissement). Ils seront observés quotidiennement et des points limites ont été définis. Tous les signes de souffrance détectés lors de l'observation quotidienne tels qu'un isolement et une indifférence par rapport au milieu extérieur, une diminution du comportement exploratoire, une attitude prostrée avec dos vouté, une expression faciale modifiée, une altération de l’état du pelage, une fuite ou défense à la manipulation, ou une perte de poids>20% conduiront à la mise à mort des animaux en accord avec le vétérinaire référent.

Choix des espèces

Le fond génétique C57BL6/JRj sera utilisé dans ce projet ; il est particulièrement bien adapté pour les analyses comportementales et métaboliques que nous comptons mener. Nous pourrons donc comparer directement nos observations avec celles de la littérature. Cela permet aussi d’éliminer les mises au point potentielles, et donc réduire l’utilisation de souris. Les protocoles décrits ci-dessous, relativement classiques, sont aussi bien maitrisés par les personnes impliquées dans ce projet. Des jeunes adultes âgés de 3 mois ainsi que des souris âgées de 16-18 mois seront utilisés dans ce projet afin d’étudier les conséquences d’une inactivation de la protéine SIN3A dans un cerveau mature et vieillissant. L’utilisation de ces deux stades (adulte et âgé) nous permettra également d’étudier cette protéine SIN3A au cours du vieillissement cérébral.

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    • Système immunitaire
Souris : 120
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120 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger. Elles reçoivent six injections d'un anticorps ciblant un point de contrôle immunitaire ou d'un placebo, puis sont mises à mort par dislocation cervicale pour le prélèvement de la rate, des ganglions et des fémurs, dans le cadre d'une recherche sur des immunothérapies anticancéreuses. Le porteur indique n'attendre qu'une "angoisse légère et de courte durée". Il affirme que les interactions entre cellules immunitaires ne peuvent "actuellement pas être remplacées par des systèmes in vitro fiables".

Objectifs

Les immunothérapies qui ont révolutionné la prise en charge des patients atteints de maladies auto-immunes et de cancers, reposent notamment sur le ciblage de récepteurs nommés points de contrôle immunitaire. A ce jour, les mécanismes moléculaires participant à l’effet bénéfique de ces thérapies, sont mal compris. L’étude de ces mécanismes d’action apparaît critique pour le développement clinique à large échelle, de cette famille de médicaments. Nos expériences in vitro ont suggéré un rôle possible des protéines de la famille X dans la modulation du système immunitaire induite par le ciblage des points de contrôle. L’objectif de ce projet est de mesurer la contribution des protéines de la famille X dans l’effet modulateur d’un médicament actuellement en cours de développement pré-clinique. Pour ce faire, l’effet de l’administration de ce composé sera évalué dans des souris témoins et des souris porteuses de mutations dans les gènes codant pour X.

Bénéfices attendus

Ces travaux ont tout d’abord une portée fondamentale, puisqu’ils pourraient permettre l’identification des mécanismes impliqués dans la modulation des réponses immunitaires consécutives à l’engagement des médicaments ciblant les points de contrôle. D’autre part, des candidats médicaments ciblant ces points de contrôle étant actuellement testés en clinique dans le cadre d’essais d’immunothérapie du cancer, nos données pourraient fournir un fort rationnel immunologique à leur utilisation et fournir des pistes pour l’amélioration de leur efficacité.

Procédures

6 injections d’un anticorps anti-point de contrôle immunitaire (ou du placebo) dans un volume total de 100µL, par voie intra-péritonéale. (6x30 secondes/souris)

Impact sur les animaux

Nos modèles murins ne présentent pas de phénotype dommageable. Chez la souris, l’injection d’anticorps anti-point de contrôle ne provoque pas d’effets secondaires délétères détectables. Les souris reçoivent au total 6 injections d’anticorps ou de placebo par voie intra-péritonéale. Nous ne prévoyons pas d’effet indésirable de la combinaison de ces deux paramètres. Les animaux subissent donc un ensemble d’étapes de classe de gravité légère, susceptible d’entraîner une angoisse légère et de courte durée. Le comportement, le poids, l’éventuelle déshydratation des souris, et l’apparition éventuelle d’inflammation au site d’injection seront suivis tout au long de l’expérience. Pour garantir le bien-être animal, un enrichissement (morceaux de coton, morceaux de bois) est ajouté à chaque cage.

Devenir

Les animaux seront mis à mort à la fin de la procédure par dislocation cervicale ; les rates, ganglions lymphatiques et fémurs seront prélevées pour analyse du phénotype immunitaire par cytométrie en flux. Ceci permettra de documenter la fonction des protéines X dans la stimulation des lymphocytes consécutive à l’engagement de points de contrôle immunitaires.

Remplacement

Nous avons tout d’abord effectué un certain nombre d'expériences in vitro. Cependant, la validation de nos résultats nécessitera une série d'expériences dans un contexte physiologique pertinent, c’est-à-dire chez l’animal. À notre connaissance, et malgré les progrès récents dans les domaines de la culture cellulaire et de la biologie computationnelle, les interactions entre les différentes cellules immunitaires et leur microenvironnement, ne peut actuellement pas être remplacée par des systèmes in vitro fiables.

Réduction

Le nombre de souris par groupe a été défini à minima afin de permettre une analyse statistique des résultats. Notre analyse statistique a priori se base sur des données bien établies de la littérature. Nous avons ainsi calculé une taille d'échantillon de 5 souris par groupe. Pour assurer la reproductibilité des résultats, nous répéterons l'expérience une fois.

Raffinement

Certaines procédures peuvent induire une douleur légère (injections intra-péritonéale). Le protocole d'injection que nous suivrons est bien établi pour réduire au maximum la douleur et l’angoisse. De plus un suivi adapté des points limites précoces et prédictifs, et la manipulation des animaux par des personnes compétentes, permettent de limiter la douleur ou souffrance des souris. Pour garantir le bien-être animal, un enrichissement (morceaux de coton, morceaux de bois) est ajouté à chaque cage.

Choix des espèces

Le choix de l’expérimentation sur la souris est justifié par l’existence de différents modèles transgéniques nous permettant de mesurer le rôle des protéines de la famille X dans l’effet modulateur induit par des médicaments ciblant des points de contrôle immunitaires. Pour atteindre la maturité du système immunitaire, les souris seront âgées de 7 à 12 semaines.

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    • Système nerveux
Souris : 728
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728 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Elles subissent une exposition à l'hypoxie intermittente pendant six semaines, pour certaines une implantation d'électrodes cérébrales, des tests de mémoire, des injections et des gavages, pour comparer les lésions cérébrales de l'apnée du sommeil et de la maladie d'Alzheimer. Le porteur indique une perte de poids transitoire, ainsi qu'une douleur et un stress liés à la chirurgie et aux contentions répétées. Il affirme que la compréhension des échanges entre régions cérébrales ne peut se faire que sur "animal entier".

Objectifs

L'hypoxie intermittente, modèle expérimental du syndrome d'apnées du sommeil, induirait il des lésions cérébrales comparables à celles retrouvées dans la maladie d'Alzheimer? Les troubles du sommeil sont fréquents chez les personnes âgées. Ces dernières années, des études à la fois chez l’homme et chez les rongeurs ont mis en évidence une association entre sommeil perturbé et la maladie d’Alzheimer mais les mécanismes sous-jacents restent encore en grande partie inconnus. Le syndrome d’apnées du sommeil (SAS) est l’une des causes des troubles du sommeil et il est caractérisé par une obstruction répétée des voies aériennes supérieures, entrainant une diminution fluctuante du taux d’oxygène sanguin (hypoxémie intermittente), un sommeil fragmenté et des signes tels que la somnolence et des troubles de la concentration/attention/mémoire. Le SAS doublerait le risque de démence chez l’homme, et serait associé au dépôt cérébral des protéines amyloïdes ß (Aß) retrouvées dans la maladie d’Alzheimer. Dans les modèles animaux, l’hypoxie intermittente (IH) entraine une anomalie électrophysiologique (plasticité synaptique) au niveau de l’hippocampe du cerveau, une perte des neurones et une production d’Aß. Par ailleurs, les troubles cognitifs présentés par les patients souffrants de SAS touchent la mémoire (hippocampe) et l’attention/concentration (cortex préfrontal). Or, la maladie d’Alzheimer est caractérisée au niveau physiopathologique par une altération des connexions entre les différentes régions cérébrales, notamment entre l’hippocampe et le cortex préfrontal. En utilisant l’électrophysiologie, notre objectif est d’analyser l’effet de l’hypoxie intermittente chronique sur le cerveau à plusieurs niveaux, en comparant entre le modèle souris SAS (hypoxie intermittente) et le modèle transgénique Alzheimer: 1) sur la connexion entre l'hippocampe et le cortex préfrontal, 2) sur les lésions cérébrales potentiellement induites par l’hypoxie intermittente, 3) si l'hypoxie intermittente est associée à la sénescence cérébrale (vieillissement), étude de l'effet du traitement contre la sénescence pour un éventuel effet contrecarrant l'effet délétère de l'hypoxie intermittente sur le cerveau.

Bénéfices attendus

D’un point de vue fondamental, ces études cherchent à préciser le fonctionnement cérébral (échanges d’information entre 2 régions importantes du cerveau, touchées dans la maladie d'alzheimer mais aussi dans le SAS). Leur réalisation sur le modèle murin des apnées du sommeil par l’hypoxie intermittente a pour but de mieux comprendre les mécanismes sous-jacents des déficits cognitifs induits par l’hypoxie intermittente et de comparer avec les lésions cérébrales dans le modèle de la maladie d’Alzheimer. De plus ces études apporteront une évaluation originale de l’effet additif de l’hypoxie intermittente sur la pathologie Alzheimer. A long terme, à défaut d'avoir à l'heure actuelle un traitement guérissant la maladie d'Alzheimer, le projet permettra d'avoir des résultats sur le plan biologique avant de se prononcer sur l'effet potentiel thérapeutique/préventif du traitement des apnées du sommeil pour prévenir/ralentir le développement de la maladie d'Alzheimer.

Procédures

Au total 728 souris seront analysées dont: - sur 192 souris: intervention chirurgicale sous anesthésie générale et antalgique (électrodes implantés dans le cerveau pendant 2-3h), et après un temps de récupération après la chirurgie de 2 semaines, les souris vont être exposées soit à l'hypoxie soit à la normoxie pendant 6 semaines et enregistrement de l'activité cérébrale sur l'animal vigil dans les 10 jour suivants; (par exemple chez l'Homme, des enregistrements intracérébraux sont également réalisés chez certains patients avec une épilepsie grave). - 392 souris: après exposition soit à l'hypoxie soit à la normoxie pendant 6 semaines, réalisation d'un test de mémoire puis prélèvement cérébral après euthanasie pour analyser les différentes lésions du cerveau. - et si l'hypoxie entraine une sénescence cellulaire (« vieillissement »), 144 souris : traitement d'un produit sénolytique (contre la sénescence) pendant l'exposition soit à l'hypoxie soit à la normoxie pendant 6 semaines, réalisation d'un test de mémoire puis prélèvement cérébral après euthanasie pour analyser les lésions cérébrales.

Impact sur les animaux

perte de poids transitoire en début d'hypoxie intermittente (procédure 1); douleur, stress, angoisse lors de la chirurgie (procédure 2) et de la perfusion intracardiaque (procédure 5) ; restrictions alimentaires pour le conditionnement du comportement, (procédure 2) ; la douleur des injections intrapéritonéales pour le EDu (procédure 4) ; les contentions répétées pour le gavage (procédure 6) Ces effets indésirables seront remédiés par l'anesthésie et les antlagiques avant et après l'intervention

Devenir

Sur 536 animaux, nous réaliserons l'étape finale expérimentale pour prélever leur cerveau, permettant de l'analyser et rechercher les différentes lésions cérébrales. Les 192 autres animaux, après l'enregistrement de leur activité cérébrale pendant la réalisation d'un test de mémoire, seront euthanasiés de façon réglementaire.

Remplacement

La compréhension de la logique des échanges d’informations au niveau du cerveau entre 2 régions (l’hippocampe et le cortex préfrontal) ne peut faire l’objet de recherches que sur un animal entier, non anesthésié, dans un état de vigilance et des conditions comportementales précises (enregistrement de leur activité cérébrale pendant la réalisation d'un test de mémoire,). L’analyse des lésions cérébrales pour corréler avec les données électrophysiologiques ne peut faire l’objet de recherches que sur un animal entier. Compte tenu de l'analyse à plusieurs échelles (lésions cérébrales et impact sur le test du comportement), de façon intégrative, une méthode de remplacement n'est pas envisageable.

Réduction

Le développement de méthodes de traitement des signaux très sophistiquées ainsi que l’analyse statistique multivariables des résultats ont permis de réduire au maximum le nombre d’animaux nécessaires à la réalisation de ces études.

Raffinement

L’anesthésie générale lors de la mise en place des électrodes, la sédation rapide et profonde avec un euthanasiant (avec un analgésique) pour l’étude d’immunohistochimie/perfusion intracardiaque, l’utilisation d’analgésie adéquate pour chaque procédure, la procédure d’euthanasie dans une pièce dédiée à cet objectif, l’enrichissement du milieu (coton maison en carton, baton à ronger etc), ainsi qu’une procédure quotidienne d’observation et d’examen, sont les pratiques expérimentales destinées à réduire au maximum la douleur, la souffrance et l’angoisse des animaux utilisés dans ce projet. Les animaux sont regroupés par 5 (sauf pour la procédure 2, dérogation de l'hébergement décrite dans la procédure) dans des cages contenant un lit de litière, des morceaux de coton pour la nidification ainsi qu’une maison en carton qui leur permet à la fois de s’y cacher et de faire leur dent. Les animaux provenant de l’extérieur sont placés dans ces cages et ne sont manipulés au minima une semaine après leur arrivée (respect d'une semaine d'acclimatation) , afin de faciliter au mieux l’acclimatation à leur nouvel environnement. Pour chaque procédure, seront considérés comme points limites : 1. Tout dérèglement physiologique aboutissant à une incapacité prolongée ou irréversible à se nourrir ou à boire 2. Modification du comportement caractéristique d'une douleur intense, une détresse ou une souffrance (absence de locomotion, pelage hérissé et/ou terne, prostration, dos vouté) 3. Anomalies pouvant entrainer une douleur intense, une détresse ou une souffrance : perte de poids supérieure ou égale à 20% du poids initial de l'animal, plaies et ulcères, tumeurs, fractures... 4.La pesée des animaux se fera de façon hebdomadaire, et renforcée en post opératoire aiguë avec une augmentation de la fréquence des pesées /48h pendant la 1ère semaine post op »

Choix des espèces

L’immense majorité des études portant sur ce sujet est réalisée chez le rongeur, notamment chez la souris du fait de la possibilité de développer des modèles génétiquement modifiés (modèle de maladie d’Alzheimer qui sera comparé avec les résultats des souris non transgéniques dites WT, en hypoxie intermittente). En effet les souris transgéniques portant la mutation humaine de la maladie d'Alzheimer permet de reproduire des lésions cérébrales semblables à la maladie d'Alzheimer et un trouble de la mémoire. Ces lésions cérébrale se développent progressivement dans le modèle transgénique que nous allons étudier. De plus, il ets également important de travailler l'effet de l'âge/vieillissement, car un des facteurs de risque de la maladie d'Alzheimer est l'âge. Enfin, il ets important de connaitre si l'impact de l'hypoxie intermittente varie en fonction du stade de la vie, ainsi que l'effet potentiel du traitement sénolytique. C'est pourquoi nous avons besoin d'étudier sur plueurs groupes d'âge les animaux. Au début de l’expérimentation (procédure 1) les animaux seront âgés de 1.5 mois, de 10.5 mois et de 20,5 mois respectivement, pour que les expériences 1 à 6 citées dans le projet soient réalisées chez des souris mâles de 3 mois, 12 mois et 22 mois, pour comparer entre le profil électrophysiologique induit par le modèle Alzheimer et celui induit par l’hypoxie intermittente. D’après les études publiées sur ces souris transgéniques Alzheimer et les données publiées chez le modèle hypoxie intermittente, dans la très grande majorité des cas des souris C57BL6 âgés

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    • Système cardiaque
Souris : 204
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204 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance sévère. Elles subissent deux chirurgies, dont une thoracotomie avec intubation, pour provoquer un infarctus du myocarde et étudier le rôle d'un récepteur au froid dans l'effet de l'hypothermie thérapeutique. Le porteur décrit une couverture analgésique morphinique et un suivi post-opératoire par grille de score. Il affirme devoir prouver l'implication de ce récepteur "sur organisme vivant" après des années d'études in vitro.

Objectifs

L'infarctus du myocarde reste encore aujourd'hui l'une des principales causes de décès dans le monde. Une meilleure compréhension des mécanismes mis en jeux au cours de l'infarctus ou des stratégies validées de cardioprotection reste donc nécessaire. Plusieurs données de la littérature démontrent en particulier un effet bénéfice de l'hypothermie thérapeutique (HT) dans certains contextes d'ischémie-reperfusion (I/R). Ce bénéfice a notamment été mis en évidence chez un modèle murin d'arrêt cardiaque développé au sein du laboratoire (diminution de la mortalité notamment) Décrypter l’intégration complexe des mécanismes médiés par l’hypothermie dans le contexte de l’I/R est nécessaire pour améliorer rationnellement les protocoles d’hypothermie thérapeutique en clinique. Parmi les récepteurs sensibles aux variations de température, le principal récepteur au froid est le canal appelé « TRPM8 » (Transient receptor potential cation channel subfamily M (melastatin) member 8). L'objectif du projet est de décrypter le rôle de TRPM8 dans l'effet cardioprotecteur de l'hypothermie thérapeutique, dans le cadre de l'ischémie-reperfusion cardiaque. Ce mécanisme offre comme perspective le développement d’agents pharmacologiques régulant l’activité des récepteurs au froid pour potentialiser ou restaurer l’effet protecteur du froid sur les lésions de reperfusion dans le cas d’un syndrome métabolique. A terme, l'objectif sera de développer une stratégie thérapeutique mimant ou améliorant l'effet protecteur de l'hypothermie thérapeutique. En effet, la procédure d'hypothermie thérapeutique est compliquée à mettre en place chez l'Homme et ne peut être initiée que tardivement dans la prise en charge des patients (car réalisable uniquement en structure hospitalière) Le projet impliquera 204 animaux maximum

Bénéfices attendus

En conclusion de ce projet, nous espérons obtenir une température cible pour notre HT. Cette température servira pour nos futurs protocoles liés à l’étude de la HT. Nous devrions observer une diminution de la taille d’infarctus, et/ou une potentielle diminution de la mortalité. Ce projet nous permettra également de valider l’implication du canal TRPM8 dans le bénéfice de la procédure HT. Cette implication nous permettra de travailler sur des substituts pharmacologiques mimant l’effet de la HT, facilitant ainsi la prise en charge thérapeutique des patients (la procédure d'hypothermie thérapeutique est compliquée à mettre en place chez l'Homme et ne peut être initiée que tardivement dans la prise en charge des patients).

Procédures

Les souris seront soumises à deux procédures chirurgicales, d’une durée totale respective de 90min puis 15min (sous anesthésie générale), espacées de 24H.

Impact sur les animaux

La procédure chirurgicale d’ischémie-reperfusion cardiaque (modèle d’infarctus du myocarde), implique une thoracotomie sous anesthésie générale profonde et couverture analgésique adaptée, avec intubation de l’animal. Il s’agit d’une technique maîtrisée au laboratoire depuis plusieurs années. Les soins (analgésie, enrichissement) et le suivi post-opératoires (surveillance post-opératoire, points limites) associés ont ainsi été optimisés.

Devenir

Les animaux sont mis à mort pour permettre l’analyse de la taille d’infarctus (prélèvement cardiaque).

Remplacement

Le canal TRPM8 a été étudié in-vitro depuis de nombreuses années, notamment au laboratoire. Ces études ont permis d’établir le potentiel de TRPM8 comme cible thérapeutique. Nous devons désormais prouver l’implication de ce canal dans l’hypothermie thérapeutique suite à un infarctus du myocarde, dans une étude physiologique sur organisme vivant.

Réduction

Les effectifs ont été déterminés au plus juste pour permettre l’obtention de résultats analysables statistiquement. Dans un objectif de réduction, seuls des animaux mâles seront utilisés pour la procédure 1 « pilote ». Le choix de recourir à des animaux C57bl/6J provenant d’un fournisseur (et non de notre élevage) permet ainsi de ne pas faire naître inutilement des animaux (femelle ou génotype inadapté) via notre élevage. Les résultats obtenus dans la procédure 1 (pilote) pour les températures sélectionnées seront directement intégrés à la procédure 2 afin de diminuer le nombre d’animaux nécessaire dans la procédure 2. Afin d’utiliser au mieux les animaux issus de l’élevage des lignées dans la procédure 2 (et éviter la mise à mort d’animaux non utilisables dans le projet), les expériences porteront sur les mâles et les femelles (pour un effectif total de 84 animaux). Ainsi, ce n’est que si un effet genre est observé sur ces premiers résultats, que les effectifs devront être adaptés (doublés) pour conserver une exploitation statistique fiable des résultats en séparant l’effet mesuré sur les mâles et celui mesuré sur les femelles. Le projet impliquera donc au maximum 204 animaux : 48 pour la procédure 1 puis 156 pour la procédure 2.

Raffinement

La chirurgie est réalisée sous anesthésie profonde (fixe), et couverture analgésique (morphinique et anesthésique local pour les abords) maintenue si besoin jusqu’à la mise à mort de l’animal (morphinique administré toutes les 6-8h selon la fiche d’observation/score). Au réveil, les animaux sont hydratés (300μL de sérum physiologique en sous-cutané) et placés en couveuse chauffées, où ils bénéficient d’eau sous forme gélifiée, et de nourriture de consistance molle, directement dans la litière, en plus du biberon et de la nourriture standard. Des capsules d’eau gélifiée enrichie en glucose et vitamines sont également disponibles si besoin. Un suivi du réveil est assuré à l’aide d’un « scoring » de symptômes, principalement respiratoires, comportementaux et morphologique, établi à deux temps post-opératoires clefs, dans le but d’intervenir de manière rapide et efficace, le cas échéant en concertation avec le chef de projet et/ou le vétérinaire référent.

Choix des espèces

La physiologie de la souris étant « proche » de celle de l’Homme nous avons choisi de réaliser l’ensemble de nos expériences chez cette espèce animale. Au sein de notre laboratoire et dans la communauté scientifique, la souche C57Bl/6 est largement utilisée pour les maladies cardiovasculaires, ce qui supporte notre choix (les animaux transgéniques utilisés dans ce projet sont sur fond C57bl/6J). De plus, le choix de ce modèle nous permet justement le recours à des modèles génétiquement modifié (animaux invalidés pour le gène du récepteur au froid TRPM8) Nous utiliserons des souris adultes, âgées de 7 à 20 semaines. Des souris plus jeunes ne présentent pas d’intérêt thérapeutique associé. Les souris plus âgées augmentent le risque de décès et de complications post-opératoires.

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    • Système nerveux
Souris : 80
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80 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Une lésion cérébrale est provoquée par injection de 6-OHDA pour modéliser la maladie de Parkinson, puis les souris subissent quatorze tests de douleur, dont le test de von Frey, l'immersion de la queue, la plaque chaude et le test à la formaline. Le porteur précise que la douleur liée au modèle "ne peut être soulagée car c'est l'objectif de l'étude". Il affirme que la caractérisation de la douleur nécessite une observation comportementale possible seulement sur "animal vivant et vigile".

Objectifs

La maladie de Parkinson est caractérisée par une perte progressive des neurones dopaminergiques de la substance noire compacte. Cette maladie est classiquement associée à des symptômes moteurs, cependant il est maintenant reconnu que de nombreux symptômes non moteurs, incluant la douleur, sont très communs. Les symptômes douloureux peuvent être observés chez environ 85 % des patients Parkinsoniens. Le seuil de douleur est également altéré chez les patients Parkinsoniens, présentant ou non des symptômes de douleur. Ces douleurs sont négativement associées avec la qualité de vie des patients. Ces symptômes de douleurs sont donc un souci majeur dans la prise en charge de la maladie. Les douleurs associées à la maladie de Parkinson suggèrent que les circuits cérébraux permettant de percevoir et traiter les informations douloureuses pourraient être dysfonctionnels. Cependant, la cible ou les cibles de ces dysfonctionnement douloureux ne sont pour l’heure pas encore connues dans le cadre de la maladie de Parkinson. Notre objectif est d’étudier en utilisant des approches lésionnelles et comportementales si une structure cérébrale, le striatum joue un rôle dans ces dysfonctionnements douloureux. Nous proposons donc ici une expérience préliminaire permettant caractériser les altérations des réponses nociceptives observées, chez la souris, dans un modèle classique de la maladie de parkinson : l’injection de 6- hydroxydopamine (6-OHDA) dans le striatum. Ces injections permettent à la fois de détruire les terminaisons dopaminergiques dans le striatum ainsi que les corps cellulaires des neurones dopaminergiques à l’origine de ces projections dans la substance noire compacte. Ces injections seront réalisées de façon unilatérale chez des souris mâles et femelles C57BL/6j et des groupes contrôles pseudo opéré y seront associés.

Bénéfices attendus

Le but de ce projet est de caractériser un modèle murin (valide chez les mâles et les femelles) de la maladie de parkinson, bien caractérisé sur les symptômes moteurs mais où les altérations des seuils nociceptifs ne sont pas connues. Or des symptômes douloureux bien caractérisés pourraient être prédictifs dans l’évolution de la maladie chez l’Homme. Cela nous permettra également par la suite d'étudier les structures ou réseaux du système nerveux central à la base de ces altérations et de potentiellement révéler de nouvelles cibles thérapeutiques pour traiter les douleurs spécifiquement chez le patient parkinsonien. Cette avancée pourrait permettre de révéler de nouvelles cibles thérapeutiques, potentiellement différentes chez le mâle et la femelle.

Procédures

Les animaux subiront une chirurgie stéréotaxique lésionnelle d'une durée d'1h30 environ. Les animaux développeront des douleurs suite à la modélisation de la maladie de Parkinson. Avant la chirurgie à J1 les animaux auront un test de von Frey, à J2 le test d’immersion de la queue, à J4 un deuxième test de von Frey et à J5 un deuxième test d’immersion de la queue. 15J après la chirurgie, à J1 les animaux auront un test de von Frey, à J2 un test de la plaque chaude, à J3 un tail pressure test, à J4 le test du plantar, à J5 le test de l’acétone, à J9 un test de von Frey, à J10 un test de la plaque chaude incrémentée, à J11 le test d’immersion de la queue, à J12 le rotarod et à J13 le test de la formaline.

Impact sur les animaux

La présence de douleur liée à la modélisation de la maladie de Parkinson qui ne peut être soulagée car c'est l'objectif de l'étude. Les lésions dopaminergiques peuvent entrainer une perte de poids d'environ 5% attendue. Ces animaux vont développer des œdèmes inflammatoires (test de la formaline) nécessaires à l'expérimentation qui seront suivis et mesurés quotidiennement (taille de l'œdème, présence d'un érythème, d'une plaie ouverte ou d'une nécrose). Cet œdème sera d’environ 1 cm de diamètre et diminue dans les premières 24h après l’injection pour disparaître complètement 3 jours après maximum. Les animaux subiront des tests comportementaux nociceptifs au nombre de 14 au total (4 tests avant la chirurgie pour l'obtention de valeurs de base, puis 1 test par jour pendant 5 jours et cela 2 semaines).

Devenir

Tous les animaux seront mis à mort par perfusion intracardiaque à l'issue de la procédure 2.

Remplacement

Au vu de notre thématique d’étude, il nous est malheureusement impossible de remplacer notre modèle in vivo par un modèle in vitro ou in sillico. En effet, la caractérisation de la douleur dans la maladie de parkinson nécessite une observation comportementale, uniquement possible chez l’animal vivant et vigile.

Réduction

Les expériences seront réalisées avec la volonté de réduire autant que faire se peut le nombre d’animaux par condition expérimentale, mais toujours dans l’optique d’obtenir le maximum d’information scientifique par test. Un calcul statistique « power analysis » a été réalisé pour définir un nombre d’animaux nécessaire afin d’obtenir des résultats valides au plan statistique (multiple ANOVA) : ce nombre est de 10 animaux par groupe au minimum. Afin de garantir un nombre minimum de 10 animaux par groupe (nombre nécessaire donné par notre calcul statistique de power analyse qui a été réalisé sur la base de nos connaissances techniques et des études antérieures), il est nécessaire d’utiliser un nombre maximum de 20 animaux au total par groupe. En effet, la possibilité d’une mauvaise localisation de la lésion (25% d’erreur environ) et la variabilité comportementale interindividuelle, nous oblige à prévoir un nombre d’animaux 2 fois supérieur à celui attendu au final. La mise au point des sites d’injection a déjà été réalisé sur des études antérieures. Toujours dans l’idée de diminuer au maximum le nombre d’animaux utilisés la procédure expérimentale détaillée ci-après fera partie d’un enchainement et utilisera les mêmes animaux, ce qui en réduira grandement l’effectif.

Raffinement

Les animaux sont hébergés en animalerie dont la température, l’humidité et le cycle jour/nuit sont contrôlés, nourriture et boisson sont disponibles ad libitum. Ils seront hébergés en cohorte de 4 ou 5 individus pour respecter leurs besoins sociaux. Des carrés de coton seront placés dans la cage pour favoriser la nidation, et des barreaux de bois à ronger pour limiter les comportements d’agressivité. Nous travaillerons en cycle jour/nuit (lumière allumée de 8h à 20h). Les animaux seront observés tous les jours et leur comportement sera suivi afin de déceler tout signe d’inconfort ou de stress. Durant les chirurgies des méthodes d’anesthésie et d’analgésie sont systématiquement utilisées. Les signes de mal-être suivants seront recherchés : perte de poids, blessure ou plaie ouverte, dégradation de l'état du pelage, dos arqué. En cas de signes de souffrance de l’animal, des soins (désinfection, suture de plaie), une administration d’antalgique ou d’anti-inflammatoire, une séparation (blessures entre congénères) seront réalisés après concertation avec le vétérinaire, la Structure chargée du Bien-Etre des Animaux (SBEA) et/ou le personnel zootechnique de l’institut. Enfin, des points limites sont mis en place pour l’ensemble des procédures expérimentales. Si de nouvelles approches moins stressantes ou douloureuses pour l’animal venaient à être mises au point après le début de ce projet, une concertation avec la SBEA de l’institut pourra être réalisée afin d’intégrer ces nouvelles pratiques dans nos procédures.

Choix des espèces

Le modèle lésionnel de maladie de Parkinson utilisé dans cette étude a été caractérisé et validé pharmacologiquement chez la souris. De plus, pour de futures études, de nombreuses lignées de souris transgéniques existent et sont disponibles ce qui nous permettra de répondre de façon précise la question des mécanismes physiopathologiques impliqués dans cette comorbidité maladie de Parkinson/douleur. Etant donné que l’étude de comportements nécessite des systèmes neurobiologiques totalement matures, des animaux adultes seront utilisés (début des procédures à 6 semaines, poids supérieur à 20g).

  • Recherche fondamentale
    • Système nerveux
Souris : 1080
Souffrances
▲ 540
▲ -
▲ 540
▲ -
Devenir
 -
 -
 -
 1080

1080 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, la moitié opérée sous anesthésie sans réveil. Elles subissent des chirurgies cérébrales avec injections virales, implantation d'optrodes et de lentilles pour l'optogénétique et l'imagerie, pour caractériser un type d'interneurones du cortex préfrontal et de l'amygdale. Le porteur déclare "aucun" impact ou effet indésirable attendu, alors que le projet repose sur des chirurgies intracérébrales répétées. Il affirme qu'il n'existe "pas de méthode alternative", les cultures cellulaires ne contenant pas les connexions neuronales étudiées.

Objectifs

La mise en œuvre de ce protocole vise à la compréhension de l’anatomie et des fonctions des cellules axo-axoniques chez la souris. L'objectif principal de ce protocole est la caractérisation anatomique de ces circuits. Cet objectif sera atteint grâce à l'utilisation de diverses technologies de pointes que sont l’implantation de divers matériels intracérébraux : (1) injections virales intracérébrales pour création de modèles contrôlés par optogénétique, (2) implantation d’optrodes pour activation ou inhibition optogénétique et enregistrements électrophysiologiques et (3) implantation de lentilles pour imagerie intra-vitale. la compréhension de l'anatomie et de la fonction des ces interneurones inhibiteurs nous permettra à terme de mieux comprendre la balance excitation/inhibition au niveau du système nerveux central

Bénéfices attendus

Augmenter notre connaissance de l'anatomie et de la physiologie des cellules in hibitrices axo-axoniques du cortex préfrontal et de l'amygdale. Comprendre les mécanismes de dérégulation de la balance excitation/inhibition dans le système nerveux central.

Procédures

540 animaux seront soumis à une double chirurgie, (injection virale et implanatation de barres de fixation) dans le but de la réalisation de l'étape 3 de la procédure. Chaque chrrurgie dure moins de 30 min. 540 animaux seront soumis à une simple chirurgie, (injection virale) dans le but de la réalisation de l'étape 4 de la procédure. La chirurgie dure moins de 30 min.

Impact sur les animaux

Aucunes

Devenir

Tous les animaux utilisés dans cette procédure sont euthanasiés (1080)

Remplacement

Ce protocole nécessite l'utilisation d'animaux. En effet, la caractérisation anatomique et fonctionnelle des cellules axo-axoniques l'utilisation d'un cerveau intact chez l'animal vigile. Des méthodes in vivo telles que la culture cellulaire ou bien les coupes de cerveau ne contiennent pas les connexions neuronales qui sont le sujet de nos travaux. Il n'existe donc pas de méthode alternative.

Réduction

Le nombre d'animaux a été calculé par l'estimation de la variance observée avec ce type de données permettant d'atteindre une signification statistique. Ce nombre est donc de 30 souris par groupe, soit un total de 1080 souris pour la réalisation de ce protocole

Raffinement

Afin de réduire au minimum la souffrance des animaux, nous appliquons systématiquement un traitement antalgique avant et trois jours suivant les actes chirurgicaux qui sont réalisés sous anesthésie gazeuse. L’évaluation du poids de l’animal est effectuée de façon journalière à partir du moment où il est isolé en cage individuelle et rentre dans la phase expérimentale. Ces mesures ont lieu lors de la manipulation journalière des animaux en même temps que la vérification de l’état général de l’animal. Ces mesures sont consignées dans un cahier d’expériences prévu à cet effet. Pour identifier les dommages et contraintes subis par l’animal, nous avons définis des points limites au nombre de 5. Ces cinq aspects évalués au cours de nos expériences nous aident à déterminer un point final à l’expérimentation. Chaque critère est évalué de 0 à 3 et si un critère obtient le score maximal, ceci induit un arrêt immédiat de l’expérience.

Choix des espèces

La souris est un bon modèle pour les études anatomo-physiologiques. Son utilisation est généralisée dans le domaine des neurosciences et en particulier pour l’étude des circuits neuronaux. Les animaux seront utilisés entre 2 et 6 mois post natal.

  • Recherche fondamentale
    • Système gastrointestinal
    • Système immunitaire
    • Système nerveux
Souris : 780
Souffrances
▲ -
▲ 540
▲ 100
▲ 140
Devenir
 -
 -
 -
 780

780 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger à sévère, 140 relevant de la gravité sévère. Elles subissent l'insertion d'une bille de verre dans le côlon, des gavages, des injections de toxine diphtérique et l'induction d'une colite par le DSS, pour étudier le rôle de certains mastocytes dans la motilité intestinale. Le porteur indique que la colite provoque un stress et prévoit la mise à mort des souris perdant plus de 20 % de leur poids ou présentant des saignements abondants. Il qualifie le modèle murin d'"élément clé et incontournable" pour cette étude.

Objectifs

Des travaux ont récemement montré que l'intéraction entre les mastocytes MRGPRB2 de la peau et les neurones responsables de la douleur, les nocicepteurs, est à l'origine du dévelopemment d'une maladie allergique de la peau, la dermatite atopique . Une cartographie précise et exaustive des différentes niches dans lesquelles résident les mastocytes MRGPRB2 a également permis de mettre en évidence que ces mastocytes MRGPRB2 se retrouvent au niveau des muscles lisses du tube digestif, en contact étroit avec les neurones du plexus myentérique. De plus, il a été montré que ces mastocytes régulent les contractions intestinales ex vivo. Les objectifs du projet seront donc : 1) De déterminer l'impact de ces mastocytes sur le transit intestinal in vivo dans des conditions physiologiques. 2) De déterminer les acteurs cellulaires et moléculaires du dialogue avec le système nerveux entérique et 3) D'étudier la dérégulation de ces intéractions dans le cadre d'inflammations intestinales.

Bénéfices attendus

Ce projet vise à 1) déterminer le rôle précis des mastocytes MRGPRB2 dans le phénomène de transit intestinal, 2) déterminer les acteurs moléculaires et cellulaires (autres que les mastocytes) impliqués dans la régulation du transit par les mastocytes MRGPRB2, et 3) déterminer si cet axe est impliqué dans le développement de maladies inflammatoires de l'intestin, qui sont souvent caractérisées par des troubles du transit. Sur un plan fondamental, ce projet permettra donc d'identifier un nouveaux rôle de "niche" des mastocytes MRGPRB2 associé au tube digestif en condition physiologique et physiopathologique. Sur un plan translationnel, il permettra d'établir si ces mastocytes MRGPRB2 peuvent représenter des cibles pharmacologiques intéresssantes pour moduler le transit intestinal.

Procédures

Les animaux ne seront soumis à aucune procédure chirurgicale, ni prélèvement sur animal vigile. - Sous anesthésie, certains seront soumis à une injection intraveineuse (envrion 20s par animal) et à l'insertion d'une bille de verre dans le colon (environ 20s par animal) - Certains seront soumis à un gavage intragastrique necessitant une contention de l'animal classique qui sera effectuée par une personne ayant l'habitude de cette expérience (environ 10s par animal). -Certains seront soumis à des injections de toxine diphtériques par voie intraperitonéale qui seront effectuées par une personne ayant l'habitude de cette manipulation (environ 10s par animal). Ce projet regroupe donc 4 interventions différentes qui prendront chacune en moyenne 10 à 20s.

Impact sur les animaux

- Nous avons l'habitude de travailler avec les souris mutantes utilisées (MRGPRB2-cre; IDTR, MRGPRB2-cre; IDTA,Sash,TAC1 déficientes,MRGPRB2 mutantes,MRGPRB2 cre-TPH1 floxed) qui ne présentent pas de défaut de comportement, de déficiences immunitaire profondes ou de létalité à l'état basal. Nous pourrions révéler des défauts de motilité, mais c'est l'objet du présent projet. -L'injection des AAVs ne cause pas d'inflammation chez la souris. -Les protocoles utilisés pour évaluer les temps de transit sont peu invasifs (gavage ou introduction d'une bille de la taille d'un feces dans le colon) et seront conduits par des personnes expérimentées. La manipulation pouvant cependant générer un stress pour les souris, elles seront dès que possible anesthésiées à l'isoflurane pour minimiser leur stress pendant les procédures. -L'induction de l'inflammation par le DSS causera un stress chez l'animal. Celui ci sera cependant suivit quotidiennement pour évaluer son état général (mobilité, toilettage, sociabilité avec les autres animaux de la cage), son poids, ainsi que la consistance de ses féces et la présence de sang dans les selles. Si jamais un animal perd plus de 20% de son poids initial, présente un état général non satisfaisant (immobilité, abscence de toilettage, abscence d'intéractions), ou qu'il présente des saignements abondant dans les selles (nettement visible à l'oeil nu), il sera écarté de l'expérience et sacrifié pour minimiser ses souffrances.

Devenir

Les animaux seront sacrifiés à l'issue de chaque procédure pour analyser les intéractions entre les mastocytes et le système nerveux entérique. Une banque de tissus sera également constituée pour répondre aux questions scientifiques suivantes sans avoir à réutiliser des animaux, et sera mise à dispostion de la communauté scientifique sur demande aux porteurs du projet.

Remplacement

Ce projet vise à étudier l'effet des mastocytes MRGPRB2 situés dans le muscle le long du tube digestif sur la motilité intestinale en conditions physiologiques et physiopathologiques. Il n'existe pas à ce jour de modèle cellulaire satisfaisant qui puisse rendrent compte de la diversité des intéractions étudiées dans le contexte de ce projet. Devant la complexité de ces phénomènes, due notamment à l’implication de différents organes et types cellulaires, le recours aux modèles animaux est indispensable. De ce fait, les modèles de souris sont des éléments clés et incontournables pour étudier l'impact des mastocytes MRGPRB2 sur la motilité intestinale dans des condtions normales et dans le développement des maladies inflammatoires de l'intestin mimant les maladies humaines. Les expériences qui seront réalisées in vivo ont été conçues de façon à n’utiliser que le nombre strictement minimum de souris nécessaire à l’obtention de données validées statistiquement (nombres déterminés sur la base de la littérature et de l'expérience des porteurs du projet, pour des tests statistique de type Mann Whitney ou unpaired t-test pour la comparaison de deux moyennes, ou de type two-way ANOVA avec post test de type Bonferoni pour l'analyse de données à deux variables (suivi du poids au cours du temps pour le modèle de colite au DSS par exemple).

Réduction

Réduction du nombre d'animaux: L'expérience des porteurs du projet dans l'analyse de ces divers modèles et la présence des données préliminaires nous permet d'anticiper et d'optimiser le nombre d’animaux à analyser dans chaque modèle. Nous prévoyons d'utiliser 10 animaux contrôles versus 10 animaux malades . Ce nombre pourra éventuellement varier à la baisse en fonction des résultats expérimentaux obtenus avec chaque génotype analysé pour chacun des modèles étudiés. L'utilisation d'AAV nous permettra aussi de travailler sur des souris WT, et d'éviter la mise en place d'élevage de souris transgéniques ce qui réduira le nombre d'animaux produits. La première partie du projet nous permettra également de déterminer le test le plus robuste de transit intestinal dans nos conditions, et nous nous restreindrons à un seul test pour les deux parties suivantes du projet, ce qui diminuera le nombre d'animaux nécessaires. Enfin, le maximum de tissus d’intérêt sera récupéré sur chaque souris et stocké en vue de répondre à d’éventuelles questions scientifiques ultérieures, sans avoir à utiliser de nouvelles souris. De plus, une banque de tissus prélevés sur les différents modèles de souris utilisés au laboratoire sera constituée et mise à disposition de la communauté scientifique, dans le but d'éviter un emploi d'animaux redondant.

Raffinement

Lors de la mise en place des procédures expérimentales l’état clinique des animaux sera surveillé tous les jours. Nous analyserons les paramètres suivants : poids (prise du poids initial à l'arrivée des animaux puis suivi constant et régulier (au moins 2 fois par semaine) lors des pathologies, température (par thermomètre sonde rectale, à l'arrivée des souris et durant le développement des pathologies) , signes extérieurs de stress tels que le comportement, la prostration ou l’aspect du pelage (poils luisant ou bien collé et gras etc). Si lors d’une procédure expérimentale nous détectons une perte de poids équivalente à 20% du poids d’origine ou bien une perte de température corporelle de - 8°C (un critère courant de morbidité utilisé dans plusieurs modèles), les animaux seront euthanasiés.

Choix des espèces

La souris représente le modèle animal le plus utilisé pour étudier la physiopathologie des maladies humaines. En effet, l’élevage de souris est très productif (avec une variation possible en fonction des fonds génétiques étudiés) et nécessite peu de place. Les connaissances et avancées technologiques actuelles permettent de disposer de nombreux modèles sophistiqués. D’ailleurs, la majorité des animaux transgéniques nécessaires à la réalisation de ce projet sont uniquement disponible chez la souris et sous un fond C57BL/6 standardisé et bien contrôlé. Enfin, la physiologie des différents organes chez la souris présentent de nombreuses similarités avec celle des organes humains, ce qui permet l’induction de modèles pathologiques mimant les maladies humaines observées chez les patients. Pour la majorité des expériences, les animaux seront utilisés entre 8 et 16 semaines ce qui correspond à de jeunes adultes qui possèdent un système immunitaire bien développé et mature. Uniquement pour la procédure 1 (injection des AAV ), les animaux seront utilisés à 4 semaines, puis laissés au repos 4 autres semaines pour ensuite être utilisés dans les autres modèles expérimentaux entre 8 et 12 semaines.

  • Recherche fondamentale
    • Système immunitaire
Souris : 972
Souffrances
▲ -
▲ -
▲ 756
▲ 216
Devenir
 -
 -
 -
 972

972 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré à sévère, 216 relevant de la gravité sévère. Elles reçoivent des immunisations, des prélèvements sanguins répétés et, pour une partie, une irradiation aux rayons X avant greffe de moelle osseuse, pour étudier une molécule des lymphocytes B producteurs d'anticorps. Le porteur indique qu'aucune analgésie n'est prévue, au motif que les analgésiques créeraient un "biais expérimental" sur le système immunitaire. Il affirme qu'un "organisme vivant entier" est nécessaire pour reproduire les interactions de la réponse immunitaire.

Objectifs

Suite à une infection ou une vaccination, notre système immunitaire (ligne de défense de notre organisme contre les envahisseurs étrangers ou dangereux) met en place une réponse impliquant différentes cellules qui combattent l’infection et nous protègent contre une future exposition. Parmi ces acteurs cellulaires, les lymphocytes B jouent un rôle central dans cette réponse en reconnaissant les agents infectieux et en produisant des anticorps qui vont se fixer à ces agents et ainsi favoriser leur neutralisation et leur élimination. L’objectif de notre projet est d’étudier de façon précise le rôle d’une molécule particulière exprimée par les lymphocytes B à leur surface et décrite comme ayant un rôle dans la persistance de ces cellules productrices d’anticorps à longue terme.

Bénéfices attendus

L’objectif de ce projet est d’apporter de nouveaux éléments dans la compréhension de la biologie des lymphocytes B producteurs d’anticorps. Cette caractérisation fondamentale nous permettra à plus long terme de mieux comprendre les mécanismes de la réponse vaccinale afin de pouvoir l’améliorer chez les individus à risque (patients immunodéprimés ou atteints de cancer, population âgée, nourrissons).

Procédures

Afin de comprendre comment la molécule d’intérêt agit sur la qualité de la réponse immune (production d’anticorps, localisation et prolifération des lymphocytes B, producteurs d’anticorps), nous allons étudier la réponse vaccinale dans un modèle de souris génétiquement modifiées n’exprimant pas cette molécule. Les connaissances actuelles sur ce modèle murin ne montrent pas d’altération de leur bien-être. Toutes les souris seront soumises à un protocole d’immunisation. Cela consistera à injecter dans l’abdomen de souris éveillées une substance qui mimera l’effet d’une infection bactérienne. Cette injection non douloureuse sera soit unique soit répétée une fois à 28 jours d’intervalle. Afin de suivre la production d’anticorps, des prélèvements sanguins (au niveau de la joue, geste non douloureux réalisé sur souris éveillées) seront effectués au maximum cinq fois sur toute la durée (49 jours) de la procédure expérimentale. Le volume sanguin prélevé est faible et compatible avec une répétition espacée d’au moins 4 jours. La prolifération des lymphocytes B sera évaluée en administrant un produit permettant de quantifier ce phénomène (injection dans l’abdomen puis dans l’eau de boisson pendant 6 jours). Afin de déterminer si les défauts observés dans la réponse vaccinale sont dus à une anomalie des lymphocytes B producteurs d’anticorps, nous réaliserons des expériences consistant à créer des souris chimères. Pour cela des souris normales seront irradiées (étape non douloureuse permettant d’éliminer les cellules du système immunitaire réalisée par exposition à des rayonsX) avant de recevoir par injection intra-veineuse (injection sur souris éveillée dans la veine de la queue) des cellules obtenues à partir de la moelle osseuse de nos souris transgéniques. Les cellules injectées permettront de récréer un nouveau système immunitaire. La réponse vaccinale sera alors mesurée grâce à un protocole expérimental similaire à celui déjà décrit (injection intra-péritonéale suivi de prélèvements sanguins). La durée du protocole sera dans ce cas de 10 semaines (6 semaines pour la création des souris chimères et 4 semaines pour le protocole de vaccination). Enfin, nous injecterons par voie intra-veineuse (veine de la queue sur souris éveillée) des lymphocytes B producteurs d'anticorps, exprimant ou non la molécule d'intérêt afin de suivre leur devenir (prélèvement d'une goutte de sang 18, 36 et 48h après l'injection et dans les organes récupérés après l'euthanasie des animaux.

Impact sur les animaux

Dans le cas du protocole d’immunisation (injection dans l’abdomen de la souris), la douleur maximale ressentie sera le jour de l’immunisation et ne dépassera pas la douleur induite par la piqure. Dans le cas des procédures impliquant une irradiation des animaux préalablement à l’injection de cellules par voie intra-veineuse, un risque d’infection et de déshydratation pourraient apparaître. Cependant, les conditions d’hébergement des souris ainsi que leur suivi quotidien permettront de prévenir ce risque et d’agir dans un délai très court (compensation de la perte en eau par ajout d’une gelose hydratée notamment).

Devenir

Tous les animaux de ces procédures seront euthanasiés à l’issu de chaque procédure et les différents organes liés au système immunitaire seront prélevés pour analyse.

Remplacement

Les réponses du système immunitaire sont des processus complexes dépendants de nombreux types de cellules et de l’environnement dans lequel sont ces cellules. Aucune procédure de remplacement permettant d’éviter le recours à l’expérimentation animale n’est connue à ce jour. Il est donc nécessaire d’avoir un organisme vivant entier pour cette étude afin de reproduire in vivo toutes les interactions mises en place lors du processus de la réponse immunitaire suite à une infection.

Réduction

Grâce à une analyse statistique et à notre expertise sur ce type d’expériences, nous avons réduit le nombre de souris utilisés au minimum tout en s’assurant d’obtenir des résultats statistiquement significatifs. De plus, nous optimisons au maximum nos expériences pour réaliser le plus d'analyses possibles sur les cellules obtenues à partir d'un même animal (récupération dans une seule expérience d’un grand nombre d’organes du système immunitaire afin de réaliser le maximum d’analyse et de conserver des prélèvements pour des études ultérieures.)

Raffinement

Afin de réduire au minimum la douleur et la souffrance qui pourraient être ressenties par les souris, nous prévoyons la mise en place de différentes actions. Les souris seront hébergées dans un environnement enrichi (présence de papier kraft pour la création de nid et de buchette en bois à ronger). Un suivi quotidien (par les animaliers et/ou les expérimentateurs) des animaux est réalisé. Chaque semaine nous réaliserons un suivi clinique des animaux à l'aide d'une grille de score permettant de déterminer des points limites précoces qui conduiront à l'euthanasie des animaux. L'analgésie des souris n’est pas prévue. En effet, ces animaux étant utilisés pour des procédures visant à étudier le système immunitaire, les analgésiques créeraient un biais expérimental rendant les résultats inexploitables, de ce fait notre table de score est stricte pour éviter toute souffrance animale.

Choix des espèces

La souris a été choisie pour réaliser les expériences de ce projet. Ce modèle animal est pertinent dans notre étude, car il existe un modèle transgénique, n’exprimant pas la molécule dont nous souhaitons étudier le rôle, parfaitement décrit. La molécule murine présente une ressemblance très forte avec celle exprimée chez l’Homme, permettant de transposer facilement les résultats à l’espèce humaine. De plus nous avons une bonne connaissance des signes de souffrance chez la souris et la possibilité de les prendre en charge facilement et rapidement. Les souris utilisées dans le cadre de ce projet seront des souris adultes avec un système immunitaire totalement développé et fonctionnel.

  • Recherche fondamentale
    • Éthologie / comportement / biologie animale
    • Oncologie
    • Système endocrinien
    • Système urogénital
Souris : 270
Souffrances
▲ -
▲ 30
▲ 240
▲ -
Devenir
 -
 -
 -
 270

270 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger à modéré. Des mères sont exposées à un cocktail de bisphénol S, d'éthinylestradiol et de Round-Up pendant la gestation et la lactation, et une partie de leur descendance femelle subit une ovariectomie suivie de la pose d'implants d'œstradiol, pour mesurer l'effet de ces polluants sur le comportement et la reproduction. Le porteur indique que les chirurgies d'ovariectomie peuvent provoquer des douleurs viscérales, musculaires et cutanées. Il affirme que les études de neuroanatomie et de comportement ne sont "pas réalisables in vitro ni par modélisation".

Objectifs

Une partie de ce projet vise à identifier les impacts moléculaires, cellulaires et comportementaux de 3 polluants environnementaux : l'éthynilestradiol, le bisphénol S et le Round-Up. Si les analyses moléculaires et cellulaires sont possibles in vitro, l'évaluation de ces polluants sur la mise en place des réseaux neuroendocrines et le comportement implique nécessairement l'utilisation d'animaux. Il est décrit dans la littérature scientifique que certains polluants environnementaux peuvent avoir un impact sur les comportements sociaux et sexuels, sur la fertilité femelle et sur les réseaux neuro-gliaux associés. Nous souhaitons, dans le cadre de ce projet, évaluer l'impact de ces trois polluants (EE2, BPS, RU) en simple et triple exposition afin de mesurer l'effet cocktail suite à une exposition développementale, période de mise en place des réseaux neuro-gliaux contrôlant les comportements étudiés et la fertilité femelle.

Bénéfices attendus

Meilleure caractérisation des mécanismes d'action des perturbateurs endocriniens et de leur effet cocktail.

Procédures

Afin d'évaluer les effets developpementaux, les 30 mères seront exposées aux polluants environnementaux du milieu de la gestation jusqu'a J21 pendant la période de lactation (30 jours d'exposition). Un suivi des caractéristiques générales de la descendance (poids hebdomadaire), reproductives (ouverture vaginale entre J19 et J30) sera réalisé jusqu'à l'âge adulte. Une moitié des animaux sera utilisée pour tester leur comportement social et reproducteur. Les 60 femelles participant à ces tests (12 femelles pour 5 lots correspondant aux différentes conditions) qui necessite une ovariectomie suivie d'une pose d'implants d'oestradiol pour une durée d'un mois afin de palier aux variations des stéroïdes sexuels Différentes mesures des tractus reproducteurs seront réalisées sur l'ensemble des animaux qui seront euthanasiés par euthanasie gazeuse ou perfusion intra-cardiaque.

Impact sur les animaux

Les polluants environnementaux entrainent des perturbation de la fonction de reproduction et du comportement social. Les chirurgies pour les ovariectomies peuvent entrainer des douleurs viscérales, musculaires et cutanées.

Devenir

Après l'exposition aux polluants, tous les animaux seront utilisés pour un suivi des caractéristiques générales et reproductives. Une moitié des animaux (120) seront utilisés pour les tests de comportements qui necessitent une ovariectomie et une pose d'implants d'oestradiol pour les femelles y participant (60). Ces animaux subiront ensuite une euthanasie gazeuse. L'autre moitié des animaux (120) sera euthanasiée par perfusion intra-cardiaque pour des analyses de marqueurs par immunohistochimie au niveau cerebral. Les 30 femelles adultes reproducteurs seront euthanasiées en fin d'expérience. L'ensemble des animaux euthanasiés sera utilisé pour des mesures sur le tractus reproducteur.

Remplacement

Les études de neuroanatomie et de comportement ne sont pas réalisables in vitro ni par modélisation. Le projet a pour but d'explorer les réseaux neuro-gliaux, notamment en mesurant des paramètres cellulaires et les interactions entre neurones et cellules gliales, études uniquement réalisables sur animaux. Les comportements étudiés dans ce projet, comme tous comportements, ne s'expriment et se mesurent uniquement sur animal vigile. Il n'existe pas de système alternatif à ces études.

Réduction

Le nombre d'animaux a été réduit au maximum tout en permettant d'observer des effets statistiques éventuels sur la base de notre expérience préalable.

Raffinement

Les animaux seront élevés en groupes sociaux avec un nid cartonné et du matériel (carton) pour creuser. Un enrichissement acoustique est également disponible. Le poids des animaux sera suivi de façon hebdomadaire. En cas de perte de poids supérieure à 15%, de blessure, de prostration ou de repli social, le responsable du bien-être animal est informé directement afin de traiter l'animal (analgésiques et/ou antiseptiques en cas de plaie, ajout de nourriture appétente, isolement de temps de la récupération). Si le traitement ne fonctionne pas, l'euthanasie par dislocation cervicale ou par CO2 sera décidée par les responsables du projet pour éviter des souffrances inutiles.

Choix des espèces

La souris est un modèle expérimental largement admis pour les études de comportements. De plus, la neuroanatomie chez cette espèce est très bien connue. Enfin, ce projet concerne la toxicologie expérimentale, le modèle souris est privilégié dans les études de toxicologie. L'âge des animaux utilisés sera de 10 semaines. Ceci correspond à un âge dit adulte où les comportements sociaux et sexuels sont établis et le développement des réseaux neuro-gliaux est complet.

  • Recherche appliquée
    • Troubles gastrointestinaux
  • Recherche fondamentale
    • Système gastrointestinal
Souris : 280
Souffrances
▲ -
▲ -
▲ 280
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Devenir
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 -
 280

280 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Elles subissent l'ablation chirurgicale des deux tiers du foie et des injections, pour étudier le contrôle de la division des hépatocytes en lien avec le cancer du foie. Le porteur indique que la laparotomie peut provoquer une gêne et une légère douleur, et prévoit une mise à mort anticipée en cas d'atteinte des points limites. Il affirme que le modèle murin est le "seul modèle préclinique" permettant d'invalider ou d'induire des gènes de façon tissu-spécifique.

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 mieux comprendre le développement de ce cancer. Des études récentes ont montré que le développement du CHC était intimement lié à un contexte d’altérations au niveau génétique, métabolique et inflammatoire, qui favorise un remaniement du cycle de division de l’hépatocyte. 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. Ce projet nécessitera 280 souris et sera mené pour une durée de 2 ans.

Bénéfices attendus

Les résultats de ce projet nous permettront de définir le rôle de RhoA, DNAM-1 et LECT2, dans le contrôle prolifératif des hépatocytes, mais aussi dans la compréhension des mécanismes sous-jacents assurant l'intégrité génomique dans le foie, mécanismes faisant défaut au cours de l'hépatocarcinogenèse humaine. Ces 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

Dans le cadre de ce projet de recherche, une injection intra-péritonéale (une fois, à 6 semaines de vie) sera réalisée sur animal vigile (112 animaux). Par ailleurs, une hépatectomie partielle des 2/3 du foie (chirurgie) sera effectuée sur animal anesthésié (280 animaux). Enfin, une injection intra-péritonéale (une fois, à 8-10 semaines de vie) sera réalisée sur animal vigile (280 animaux).

Impact sur les animaux

Du fait de la laparotomie nécessaire à la chirurgie du foie, les animaux pourraient resssentir soit une gêne au niveau de la zone chirurgicale (présence de sutures/agrafes) ou bien une légère douleur de par l'acte chirurgical. Par ailleurs, l’injection intrapéritonéale pourrait entrainer un certain inconfort, limité dans le temps (passage de l’aiguille au travers de la peau et du péritoine).

Devenir

Des prélèvements et analyses sont nécessaires post-mortem et cela implique donc l’euthanasie (par une méthode réglemantaire) de l’ensemble des animaux (280).

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 mécanismes moléculaires conduisant au CHC.

Réduction

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. Pour cette étude, nous estimons que 280 souris seront nécessaires.

Raffinement

Les animaux provenant de l’extérieur seront stabulés une semaine au sein de l’animalerie. 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 (hépatectomie partielle) sera précédée d’une anesthésie générale et d'une prise d'antalgique pré/post opératoire. 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 la réalisation de ce projet, l'utilisation d'animaux vivants est indispensable pour déterminer les mécanismes moléculaires conduisant au CHC. Nous avons choisi la souris, car en plus de partager plus de 90% de gènes communs avec l’homme, il existe pour cette espèce des modèles génétiquement altérés pertinents pour l'étude. Les souris utilisées pour ce projet de recherche sont de jeunes adultes (6 à 10 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.

  • Recherche fondamentale
    • Oncologie
Souris : 100
Souffrances
▲ -
▲ -
▲ 100
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Devenir
 -
 -
 -
 100

100 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Souris immunodéprimées porteuses d'une tumeur humaine, elles reçoivent une chimiothérapie par gavage pendant quatorze jours puis de l'iode-131 radioactif, pour tester une combinaison anticancéreuse. Le porteur précise que l'étude est menée comme une "prestation de services" pour le compte d'une entreprise biopharmaceutique. Il affirme qu'une étude in vitro "ne peut représenter la complexité du vivant".

Objectifs

Cette étude est menée dans le cadre de prestations de services contractualisées pour le compte d’une entreprise biopharmaceutique spécialisée dans la recherche et le développement de nouveaux outils thérapeutiques et de diagnostic. Elle s’intéresse à l’évaluation in vivo d’une approche thérapeutique multimodale combinant des agents anti-cancéreux (chimiothérapie) avec de la thérapie interne par radio-isotopes dans le traitement du cancer.

Bénéfices attendus

Les bénéfices attendus sont de montrer l'intéret de la combinaison de la chimiothérapie avec une radiothérapie interne à l'iode-131 dans le traitement du cancer.

Procédures

Les animaux recevront une administration par gavage de chimiothérapie pendant 14j consécutifs. Ils recevront également une administration par gavage ou par injection intraveineuse d'iode-131 (1 seule fois ou 2 fois à une semaine d'intervalle)

Impact sur les animaux

Des effets indésirables de la chimiothérapie couplée ou non à l'administration d'iode-131 ne sont à pas exclure. La surveillance quotidienne des animaux permettre de réagir rapidement dès l'appartition de signes cliniques avec une prise en charge médicamenteuse ou une mise à mort de l'animal en cas d'atteinte des points limites définis.

Devenir

A l'issue du projet, tous les animaux seront mis à mort par surdosage d'anesthésie gazeuse puis dislocation cervicale en vue d'analyses ex vivo.

Remplacement

La validation de nouvelles thérapeutiques requiert la détermination de paramètres pharmacocinétiques des molécules candidates sur des modèles animaux adaptés. En effet, la physiologie globale de l’individu entre en jeu et une étude ex vivo ou in vitro ne peut représenter la complexité du vivant.

Réduction

Le nombre d’animaux utilisés a été rationalisé à partir de l'expérience du laboratoire sur l'analyse desparamètres d'intérêt. Ainsi, le nombre d'animaux nécessaire est réduit au maximum en sélectionnant uniquement les expérimentations essentielles. Le nombre d'animaux a été calculé afin de garantir une valeur statistique à l'étude menée.

Raffinement

Un enrichissement des cages d’hébergement sera assuré par l'ajout de briquettes de bois. Pour legavage des animaux, ceux-ci seront habitués à la contention par l'expérimentateur avant le début des procédures. Par ailleurs, les animaux seront suivis de façon quotidienne à l’aide de feuille de score de façon à détecter tout signe d’inconfort et de permettre une action rapide en cas d'atteinte des points limites établis.

Choix des espèces

La validation de nouvelles cibles thérapeutiques requiert la détermination de paramètres pharmacocinétiques des molécules candidates sur des modèles animaux adaptés. En effet, la physiologie globale de l’individu entre en jeu et une étude ex vivo ou in vitro ne peut représenter la complexité du vivant. L'implantation d'une tumeur humaine chez l'animal est possible uniquement chez des individus immunodéprimés. Ainsi la souris immunodéprimée est préférée pour cette étude. Les souris utilisées sont des immunodéficientes adultes de 4-6 semaines d’environ 25 grammes qui sont adaptées à la croissance des tumeurs.

  • Recherche appliquée
    • Troubles immunitaires
  • Recherche fondamentale
    • Système immunitaire
Souris : 72
Souffrances
▲ -
▲ 54
▲ 18
▲ -
Devenir
 -
 -
 -
 72

72 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger à modéré. Porteuses d'une mutation induisant un lupus, elles sont gavées quotidiennement jusqu'à huit semaines et subissent des prélèvements sanguins réguliers, pour tester la rapamycine sur ce modèle auto-immun. Le porteur décrit un phénotype "dommageable" avec protéinurie et survie réduite à environ sept mois, et prévoit la mise à mort des animaux atteignant un score de souffrance défini. Il affirme que la complexité du système immunitaire rend son étude "impossible" par des tests in vitro.

Objectifs

Notre système immunitaire nous protège constamment vis à vis des agressions des agents pathogènes comme les virus ou les bactéries. Cependant dans certaines situations rares, le système immunitaire se dérègle et se retourne contre l’organisme, c’est ce qu’on appelle l’auto-immunité. L’hyperactivité du système immunitaire dans le lupus a vraisemblablement pour origine de multiples facteurs, même si les causes exactes restent inconnues. Toutefois, lorsqu’au sein d’une famille, plusieurs membres sont atteints, nous pouvons suspecter qu’il existe une cause génétique. Grace aux nouvelles techniques de génétiques, il est possible d'identifier des mutations dans des gènes qui codent pour des protéines, éléments essentiels au bon fonctionnement de nos cellules y compris celles du système immunitaire. Ainsi, en explorant plusieurs familles avec un lupus, une mutation prédite pathogénique a été identifiée. Mais comment savoir si c’est bien uniquement cette mutation qui est responsable du développement de la maladie et non d’autres facteurs ? Un modèle murin porteur uniquement de cette mutation a été généré et développe plusieurs symptômes d’auto-immunité. La mutation de ce gène est donc bien responsable du développement de la maladie. De plus, cette mutation altére spécifiquement un type de cellule immunitaire, les lymphocytes B. Actuellement,ce modèle murin est utilisé afin de démontrer le rôle essentiel de la protéine codée par le gène identifié dans les lymphocytes B et pour comprendre comment la mutation de ce gène peut induire le lupus. Cette étude permettra de mieux comprendre un des mécanismes qui maintient le bon fonctionnement de notre système immunitaire. L'élevage de ses animaux est necessaire afin de les conserver et pour continuer à les étudier. De plus, les lymphocytes B de notre modèle ont une activation anormalement élevée de la voie mTOR. Cette voie est primordiale pour contrôler le métabolisme cellulaire. En effet, l’inhibition de cette voie avec la rapamycine, inhibiteur de mTOR, permet de réduire la prolifération des lymphocytes B. Ce projet se propose donc de tester in vivo la rapamycine chez ces souris porteuses de la mutation identifiée développant un phénotype auto-immun et d’observer si le traitement améliore les symptômes de nos animaux.

Bénéfices attendus

Le lupus systémique est une maladie rare dont les causes sont encore mal comprises. Ce projet aidera à comprendre l’implication de variants de la voie du BCR identifiés chez des patients avec un lupus dans le développement de la maladie et leurs rôles dans la pathogénèse du lupus. Les mécanismes altérés pourront être recherchés chez d’autres patients et ciblés par des interventions pharmacologiques.

Procédures

Les animaux seront gavés quotidiennement sur une période maximale de 8 semaines. Un prélevement sanguin sera réalisé toutes les 2 semaines.

Impact sur les animaux

Les animaux présentent un phénotype auto-immun, défini comme dommageable. Entre 3-5 mois, les souris ne présentent pas de phénotype particulier malgré la détection de signes biologiques auto-immun (présence d’auto-anticorps, signature interféron). A partir de 6 mois, elles ont une protéinurie dans les urines traduisant une inflammation des reins. La survie des souris est réduite à environ 7 mois. Pour la procédure de traitement in vivo à la rapamycine, les animaux vont devoir être gavées tous les jours sur une période conséquente (maximum 8 semaines) pouvant engendrée un stress chez l'animal.

Devenir

Les animaux seront mise à mort à la fin de la procédure afin d'étudier plus précicésement d'autres symptomes liés à l'auto-immunité (rein, rate, ganglion). Nous réaliserons également une analyse précise des lymphocytes B de ces souris afin d'étudier leur niveau de prolifération, activation après le traitement.

Remplacement

Nous avons déjà évalué in vitro qu'un traitement à la rapamycine permettait de baisser le niveau d'activation de la voie mTOR sur les lymphocytes B porteurs de la mutation et permettait de réduire également leurs proliférations. Toutefois, le système immunitaire est biologiquement très complexe faisant intervenir de multiples types cellulaires et une organisation spatiale qui rend impossible son étude dans des tests in vitro. La principale problématique est que l’on ne connaît pas l’ensemble des paramètres de ce système. Il est donc nécessaire d'avoir recours à un modèle animal pour étudier l'efficacité d'un traitement sur le developpement d'une maladie.

Réduction

Le nombre d'animaux utilisé a été choisi afin qu'ils soient le moins élevé possible mais pour que nous puissons toutefois avoir une force statistique suffisante afin de pouvoir répondre à notre hypothèse. . Considérant une variance hypothétique de 30%, un risque d’erreur de type I (alpha) de 0.05 ainsi qu’une puissance statistique (1- beta) de 0.9, le nombre minimal d'animaux nécessaire à l’observation d’une différence significative si elle existe est de 6 (calculé par epiR package version 0.9-030).

Raffinement

Pour ce projet, nous avons défini plusieurs points limites: - biologiques (présence d'autoanticorps, d'une signature interféron positive et d'une protéinurie sévère (supérieur à 300mg/dL)) - spécifique au modèle: Les souris présentent une survie réduite à partir de 6 mois. En conséquence, , les animaux n'iront pas jusqu'à cet âge durant ce projet. - Surveillance des animaux: Nous évaluerons l’état de bien-être ou de souffrance des animaux après chaque manipulation réalisée. Si les souris présentent ces signes (auto-anticorps, signature interféron et protéinurie élevé), les souris seront mises à mort. En parallèle, un scoring permettra d’évaluer l’état de bien-être de l’animal. Un score cumulé de 3 constitue un point limite et l’animal sera mis à mort si ce point est atteint. APPARENCE DE L'ANIMAL SCORE 0 = Normal SCORE 1 = Toilettage incomplet / Pelage terne / Dos arrondi SCORE 2 = Ecoulement nez/yeux / yeux mi-clos / Amaigrissement 20% par rapport au poids initial / Lésions sévères (automutilation...) COMPORTEMENT DE L'ANIMAL SCORE 0 = Normal SCORE 1 = Isolation du groupe / Vocalisation / Hyperactivité SCORE 2 = Prostration / Immobilité / Tremblements légers SCORE 3 = Tremblements/Dyspnée/Convulsions/Coma Si la souris est visiblement en souffrance (prostration, détresse respiratoire, perte de mobilité), elle sera mise à mort par dislocation cervicale. A la fin du protocole, l'ensemble des animaux sera mis à mort. Chaque protocole se terminera par la mise à mort des souris impliquées.

Choix des espèces

Le système immunitaire est biologiquement très complexe, faisant intervenir de multiples types cellulaires et une organisation spatiale qui rend impossible son étude par des tests in vitro exclusivement. La principale problématique étant que l'on ne connait pas l'ensemble des paramètres du système. De plus, l'ensemble de notre projet porte sur l'utilisation de souris transgéniques, ayant les mêmes mutations que celles rtrouvées chez les patients. Nous avons choisi d'utiliser comme modèle la souris car elle présente plusieurs avantages notamment en immunologie. Le developpement de nombreux outils de génétique (connaissance et exploitation des génomes, génération de mutants...) a permis de faciliter la génération de nouveaux modèles et offre la possibilité de travailler sur un modèle où les connaissances sur le système immunitaire sont déjà bien définies. Nous proposons de traiter les animaux à partir de 4 mois, lorsqu’ils présentent des signes biologiques relatif à l’auto-immunité (auto-anticorps, signature interféron) mais n’ont pas encore de protéinurie positive dans les urines (relatif à une dégradation des reins). Les souris présentant une survie réduite à partir de 6 mois, la procédure s'arretera à cet âge là.