Oncologie

315 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, chacune recevant des injections de tamoxifène dans la cavité abdominale dès l'âge de dix jours. Le porteur indique que ces injections précoces peuvent provoquer une douleur légère à modérée, un stress lié à la contention, et des effets sur le développement postnatal, la maturation hormonale et le métabolisme du foie. La mise à mort sert à découper le cervelet en coupes pour y mesurer l'activité cérébrale. Les cibles thérapeutiques évoquées pour l'Alzheimer et l'épilepsie restent au conditionnel, l'objet immédiat étant de cartographier les signaux calciques d'un type de cellule gliale, les astrocytes de Fañanas.

Objectifs

Nous cherchons à mieux comprendre le rôle de certaines cellules du cervelet, appelées astrocytes de Fañanas. Nous allons observer comment elles réagissent et communiquent avec leur environnement, en particulier avec les vaisseaux sanguins. Pour cela, nous utiliserons des souris et des techniques d’imagerie pour suivre leurs signaux en temps réel. Nous veillerons à limiter l’utilisation d’animaux autant que possible et à respecter les règles éthiques en vigueur.

Bénéfices attendus

Le projet vise à mieux comprendre le rôle des cellules de Fañanas dans le cervelet, leur régulation des signaux calciques et leurs interactions avec d’autres cellules. En visualisant les dynamiques calciques, nous pouvons cartographier comment les informations sont traitées au niveau cellulaire. Nous utiliserons des techniques d’immunofluorescence pour localiser ces cellules. La recherche pourrait identifier de nouvelles cibles thérapeutiques pour des maladies comme l’Alzheimer et l’épilepsie. L’utilisation de capteurs génétiques et de techniques d’imagerie avancées favorisera le développement de nouvelles technologies et l’amélioration des protocoles expérimentaux.

Procédures

Les souris seront soumises à des injections intrapéritonéales. L'intervention dure en moyenne 1 minute, les animaux seront habitués à la contention avant l'injection.

Impact sur les animaux

1.Injections intrapéritonéales Les injections intrapéritonéales de tamoxifène, réalisées à P10, peuvent induire une douleur légère à modérée et un stress transitoire liés à la contention physique et à la pénétration de l’aiguille dans la cavité abdominale. 2.Effets pharmacologiques du tamoxifène Le tamoxifène, en tant que modulateur sélectif des récepteurs aux œstrogènes, peut provoquer des effets systémiques modérés sur le développement postnatal, la maturation hormonale et le métabolisme hépatique. Bien que transitoires, ces effets doivent être considérés comme potentiellement perturbateurs de l’homéostasie de l’animal, en particulier lors d’une administration précoce. 3. Manipulations répétées Les manipulations nécessaires aux injections et aux prélèvements, bien que de courte durée, peuvent induire un stress comportemental modéré en cas de répétition. Ce stress est lié à la contention, au changement d’environnement et à l’exposition répétée à des stimuli humains, susceptibles de perturber transitoirement les comportements exploratoires ou alimentaires.

Devenir

Les souris seront mises à mort afin de permettre la réalisation de mesures de l’activité cérébrale sur des coupes de cervelet.

Remplacement

Bien que notre étude nécessite l'utilisation de modèles animaux en raison de la complexité des interactions biologiques des cellules de Fañanas à examiner, nous explorons constamment des alternatives pour remplacer du les expérimentations animales là où c'est possible. En effet, il est impossible dans notre cas de faire de la culture cellulaire car les Fañanas ne pousseraient pas. Les mini-cerveaux (organoïdes) sont suffisamment développés pour permettre l’imagerie dans le cervelet, mais ne sont pas encore adaptés à la mesure des courants électriques, ni au developpement des cellules de fananas Cependant nous suivons de près les développements dans les technologies de cultures de cervelet, qui pourraient un jour nous l'esperons offrir des moyens viables de simuler plus précisément les systèmes biologiques complexes sans recourir à l'utilisation d'animaux vivants.

Réduction

Nous nous engageons à réduire au maximum le nombre d'animaux utilisés. Cela est réalisé par une planification rigoureuse des expériences pour garantir que chaque animal contribue de manière significative aux résultats Avant de commencer les expériences, nous avons réalisé des analyses statistiques approfondies pour déterminer le nombre minimal d'animaux nécessaire pour obtenir des résultats fiables, notamment a l'aide de nombreux articles avec des résultats probants après leurs manipulations d'electrophysiologies. Nous minimiserons le nombre d’animaux utilisés grâce à une planification rigoureuse et à des techniques de pointe telles que l’imagerie fluorescente en temps réel tout en mesurant le courant, permettant de recueillir des données multiples à partir d’un seul sujet, réduisant ainsi le besoin de répétitions.

Raffinement

Notre projet met en œuvre des méthodes visant à raffiner les techniques expérimentales pour minimiser la douleur et la détresse chez les animaux de laboratoire. Cela inclut l'utilisation d'analgésiques et d'anesthésiques pour toutes les procédures potentiellement douloureuses. De plus, nous avons optimisé les protocoles d'injection et les conditions d'hebergement pour garantir le confort des animaux, en réduisant le stress environnemental et social. Les interventions sont effectuées par du personnel hautement qualifié et formé spécifiquement pour manipuler délicatement les animaux afin de minimiser leur angoisse.

Choix des espèces

Les souris sont des modèles essentiels pour étudier les fonctions neurologiques en raison de leur grande similitude génétique avec les humains (95% des gènes partagés). En effet, l’organisation des cellules de Fañanas est équivalentes à ce que l’on trouve chez l’homme. Les souris peuvent être facilement manipulées génétiquement pour des études ciblées. De plus, leur cycle de vie court et leur anatomie bien documentée facilitent les recherches et les comparaisons précises. Par ailleurs, nous utilisons les souris entre 25 et 35 jours. Au-delà de cette période, la disparition des interneurones peut influencer et biaiser les résultats concernant la communication cellulaire.

Mises à mort à l'issue de leur période d'analyse pour prélever dépôts adipeux, foie, muscles, pancréas, cœur et reins, 60 souris ne sont réutilisées dans aucune autre cohorte. Elles subissent des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré : tatouage des phalanges et biopsie d'oreille pour le génotypage, cinq gavages quotidiens pouvant irriter l'œsophage, six injections, sept prélèvements de sang à la queue en état vigile, une chirurgie de trente minutes dont le texte admet qu'elle entraîne rarement la mort, et jusqu'à cinq heures d'hébergement à 6 °C, seules, avec des isolements pouvant durer sept heures. L'objet du projet est de comprendre comment la graisse brune produit de la chaleur, piste envisagée contre l'obésité et le diabète de type 2. Le porteur écrit disposer de lignées cellulaires qui permettront de remplacer les animaux pour produire des adipocytes bruns modifiés, et affirme dans le même temps que les échanges entre le cœur et les organes métaboliques ne peuvent pas s'étudier en culture.

Objectifs

L’obésité est une maladie chronique, évolutive et multifactorielle, qui représente la cinquième cause de mortalité mondiale et se caractérise par un excès de poids causé par un excès de tissu adipeux. Ce dernier est composé de cellules adipeuses (adipocytes) dont il existe plusieurs types. On distingue ainsi le tissu adipeux blanc et le tissu adipeux brun ; le premier ayant plutôt un rôle de réserve d’énergie et le deuxième ayant plutôt un rôle de production de chaleur. Ce rôle thermogénique du tissu adipeux brun est consommateur de calories et pourrait être une piste intéressante dans le traitement de l’obésité. L’objectif principal de ce projet est de comprendre et identifier de nouveaux mécanismes et systèmes de régulation de l’activité thermogénique des adipocytes bruns/beiges dans un organisme complexe tel que le modèle murin.

Bénéfices attendus

Une forte prévalence (ou activité) de tissu adipeux brun (TAB) diminue fortement l’incidence des maladies cardiométaboliques comme le diabète de type 2 (DT2). Un enjeu majeur vise à comprendre les mécanismes de régulation du TAB et son rôle dans la gestion des flux de nutriments comme le glucose. Ces recherches pourraient mener à des pistes thérapeutiques potentielles dans le traitement des complications de l’obésité comme le DT2. Ce projet devrait nous apporter des connaissances théoriques nouvelles sur la biologie du TAB et pourrait nous permettre d’identifier de nouvelles cibles et stratégies de prise en charge de l’obésité et du DT2.

Procédures

Les animaux seront tatoués aux phalanges avec biopsie d’oreille pour génotypage. Ils seront soumis à des gavages une fois par jour pendant une semaine, soit 5 gavages au total (10 secondes/gavage). Ils recevront 6 injections au total (10 secondes/injection) et 7 prélèvements sanguins sur animal vigile à l'extrémité de la queue n'excédant pas 2 minutes consécutives. Ils seront aussi soumis à une chirurgie de 30 minutes une fois au cours de leur vie, un hébergements au froid (6°C) de 5 heures maximum et des isolements temporaires (maximum 7 heures).

Impact sur les animaux

Les manipulations génétiques envisagées ne devraient pas s’accompagner de souffrance animale particulières dans des conditions d’hébergement standard. Les animaux subiront divers stress, notamment des chirurgies surveillées avec gestion de la douleur et des expositions au froid en cages individuelles avec surveillance de la température corporelle. Effets indésirables potentiels liés aux expérimentations : - Stress et légère douleur lors du tatouage et biopsie d’oreille. - Inconfort lors des pesées (durée inférieure à 1 minute). - Inconfort et/ou stress lié au gavage et à la contention (durée inférieure à 15s), 1 fois/jour sur 5 jours, pouvant causer des irritations oesophagiennes. - Inconfort et/ou légère douleur lors des prélèvements sanguins à l’extrémité de la queue. - Inconfort, légères douleurs et rarement la mortalité (inférieure à 10%) lors des chirurgies sous anesthésie gazeuse et analgésie locale et centrale. - Stress, inconfort et douleur lors des expositions au froid (5 heures) avec isolement, jusqu'à 7 heures.

Devenir

Les animaux seront mis à mort en fin de procédure pour récolter des tissus suite à une stimulation thermique et/ou un traitement pharmacologique. Pour toute cohorte de ce projet, les animaux ne seront pas ré-utilisés. Ils seront mis à mort à l'issue de leur période d'analyse, ceci dans le but de prélever tous les tissus d'intérêt à ce projet, notamment les différents dépôts adipeux de l'organisme, mais aussi le foie, les muscles, le pancréas, le cœur et les reins.

Remplacement

Une partie importante de ce projet réside dans l’étude approfondie des mécanismes permettant à certaines protéines et/ou substrats énergétiques de réguler la thermogenèse des animaux. Des études de biochimie et de biologie cellulaire peuvent être réalisées sur des lignées cellulaires établies récemment dans notre laboratoire. Ces cellules peuvent subir des modifications du génome, ce qui permettra de remplacer l’utilisation de modèles animaux pour générer des adipocytes bruns dont l’expression des protéines est modifiée. Par ailleurs, nous utilisons déjà des modèles cellulaires développés au laboratoire dans le but de réduire l’utilisation de modèles animaux. Cependant, les régulations physiologiques et communications endocrines entre le cœur et les organes métaboliques clés comme le tissu adipeux brun (TAB) ne peuvent pas être étudiées dans des cultures 2D ou 3D. Le tissu adipeux brun est composé de plusieurs autres types cellulaires différents des adipocytes bruns et en lien avec les autres organes pour le maintien de l’homéostasie métabolique de l’organisme considéré. C’est pourquoi l’utilisation de procédures d’expérimentation sur le modèle murin sont nécessaires. Aucun autre modèle n’est susceptible d’apporter les réponses aux questions posées. Les modèles murins décrits dans ce projet s’inscrivent dans un niveau préclinique préalable à un éventuel transfert à visée thérapeutique chez l’Homme. Nous utiliserons dans toute la mesure du possible les banques de données accessibles en ligne. Celles-ci permettront d’acquérir des informations sur la régulation de nos protéines d’intérêt sans avoir à reproduire certaines données déjà accessibles.

Réduction

En raison d’une hétérogénéité interindividuelle significative des paramètres physiologiques étudiés, les différentes procédures de phénotypage métabolique nécessiteront d’utiliser 15 animaux contrôles (femelles) et 15 animaux génétiquement modifiés (femelles) par cohorte expérimentale en moyenne. Ce nombre est le nombre minimal permettant d’obtenir des résultats robustes basés sur une puissance statistique suffisante et permettant de réduire le nombre de cohortes dans une même condition expérimentale , et ce en tenant compte de potentiels animaux non répondeurs ou « outliers ». Prenant en compte la plus petite différence biologique interprétable que nous pourrions avoir lors de nos procédures, ainsi que le fait que des études statistiques sont probantes à partir d'un nombre suffisant. Nous avons estimé que pour établir une différence éventuelle entre nos groupes il est nécessaire d'avoir au minimum 15 individus (tenant en compte les non répondeurs éventuels et les pertes possibles lors de la chirurgie), soit 15 femelles contrôles et 15 femelles génétiquement modifiées par cohorte. L'usage de 2 cohortes par procédure est justifié par l'éthique scientifique qui permet d'établir qu'un résultat est vrai quand il a été répété à plusieurs reprises dans les mêmes conditions expérimentales sur des lots différents.

Raffinement

Afin de maintenir le bien-être animal, les souris seront observées quotidiennement par les zootechniciens, ce qui permettra de déceler très rapidement toute souffrance. Un suivi du poids régulier (hebdomadaire) viendra compléter ces observations. Les souris seront placées, au maximum par 5, dans des cages comprenant des enrichissements (feuille d’essuiemains, bâtonnet de bois, bandes de papier KRAFT = sizzle-nest). Les animaux ne seront pas isolés, à l’exception des 5 jours post-chirurgie, ils resteront malgré tout en contact visuel et olfactif avec leurs congénères. La classe de gravité de la procédure utilisée dans ce projet est modérée et n’est pas répertoriée comme engendrant des pertes d’animaux. Les chirurgies seront réalisées sous anesthésie avec un traitement analgésique et des plaques chauffantes. Lors de la modification de la température d'hébergment (6°C), des contrôles tels que surveillance accrue ou prises de températures seront effectués afin de vérifier le bon état de santé des animaux.

Choix des espèces

La souris, mammifère proche de l'Homme, est le modèle animal expérimental le plus étudié dans la littérature notamment pour les études physiologiques et métaboliques, ce qui permet de meilleures comparaisons et une certaine pertinence des résultats. Cette pertinence est améliorée par l’humanisation des modèles murins au niveau génétique et environnemental, ce dont nous tenons compte de par l’utilisation de diverses températures d’hébergement. Nous étudions l’importance des protéines impliquées dans la régulation de la thermogenèse par les adipocytes bruns. A travers l’utilisation du modèle souris, nous pouvons travailler sur des modèles génétiquement modifiés qui présentent une invalidation pour le/les gène(s) d’intérêts ou des modifications géniques similaires à celles retrouvées chez des patients. Les souris débuteront la procédure entre 6 et 10 semaines correspondant au début de l'âge adulte, une période où l'organisme est mature tout en étant encore jeune. À ce stade, la délétion génique est stable, ce qui garantit la fiabilité des analyses phénotypiques et fonctionnelles.

560 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Elles sont irradiées puis greffées avec de la moelle osseuse modifiée, laissées plusieurs mois, avant huit à vingt-quatre semaines de régime enrichi en graisses, en cholestérol et en sucre destiné à provoquer obésité, résistance à l'insuline, maladie du foie et athérosclérose. Suivent des mises à jeun, cinq microprélèvements de sang à la queue par test, des tests de tolérance au glucose et aux lipides sur animal vigile, et pour une partie une échographie cardiaque sous anesthésie. Les retombées annoncées se limitent à envisager un lipide comme marqueur de risque et à identifier de nouvelles cibles thérapeutiques, quand l'obésité provoquée, elle, est immédiate. Le porteur affirme que le dialogue entre organes ne peut pas s'étudier en culture cellulaire et que le projet ne s'envisage qu'à l'échelle de l'"organisme entier".

Objectifs

Les maladies métaboliques telles que l’obésité sont caractérisées par des désordres touchant le métabolisme énergétique, et notamment des lipides. Elles sont fréquemment associées à des complications cardiaques et vasculaires. L’accumulation de lipides dans la paroi des artères est une conséquence fréquente qui peut conduire à des accidents vasculaires comme la crise cardiaque. Elle est associée à d’autres troubles comme l’obésité, le diabète, le cholestérol ou la maladie du foie gras. Ces maladies touchent plusieurs organes et doivent être étudiées de façon globale afin de mieux comprendre les mécanismes impliqués. Parmi les mécanismes suggérés dans la littérature scientifique, une modification de certaines cellules immunitaires pourrait avoir un rôle important. Parmi ces éléments, un lipide essentiel pourrait être crucial. Cependant, le mécanisme d’action n’est pas compris pour le moment. Nous souhaitons donc dans ce projet bloquer la production de ce lipide essentiel uniquement dans les cellules immunitaires identifiées comme importantes afin d’identifier les mécanismes que ce lipide contrôle, notamment dans la progression des troubles qui sont associés à l’obésité.

Bénéfices attendus

Ce projet permettra de mettre en évidence les mécanismes associés à l’émergence des maladies liées à l’obésité et aux troubles métaboliques qui en découlent tels que l’athérosclérose ou l’insulino-résistance, et plus particulièrement d’identifier un lipide clé des macrophages dans ce processus. Cette étude nous permettra de comprendre l’importance de la dérégulation de l’homéostasie lipidique des macrophages dans le développement des maladies cardiométaboliques et d’explorer les dialogues inter-cellulaire et inter-organes. L’ensemble de ces données permettra d’envisager ce lipide comme un marqueur pertinent, et ainsi d’identifier et de stratifier des populations humaines potentiellement à risque et finalement d’identifier de nouvelles cibles thérapeutiques.

Procédures

Les animaux impliqués dans ce projet seront soumis à une greffe de moelle osseuse qui implique une irradiation préalable (moins de 15 min) et une injection de cellules de moelle modifiées, sous anesthésie (5 min). Après plusieurs mois de repos pour que la greffe ait bien prise, les souris seront mises en présence d’un régime riche en graisses et en sucre pour une durée de 8-24 semaines. Avant et après régime, sur les souris vigiles nous évaluerons la masse grasse ce qui nécessite une courte contention (moins de 5 min), et elles seront testées par un faible prélèvement de sang sous anesthésie. A la suite du régime riche en graisse, les souris seront mises à jeun et rapidement évaluées sur le plan métabolique (moins de 2 h). Les réponses des souris à une ingestion de sucre ou de graisse seront alors évaluées grâce à de très faibles prélèvements de sang à la queue (5) sur de courtes périodes (moins de 2h). De même, la réponse des souris à l’insuline, afin d’estimer un potentiel diabète, sera réalisé selon la même procédure (2h). Afin que les évaluations soient fiables, les animaux seront vigiles et libres de leurs mouvements. De même, les évaluations seront distribuées équitablement afin d’éviter toute fatigue. Le comportement des animaux sera mesuré sur plusieurs jours grâce à des cages munies de divers capteurs. Enfin, une partie des animaux sera évaluée sur le fonctionnement du cœur par une échographie et un électrocardiogramme. Ceci sera réalisé sous anesthésie afin de garantir l’immobilité des souris et la qualité des images sans stresser l’animal. Les souris seront ensuite anesthésiées avant une euthanasie, afin de permettre les prélèvements de sang et d’organes nécessaires pour réaliser les analyses poussées requises pour ce projet.

Impact sur les animaux

Les souris seront exposées à des régimes riches en graisses, en cholestérol, et en sucre pendant plusieurs semaines (8 à 24) afin d’induire une obésité et de provoquer les désordres métaboliques qui lui sont associée : altération du métabolisme lipidique, insulino-résistance, maladies du foie non alcoolique, troubles du rythme, athérosclérose, troubles du rythme cardiaque…. Ces régimes pourraient induire un inconfort et une difficulté de déplacement dus à l’obésité développée. L’injection de progéniteurs de moelle-osseuse aux souris pourrait induire une douleur de courte durée et un risque d’hématome ou d’hémorragie. De plus, les souris seront soumises à un phénotypage métabolique qui inclus un jeûne non-strict de quelques heures ce qui peut engendrer une sensation de faim chez l’animal. Les injections pour le test de sensibilité à l’insuline et l'administration de solution de glucose pour le test de tolérance au glucose et un le suivi de glycémie (ou lipides) associé avec des prélèvements sanguins de faible volume pourront induire un stress et une douleur légère de courte durée. L'administration de solution de glucose pour le test de tolérance au glucose ou de lipide pour le test de tolérance aux lipides pourrait induire des microlésions et des irritations.

Devenir

Les souris impliquées dans les expériences seront euthanasiées à la fin de la période de maintien prévue et les tissus récupérés. L’euthanasie est en effet requise afin de réaliser les dosages moléculaires et anatomiques fins pour répondre à la question (ou aux objectifs) scientifique de ce projet.

Remplacement

Le dialogue inter-organes (coeur-foie, foie-vaisseaux sanguins, foie-tissus adipeux …) impliqué dans les maladies cardio-métaboliques, et entre les différents types cellulaires (macrophages/hépatocytes ou adipocytes) au sein d’un organe, est particulièrement complexe et ne permet pas leurs études in vitro dans des cultures cellulaires. Ainsi l’impact induit par un régime peut être différent en fonction du tissu ou des cellules observées. D’autre part, l’altération de la fonction des cellules immunitaires dans un organe peut avoir un écho profond dans des organes plus distants. La réalisation du projet ne peut donc s’envisager qu’à l’échelle de l’organisme entier afin d’avoir une approche globale et intégrée des mécanismes impliqués

Réduction

Le projet impliquera 560 animaux au total. Des tests statistiques seront utilisés pour une interprétation fiable des résultats. Les études bibliographiques préalables ont permis de réduire le nombre d’évaluations à réaliser, et donc le nombre d’animaux requis. La composition et la durée du régime riche en graisse utilisé ici sera déterminée par les résultats d’une étude pilote en cours. Cette méthode nous permet ainsi d’assurer avec un faible nombre d’animaux le succès de ce projet et une utilisation rationnée et réduite au strict nécessaire.

Raffinement

Les conditions d’hébergement sont conformes à la réglementation. Les animaux sont hébergés avec leurs congénères (l’hébergement individuel ou à 30 degrés Celsius est limité au maximum) en portoirs ventilés avec un système d’abreuvement automatique et un accès ad libitum à la nourriture et l’eau. Le milieu est enrichi avec deux enrichissements minimum. Le projet a été mis au point afin de permettre une interprétation fiable des résultats dans le respect du bien-être animal. Les greffes et les explorations cardiaques seront réalisées sous anesthésie générale afin de limiter le stress des animaux. Les animaux seront vérifiés quotidiennement et un suivi régulier du poids sera effectué afin de s'assurer du bien-être des animaux. Pour faciliter l'alimentation, de la nourriture hydratée sera disposée au fond de la cage en cas de nécessité. Conformément à la réglementation, les actes techniques seront réalisés par du personnel formé et compétent pour respecter le bien-être animal et diminuer leur stress. Ainsi, la douleur et le stress sont limitées en apportant des soins adaptés ainsi qu’une surveillance attentive accompagnée de points limites suffisamment prédictifs et précoces.

Choix des espèces

La souris constitue le modèle privilégié pour l’étude des mécanismes impliqués dans la pathophysiologie des maladies métaboliques : la souris est le mammifère le moins évolué qui développe rapidement des maladies métaboliques similaires à l’Homme. L’analyse de l’athérosclérose requiert une modification du métabolisme lipidique et une altération de la communication inter-organes. Nous utiliserons une lignée de souris qui présente un métabolisme lipidique plus proche de ce que l’on peut observer chez l’Homme. Des souris âgées de 10 à 12 semaines, un âge auquel elles sont suffisamment matures pour supporter la transplantation, seront utilisées. Les régimes obésogènes seront mis en place à l'âge de 12 à 16 semaines, afin de laisser le temps aux souris de récupérer de leur transplantation.

Sept jours enfermées seules dans une cage calorimétrique, sans congénères et sans enrichissement : 2 160 souris vont être utilisées de cette façon, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Chacune reçoit un implant hormonal sous la peau lors d'une chirurgie d'une trentaine de minutes, puis des injections deux fois par semaine, une partie recevant en plus un régime gras pendant près de trois mois. Le déséquilibre hormonal ainsi provoqué doit reproduire un syndrome ovarien chronique et entraîne, selon le texte, prise de poids, résistance à l'insuline, anxiété accrue et agressivité perturbant la cohabitation. Les femelles utilisées ont 5 à 7 semaines, un stade prépubère retenu pour observer l'effet d'une perturbation hormonale prolongée sur le développement ovarien.

Objectifs

Certaines maladies chroniques touchant les ovaires peuvent entraîner des troubles hormonaux importants chez les femmes. Ces affections apparaissent souvent dès l’adolescence et peuvent évoluer au cours de la vie. Elles se manifestent notamment par des irrégularités menstruelles, une production excessive d’hormones masculines, une difficulté à ovuler ou à concevoir un enfant, ainsi que par la formation de petits kystes dans les ovaires. Ces troubles sont parfois associés à une prise de poids, à des problèmes de peau (acné), à une pilosité excessive ou à une chute de cheveux. Ils peuvent également augmenter le risque de développer d'autres maladies comme le diabète, l’hypertension ou certains troubles cardiovasculaires. L’origine de ces pathologies reste encore mal comprise, bien que des facteurs génétiques et liés au mode de vie soient probablement impliqués. Ces maladies peuvent aussi avoir un impact psychologique important, notamment en raison de l’infertilité ou de la modification de l’apparence physique. Notre projet vise à mieux comprendre les mécanismes biologiques qui contribuent à l’apparition et au maintien de ces troubles, afin d’explorer de nouvelles pistes thérapeutiques. Pour cela, nous utiliserons un modèle expérimental chez la souris, qui présente des caractéristiques proches de celles observées dans ces maladies. Nous testerons si l’activation ou la régulation de certains processus biologiques naturels permet de limiter les manifestations les plus marquantes de la maladie. L’objectif est d’identifier de nouvelles stratégies pour améliorer la santé et la qualité de vie des personnes concernées, en agissant à la source des déséquilibres hormonaux et métaboliques.

Bénéfices attendus

Ce projet vise à valider, au sein de plusieurs modèles expérimentaux, une nouvelle approche thérapeutique ciblant les déséquilibres biologiques impliqués dans une maladie hormonale chronique des ovaires. Cette affection fréquente chez les femmes en âge de procréer est souvent sous-diagnostiquée. Elle constitue l’une des principales causes de troubles de la fertilité, et elle s’accompagne fréquemment de complications métaboliques, cardiovasculaires et psychologiques, ayant un impact significatif sur la santé globale et la qualité de vie des personnes concernées. Le développement d’un traitement capable de corriger les dérèglements hormonaux et métaboliques associés à cette pathologie pourrait contribuer à améliorer la fonction reproductive, à prévenir les complications à long terme, et à limiter l’apparition de maladies associées. En améliorant la prise en charge globale, cette approche permettrait aussi de réduire les coûts médicaux et sociaux liés à ces troubles. À terme, cette stratégie pourrait déboucher sur des solutions thérapeutiques innovantes et mieux tolérées, destinées à améliorer durablement la santé des patientes.

Procédures

Toutes les souris seront soumises à une chirurgie sous anesthésie générale (environ 30 minutes), précédée et suivie d’une analgésie. Certaines souris recevront un régime alimentaire riche en graisses jusqu’à la fin de la procédure (durée du régime : 80 et 87 jours). Elles recevront des injections sur animaux vigiles, deux fois par semaine (quelques secondes). Certaines souris recevront également 4 à 5 injections d’une molécule supplémentaire (quelques secondes) sur animaux vigiles en 1 semaines ou en 4 semaines. La composition corporelle sera mesurée deux fois par une méthode non invasive, sans anesthésie (durée inférieure à 2 minutes). Elles seront également hébergées individuellement en cage (durée 7 jours) pour permettre de mesurer en continu des paramètres physiologiques tels que la consommation d’oxygène, la production de dioxyde de carbone, l’activité locomotrice.

Impact sur les animaux

Les souris recevront un implant hormonal sous-cutané destiné à reproduire les déséquilibres endocriniens caractéristiques de certaines maladies chroniques des ovaires. Cette intervention chirurgicale peut entraîner une réaction inflammatoire locale et un inconfort transitoire au site d’implantation. L’anesthésie générale utilisée peut provoquer une hypothermie, une dépression respiratoire, voire des troubles du réveil. Une mauvaise cicatrisation de la plaie, une dessiccation des tissus ou une gêne post-opératoire peuvent également survenir. Le déséquilibre hormonal induit peut entraîner une prise de poids, une résistance à l’insuline, des troubles glycémiques, une baisse de l’activité physique, une sécheresse cutanée, une modification du pelage, une anxiété accrue, ainsi qu’une augmentation de l’agressivité pouvant perturber la cohabitation des animaux. Une altération du comportement exploratoire est également observée dans certains cas. Certaines souris recevront des injections intrapéritonéales répétées, ce qui peut générer un stress lié à la contention, une douleur transitoire au point d’injection, ainsi qu’un risque d’irritation locale ou d’adhérences. Des infections, bien que rares, peuvent survenir aux sites d’injection ou de prélèvement. Les animaux seront également placés, pendant une semaine, en hébergement individuel dans des cages calorimétriques. Ce dispositif, indispensable à la mesure de paramètres métaboliques individuels, impose l’absence temporaire de cohabitation et d’enrichissement, ce qui peut induire un stress social et sensoriel. Le passage en cage calorimétrique ainsi que la manipulation répétée des animaux au cours du protocole peuvent également constituer des facteurs de stress supplémentaires.

Devenir

Tous les animaux du projet seront euthanasiés afin de prélever les différents organes pour analyses biochimiques, histologiques, métaboliques.

Remplacement

Le laboratoire réalise un grand nombre d’expérimentations pour lesquelles les animaux ont été remplacés par des méthodes alternatives. Ces approches incluent notamment l’utilisation de modèles in vitro et d’outils in silico, utilisés dans les phases exploratoires pour limiter le recours aux animaux. Cependant, l’avancée du projet nécessite la mise en place d’expériences, justifiées, qui impliquent de l’expérimentation animale. L’étude des déséquilibres hormonaux et métaboliques liés aux maladies chroniques des ovaires implique des interactions complexes entre systèmes endocrinien, ovarien, nerveux et immunitaire, qui ne peuvent être fidèlement reproduites dans des systèmes alternatifs. Aucun modèle in vitro ou in silico ne permet actuellement d’évaluer l’impact d’une modulation hormonale prolongée sur l’ensemble des fonctions métaboliques, comportementales et reproductives. Le modèle animal reste donc indispensable pour valider les effets des interventions thérapeutiques dans un organisme entier, dans des conditions mimant au plus près la physiopathologie humaine.

Réduction

Ce projet prévoit l’utilisation d’un maximum de 2160 souris. Afin de limiter le nombre d’animaux témoins, les expérimentations seront regroupées autant que possible. Plusieurs tissus seront prélevés et analysés par différentes approches biologiques afin d’exploiter pleinement les données obtenues. Ces échantillons seront également partagés avec des collaborateurs, ce qui contribuera à réduire le nombre total d’animaux nécessaires. La taille des effectifs a été déterminée à l’aide d’un calcul de puissance, permettant d’utiliser le nombre minimal d’animaux requis pour obtenir des résultats fiables. Des analyses statistiques seront effectuées pour interpréter correctement les effets observés et garantir la robustesse des conclusions.

Raffinement

Les conditions d’hébergement respecteront la réglementation en vigueur et seront optimisées en collaboration avec le personnel de l’animalerie afin d’assurer le bien-être des animaux. Les souris auront accès à la nourriture et à l’eau ad libitum, et leur environnement sera enrichi avec du coton de nidification pour favoriser leur confort et leur comportement naturel. Une surveillance rigoureuse et régulière sera mise en place pour identifier rapidement tout signe de mal-être, tel que des yeux mi-clos, une réduction de l’activité ou des comportements anormaux, permettant ainsi une intervention précoce si nécessaire. Des points limites spécifiques à chaque type d’expérience seront définis afin de minimiser toute douleur ou souffrance. Une perte de poids significative, une altération marquée de l’état général ou l’apparition de signes cliniques sévères (difficultés respiratoires, prostration) entraîneront une évaluation immédiate et, si nécessaire, l’arrêt de l’expérimentation pour l’animal concerné. Les réactions au site d’implantation et aux injections seront surveillées régulièrement afin de détecter précocement toute inflammation, infection ou complication locale. Des interventions seront prévues en cas de nécessité, incluant l’application d’antiseptiques ou l’administration d’analgésiques adaptés aux animaux présentant des signes de douleur. En cas de difficulté d’alimentation, un gel alimentaire sera ajouté directement dans la cage pour garantir un apport nutritionnel suffisant. L’ensemble du personnel impliqué dans ce projet est spécifiquement formé aux bonnes pratiques d’expérimentation animale et suit une formation continue afin d’assurer des manipulations sécurisées et respectueuses du bien-être animal. Toutes les interventions seront réalisées dans le strict souci de réduire l’inconfort des animaux, notamment grâce à l’utilisation d’anesthésie et d’analgésie adaptées ainsi que de lampes chauffantes pour limiter l’hypothermie post-anesthésique. Les femelles présentant des signes d’agressivité liés à l’hyperandrogénie seront placées en hébergement individuel pour éviter les blessures et le stress liés aux interactions sociales conflictuelles. Si nécessaire, des ajustements en temps réel seront apportés aux conditions d’hébergement et aux protocoles expérimentaux afin d’améliorer le bien-être des animaux tout en garantissant la rigueur scientifique du projet.

Choix des espèces

Le choix de la souris repose sur des considérations scientifiques et méthodologiques. La souris est un modèle bien établi, bénéficiant d’une expertise approfondie en élevage, en techniques expérimentales et en suivi vétérinaire. Le choix de la souris repose sur des critères scientifiques et pratiques. Il s’agit d’un modèle largement utilisé, pour lequel les connaissances en matière de manipulation, d’élevage et de suivi vétérinaire sont bien établies. Ce modèle permet de reproduire de manière fiable les manifestations cliniques observées dans certaines pathologies humaines, notamment en ce qui concerne les déséquilibres hormonaux, les troubles métaboliques et comportementaux. Les animaux utilisés dans ce projet présentent des caractéristiques compatibles avec l’étude des effets d’un déséquilibre hormonal prolongé. Ils sont viables, fertiles et ne présentent pas d’anomalies phénotypiques connues. Les expérimentations seront réalisées chez des femelles âgées de 5 à 7 semaines, correspondant à une période prépubère. Ce stade de développement est particulièrement pertinent pour étudier l’impact des perturbations hormonales sur le développement ovarien et les fonctions métaboliques à long terme.

240 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, chacune passant deux fois seize heures en cage métabolique individuelle, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Une partie reçoit cinq injections quotidiennes de diurétique en état vigile, d'autres subissent une chirurgie sous anesthésie pour la pose d'une minipompe délivrant une molécule en continu, les souris témoins étant elles aussi ouvertes puis suturées pour rester comparables. Le protocole associe un régime pauvre en sel et une eau enrichie en oxalate afin de provoquer une atteinte rénale par cristaux, l'objectif déclaré étant de comprendre une néphropathie mal connue chez les patients déshydratés. Les critères d'arrêt sont la prostration ou la perte de 10 % du poids initial. Sur les atteintes, le porteur affirme que les souris ne seront pas impactées par la déshydratation grâce à la brièveté du protocole, tout en indiquant que l'ajout d'une autre molécule pourrait induire une insuffisance rénale modérée.

Objectifs

Notre projet porte sur l’étude de l’absorption digestive de l’oxalate dans le côlon en situation de déshydratation. L’oxalate est une petite molécule éliminée dans l’urine, qui précipite avec le calcium urinaire, formant des cristaux d’oxalate de calcium dans les reins et pouvant entrainer une insuffisance rénale aigue liée à une néphropathie oxalique dite « cristalline ». L’hyperoxalurie peut être génétique (production accrue d’oxalate par le foie) ou dgestive (absorption accrue de l’oxalate dans le côlon. Cependant, certains patients développent des insuffisances rénales aigües avec précipitation d’oxalate de calcium dans des circonstances de déshydratation extracellulaire (dû à des vomissements et/ou diarrhées, diurétiques...) sans que l’on identifie de cause classique d’hyperoxalurie. Le transporteur « DRA » au niveau colique permet le transport du chlore et de l'oxalate. Notre but est de montrer, lors d'un état de déshydratation, une augmentation de stimulation de ce transporteur, induisant ainsi une augmentation de l’absorption digestive de l’oxalate et par conséquent une augmentation de l’oxalate urinaire. L’objectif est de comprendre la physiopathologie d’une néphropathie cristalline encore mal connue, probablement plus fréquente que supposé, et de mieux comprendre la physiopathologie de l’hyperoxalurie suite à une déplétion sodée importante. Cette étude permettra également de déterminer la mise en place des mesures préventives spécifiques lors des épisodes de déshydratation extracellulaire chez les patients atteints de syndrome de grêles court ou autres conditions à risque de néphropathie oxalique.

Bénéfices attendus

Ce projet aura un impact clinique important si nos hypothèses se confirment. La néphropathie oxalique est caractérisée par la précipitation de cristaux d’oxalate et de calcium dans les tubules rénaux. Cette néphropathie peut entraîner une insuffisance rénale terminale dans 50 pourcents des cas. Sa fréquence est non négligeable. Cette prévalence augmente drastiquement dans les groupes de patients à risque, notamment les situations de malabsorption, qui concernent jusqu'à 50 pourcents des diagnostics de néphropathie oxalique. Ce projet permettrait de confirmer la voie innovante d'un potentiel effet propre de la déplétion sodée sur l'augmentation de l'activité de transport digestif de l'oxalate, menant ainsi à une hyperoxalurie digestive, tout en se passant de la voie physiopathologique classique malabsorptive (sus-mentionnée). En effet, les patients atteints de diarrhée chronique avec malabsorption (comme dans les situations de syndrome de grêle court, de maladie de Crohn...) sont affectés par une hyperoxalurie massive qui conduit au développement d'une insuffisance rénale. Si cette oxalurie est liée en partie à l'effet de l'angiotensine 2, cela permettra de prendre en compte la part liée à la déshydratation dans l’apparition de cette néphropathie, et de prévenir davantage le déclin de la fonction rénale en adaptant les apports hydro-sodés chez ces patients.

Procédures

Une partie des souris seront sous régime alimentaire pauvre en sel ou enrichie en oxalate (eau de boisson) pendant 5 jours ou 14 jours. Toutes les souris seront exposées à 2 reprises à un recueil urinaire en cages métaboliques en état vigiles au cours de chacune des procédures (15 jours avant le traitement et jour 5 ou jour 14 après le premier traitement) sur une durée de 16h impliquant un hébergement individuel. Certaines souris auront également des injections quotidiennes d'un diurétique pendant toute la procédure (5j), soit 5 injections au total sur souris vigile (durée de l’acte moins de 5 secondes). D'autres souris seront également soumises à une procédure chirurgicale sous anesthésie permettant la mise en place d'une pompe osmotique délivrant en continu une molécule (la mise en place de la pompe dure environ 5 minutes). Enfin, à l’issue de la période de maintien, tous les animaux seront soumis à un unique prélèvement sanguin (durée de cet acte 1 minutes) sous anesthésie et analgésie qui sera suivi d’une euthanasie par une méthode réglementaire sans réveil de l’animal.

Impact sur les animaux

Les souris seront injectées en diurétique ou en diluant seul administré quotidiennement. L’exposition à une alimentation pauvre en sel ne devrait pas avoir d'impact majeur sur les animaux qui seront en déshydratation extracellulaire modérée. Les souris ne seront pas impactées par cette déshydratation modérée grâce à la durée courte du protocole. En revanche, l'ajout de petites doses d’une autre molécule associé à ce régime pourrait induire une insuffisance rénale modérée, qui ne devrait pas avoir de retentissement pour les animaux grâce à une surveillance adaptée (mesure du poids). Les changements de régimes pourraient induire un léger stress chez les souris qui sont néophobes (peur de la nouveauté). Les injections sont nécessaires pour la mise en place du modèle pourraient induire un stress lors de la contention et une douleur légère et de courte durée au site d’injection (piqure de l’aiguille). Dans l’un des modèles, des mini pompes seront installées sous anesthésie générale/analgésie pour délivrer des molécules en continu ce qui nécessite une petite incision et un point de suture. Comme pour toute chirurgie, il y a un risque de surinfection lié à la chirurgie (rare), elle peut induite des douleurs/irritations notamment au niveau de la suture, ou encore des complications liées à l'anesthésie (stress thermique, détresse respiratoire, arrêt cardio respiratoire). De même, les souris contrôles devront également être anesthésiées, ouvertes et suturées et recevront 2 injections d’une analgésie pour garantir le même traitement des souris et éviter un bais suite à la chirurgie et de l’injection. Le recueil d'urine en cage métabolique peut induire un stress social pour les animaux. Enfin, un prélèvement sanguin unique et terminal sera effectué en fin de période, sous anesthésie et analgésie sans autre contrainte que la piqure permettant l’anesthésie correspondant à un stress lié à la contention et une douleur légère et de courte durée au site d’injection (piqure de l’aiguille).

Devenir

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

Remplacement

Nous souhaitons étudier le mécanisme du système rénine angiotensine suite à une déplétion sodée avec ou sans apport d'oxalate sur les transporteurs rénaux et du tube digestif. Pour cela, nous souhaitons mettre en évidence la physiopathologie de plusieurs organes (reins, colon, foie) lors d'une déplétion sodée et l'expression des transporteurs d'oxalate ainsi que la réponse du système rénine angiotensine suite à ce stimulus. L'implication de plusieurs organes avec une supplémentation en oxalate (alimentation) et d'un traitement ne nous permet pas de réaliser ces procédures sur des cellules ou des organoïdes. Pour cela, le recours aux animaux est indispensable. Les essais thérapeutiques sur le modèle d'insuffisance rénale ne peuvent être réalisés que sur un organisme entier.

Réduction

Le nombre minimal d'animaux par expérience a été calculé à partir des données déjà connues dans ce modèle. La taille des effectifs a été établis grâce à un calcul de puissance pour prendre en compte les risques afin de réduire au maximum d’animaux utilisés. Le nombre de 10 animaux par groupe est issu notamment de l’expérience dans le modèle connu de l’équipe. Un calcul de puissance nous a permis de déterminer un nombre minimal de 8 souris par groupe, auquel nous préférons ajouter un pourcentage de sureté expérimentale et pour pallier aux potentiels variabilités interindividuelles, soit 10 souris par groupe. Pour des raisons de reproductibilité, nous réaliserons une deuxième série, soit 20 souris par groupe. De plus, nous utiliserons des tests afin de prendre en compte l’effectif des souris par groupe et pourvoir obtenir des résultats fiables et les interpréter. Nous utiliserons également d’autres tests pour la comparaison de plusieurs groupes. Le nombre d'animaux prévu est de 240 souris à ratio égale de mâles et femelles de 3 mois.

Raffinement

La prise hydrique est contrôlée lors du change de biberons et si nous observons un groupe plus ou moins déshydraté, le personnel pourra ajouter de la nourriture hydratée directement dans la cage. Le bien-être des animaux est assuré par un enrichissement de leur environnement grâce à l'utilisation d'une litière à base de cellulose composée de plusieurs éléments, de tailles différentes (matière compacte initialement, décompactée par les animaux), d’un dôme en cellulose et de morceaux de bois à ronger. Les conditions d’hébergement sont conformes à la réglementation en vigueur pour l’espèce. Le bien-être des animaux sera également assuré par une surveillance quotidienne afin de pouvoir détecter tout signe de douleur. Si une agressivité est observée, les souris seront placées en hébergement individuel pour une durée de 5 heures. Lors du regroupement au décours des 5 heures, les cages seront enrichies avec des cocoons et de la sizale en plus. Les critères d’arrêt sont la prostration, ou la perte de 10 pour cent du poids initial (les animaux seront pesés tous les jours). Le recueil d'urine n'est pas invasif et les animaux seront habitués aux cages métaboliques. Les points limites seront surveillés tout au long de la procédure par du personnel qualifié (écarts de poids, apparence physique externe, changement de comportement, évolution des signe cliniques, degré d’activité). Une surveillance quotidienne est réalisée pour vérifier la bonne santé des animaux et repérer tout saignement et/ou risque d'infections. Les gestes invasifs seront réalisés sous anesthésie/analgésie, et un suivi post-opératoire sera réalisé. Il y a un risque de surinfection lié à la chirurgie, mais qui est relativement rare car tous les instruments chirurgicaux sont nettoyés et stérilisés avant chaque intervention. Des mini-pompes osmotiques seront installées, sous anesthésie générale, sous la peau des souris ce qui nécessite une petite incision et un point de suture. Un analgésique sera donné aux souris 30 min avant le début de la chirurgie puis 5-6h après. Si des signes de douleurs persistent et sont détectés 20 heures après la chirurgie, l’analgésie pourra être injectée une troisième fois. Concernant la chirurgie, si au-delà de 48 heures post chirurgie, les souris présentent toujours des signes de douleur ou agitation, nous considèrerons que ce point limite nuit au bien-être animal et la souris sera euthanasié.

Choix des espèces

Le protocole ne peut pas être réalisé sur des cellules ou organoïdes, mais afin de pouvoir étudier la physiologie de plusieurs organes dans son ensemble, cela doit être réalisé sur un organisme entier. Le modèle murin permet d’avoir des résultats fiables en limitant au minimum le nombre d’animaux nécessaires ainsi que l’impact du protocole sur le bien-être des animaux. Pour les procédures, nous utiliserons des souris de 3 mois, âge à partir duquel les souris seront assez robustes pour supporter 16 heures dans une cage métabolique (cage individuelle avec grille avec un accès illimité à la boisson) et obtenir une quantité suffisante d'urine. Nous achèterons des souris qui auront 11 semaines et auront 1 semaine d’acclimatation avant les protocoles. Les souris auront donc 12 semaines au moment du protocole.