Oncologie

Les doses d'antibiotiques administrées aux lapins d'élevage sont transposées de celles utilisées chez l'humain, ce que ce projet entend corriger en mesurant leur élimination réelle chez cette espèce. 26 lapins vont être utilisés, tous tués à l'issue pour prélever des tissus, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Chacun reçoit deux administrations intraveineuses espacées d'au moins sept jours, puis huit à neuf prises de sang par cathéter sur 48 à 120 heures, sur animal vigile et sous contention ferme. Les lapins ont soixante-dix jours au début de l'expérimentation, l'âge des animaux traités en élevage conventionnel, et l'objet du projet reste l'optimisation des posologies de la filière cunicole.

Objectifs

Les associations ou combinaisons d’antibiotiques dites synergiques sont classiquement utilisées en médecine vétérinaire, notamment dans la filière cunicole pour traiter certaines infections. Cependant pour certaines combinaisons d'antibiotiques, les doses utilisées chez le lapin correspondent à une transposition directe des doses utilisées chez l’Homme. Or ces doses ne sont probablement pas adaptées aux lapins car les vitesses d’élimination (et donc la durée d'action) de ces molécules peuvent être très variables d’une espèce à l’autre, et donc entrainer un biais majeur avec une perte probable de l’effet synergique entre les deux molécules et par conséquence une perte de l’efficacité de l’association. L’objectif principal de cette procédure expérimentale est de générer des données pharmacocinétiques (= suivi des concentrations sanguines au cours du temps) in vivo pour 3 combinaisons différentes d'antibiotiques chez le lapin. Par la suite, à l’aide de la modélisation pharmacocinétique/pharmacodynamique (= technique permettant de relier les concentrations sanguines à l’effet escompté soit ici la diminution du nombre de bactéries pathogènes), les modalités optimales d’administration de ces trois associations seront déterminées (ajustement des doses et fréquence d'administration). L’étude inclut 3 antibiotiques parmi les plus couramment utilisés en pratique vétérinaire chez le lapin et ont été sélectionnés pour leurs différences pharmacocinétiques majeures, avec deux molécules à courte durée d’action et une molécule à plus longue durée d’action.

Bénéfices attendus

L’utilisation de solutions thérapeutiques à base d’associations entre antibiotiques tient une place importante dans les stratégies de lutte contre l’antibiorésistance. Parmi ces associations, certaines sont très largement utilisées en médecine vétérinaire, notamment dans les élevages de lapins comme traitement des infections. Cependant, les doses actuelles pour ces associations sont probablement sous-optimales car elles ont été déterminées il y a plusieurs décennies, sans tenir compte des spécificités des espèces animales traitées ou de leurs bactéries pathogènes ciblées. Les études pharmacocinétiques in vivo telles que celles effectuée dans ce projet, couplées aux études pharmacodynamiques in vitro sur des bactéries pathogènes les plus fréquemment rencontrées chez le lapin vont, à terme, permettre d’optimiser les posologies (doses, fréquence d'administration) de ces combinaisons d'antibiotiques chez le lapin et ainsi garantir une meilleur efficacité tout en limitant le risque d'antibiorésistance.

Procédures

Durant l'expérimentation une source de stress viendra de l'administration des antibiotiques et des prélèvements sanguins qui seront faits sur animal vigile et nécessitent donc une contention ferme (2 administrations par animal au total espacé de 7 jours au minimum), mais la contention sera effectuée par des opérateurs formés, assurant la sécurité des animaux et des opérateurs et minimisant les sources d’inconfort pour les animaux. Pour l’administration, un cathéter sera utilisé sur la veine le temps de l’administration puis retiré dès l’injection terminée. Chaque manipulation de contention pour l'administration ne dure pas plus de quelques minutes. Un cathéter sera également inséré dans une veine pour effectuer des prélèvements sanguins répétés (8 à 9) sur animal vigile sur une période de 48h à 120h après chaque administration. Chaque prélèvement ne durera que 1 à 2min.

Impact sur les animaux

L'administration des antibiotiques et les prises de sang sont des sources d’angoisse pour l’animal mais une contention adaptée inférieure à 1-2 min effectuée par des opérateurs formés limitera le stress engendré.

Devenir

A l’issue de l’expérimentation, les lapins seront mis à mort pour obtenir des échantillons de tissus.

Remplacement

Il n’existe actuellement pas de méthodes non-animales de remplacement pour suivre la cinétique plasmatique (tout en incluant les variabilités inter-individuelles) des molécules qui est une étape préliminaire à l’approche Pharmacocinétique/Pharmacodynamique envisagée.

Réduction

L’utilisation de 8 à 10 animaux par association d’antibiotique (soit 26 animaux au total) est un nombre optimal afin d’estimer correctement les variations inter-individuelles des paramètres cinétiques (clairance, etc), tout en limitant le nombre de prises de sang pour chaque individu. De plus, chaque animal sera utilisé pour deux administrations pour chaque combinaison d’antibiotiques (3 combinaisons au total) ce qui permet de limiter le nombre total d'animaux . Une période de repos adaptée entre les 2 administrations permettant aux lapins d'éliminer les molécules garantit la fiabilité des résultats. Les résultats seront analysés grâce à une modélisation mathématique qui permettra par la suite d’étendre l’exploration à d’autres posologies sans la nécessité d’utiliser d’autres animaux.

Raffinement

A leur arrivée, les animaux auront une période d’acclimatation d’une semaine. Ils seront hébergés par 2 par cage tout en respectant les normes du bien-être animal. Des enrichissements appropriés (des petits ballots de foin et bâtons à ronger) seront également présents dans l’environnement des lapins. Les gestes relatifs à l’administration des antibiotiques étudiés et aux prises de sang seront effectués dans une pièce isolée des autres animaux afin de réduire le stress de ces derniers. La contention lors de ces gestes se fera avec l’aide d’une grande serviette pour minimiser les gestes parasites de l’animal et risquer des blessures involontaires. Une phase de training à la manipulation sera réalisée (1 semaine) afin de diminuer le stress de la contention. L’utilisation d’un analgésique local (pommade) est envisagée si la pose de cathéter pour l’injection puis les prises de sang est trop douloureux. L’utilisation d’un cathéter pour les prises de sang répétées permettra de limiter l’inconfort comparé à des ponctions veineuses successives. Des points limites seront définis en fonction de la grille d’évaluation des expressions faciales du lapin. Une surveillance quotidienne du comportement et de l’état général des animaux sera effectuée au regard de leur consommation d’eau, de leur alimentation, et en effectuant des mesures du poids. Ces points clefs vont déterminer les points limites qui seront appliqués dès l'apparition d'éventuels signes précoces de la douleur. Si l’usage d’analgésique par voie systémique est nécessaire, l’animal sera retiré de l’étude.

Choix des espèces

Il s’agit de l’espèce cible pour l’étude pharmacocinétique de ces 3 associations d'antibiotiques en médecine vétérinaire. Au début de l’expérimentation, les lapins seront âgés de 70 jours (soit entre 2kg et 2.5kg à l'arrivée des animaux). Ce stade correspond à l'âge standard des animaux traités en élevage conventionnel.

Légèrement immunodéficientes pour tolérer des neurones d'une autre espèce, les souris de ce projet reçoivent des greffes de neurones de cervelet humains, de primates non-humains et de souris. 985 souris vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, toutes tuées par chirurgie terminale sous anesthésie pour prélever leur cerveau. La greffe se fait soit in utero, la mère gestante étant opérée sous anesthésie générale pendant moins de quinze minutes avec injection dans le cerveau des fœtus, soit par injection dans le ventricule cérébral du souriceau nouveau-né. Le porteur revendique une approche qui évite l'expérimentation sur des primates non-humains et sur des humains, et annonce 985 animaux au maximum sans détailler le calcul qui aboutit à ce chiffre.

Objectifs

Le développement des neurones du cervelet des espèces de primates, dont l’espèce humaine, reste largement inexploré, malgré l’implication du cervelet dans des troubles cognitifs (autisme), du langage (dyslexie), et moteurs (ataxies). En particulier, se pose la question de propriétés propres aux neurones humains et de primates comparés aux autres espèces animales, dont la souris. Pour répondre à cette question, des protocoles de différentiation in vitro de cellules souches humaines en neurones du cervelet ont été publiés. Cependant, ces approches ne récapitulent pas le développement et l’anatomie normales du cervelet (mauvaise organisation ou absence de certaines structures anatomiques, croissance des neurones limitée, absence de stimulations sensorielles). C’est pourquoi nous proposons de créer un modèle de greffe de ces neurones humains, primates et de souris dans le cervelet de souris. Cette approche permettra d’étudier les propriétés propres aux neurones de cervelet de ces différentes espèces, sans expérimentation sur des individus humains et primates non-humains. Le cervelet a une structure conservée entre les Mammifères, c’est pourquoi nous choisissons la souris comme modèle, comme Mammifère le plus éloigné de nous dans l'arbre de parenté entre espèces. De plus il s’agit d’une espèce pour laquelle le cervelet est très caractérisé.

Bénéfices attendus

A court terme, les résultats de ce projet augmenteront nos connaissances sur les propriétés propres aux neurones cérébélleux humains. Le développement de notre modèle de greffe permettra d’étudier in vivo des neurones d'espèces variées dont de primates non-humains et humains dans un contexte pathologique (spectre autistique, ataxie cérébelleuse, dyslexie). Il pourrait ainsi ouvrir de nouvelles possibilités thérapeutiques pour ces troubles. La greffe elle-même pourrait aussi être envisagé comme approche thérapeutique pour les troubles du cervelet humain et des autres espèces de Mammifères.

Procédures

Procédure 1: greffe in utero sous anesthésie générale de la mère suivie d'injection cérébrale sur foetus (

Impact sur les animaux

La greffe in utero est une technique chirurgicale qui peut entrainer une douleur et un stress modérés pendant l’opération (

Devenir

Tous les animaux seront mis à mort et utilisés dans les procédures décrites pour analyses histologiques.

Remplacement

Les modèles in vitro différentiés à partir de cellules souches humaines sont encore trop immatures, manquent certaines structures anatomiques, et de stimulation sensorielle, ce qui ne sera pas le cas in vivo. De plus, notre étude in vivo pourrait permettre d’augmenter nos connaissances pour améliorer les protocoles de différentiation in vitro.

Réduction

Ce projet nécessitera au maximum 985 souris. Les procédures visent à limiter l’utilisation d'animaux tout en obtenant suffisamment de données. De plus, le contrôle des paramètres environnementaux mais également du statut sanitaire des animaux permettra de limiter la variabilité des résultats expérimentaux obtenus, et ainsi de réduire le nombre d’animaux nécessaire à l’obtention de résultats statistiquement valables.

Raffinement

Les souris utilisées dans ce projet seront élevées en groupes sociaux, dans des cages ventilées d'une surface adéquate, dans un environnement enrichi, et changés sous flux d'air. Soins spécifiques apportés à la mère gestante. La greffe in utero est effectuée dans une pièce dédiée, après désinfection de la mère, sous analgésie locale et générale, et anesthésie, en température contrôlée (

Choix des espèces

Notre approche permet d’étudier les propriétés propres aux neurones du cervelet d’espèces de primates non-humains et humains sans avoir recours à l’expérimentation sur des animaux primates. Une option alternative à l’approche expérimentale décrite dans ce projet serait l’utilisation d’une autre espèce de Vertébré telle que le poisson zèbre, qui possède également un cervelet. Cependant l’organisation et le développement du cervelet chez les Vertébrés non-mammifères est trop divergente comparé aux Mammifères pour pouvoir interpréter nos expériences et envisager une bonne intégration dans des réseaux différents de ceux des Mammifères. Les animaux seront utilisés au stade embryonnaire et au stade postnatals critiques dans le développement des neurones du cervelet de souris et humain.

Cinq injections quotidiennes la première semaine pour déclencher une délétion génique, puis jusqu'à 24 injections sur huit semaines, puis quatre autres sur quatre semaines, toutes sur animal vigile, avec neuf à douze pesées : 1 440 souris vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Les chimiothérapies administrées provoquent la cardiotoxicité et la néphrotoxicité recherchées, avec une perte de poids anticipée et, plus rarement, tachycardie, fibrillation ventriculaire ou insuffisance cardiaque aiguë. Le porteur qualifie cette toxicité aiguë de généralement asymptomatique, et affirme que l'usage d'animaux vivants est "indispensable" parce qu'aucune méthode in vitro ne rend compte de l'"organisme entier". Toutes les souris sont tuées pour prélever les organes destinés aux analyses biochimiques, histologiques et métaboliques.

Objectifs

L'autophagie est un mécanisme naturel essentiel permettant aux cellules de se débarrasser de leurs composants endommagés et de recycler certains éléments pour faire face à différentes situations de stress. Ce processus joue un rôle clé dans le maintien de l’équilibre cellulaire, en adaptant les ressources de la cellule aux besoins environnementaux. Des molécules naturellement produites par l’organisme peuvent moduler ce processus d’autophagie. Certaines d’entre elles sont libérées par différents organes (comme le foie, le cœur, les reins ou les muscles) et circulent dans le sang. En plus de leur rôle dans la gestion des nutriments et de l’énergie, elles peuvent aussi agir sur des récepteurs présents sur les cellules, ce qui peut freiner ou activer l’autophagie. Des études récentes ont montré que bloquer certaines de ces molécules favorise l’activation du processus d’autophagie dans plusieurs organes, notamment le cœur, le foie et les reins. Certains traitements anticancéreux peuvent entraîner des effets secondaires importants, notamment au niveau du cœur et des reins, augmentant ainsi le risque d’insuffisance cardiaque ou rénale chez les patients. Ce projet vise à évaluer si l’activation de l’autophagie, par le blocage de certaines molécules régulatrices, pourrait protéger ces organes et limiter les effets secondaires de certaines chimiothérapies, dans des modèles expérimentaux chez la souris.

Bénéfices attendus

Le cancer demeure aujourd’hui l’une des principales causes de mortalité. Bien que la chimiothérapie soit une stratégie anticancéreuse incontournable, son efficacité est souvent entravée par ses effets secondaires délétères. En particulier, la cardiotoxicité et la néphrotoxicité associées aux agents chimiothérapeutiques peuvent provoquer une détérioration progressive de la fonction rénale et cardiaque, limitant ainsi les options thérapeutiques disponibles et réduisant l’espérance de vie des patients. Environ 50 pour cent des patients atteints de cancer développent des complications cardiovasculaires liées aux traitements, et la toxicité cardiaque des anthracyclines concerne jusqu’à 26 pour cent des patients recevant des doses élevées. Par ailleurs, la maladie thromboembolique veineuse représente la deuxième cause de mortalité chez les patients cancéreux, soulignant l’ampleur de l’enjeu clinique et de santé publique. Dans ce contexte, il est urgent de développer de nouvelles approches thérapeutiques capables de prévenir ou de limiter ces toxicités sans compromettre l’efficacité des traitements anticancéreux. L’autophagie joue un rôle clé dans le maintien de l’homéostasie cellulaire, notamment par l’élimination des organites et des protéines endommagés. La modulation de ce processus pourrait non seulement prévenir les dommages tissulaires causés par la chimiothérapie, mais aussi améliorer la tolérance des patients aux traitements anticancéreux. En ciblant les modulateurs de l’autophagie, cette approche innovante pourrait permettre d’activer les mécanismes naturels de protection cellulaire contre les stress chimiques. Les résultats attendus de ce projet pourraient ainsi déboucher sur le développement de nouvelles thérapies adjuvantes, limitant la toxicité des chimiothérapies, tout en préservant leur efficacité anticancéreuse. Cette stratégie pourrait significativement améliorer la qualité de vie et le pronostic vital des patients atteints de cancer. De plus, les bénéfices de cette recherche pourraient s’étendre au traitement d’autres pathologies où l’autophagie joue un rôle central, notamment dans les maladies cardiovasculaires et les maladies dégénératives. En résumé, ce projet ouvre la voie à des innovations thérapeutiques majeures dans le domaine de l’oncologie et pourrait contribuer à réduire de manière significative les risques liés aux traitements actuels, apportant ainsi une avancée précieuse pour la santé publique.

Procédures

La mise en place des modèles murins implique différentes séries d’injections, variables selon les groupes expérimentaux : Certaines souris recevront 5 injections quotidiennes sur une semaine (traitement par une molécule pour l’induction de la délétion génique). D’autres souris ne recevront aucune injection préalable. Enfin, certaines souris recevront 4 injections hebdomadaires sur 4 semaines. Chaque injection dure quelques secondes et est réalisée sur animal vigile. Pour la mise en place des traitements, les animaux recevront 4 injections sur 4 semaines et d’autres animaux recevront 24 injections sur 8 semaines puis 4 injections sur 4 semaines en fonction des groupes sur animal vigile. Chaque injection dure quelques secondes. Les animaux seront pesés entre 9- 12 fois en fonction des groupes. Chaque pesée dure également quelques secondes.

Impact sur les animaux

Les effets indésirables prévus dans ce projet sont principalement liés à l’induction de la cardiotoxicité et de la néphrotoxicité par les agents chimiothérapeutiques, effets bien documentés dans la littérature scientifique. Aucun effet indésirable supplémentaire n’est attendu en dehors de ces réactions prévisibles. La toxicité aiguë induite dans ce protocole est généralement asymptomatique, se manifestant parfois par des altérations transitoires de la fonction systolique ou des arythmies cardiaques. Toutefois, une perte de poids corporel est anticipée en raison des effets secondaires des traitements chimiothérapeutiques. Des manifestations symptomatiques graves mais rares peuvent survenir, notamment des épisodes de tachycardie, de fibrillation ventriculaire ou des signes d’insuffisance cardiaque aiguë. Les souris seront soumises à des injections intrapéritonéales (i.p.), qui peuvent provoquer un stress lié à la contention ainsi qu'une douleur localisée de courte durée au point d’injection. Enfin, la modulation du flux autophagique par l’administration de traitements pourrait induire des effets métaboliques imprévus. Ces effets incluent potentiellement des modifications du métabolisme énergétique et des altérations physiologiques générales.

Devenir

Tous les animaux du projet seront euthanasiés afin de prélever les différents organes pour des analyses biochimiques, histologiques et métaboliques, car cela est nécessaire pour répondre à la question scientifique.

Remplacement

L’utilisation d’animaux vivants est indispensable dans ce projet, car les modèles cellulaires ou informatiques ne permettent pas de reproduire la complexité des interactions entre les organes et des réponses physiologiques impliquées dans la toxicité de certains traitements. Ces effets indésirables résultent de mécanismes multiples qui mobilisent plusieurs systèmes biologiques de manière coordonnée, ce qu’aucune méthode in vitro ou in silico ne peut modéliser de façon fiable. Avant d’envisager l’expérimentation animale, des travaux préliminaires ont été réalisés sur des cellules en culture afin d’analyser certains mécanismes moléculaires de manière simplifiée. Des approches informatiques ont également été utilisées pour prédire certaines interactions biologiques et effets pharmacologiques. Ces approches, bien qu’utiles, ne permettent pas d’évaluer la toxicité globale ou les effets à long terme sur l’organisme entier. Les modèles murins restent aujourd’hui les plus adaptés pour répondre aux objectifs scientifiques de ce projet. Ils permettent d’étudier simultanément la transformation des médicaments, les interactions entre organes et les réponses immunitaires et inflammatoires associées. Ils offrent également des outils génétiques permettant d’explorer le rôle de certaines voies biologiques dans les effets secondaires observés. L’expérimentation animale reste donc nécessaire à ce stade, mais nous restons attentifs aux avancées scientifiques qui pourraient, à terme, proposer des alternatives fiables permettant de limiter davantage le recours aux animaux.

Réduction

Ce projet prévoit l’utilisation d’un maximum de 1440 souris, réparties entre les différentes procédures expérimentales. Ce nombre a été déterminé à l’aide d’une analyse préalable, qui a permis d’estimer précisément le nombre d’animaux nécessaires pour obtenir des résultats fiables, tout en limitant leur utilisation au strict nécessaire. Afin de réduire encore le nombre d’animaux, les expérimentations seront organisées de manière à mutualiser les groupes témoins chaque fois que cela est possible. Cette approche permettra de limiter la redondance des procédures tout en conservant des comparaisons scientifiquement exploitables. De plus, l’étude pourra être arrêtée dès que les premiers résultats indiqueront que l’objectif scientifique ne pourra pas être atteint, ce qui évitera de mobiliser des animaux inutilement. Chaque animal inclus dans ce projet contribuera à la collecte de plusieurs types de données. À l’issue des procédures, différents organes et tissus seront prélevés pour réaliser plusieurs analyses complémentaires, portant sur les effets immunologiques, les lésions tissulaires ou encore l’étude des mécanismes cellulaires impliqués dans les effets secondaires des traitements. Enfin, il sera nécessaire de réaliser une analyse statistique sur les données recueillies afin de s’assurer que les différences observées entre les groupes sont bien significatives et non dues au hasard. Nous restons attentifs aux évolutions scientifiques permettant de réduire ou de remplacer l’utilisation d’animaux dans ce type de recherche.

Raffinement

Les conditions d’hébergement seront conformes à la réglementation et adaptées en accord avec le personnel de l’animalerie (les animaux disposeront de nourriture et d’eau ad libitum ; le milieu est enrichi à l’aide de coton de nidification). Une surveillance régulière permettra de détecter rapidement tout signe de mal-être, tels que les yeux mi-clos, perte de poids corporel ou des comportements anormaux, ce qui permettra une intervention rapide pour adresser tout problème de bien-être. Des points limites précoces et adaptés à chaque type d'expérience seront établis pour garantir que la douleur et la souffrance des animaux soient minimisées autant que possible. La réaction au site d'injection sera régulièrement évaluée pour détecter tout signe d'inflammation ou d'infection, avec des interventions vétérinaires prêtes en cas de complication comme l’utilisation d’antiseptique. De plus, le personnel impliqué dans ce projet est qualifié sur le plan technique et formé en continu sur les pratiques d’expérimentation animale. Les manipulations seront réalisées dans le souci constant de réduire au maximum l’inconfort et la souffrance des animaux. En cas de comportement agressif, notamment chez les mâles, les animaux seront hébergés individuellement pour empêcher l’aggravation de blessures suite à des bagarres. Des ajustements seront faits en temps réel pour améliorer les conditions de vie des animaux ou modifier les protocoles de traitement.

Choix des espèces

Le choix des souris comme modèle animal se justifie par plusieurs raisons scientifiques. Elles représentent le modèle de laboratoire le plus couramment utilisé, permettant de s’appuyer sur une vaste expertise en élevage, manipulation expérimentale et suivi vétérinaire. Les souris offrent également l’avantage de disposer de modèles génétiquement modifiés ciblant les protéines d’intérêt, ce qui est indispensable pour répondre aux objectifs scientifiques de ce projet. Les lignées sélectionnées sont immunocompétentes et ne présentent pas de phénotypes spontanés susceptibles de perturber l’interprétation des résultats. Selon les procédures, les animaux seront utilisés à partir de 8 semaines, afin de disposer d’un organisme dont le développement est achevé.

Une souris qui atteint le score 3 de la grille d'évaluation, ou le score 2 sans amélioration après 48 heures, est mise à mort. 208 souris Alport, qui développent spontanément une insuffisance rénale chronique, vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, toutes tuées pour analyse de leur sang, de leur urine et de leurs organes. À quatre semaines, elles sont castrées sous anesthésie, puis gavées cinq fois par semaine et implantées deux fois sous la peau de capsules d'estradiol ou de dihydrotestostérone, avec des prises de sang et une mesure de fonction rénale de 45 minutes, capteur fixé sur le dos. Le bénéfice annoncé se limite à une meilleure compréhension du dimorphisme sexuel de la maladie chez ces souris, quand la castration, les gavages répétés et l'injection rétro-orbitaire sont immédiats.

Objectifs

L’insuffisance rénale chronique (IRC) est une maladie multifactorielle souvent associée à l’hypertension artérielle et au diabète. Si elle n’est pas correctement traitée, l’IRC peut conduire à la dialyse ou la greffe rénale. Le traitement de l’IRC doit être adapté en fonction du sexe car son incidence et sa gravité sont différents entre les femmes et les hommes. L’objectif du projet est d’étudier l’influence du sexe sur le développement et le traitement de l’IRC. L’IRC mettant en jeux l’interaction croisée de plusieurs organes, son étude nécessite des études précliniques sur des modèles animaux adaptés. Le projet sera mené chez des souris Alport chez qui l’IRC se développe spontanément et rapidement (quelques semaines) en raison d’une mutation homozygote (KO) dans un gène essentiel pour la fonction rénale. Des expériences menées au laboratoire ont montré que chez ces souris, l’IRC était plus fort chez les femelles que chez les mâles au même âge. De plus, seules les femelles étaient sensibles à l’effet protecteur contre l’IRC d’un agent pharmacologique : l’AP#1. Dans le present projet, nous souhaitons tester l’hypothèse de l’implication des hormones sexuelles dans ces dimorphismes sexuels. A cette fin, nous étudierons l’impact de la castration [ovariectomie (OVX) ou orquiectomie (ORX)] et des hormones sexuelles exogènes sur le développement de l’IRC et de son traitement par l’AP#1. Le projet se déroule dans 2 Etablissements utilisateurs, EU1 et EU2.

Bénéfices attendus

Les bénéfices attendus de ce projet sont une meilleure compréhension des mécanismes responsables du dimorphisme sexuel dans l'installation et le traitement de l’insuffisance rénale chronique chez les souris Alport.

Procédures

Les souris femelles et males seront soumises à une castration (sous anesthésie gazeuse et analgésie, durée maximale d’environ 10 minutes) à l’âge de 4 semaines, puis traitées à un agent pharmacologique par gavage (5 fois par semaine) combiné ou non à des hormones sexuelle (estradiol ou dihydrotestostérone sous forme de capsules implantés sous la peau 2 fois au cours du protocole). Tous les animaux seront soumis à des prises de sang (sous anesthésie gazeuse) et à une mesures de leur fonction rénale (sous anesthésie gazeuse, un capteur est fixé sur le dos de l’animal pendant 45 minutes et une molécule est injectée). Toutes les procédures non terminales et la mise à mort des animaux seront sont réalisées dans l’EU1. Dans le cas où le matériel nécessaire et/ou des salles de sacrifice seraient indisponibles à l’EU1, la mise à mort des animaux sera réalisée à l’EU2.

Impact sur les animaux

- Castration chirurgicale (OVX, ORX) et implantation de capsules en sous-cutanée: ces interventions peuvent provoquer de la douleur (administration d’anti-douleur) et du stress, et des complications sont possibles (saignement, complications au niveau de la cicatrice). Les problèmes de cicatrisation sont des risques faibles- Gavage et collecte d’urine peuvent induire un léger stress - Prise de sang : les prélèvements de sang seront faits sous anesthésie - Evaluation du débit de filtration glomérulaire: légère douleur liée à l’injection rétro-orbitaire

Devenir

Tous les animaux seront mis à mort à la fin de chaque procédure en vue de l'analyse de leur sang, leur urine et leurs organes.

Remplacement

Le recours à l’expérimentation sur des animaux est indispensable pour comprendre les mécanismes physiopathologiques complexes mis en jeux dans l'installation de l’insuffisance rénale chronique. Ces mécanismes restent à l’heure acutelle impossibles à modéliser in vitro. Une veille bibliographique est réalisée régulièrement par les responsables du projet pour prendre connaissance d’éventuelles nouvelles méthodes alternatives.

Réduction

Les modèles expérimentaux utilisés sont bien maitrisés par les expérimentateurs impliqués, limitant les étapes de mise au point couteuses en animaux. D’après notre connaissance du modèle utilisé, le nombre d’animaux est calculé au plus juste pour permettre d’identifier statistiquement des différences intergroupes interprétables pour chaque paramètre mesuré. Il est prévu d’utiliser 208 souris. La comparaison entre 2 groupes sera réalisée en utilisant un test statistique non paramétrique ou paramétrique (en fonction de la taille des groupes et de leurs distributions). La comparaison entre plusieurs groupes sera réalisée en utilisant un autres test statistique.

Raffinement

Les études sont optimisées d’après la littérature ou les observations réalisées au laboratoire (doses injectées, durée du traitement). Les animaux seront hébergés (service de zootechnie agréé par le ministère) par groupes de 4 dans des cages comprenant des éléments d’enrichissement (papier, tunnels...), avec alimentation et eau ad libitum. Ils seront observés quotidiennement (apparence générale, comportement, absence de plaies, apparence des cicatrices après la chirurgie...) afin de s’assurer de leur bien-être, et pesés une fois par semaine. Une grille de scoring a été établie et les points limites seront soit l’atteinte du score 3 sur l’un des critères, soit l’atteinte du score 2 sans amélioration après 48h de surveillance. Si un des points limites est atteint, l'animal concerné sera mis à mort. Pour les changes et les manipulations, les animaux sont tenus dans la main de l’expérimentateur mais jamais suspendus par la queue. Les personnels intervenant dans ce projet sont formés à l’expérimentation animale et à la chirurgie. Les procédures sont optimisées de façon à limiter au maximum la souffrance des animaux (anesthésie, analgésie, suivi attentif des animaux tout au long des différentes procédures). Lors de chirurgies, les animaux sont placés sur tapis chauffant, et du gel diet et de l’hydrogel sont placés dans les cages après les chirurgies pour faciliter l’alimentation et l’hydratation des animaux. Si les animaux sont transportés dans l’EU 2/2, il le seront en respectant la charte de transport.

Choix des espèces

L’espèce choisie permet d’utiliser le moins d’animaux possible pour atteindre les objectifs du projet. De plus, la littérature indique qu’elle est celle qui fournit les résultats les plus satisfaisants et qu’elle est la moins susceptible de ressentir de la douleur, de la souffrance, de l'angoisse ou de subir des dommages durables dans les conditions de la procédure expérimentale. Nous utilisons la souris car elle est à l’origine d’un grand nombre de données dans la littérature et qu’il existe un nombre important de modèles de souris mutantes et transgéniques ciblant des protéines d’intérêt dans la régulation de la fonction rénale. Le nombre d’animaux par groupe a été calculé sur la base de notre expérience antérieure, en tenant compte de la variabilité individuelle de la réponse aux différentes conditions expérimentales. Le nombre de souris par groupe (n=12) est calculé pour espérer observer une différence significative (P

48 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Elles reçoivent sous anesthésie gazeuse une injection sous-cutanée de cellules de corticosurrénalome de souris, puis leur tumeur est mesurée au pied à coulisse à sept reprises, la croissance tumorale pouvant provoquer une douleur modérée. Le projet cherche à savoir si une protéine surexprimée chez les patients participe au développement de ce cancer, les retombées thérapeutiques restant au conditionnel et à terme. Le porteur décrit les tests in vitro menés en parallèle sur deux lignées cellulaires, puis conclut à la "nécessité" du recours aux animaux parce que le développement tumoral dépend de son environnement.

Objectifs

Le corticosurrénalome, est un cancer agressif avec environ 35 % des patients présentant des métastases au diagnostic. Le mauvais pronostic de ce cancer peut être attribué au manque de thérapies efficaces. En effet, un traitement curatif n'existe que pour les patients de corticosurrénalome de faible agressivité qui subissent une résection chirurgicale complète. Malgré des traitements lourds, les patients présentant une récidive ou une maladie métastatique, pour lesquels la chirurgie n’est pas une option, ont de faibles chances de survie à long terme. Les mécanismes à l’origine du développement de ce cancer et de la dissémination métastatique sont encore mal caractérisés. Ceci limite les possibilités thérapeutiques et en particulier le développement d’approches ciblées. Des analyses préliminaires ont permis de mettre en évidence qu’une protéine est surexprimée dans les corticosurrénalome de patients et que cette surexpression est associée à une diminution de la survie globale. Ainsi, l’objectif de ce projet est d’analyser l’implication de cette protéine dans la survenue et la progression des corticosurrénalomes. Pour répondre à cette question nous injecterons chez la souris des cellules de corticosurrénalome murin invalidées ou non pour la protéine et évaluerons l’impact sur le développement de tumeurs. L’objectif final de ces expériences est de comprendre les mécanismes à l’origine du développement et de l’aggressivité du corticosurrénalome afin de pouvoir à terme dévelloper des approches thérapeutiques ciblées et améliorer le traitement et la survie des patients.

Bénéfices attendus

La réalisation de ce projet nous permettra d’évaluer l’implication d’une protéine d’intérêt dans la survenue et la progression des corticosurrénalomes. Ainsi les résultats pourraient permettre de développer à terme des approches thérapeutiques ciblées et améliorer le traitement et la survie des patients.

Procédures

Sur les 48 souris : - Rasage sous anesthésie gazeuse. Durée 5 min, 1 fois. - Injection sous-cutanée des cellules tumorales sous anesthésie gazeuse. Durée 5 min, 1 fois. - Mesure des tumeurs au pieds à coulisse. Durée 1 min, 7 fois.

Impact sur les animaux

L’injection sous-cutanée des cellules dérivées de corticosurrénalome murin, réalisée sous anesthésie gazeuse, peut engendrer une douleur légère et de courte durée au site d’implantation. La mesure des tumeurs au pied à coulisse n’est pas douloureuse mais peut induire un stress léger dû à la contention de l’animal. Enfin la croissance tumorale peut engendrer une douleur/gène modérée.

Devenir

Tous les animaux ayant subi la procédure seront mis à mort à la fin de l’expérience. Différentes analyses seront réalisées à la fin de l’expérimentation (immunologiques, histologiques et moléculaires) pour permettre d’évaluer le rôle de la protéine d’intérêt dans le dévelopement du corticosurrénalome et ainsi pouvoir potentiellement identifier une nouvelle cible thérapeutique.

Remplacement

Afin d’éviter la douleur et l’inconfort à l’animal, nous souhaitons remplacer autant que possible les manipulations in vivo par des expériences de culture in vitro. Ainsi, le rôle de la protéine d’intérêt dans la prolifération et la survie des cellules tumorales sera évalué in vitro sur les 2 lignées cellulaire de corticosurrénalome invalidées ou non pour cette protéine par une technique de Biologie Moléculaire. Cependant, le développement et la progression du cancer vers des stades avancés sont fortement dépendants de l’environnement cellulaire (vascularisation, facteurs de croissance, système immunitaire périphérique…), et ne peuvent pas être reproduits in vitro. Ainsi, la nécessité d’avoir recours à des animaux se justifie in fine par le fait que le développement tumoral est un processus complexe impliquant de nombreux types cellulaires dont les interactions sont cruciales pour favoriser la progression de la tumeur. Pour ces raisons, des méthodes expérimentales n’impliquant pas l’utilisation d’animaux vivants n’apportent pas le même niveau d’information.

Réduction

Dans l’optique de réduire le nombre d’individus par expérience, nous planifions systématiquement plusieurs analyses simultanées sur une même tumeur : par exemple une portion pour des expériences de cytométrie en flux et l’autre portion pour des analyses d’immunohistochimie. Le nombre d’animaux par groupe correspond au minimum nécessaire pour une démonstration convaincante des principes scientifiques étudiés, sur la base d’arguments statistiques valides. En prenant en compte les variabilités biologiques des individus (par exemple différences de poids, de réponse immunitaire, de microbiote ou de synthèse hormonale), nous constituerons des groupes expérimentaux de 12 souris.

Raffinement

Les animaux seront élevés dans un environnement contrôlé et enrichi. Durant la procédure, nous veillerons au bien-être des animaux par l’ajout de plaques de papier à ronger et de maisons en carton ou polycarbonate, de tunnels en plastique ou de billes en inox. Le choix de l’enrichissement sera réalisé en fonction de l’état général de l’animal, par exemple en cas de développement d’une tumeur importante l’ajout de plaques de papier à ronger ou de batons en bois sera choisi à la place de tunnels qui pourraient blesser l’animal. De plus, du coton sera ajouté dans les cages pour faciliter le maintien de la température corporelle. Les animaux seront hébergés par groupes de 4 individus pour permettre le maintien d’un bien-être social. Les animaux seront surveillés quotidiennement par du personnel qualifié, des points limites précis seront établis et les expériences seront arrêtées en conséquence.

Choix des espèces

Les rongeurs sont les animaux couramment utilisés comme modèles de pathologies humaines, y compris dans le domaine de l’oncologie. La connaissance approfondie chez la souris du génome, de l’expression des gènes, du système immunitaire en fait un modèle de choix. Nous injecterons les cellules dans les souris à l’âge de 6 semaines, âge où le système immunitaire est mature. La croissance tumorale sera suivie pendant 21 jours supplémentaires soit un âge final de 9 semaines au moment de la fin de l'expérimentation.

Capturés au piège à patte ou par fléchette anesthésiante tirée au fusil à CO2, cinq loups gris au maximum sont manipulés sous anesthésie générale pendant quarante-cinq minutes environ, équipés d'un collier GPS, mesurés, pesés, marqués par perforation des deux oreilles, puis relâchés. Les procédures impliquent un niveau de souffrance modéré et les cinq animaux repartent dans le milieu naturel. Le porteur énumère ce que la capture peut occasionner, plaie au membre entravé, tendinopathie, hématomes, lésions de la cavité buccale, automutilation, plus rarement luxation ou fracture des os longs, sans exclure la myopathie de capture ni les accidents d'anesthésie. Suivis vingt-quatre mois, ces loups pourront recevoir jusqu'à six tirs d'effarouchement traumatiques, c'est-à-dire douloureux, lors de trois tentatives de prédation sur des troupeaux d'élevage, le projet visant à mesurer si la douleur s'apprend et se transmet à la meute.

Objectifs

La gestion du conflit entre les activités d’élevage et le loup gris en France s’appuie très largement sur les tirs létaux. Cependant, de nombreux travaux de recherche menés sur la question pointent l’intérêt des interventions non-létales (conditionnements aversifs, effarouchement, animaux de protection) comme alternatives, dont les effets positifs pour la protection des troupeaux seraient plus durables. Dans ce contexte, ce projet vise à évaluer une méthode d’effarouchement non létale mais douloureuse, le tir d'effarouchement traumatique (TEFT), afin de pouvoir proposer une alternative à la destruction de loups, a fortiori dans les espaces protégés. Ce projet repose sur l’étude comportementale du loup en action de déprédation et sa réponse dans le temps à un stimulus traumatisant. Jusqu’à cinq animaux seront utilisés. L’objectif sera d’évaluer : • La capacité d’apprentissage par association des loups exposés à ce type de traumatisme en documentant notamment l'effet des TEFT sur les comportements immédiats et post traumatiques des loups (présence/absence de déprédation, utilisation de l’espace), la durée de l’apprentissage (combien d’expositions au traumatisme pour enregistrer une sensibilisation) et sa persistance dans le temps. • La part de l’apprentissage social dans la diminution du risque de prédation attendue : est-ce qu’un loup qui a été exposé au traumatisme transmet sa peur aux autres membres de la meute et aux générations suivantes ?

Bénéfices attendus

Ce projet a vocation à faire avancer les connaissances sur la protection des troupeaux d’animaux d’élevage vis-à-vis des grands prédateurs en apportant des données précises sur l’effet d’une mesure d’effarouchement prometteuse mais encore peu documentée : le tir d’effarouchement traumatique.

Procédures

Jusqu’à cinq loups seront capturés avec des pièges à patte ou par téléanesthésie (flèche projetée par un fusil alimenté au CO2). Ils seront manipulés sous anesthésie générale. Sur une bâche de manipulation, ils seront équipés d’un collier GPS puis un ensemble de mesures biométriques (poids, mensuration) et un frottis buccal (génétique) seront effectués avant d’être relâché. Un marquage auriculaire sera réalisé par perforation sur chaque oreille à l’aide d’une pince et d’une étiquette en plastique. L’ensemble des manipulations est réalisé en 45 minutes environ (de l’anesthésie générale au relâché). Après leur relâcher, les déplacements des animaux seront suivis pendant 24 mois. Ils pourront être soumis à des tirs d’effarouchement lors de trois tentatives de déprédation sur des animaux d’élevage, chacune étant espacée d’une semaine. Chaque tentative de déprédation pourra donner lieu à un voire deux tirs d’effarouchement consécutifs, soit un total maximal de six tirs par individu.

Impact sur les animaux

La capture peut occasionner : - Stress : altération de la mobilité de l’animal pendant la phase de réveil, et du comportement spatial jusqu’à deux semaines suivant la capture. - Changements hiérarchiques au sein de la meute. - Troubles locomoteurs légers en réponse à un stress musculaire. - Blessures superficielles : en cas de traction sur le piège / morsure du câble ; plaie au niveau du membre entravé, tendinopathie, hématomes, lésions de la cavité buccale, limage des griffes, voire automutilation. - Blessures sévères : dans de rares cas ; boiterie du membre entravé, luxation des articulations, fractures des os longs. - Myopathie de capture : ce risque ne peut être exclu dès qu’une contention / anesthésie a lieu. - Risque de mortalité : très faible ; sur les 29 loups capturés par l’équipe de recherche de l’université de Sassari (partenaire) avec le même protocole, aucun cas de mortalité n’a été rapporté. Il existe des effets indésirables potentiels de l'anesthésie chez un loup sauvage : hypoventilation, hypotension, anomalies du rythme cardiaque, perturbations de la température corporelle, troubles ioniques, nausées, vomissements, hypovolémie, ulcères cornéens ; arrêt cardio-respiratoire dans de très rares cas. Le tir d’effarouchement peut occasionner une altération temporaire du comportement, des douleurs locales, une altération temporaire de la mobilité, des, blessures superficielles). Il existe aussi un risque très faible, suite à un tir mal dirigé, de traumatismes plus sérieux (fracture ou une blessure interne).

Devenir

Tous les animaux sont relâchés dans le milieu naturel immédiatement après leur manipulation.

Remplacement

Il n’y a pas d’alternative satisfaisante aujourd’hui au suivi in-situ des grands prédateurs. Les études écologiques et comportementales impliquant le suivi de ces espèces sont essentielles pour comprendre leurs interactions avec les activités pastorales et tenter de réduire les dommages causés par la prédation, le principal enjeu pour la conservation des grands carnivores en Europe. Ces données sont nécessaires pour appréhender la réaction des loups aux moyens de protection et aux mesures d’effarouchement et comprendre les mécanismes comportementaux sous-jacents. Cependant, les données apportées par ce type de suivi pourront permettre d’ouvrir la voie à la modélisation informatique de l’utilisation de l’espace par les loups et de leurs choix de prédation, ce qui pourrait autoriser à l’avenir un remplacement des suivis en nature pour répondre à certaines questions (caractérisation des facteurs orientant la prédation sur animaux domestiques).

Réduction

Ce suivi de plusieurs loups par bio-logging en milieu de montagne bénéficie à de nombreux partenaires scientifiques en France et en Europe. En effet, les données sur l’écologie spatiale du loup seront mises à disposition dans le cadre de réseaux internationaux de partage de données. L’effort particulier consenti par l’équipe du projet à la réutilisation des données est de nature à réduire la nécessité de multiplier ce genre de suivi à long terme et donc de réduire in-fine le nombre d’animaux utilisés par la communauté scientifique dans sa globalité. Les données collectées lors de notre projet, uniques en France, seront combinées à celles d'autres projets européens (dans des contextes d’élevage différents) impliquant des captures de loups et s'intéressant aux mêmes questions. Une collaboration internationale est déjà établie dans ce sens. De plus, ce projet permettra de tirer des préconisations de protocole de tirs à effet traumatisant (TEFT) et des prédictions sur le comportement des loups face aux TEFT, puis d'envisager des méthodes indirectes pour tester ces prédictions par la suite dans différents contextes, afin d'évaluer la généralisation potentielle des résultats.

Raffinement

1/ La capture : - Choix minutieux des sites de captures en priorisant la sécurité de l’animal - Ajout de ressorts et d'articulations (pivots) à la longe qui retiendra l'animal afin de garantir un bon niveau d'absorption des forces de traction et de torsion limitant ainsi efficacement les risques de blessures. - Ajout de bourrelets en tissus sur le lacet coulant pour permettre la circulation sanguine dans la patte malgré le serrage (pour les pièges à lacet). - Système d’alertes de déclenchement sur les pièges permettant une intervention rapide (< 30 minutes en véhicule) en cas de capture. 2/ La manipulation : - Prévention des myopathies par injection de sélénium. - Anesthésie générale pour minimiser le stress et le risque de blessure - Manipulation rapide (chronométrée), dans le calme et sans bavardage - Réalisation d'un frottis plutôt que d'une prise de sang pour le génotypage. - Suivi des constantes physiologiques durant l’anesthésie (rythme cardiaque, fréquence respiratoire, température corporelle, dilatation des pupilles) par un responsable désigné de la surveillance de l’état de l’animal. - Monitoring instrumental : mesure de la saturation périphérique en oxygène à l’aide d’un oxymètre de pouls, validation de la fréquence cardiaque par analyse du pouls. - Suivi du comportement et des points limites pendant toute la procédure par le responsable désigné - Écourtement ou arrêt de la manipulation lors de l’atteinte d’un point limite - Transport immédiat vers un centre de soin si blessure grave (fracture, luxation) lors de la capture - A chaque étape, un vétérinaire présent au titre du soin accompagne l’équipe de capture. Si une douleur est identifiée, il pourra mettre en place une analgésie : Meloxicam (0,1mg/kg IM) si douleur modérée (plaie peu profonde, contusion) / butorphanol (0,2 à 0,4 mg/kg IV ou IM) ou morphine (0,05 à 0,3 mg/kg IV ou IM) +ou- kétamine (1mg/kg IV ou IM) si douleur marquée (fracture, luxation, plaie profonde). 3/ Suites de la capture : - Pendant les semaines suivantes, l’animal est localisé, voire observé, afin de recueillir des informations sur l’effet de la capture. - Dans un souci continu d’amélioration de nos pratiques, nous réaliserons des bilans post-capture (2 par an) qui produisent des recommandations pour les captures futures. Ces bilans seront discutés avec d’autres équipes pratiquant des captures de loups et au sein de la structure bien-être animal de l’EU. Des bilans post-effarouchement seront aussi réalisés.

Choix des espèces

Le loup gris est le principal prédateur responsable des dommages aux troupeaux d’élevage en Europe et est l’espèce cible de ce projet. De fortes tensions se cristallisent autour de la problématique de cohabitation du loup et de l'élevage. S’agissant d’une espèce protégée par la convention de Berne et d’une clé de voûte pour le fonctionnement des écosystèmes, sa destruction ne représente pas une solution satisfaisante. La nécessité de trouver des solutions implique de comprendre au mieux le fonctionnement écologique du loup au sein du système pastoral et les équipements technologiques embarqués permettent d’aller plus loin dans cet objectif de compréhension. Cette espèce présente également les populations qui se portent le mieux parmi les grands prédateurs européens. Sa capture est considérée comme moins préjudiciable pour son état de conservation. Ainsi, le loup représente le modèle le plus logique pour étudier les moyens de protection des animaux d’élevage face aux grands prédateurs. D’après les retours d’expérience des projets européens portant sur le loup, les individus subadultes et adultes d’au moins 23 kilogrammes sont jugés comme suffisamment développés pour pouvoir supporter l’équipement d’un collier GPS. L’étude se base donc sur le critère de masse supérieur ou égal à 23 kg.

Tuées pour qu'on prélève leurs tumeurs et le maximum de sang possible, afin de constituer une banque de sérum censée éviter des expériences ultérieures, 96 souris vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Des cellules de mélanome humain leur sont greffées sur animal vigile, la contention durant de trente secondes à une minute, puis les tumeurs sont mesurées régulièrement au pied à coulisse et les animaux pesés chaque semaine. L'objet est de vérifier si la perte d'expression d'un gène surexprimé dans le mélanome ralentit ou arrête la croissance tumorale. Le porteur précise avoir choisi des souris au système immunitaire en partie défaillant, greffées à sept semaines parce qu'à cet âge la prise tumorale est optimale.

Objectifs

Le but de ce projet est d'étudier l'imapct de la perte d'expression d'un gène, dont l'expression est élevée dans un cancer de la peau, le mélanome, sur la croissance tumorale. Dans un modèle de xénogreffe de cellules cancéreuses (mélanome) humaines l'expression de ce gène sera très fortement diminuée et le suivi de la croissance tumorale permettra de mettre en évidence si la perte d'expression de ce gène induit une diminution, voire un arrêt de la croissance tumorale.

Bénéfices attendus

Ce projet vise à montrer l’impact de la perte d’expression d'un gène sur la croissance tumorale (mélanome). Cela permettra de valider alors le potentiel comme cible thérapeutique de ce gènes, le but étant de proposer ensuite de nouvelles thérapies curatives contre les mélanomes.

Procédures

Greffes de cellules tumorales d'origine humaine en début de procédure, sur souris vigile. La contention pourra durer de 30 secondes à une minute et pourra générer un peu de stress chez l'animal. Les souris seront pesées régulièrement, nécessitant le transfert de la souris sur la balance et le retour dans la cage (15 secondes par souris). Les tumeurs seront mesurées régulièrement à l'aide d'un pied à coulisse électronique. Cela va nécessiter le maintien de la souris afin d'effectuer les mesures (environ 30 secondes par souris).

Impact sur les animaux

Les animaux pourront ressentir un stress modéré lors de la manipulation (greffe de cellules tumorales, pesée hebdomadaire, observation). Les animaux pourront ressentir de la douleur lors de la greffe de cellules tumorales humaines. Risque de plaie ou d’infection au point d’injection.

Devenir

A l'issu de la procédure tous les animaux seront mis à mort car il faut (1) prélever les tumeurs et (2) prélever un maximum de sang afin de pouvoir obtenir un maximum de sérum (pour pouvoir réaliser des dosages si besoin sur de nombreux marqueurs sériques) et créer ainsi une banque de sérum qui nous évitera de devoir procéder à de nombreuses expériences sur l'animal. Tout cela n'est donc pas compatible avec le maintien en vie de l'animal.

Remplacement

Nos études visent à mettre en évidence des cibles potentielles pour lutter contre le Cancer. Malgré une forte expertise dans les méthodes de criblages cellulaires, d’analyse des bases de données afin d’identifier les gènes impliqués, et une forte connaissance des outils de modification cellulaire et de validation in vitro, la validation de potentielles cibles thérapeutiques chez l'Homme nécessite le passage par des modèles plus complexes comme les modèles murins. Toutefois tout est mis en place pour limiter au maximum le nombre d'animaux nécessaire pour nos études.

Réduction

Pour ce protocole un nombre minimal d’animaux sera utilisé. Après une procédure nécessaire de mise au point des conditions expérimentales (qui servira ultérieurement pour d'autres études) la seconde procédure visera à étudier l'impact de la perte d'expression du gène d'intérêt sur la croissance tumorale de cellules de mélanome. Un logiciel statistique permet de calculer le nombre exact d'animaux nécessaire pour que des statistiques puissent être validés et permettre ainsi de ne pas devoir répéter les expériences inutilement.

Raffinement

Dès leur arrivée dans l’animalerie, à l’âge de 6 semaines, les animaux bénéficieront d’une période d’acclimatation et d’habituation aux expérimentateurs de 7 jours. Les animaux seront pesés une fois par semaine, et observés à la fois par le personnel animalier (une fois par semaine lors du change) et les expérimentateurs (une à deux fois par semaine, hors geste expérimental) dans le cadre du suivi de l’état général des souris. Une liste précise permettant de scorer les signes éventuels de souffrance sera alors utilisée afin d’évaluer si les animaux présentent des signes de souffrance ou d’atteinte d’un point limite qui entrainerait leur mise à mort. Les animaux seront hébergés en groupe de 3 à 5 souris.

Choix des espèces

Nous utiliserons le modèle murin car c'est un modèle classiquement utilisé dans les études de cancérologie, de par son homologie avec le génôme humain. De façon plus spécifique ici les souris possèdent un système immunitaire en partie défaillant. Cela facilite alors la prise de greffes de cellules tumorales d'origine humaine. Les animaux seront utilisés à un stade jeune adulte avec une arrivée à l'animalerie à 6 semaines et une greffe de cellules à 7 semaines. A ce stade de développment la prise tumorale est optimale. Avec des souris plus âgées le pourcentage de prise tumorale serait moindre.

Pour renforcer des lymphocytes T et NK contre la leucémie aiguë myéloblastique, 144 souris NSG immunodéficientes vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, toutes tuées en fin de procédure pour l'étude du sang, de la rate et de la moelle osseuse. Chacune subit une irradiation corporelle totale sous anesthésie générale, deux à cinq injections intraveineuses de cellules leucémiques ou effectrices, sept injections de luciférine, sept séances de bioluminescence et sept prises de sang par voie rétro-orbitale. La xénogreffe de cellules souches humaines peut déclencher une maladie du greffon contre l'hôte atteignant la peau, le foie et l'intestin, et une leucémie très avancée peut provoquer des douleurs osseuses. Le porteur indique qu'aucun anti-inflammatoire ne peut être administré, puisqu'il interférerait avec le système immunitaire étudié, et que si des morphiniques devenaient discutables, l'animal serait tué plutôt que soulagé.

Objectifs

Ce projet vise à développer de nouvelles approches pour renforcer l’efficacité des cellules immunitaires contre les cancers du sang, en particulier la leucémie aiguë myéloblastique. Cette maladie est agressive et présente un fort risque de rechute après une greffe de moelle osseuse. Nous explorons deux stratégies complémentaires : (1) Une modification génétique : Nous modifions les cellules immunitaires pour leur faire exprimer des récepteurs spécifiques leur permettant de reconnaître et d’attaquer plus efficacement les cellules cancéreuses. (2) Une approche biochimique innovante permettant fixer chimiquement des molécules à la surface de cellules immunitaires, afin d’améliorer leur capacité à repérer et détruire les tumeurs. Avant d’envisager une application clinique, il est indispensable de valider ces stratégies dans un modèle préclinique. In vitro, ces deux stratégies se sont déjà révélées hautement efficaces. L’expérimentation animale, en particulier sur des souris immunodéficientes, est essentielle pour évaluer leur efficacité et leur sécurité dans un organisme vivant. Cette étape permettra de mieux comprendre comment ces cellules modifiées interagissent avec leur environnement et d’identifier d’éventuels verrous empêchant nos stratégies de fonctionner in vivo.

Bénéfices attendus

Les approches développées dans ce projet pourraient améliorer les traitements des cancers du sang en rendant les cellules immunitaires plus efficaces et mieux ciblées. Les bénéfices attendus incluent : (1) Une meilleure efficacité des thérapies cellulaires : Grâce aux modifications génétiques et biochimiques, les cellules immunes seront capables de reconnaître et d’éliminer plus efficacement les cellules cancéreuses, réduisant ainsi le risque de rechute. (2) Des alternatives aux traitements actuels (3) Un impact potentiel au-delà des cancers du sang : Ces innovations pourraient être adaptées à d’autres types de cancers, comme les lymphomes B ou les tumeurs solides, en ciblant des récepteurs spécifiques. (4) Des avancées pour les greffes de moelle osseuse : En exploitant les différences génétiques entre donneur et receveur, il serait possible d’optimiser l’effet anti-leucémique. Si ces stratégies se révèlent efficaces et sûres, elles pourraient être testées dans des essais cliniques chez l’homme, avec pour objectif final d’offrir de nouvelles options thérapeutiques aux patients atteints de cancers hématologiques agressifs.

Procédures

Irradiation corporelle totale sous anesthésie générale : 1 fois ; Injection intraveineuse de cellules génétiquement modifiées, sous anesthésie générale (lignées leucémiques, effecteurs) : 2 à 5 injections selon les procédures ; Injection intrapéritonéale de luciférine : hebdomadaire, 7 fois ; Bioluminescence : hebdomadaire, non invasif, sous anesthésie générale, 7 fois ; prise de sang sous anesthésie générale + locale: hebdomadaire, 7 fois

Impact sur les animaux

La gravité attendue des diverses procédures est faible à modérée (irradiation, injection intraveineuse (IV) de cellules leucémiques / lymphomateuses / ou de cellules souches hématopoïétiques, injection IV des cellules effectrices, bioluminescence et prise de sang hebdomadaire sous anesthésie par voie retro-orbitale). Nuisances prévues : - le transport et l’irradiation sur site peuvent provoquer un stress modéré et transitoire - l’anesthésie gazeuse peut provoquer une baisse de la température corporelle et un assèchement des yeux - les injections intraveineuses (cellules) et intrapéritonéales (luciférine) peuvent provoquer un stress transitoire - l’enregistrement de la bioluminescence peut provoquer un stress - les prélèvements sanguins peuvent provoquer un stress et une douleur - le développement de cancer du sang (leucémie et lymphome) chez la souris peut entrainer, dans de rares cas de maladie très avancée, des douleurs osseuses - la xénogreffe de cellules souches hématopoïétiques humaines peut entrainer une réaction de type maladie du greffon contre l’hôte avec atteinte cutanée, hépatique et intestinale

Devenir

La totalité des animaux ayant reçu l’injection d’une lignée leucémique ou une xénogreffe de CSH seront euthanasiés en fin de procédure, pour étude tissulaire (sang total / rate / moelle osseuse).

Remplacement

Nos travaux de recherche s’inscrivent dans une dynamique de transfert des connaissances vers la clinique avec le développement de nouvelles immunothérapies basées sur les lymphocytes pour soigner des hémopathies. La validation de nos modèles nécessite d’être éprouvée dans un modèle animal. La souris NSG immuno-déprimée est un modèle adapté qui permettra de répondre sur le gain en efficacité anti-tumorale de ces immunothérapies. Nous avons déjà validé l’efficacité de ces immunothérapies contre de nombreuses lignées leucémiques et des bastes primaires in vitro. Cependant, ces expériences ne permettent pas de présumer de leur efficacité une fois injectées dans un organisme.

Réduction

Dans le cadre de notre engagement éthique à réduire le nombre d'animaux utilisés à des fins expérimentales, la détermination a priori de l'effectif des lots n'est pas réalisable compte tenu du caractère novateur et exploratoire de notre étude pilote. L'effectif des groupes sera déterminé de manière à maintenir une puissance statistique suffisante tout en minimisant strictement le nombre d'animaux utilisés. Des analyses statistiques seront effectuées a posteriori, en privilégiant des méthodes adaptées aux très petits échantillons.

Raffinement

Les souris seront hébergées dans des cages ventilées (5 souris maximum par cage) en milieu enrichi (copeaux de litière, lambeaux de papier) dans des salles à température et hygrométrie contrôlées. Les litières sont changées chaque semaine par le personnel qualifié de l’animalerie. Par ailleurs, chez l’humain, le développement d’une leucémie aiguë n’est généralement pas source de douleur, sauf en cas de maladie très avancée où des douleurs osseuses peuvent apparaitre. La xénogreffe de cellules souches hématopoïétiques humaines peut se compliquer de maladie du greffon contre l’hôte, avec une atteinte possible cutanée, digestive ou hépatique. Enfin, la transplantation de cellules NK humaines ne se complique pas de maladie du greffon contre l’hôte. Une observation quotidienne des animaux sera réalisée par le personnel zootechnique et les expérimentateurs. L’échelle de points limite utilisée sera une échelle habituellement utilisée dans les modèles de xénogreffes. En cas d’atteinte d’un signe clinique sévère, ou de deux signes cliniques notables, l’animal sera euthanasié. L’administration d’anti-inflammatoires n’est pas possible dans ce protocole car ce traitement interagirait avec le système immunitaire des souris, qui est l’objet de la présente étude. Si l’administration d’antalgiques morphiniques était amenée à être discutée (douleur forte sur leucémie aiguë avancée sans possibilité d’amélioration, signifiant l’échec du traitement), l’animal serait euthanasié.

Choix des espèces

L’objectif étant de cibler un antigène humain, l’utilisation de souris immuno-déficientes permettant l’implantation de cellules tumorales humaines est essentielle. Nous avons donc choisi de travailler sur des souris NSG. Nous utiliserons des animaux âgés de 8 à 10 semaines. Le stade de développement est justifié par la nécessité d'avoir des animaux adultes afin de se placer au plus près des conditions du développement tumoral chez l’humain.

160 souris vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, toutes tuées sous anesthésie à l'issue pour analyse des tissus. Des cellules cancéreuses murines leur sont injectées dans la glande mammaire pour les femelles, ou par voie intraveineuse dans la queue pour former des métastases pulmonaires, puis elles reçoivent trois injections d'immunoliposomes et trois injections d'un anticorps d'immunothérapie. Le porteur reconnaît que le développement tumoral peut gêner le déplacement des souris porteuses de tumeurs mammaires et provoquer une gêne respiratoire chez celles dont les poumons sont atteints. Il indique avoir déjà validé ces immunoliposomes in vitro, et juge le passage in vivo essentiel parce que leur efficacité repose sur le système immunitaire d'un "organisme entier".

Objectifs

Le cancer du sein est le cancer le plus fréquent dans le monde, avec environ 1,8 million de nouveaux cas par an en 2016, dont 50 000 en France. Une femme sur huit recevra un diagnostic au cours de sa vie. Bien que les avancées thérapeutiques aient amélioré la prise en charge, les rechutes restent fréquentes. Le cancer du poumon, avec 1,3 million de décès annuels, représente également un défi majeur. Les traitements actuels, bien que plus efficaces, montrent encore des limites, en particulier chez les patients en rechute. Afin de proposer de nouvelles stratégies thérapeutiques, nous avons développé et validé un traitement efficace dans un modèle de lymphome murin appelé immunoliposomes. L’objectif de ce projet est d’évaluer leur efficacité dans des modèles précliniques de cancer du sein et du poumon. Nous utiliserons des souris de deux souches différentes, dans lesquelles nous implanterons des cellules cancéreuses issues également de souris. Elles recevront ensuite un traitement combinant des immunoliposomes et des anticorps destinés à stimuler le système immunitaire contre la tumeur. Cette étude s’appuie sur nos recherches précédentes et a pour but d’améliorer les traitements des cancers qui ne répondent pas aux thérapies classiques.

Bénéfices attendus

Nos premiers essais sur les modèles murins de cancer du sein et du poumon ont montré que l’administration d’immunoliposomes permettait une diminution significative de la croissance tumorale, voire une régression complète des tumeurs dans certains cas. Ces résultats prometteurs suggèrent un fort potentiel thérapeutique de notre approche. Dans cette nouvelle étude, nous souhaitons approfondir nos investigations afin d’évaluer l’impact des immunoliposomes sur la formation et la progression des métastases. L’objectif est de déterminer si notre traitement peut limiter efficacement la dissémination tumorale, un enjeu majeur dans la prise en charge des cancers avancés. Par ailleurs, nous comparerons l’efficacité des immunoliposomes avec celle d’une immunothérapie, actuellement utilisée en clinique. Si nos immunoliposomes s’avèrent plus efficaces ou permettent une meilleure activation du système immunitaire, ils pourraient représenter une alternative innovante aux traitements existants, réduisant potentiellement les effets secondaires liés aux immunothérapies classiques. A terme, ces résultats pourraient ouvrir la voie à de nouvelles stratégies thérapeutiques pour améliorer la prise en charge des patients atteints de cancers du sein et du poumon, en particulier ceux en rechutes ou résistants aux traitements actuels.

Procédures

L’injection des cellules cancéreuses se fera sur animaux vigiles au début des expérimentations, la durée sera de moins de 5 minutes. Une seconde injection sera effectuée au jour 40 uniquement chez les souris présentant une régression tumorale. Les injections des immunoliposomes se feront sur animaux vigiles trois fois, la durée des injections sera de moins de 5 minutes. L’injection d’un anticorps d’immunothérapie se fera trois fois sur animaux vigiles, la durée sera de moins de 5 minutes.

Impact sur les animaux

Les nuisances indésirables attendues sont d’abord au moment de l’injection des cellules cancéreuses, dans la glande mammaire des souris femelles pour le modèle du cancer du sein, et par l’injection par voie intraveineuse au niveau de la queue pour le modèle du cancer du poumon, à l’aide d’un tube de contention. Parmi les autres nuisances attendues, les animaux vont développer des cancers, avec une multiplication proliférative des cellules cancéreuses au niveau de la zone d’injection mammaire, pour le modèle du cancer du sein, ce qui peut occasionner une gêne au déplacement. Pour le modèle du cancer du poumon, le développement du cancer se fait dans les poumons, avec l’apparition de métastase. Ce développement tumoral peut engendrer une détresse chez certains animaux, comme une gêne à la respiration.

Devenir

Tous les animaux seront euthanasiés sous anesthésie à l’issue des expériences afin de permettre l’analyse des effets du traitement sur les tissus et cellules d’intérêt.

Remplacement

Pour remplacer des modèles animaux, il est parfois possible de travailler in vitro, sur des cellules ou des tissus. Les immunoliposomes que nous allons tester dans ce projet préclinique ont d’ores et déjà été testés in vitro par des méthodes alternatives. Ceci nous permet d’être sûrs que les composés qui vont être étudiés in vivo ciblent bien les cellules du système immunitaire et qu’il y aura donc une efficacité thérapeutique. Il nous faut maintenant valider sur des études précliniques in vivo l’efficacité de ces molécules et le remplacement par des méthodes alternatives n’est plus possible à ce stade du projet de recherche. L'efficacité thérapeutique des immunoliposomes repose sur l'implication du système immunitaire. Il est donc essentiel, à ce stade de nos recherches scientifiques, d'évaluer leur efficacité in vivo sur un organisme entier, en utilisant des modèles murins porteurs de cancers.

Réduction

Dans ce projet, nous allons diminuer le nombre d’animaux utilisés à des fins de recherche. S’il est essentiel d’utiliser le plus petit nombre d’animaux possibles, il faut néanmoins éviter que cet effort de réduction nuise à la fiabilité des résultats. Une réflexion biostatistique a alors été intégrée à la construction de ce projet. Pour chaque modèle de cancers (sein et poumon), nous testerons lors d’une première expérimentation, la capacité des immunoliposomes à diminuer le nombre de cellules immunitaires favorisant le développement des tumeurs. Si nous obtenons une bonne efficacité, l’effet des immunoliposomes sur le ralentissement de la croissance tumorale sera alors réalisé, dans une seconde expérimentation.

Raffinement

Pour minimiser la douleur et le stress des animaux, les protocoles expérimentaux sont soigneusement planifiés, avec des critères d’arrêt anticipé définis afin d’éviter toute souffrance excessive. Les souris sont hébergées en groupes de 5 à 10 dans des cages enrichies de structures en carton ou en plastique, leur permettant de se cacher et de se regrouper, favorisant ainsi leur bien-être. Les manipulations, y compris les injections et les mesures de la tumeur, sont réalisées par du personnel formé afin de réduire au maximum la contrainte et le stress. Pour les injections intraveineuses, les animaux sont placés sous une lampe chauffante pour faciliter la dilatation des vaisseaux, ce qui permet une manipulation plus rapide et moins invasive. La contention est limitée au strict nécessaire et ne dépasse pas deux minutes. Les souris sont surveillées régulièrement pour détecter tout signe de détresse, de douleur ou de souffrance excessive. Des critères stricts sont mis en place, notamment une perte de poids excessive, une altération du comportement, une détresse respiratoire ou une difficulté à se déplacer, déclenchant l'arrêt anticipé de l’expérimentation pour l’animal concerné. Afin d’assurer un suivi optimal, le personnel de l’animalerie est informé des critères d’arrêt et des signes de détresse à surveiller. Toute anomalie détectée entraîne une prise en charge immédiate, qui peut inclure un soulagement de la douleur ou l’arrêt de l’expérimentation pour l’animal. En dernier recours, une mise à mort de l’animal est réalisée.

Choix des espèces

Les animaux âgés entre 2 et 5 mois seront utilisés, ceci correspond à un âge optimal pour la greffe des cellules cancéreuses et l’obtention d’un système immunitaire fonctionnel. Nous utilisons des lignées cellulaires murines établies et reconnues, injectées dans des souris immunocompétentes pour garantir une réponse immunitaire fonctionnelle. Le modèle murin femelle est indispensable pour le cancer du sein, car la tumeur se développe au site d’injection dans la glande mammaire, reproduisant ainsi la progression tumorale observée chez l’humain. Pour le cancer du poumon, les cellules cancéreuses murines sont injectées par voie intraveineuse, permettant leur implantation dans les poumons, conformément aux protocoles validés dans la littérature. Ce modèle reproduit la dissémination métastatique et l’évolution tumorale observées chez les patients. Le système immunitaire des souris est similaire à celui de l’homme en termes de réponse antitumorale, rendant ces modèles pertinents pour évaluer l’efficacité des immunoliposomes et leur potentiel en thérapie anticancéreuse. Ils sont couramment utilisés en recherche préclinique pour le développement de nouvelles stratégies thérapeutiques.