Oncologie
- Autre recherche fondamentale
- Biologie du développement
- Éthologie / comportement / biologie animale
- Multisystémique
- Organes sensoriels
- Système cardiaque
- Système endocrinien
- Système gastrointestinal
- Système immunitaire
- Système musculosquelettique
- Système nerveux
- Système respiratoire
- Système urogénital
Implication du noyau arqué et de ses afférences hépatiques dans les troubles comportementaux, métaboliques et circadiens induit par la consommation de nourriture hypercalorique chez la souris
- Recherche fondamentale
- Oncologie
- Système endocrinien
- Système gastrointestinal
- Système nerveux
Une partie des souris subit une chirurgie stéréotaxique du cerveau d'une heure, l'implantation d'une fibre optique, une injection dans un ganglion nerveux et une laparotomie, actes étalés sur quinze jours. 2 832 souris vont être utilisées, 1 040 dans des procédures impliquant un niveau de souffrance sévère et 1 792 un niveau modéré, toutes tuées à l'issue. Le porteur ne décrit pourtant que des atteintes modérées ou légères, douleur postopératoire, inflammation transitoire, stress lié à cinq jours d'isolement et à douze heures de jeûne, et il présente le surpoids provoqué par le régime hypercalorique comme "l'objet même du modèle expérimental". Les tests comportementaux d'anxiété et de dépression ne sont pas nommés, et le devenir des animaux tient en quatre mots, "Mise à mort pour prélèvement".
Objectifs
Une alimentation trop riche en graisses et sucres peut entraîner l’obésité, perturber les cycles journaliers d’activité et d’alimentation, et provoquer des troubles comme l’anxiété ou la dépression. Ces effets sont liés à une zone du cerveau, l’arc hypothalamique (ARC), qui connecte l’horloge biologique, les organes digestifs (comme le foie) et les régions gérant les émotions. Ce projet étudie comment un régime déséquilibré perturbe ces connexions, en se concentrant sur l’impact des interactions entre l’ARC et le foie sur le métabolisme, les rythmes biologiques et l’humeur.
Bénéfices attendus
L’étude longitudinale de l’implication fonctionnelle de ARC et de ses afférences hépatiques fait suite à notre étude neuroanatomique. Elle analysera le rôle de ARC et de sa connexion avec le foie dans le développement des troubles métaboliques et comportements associés à la consommation d’une nourriture hypercalorique et apportera des connaissances essentielles pour mieux comprendre les désordres alimentaires pouvant être à l’origine de maladie métaboliques telles que le diabète et l’obésité, et potentiellement permettre d’améliorer la prévention et le traitement de ces physiopathologies.
Procédures
Une partie des animaux sera soumise à des procédures chirurgicales sous anesthésie générale (chirurgie stéréotaxique 1h, implantation de fibre optique 15 minutes, injection intra-ganglionnare 30 minutes, laparotomie 15 minutes). L’injection intra-ganglionnaire a lieu 2 semaines avant la chirurgie stéréotaxique, l’implantation de fibre optique et la laparotomie qui ont lieu en même temps. La totalité des animaux sera nourrie avec un régime hypercalorique pendant 2 semaines. Des tests comportementaux afin d'évaluer les comportements anxieux et dépressifs ainsi que l'appétance des animaux pour une nourriture grasse en fontion de leur régime habituel seront réalisés. Des prélèvements de queue sur animal vigil seront réalisés pour géntoyper les animaux transgéniques. Des prélèvements sanguins à la queue sur animal vigil seront réalisés sur une journée afin de suivre le rythme journalier de certaines hormones en lien avec la thématique comme la corticostérone, la ghréline et la leptine.
Impact sur les animaux
Le régime hypercalorique devrait entraîner un surpoids progressif des souris et un stress modéré, ce qui est l’objet même du modèle expérimental. Les différentes chirurgies peuvent induire de la douleur postopératoire modérée, un inconfort et/ou une inflammation locale transitoire au niveau des sutures. L’isolement social de 5 jours ainsi que le jeûn de 12 heures peuvent créer un stress modéré aux animaux. Les prélèvements sanguins à la queue peuvent induire une douleur transitoire aiguë et/ou une inflammation locale. Le génotypage des souris nécessite une biopsie de la queue et peut ainsi induire une douleur légère de courte durée.
Devenir
Mise à mort pour prélèvement.
Remplacement
La régulation des cycles journaliers de la prise alimentaire et du métabolisme impliquant un grand nombre d’organes différents (cerveau, foie mais aussi pancréas, surrénales, muscles), l’investigation des interactions entre horloges circadiennes, nutrition et troubles de l’humeur nécessite donc l’utilisation de modèles animaux. Ainsi est-il impossible de réaliser ces études sur des organoïdes ou des cultures cellulaires in vitro.
Réduction
Les expériences seront réalisées avec la volonté de réduire au minimum le nombre d’animaux, tout en obtenant le maximum d’informations scientifiques pour chaque animal. Au regard des données de la littérature, de notre expérience et de la variabilité phénotypique individuelle, nous avons réalisé une analyse statistique de puissance (power analysis) qui a déterminé que les données comportementales sont statistiquement exploitables et publiables avec des cohortes de 40 souris par sexe. L’approche chirurgicale de certaines procédures nécessite l’injection de 3 virus dans 3 loci différents, augmentant la probabilité d’une déficience d’un des virus ou du mauvais emplacement de l’un d’eux, ce qui a été pris en compte dans le calcul du nombre total d’animaux nécessaires à l’obtention d’une puissance statistique adaptée (taux de réussite estimé entre 50 et 75%). Les mêmes animaux seront utilisés pour pratiquer les différentes chirurgies (injections stéréotaxiques, injection dans le ganglion noueux jugulaire et brushing du foie). La combinaison de procédures comportementales avec des procédures de prélèvements sanguins et de tissus permettra de ne générer qu’une cohorte de souris par sexe pour répondre à plusieurs questions scientifiques. De plus, l’ensemble des procédures a été conçu de manière à ce que les animaux soient leurs propres contrôles : cette approche longitudinale depuis le premier jour de régime jusqu’à 3 mois après la mise en place du régime permet de réduire considérablement le nombre de souris nécessaire à ces expériences. Enfin, les animaux utilisés pour le test d’interaction sociale ainsi que pour la mise en place des tests de préférence alimentaire seront les animaux issus de la reproduction de notre lignée qui ne porteront pas le gène d’intérêt. Une souris interactrice sociale peut être interagir avec 3 souris test différentes.
Raffinement
Tout au long des expériences, les animaux isolés ou non sont hébergés dans un milieu enrichi (matériel de nidification, bâton de bois et tunnel) et observés quotidiennement par l’expérimentateur ou une personne compétente de façon à optimiser leur confort et limiter une quelconque souffrance. Les souris sont habituées à l’expérimentateur et à l’expérimentation afin de limiter leur angoisse et le stress. Pour chaque procédure, des points limites adaptés ont été définis. Pour les procédures impliquant l’utilisation de plusieurs tests comportementaux la même semaine, un minimum de 24 heures de délai sera laissé aux animaux entre deux tests. Pour le suivi du bien-être animal à la suite des prélèvements sanguins, une grille de score évaluant essentiellement l’état général de l’animal, son poids et sa réactivité à la manipulation, seront utilisées. Elle permettra d’objectiver des points limites définis selon les directives éthiques indiquées par l’association internationale pour l’étude de la douleur. La vétérinaire désignée pourra être sollicitée pour émettre un diagnostic et mettre en place les mesures correctives adaptées si nécessaire de façon à limiter la souffrance animale. Les chirurgies sont réalisées sous anesthésie générale et analgésie pendant et après la chirurgie. Après chaque chirurgie, l’état de santé des animaux sera évalué à l‘aide d’une grille de score spécifique à la procédure chirurgicale, ciblant notamment les risques d’inflammation au niveau de la zone opérée et la reprise de poids de l’animal. Les animaux destinés au bilan hormonal seront issus de la reproduction de nos souches de souris transgéniques (souris ne portant pas le gène d’intérêt). Enfin, il est prévu qu’une partie des implants pour réaliser les expériences d’optogénétique soient sans fil c'est-à-dire sans aucune restriction de mouvement de l’animal. Si de nouvelles approches moins stressantes ou douloureuses pour l’animal venaient à être mises au point après le début de ce projet, elles pourraient être intégrées dans nos procédures.
Choix des espèces
La souris est devenue un modèle classique en nutrition et en chronobiologie. C’est aussi un modèle incontournable dans l’utilisation des nouveaux outils technologiques permettant entre autres l’enregistrement en temps réel et la manipulation des réseaux neuronaux, qui sont des techniques utilisées dans un certain nombre de procédures. Une partie du projet implique de cibler spécifiquement les neurones de ARC activés par une nourriture hypercalorique (ARCRH+), nous utiliserons donc des souris transgéniques Fos-Cre-Rosa et Fostm2.1(icre/ERT2)Luo/J. Ces souris transgéniques permettent l’expression de la protéine Cre couplée à la protéine fluorescente Rosa ou seule sous contrôle du promoteur du gène fos après induction de sa transcription par injection de tamoxifène, agoniste du récepteur ERT2. Cette construction unique n’existe pour le moment que chez la souris de fond génétique C57BL/6J, qui est donc la souche que nous avons sélectionnée pour l’ensemble des procédures L’étude des comportements alimentaires décrits dans ce projet nécessitant des systèmes neurobiologiques matures, des animaux adultes et jeunes adultes seront utilisés (début des procédures à 6 ou 8 semaines).
Elevage et gestion de souris pour Établissements Utilisateurs
- Recherche fondamentale
- Autre recherche fondamentale
- Oncologie
340 000 souris vont être élevées et utilisées sur cinq ans dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger à modéré. Chacune peut subir un prélèvement de tissu à l'oreille ou à la queue entre 7 et 10 jours de vie pour le génotypage, puis un prélèvement de sang à partir de 30 jours. Les souris porteuses du gène recherché partent vers d'autres autorisations de projet, les autres sont tuées ou réutilisées, 2 500 réutilisations étant déclarées. Une partie des lignées porte un phénotype dommageable, immunodéficience, pathologie métabolique ou cancéreuse, et le porteur range l'orientation des souris sans intérêt génétique vers des séances d'entraînement et de formation sous le principe de "Remplacement".
Objectifs
Les programmes de recherche menés au sein des divers laboratoires toulousains, qu'ils relèvent du secteur public ou privé et soient sous la tutelle de différentes entités, impliquent l'utilisation d'animaux à des fins scientifiques. Cette communauté de recherche, composée de plus de 50 équipes réparties dans sept laboratoires distincts, se consacre à des thématiques spécifiques générant des résultats validés, lesquels contribuent à une reconnaissance internationale à travers des collaborations, des succès dans l'obtention de financements et des publications. Les domaines de recherche de cette communauté toulousaine couvrent diverses disciplines, notamment la cancérologie, la santé digestive, les maladies infectieuses et inflammatoires, ainsi que les maladies métaboliques et cardiovasculaires. L'objectif de ce projet est de fournir des animaux répondant aux exigences scientifiques spécifiques de ces équipes de recherche, rendant ainsi possible la réalisation de leurs projets au sein des différents établissements expérimentaux répartis sur plusieurs sites. Les exigences scientifiques impliquent la caractérisation génotypique et/ou phénotypique des animaux pour la selection des gènes étudiés et des modèles d’intérêt, ainsi que l’utilisation d’animaux à phénotype dommageable en tant que modèles d’étude des pathologies. Ces derniers présentent des susceptibilités et des déficiences particulières, nécessitant une gestion attentive de l'élevage et de l'environnement. Il est crucial d'anticiper et de prendre en compte ces facteurs afin de prévenir l'apparition ou le développement de troubles ou de pathologies, tout en limitant la souffrance des animaux.
Bénéfices attendus
L'élevage et la gestion de souris, soumises à une caractérisation génétique et/ou phénotypique, sont d'une importance capitale pour fournir aux équipes de recherche les animaux nécessaires. La diligence apportée à l'élevage de ces individus, en étroite corrélation avec des questions scientifiques précises, forme la base des avancées scientifiques au sein de notre communauté.
Procédures
Les animaux peuvent subir un prélèvement de tissu (oreille ou queue) une unique fois entre 7 et 10 jours, pour une durée de 30 secondes maximum contention comprise. Un prélèvement de sang peut être réalisé une fois à partir de 30 jours d’âge, pour une durée de 30 secondes maximum contention comprise. Des lignées à phénotype dommageable peuvent développer des pathologies dont la prise en charge est individualisée et procédurée.
Impact sur les animaux
La méthode de génotypage, qui implique le prélèvement de tissus (notamment par encoche d'oreille ou par petit bout de queue), peut potentiellement provoquer un stress lié à la contention ainsi que de la douleur légère chez les animaux. Les prélèvements sanguins peuvent également induire du stress lié à la contention. Il est important de souligner que les animaux présentant un phénotype dommageable (de type variable comme les immunodeficiences, les pathologies métaboliques, cancereuses etc...) sont susceptibles de développer diverses pathologies et donc nécessiter une surveillance accrue.
Devenir
Tous les animaux portant les gènes d’intérêt pour les projets de recherche sont en utilisation continue vers d’autres DAP. Les animaux ne présentant pas le génotype d’intérêt sont mis à mort ou réutilisés pour d’autres projets (animaux réformés : training, collaboration avec des centres de formation).
Remplacement
Les équipes de recherche reconnaissent l'importance de la substitution des animaux dès que possible, conformément aux principes des 3R. Des alternatives sont privilégiées en priorité, telles que les méthodes mathématiques, pharmacocinétiques, les études in vitro utilisant des modèles cellulaires, ou les investigations préliminaires sur des organoïdes. Néanmoins, ces approches ne parviennent pas à reproduire la complexité des voies impliquées dans les modèles physiologiques ou physiopathologiques intégrés, tels que ceux basés sur la souris. Malgré les efforts pour promouvoir la substitution, la souris demeure un modèle essentiel, en raison de sa physiologie transposable à l'Homme et de sa proximité génétique, permettant la reproduction moléculaire et phénotypique de nombreuses pathologies humaines.
Réduction
La reproduction des animaux est soigneusement planifiée en anticipation des schémas expérimentaux des chercheurs, afin d'aligner étroitement l'élevage sur leurs besoins réels. Une gestion réfléchie de certaines lignées permet, par des croisements planifiés, d'obtenir exclusivement les génotypes d'intérêt, favorisant ainsi la Réduction. Les prélèvements invasifs sont limités aux animaux pour lesquels l'homozygotie ne peut être obtenue, et leur réalisation est restreinte à un couple d'animaux en cas de nécessité de confirmation du génotype. La production de certaines lignées d'animaux peut être optimisée en les partageant entre différents chercheurs, garantissant ainsi une utilisation maximale de tous les animaux produits, en accord avec le principe de Réutilisation. Les animaux ne présentant pas un génotype d'intérêt pour les chercheurs sont principalement orientés vers nos projets d'animaux de réforme, mettant en œuvre le principe de Remplacement après accord de la vétérinaire. Ces projets fournissent des animaux destinés à des initiatives de formation spécifique, des sessions d'entraînement ou des procédures terminales, contribuant ainsi à minimiser l'utilisation d'animaux dans des situations où leur génotype n'est pas essentiel.
Raffinement
Les animaux sont hébergés dans des cages ventilées conformes aux normes de la directive 2010/63/UE. Chaque cage est enrichie avec des accessoires spécifiques tels qu'un igloo en plastique rouge, des bâtonnets de bois et du papier essuie-tout pour la construction de nids. Leur statut sanitaire est vérifié trimestriellement. Les zootechniciens, sensibilisés aux diverses pathologies potentielles en élevage, y compris les phénotypes dommageables, prennent des mesures préventives ou administrent des traitements précoces pour éviter toute souffrance des animaux. Ils possèdent une expertise dans les gestes techniques et sont formés aux méthodes alternatives à la préhension par la queue. Des produits de soins sont disponibles et utilisés selon les recommandations du vétérinaire désigné. L’habituation des animaux à leur zootechnicien permet de diminuer le stress des animaux lié à la contention pour les prélèvements. Les personnels sont parfaitement formés à la technique de prélèvement (tissu et sang) qui, procédurée avec du matériel de chirurgie aiguisé et désinfecté, permet de limiter le stress et la douleur des animaux au maximum. La biopsie est en outre de la taille la plus réduite possible et avec hémostase si besoin. En cas de douleur un anti-inflammatoire local peut être appliqué en fonction des recommandations de la vétérinaire. La gestion des animaux à phénotype dommageable s’appuie sur un tableau recensant les caractéristiques de chaque lignée, et des actions sont mises en place au cas par cas (statut sanitaire, litière adaptée, surveillance renforcée lors d’âge critique par exemple).
Choix des espèces
Avec une homologie génique dépassant 90% entre l'Homme et la souris, la plupart des gènes humains ont leurs homologues chez la souris, et les voies métaboliques sont largement conservées entre ces deux espèces. La souris représente ainsi un modèle expérimental particulièrement intéressant en tant qu'animal génétiquement modifié. De nombreux modèles murins, qu'ils soient pathologiques ou humanisés, offrent la possibilité d'étudier la physiopathologie de diverses maladies. Ce modèle intégré permet de rendre compte de la complexité des voies impliquées dans la physiologie et la physiopathologie, avec une transposabilité à l'Homme. En conséquence, la souris demeure une espèce de choix pour les équipes de recherche. Les souris entament leur phase de reproduction entre 6 et 8 semaines et sont maintenues dans ce processus jusqu'à l'âge moyen de 300 jours. Les prélèvements de tissu pour génotypage sont effectués entre 7 et 10 jours ; le sang, pour phénotypage, est prélevé sur des animaux âgés de 4 semaines. Les animaux issus de la reproduction sont transférés en zone d'expérimentation avant d'atteindre l'âge de 8 semaines, ou bien ils sont conservés en tant que futurs reproducteurs pour le renouvellement des accouplements. L'apparition de phénotypes dommageables est documentée et les animaux sont envoyés en zone expérimentale avant le développement des pathologies associées. Les animaux gardés pour la reproduction sont mis à mort avant ou dès l’apparition des signes cliniques.
Evaluation des effets d’ingrédients d’origine végétale, administrés par voie orale, sur l’anxiété et la dépression chez le rat Wistar Han (ANX-DEP-2024)
- Recherche fondamentale
- Éthologie / comportement / biologie animale
- Oncologie
Gavés chaque jour pendant vingt-deux jours, saignés cinq fois à l'état vigile puis soumis à des tests censés mesurer leur anxiété, 780 rats Wistar Han vont être utilisés dans des procédures d'un niveau de souffrance modéré, tous tués à l'issue. Les tests comportementaux ne sont pas nommés, et le résumé signale pour l'un d'eux un risque de chute du dispositif. Le porteur écrit qu'aucune procédure n'engendrera de douleur, tout en précisant qu'aucun analgésique ni anti-inflammatoire ne sera administré, pour ne pas perturber les dosages. Les rats sont tués vingt-trois jours après le début des traitements, pour les analyses biochimiques qui doivent départager des ingrédients d'origine végétale.
Objectifs
Les troubles anxieux et les troubles liés au stress sont particulièrement fréquents dans les pays industrialisés. Il est estimé que 13 à 22% des habitants de ces pays développeront une pathologie anxieuse au cours de leur vie. Par ailleurs, le stress est impliqué dans l’apparition de pathologies d’ordre psychiatrique telle que la dépression, avec, au-delà de l’aspect individuel, un coût important pour la société. Selon l’Organisation Mondiale de la Santé, la dépression concerne 300 millions de personnes dans le monde. Les traitements disponibles concernant l’anxiété et le stress présentent de nombreuses limites dues aux effets secondaires importants et/ou à l’efficacité limitée. En effet, différents traitements médicamenteux peuvent être prescrits mais l’indication de ces traitements n’est pas toujours prioritairement l’effet anti-stress et ils ne sont pas dénués d’effets secondaires. Dans ce contexte, la recherche de nouveaux produits plus efficaces représente un enjeu sociétal et économique majeur.
Bénéfices attendus
L’enjeu de ce projet est d’évaluer l’efficacité de nouveaux traitements dans la lutte contre le stress et l’anxiété qui pourront être développés pour une utilisation chez l’Homme.
Procédures
Dans chaque étude pour l’ensemble du projet, un traitement sera administré en 15 secondes sur l’ensemble des animaux vigiles par voie orale pendant 22 jours. Un prélèvement sanguin effectué en 1 minute environ sera réalisé sur ces animaux à l’état vigile à 5 reprises au cours de l’étude. Des tests comportementaux seront réalisés au cours et à l’issue de l’étude sur 3 jours, avec une durée maximale de ces tests de 5 à 20 minutes par jour pour évaluer les effets des traitements sur le stress et la dépression. Aucune procédure n’engendrera de douleur.
Impact sur les animaux
Les gestes effectués sur les animaux vigiles peuvent induire un stress de courte durée. Cependant, les traitements par voie orale s’effectuent sur animal vigile afin d’éviter les fausses routes et aucune médication, analgésique ou anti-inflammatoire ne sera utilisée. Les séries de prélèvements sanguins comme les tests comportementaux s’effectuent sur animal vigile sans aucune médication, analgésique ou anti-inflammatoire pour ne pas perturber l’activité des animaux et les dosages qui seront réalisés. Lors de la réalisation d’un des tests comportementaux, un risque de chute du dispositif expérimental est possible.
Devenir
Tous les animaux nécessaires à la réalisation de ce projet seront mis à mort 23 jours après le début des traitements, c’est-à-dire à la fin de l'unique procédure expérimentale afin de réaliser un ensemble d’analyses biochimiques.
Remplacement
Le remplacement des expérimentations animales par des méthodes alternatives n’est pas envisageable dans le contexte de ce projet. Les études in silico ou in vitro ne permettant pas de prédire ou d’évaluer les effets d’un traitement sur l’anxiété ou la dépression. Le modèle rat est utilisé régulièrement par les industriels pour évaluer l’efficacité de produits contre le stress et la dépression. La complexité des mécanismes mis en jeux ne sont actuellement pas modélisés par des méthodes alternatives alors qu’ils sont présents de façon similaire chez le rat. L’ensemble de ces facteurs complexes ne peut donc être appréhendé qu’in vivo sur un modèle animal.
Réduction
Nous utiliserons le nombre minimum d’animaux nécessaire à la réalisation de ce projet mais permettant d’obtenir des résultats prédictifs et représentatifs. Les données de la littérature ainsi qu’une étude de puissance statistique en amont, et notre expérience du modèle, permettent de nous assurer que nous utiliserons le nombre minimal d'animaux pour pouvoir conclure d’un effet ou non des traitements testés.
Raffinement
Les animaux seront hébergés dans des cages standards répondant aux normes européennes à 3 par cage avec des feuilles de papier kraft et des briques en bois en guise d’enrichissement. Les animaux auront un accès non restreint à la nourriture et à l’eau pendant toute la durée du projet. Leur bien-être sera suivi bi-quotidiennement par du personnel qualifié 5 jours sur 7 et quotidiennement pendant les week-ends et jours fériés. Une attention toute particulière sera portée aux animaux pendant les tests comportementaux. Un expérimentateur surveillera en permanence l’écran vidéo situé dans le couloir jouxtant la salle de test afin d’intervenir en cas de nécessité. Les traitements oraux et les prélèvements sanguins seront effectués par du personnel ayant les compétences requises et une observation régulière des animaux sera effectuée après réalisation de chaque traitement oral ou prélèvements, week-end et jours fériés inclus. Des points limites adaptés sont fixés, si nous constatons le dépassement d’un de ces points limites, l’animal sera mis à mort dans des conditions éthiques.
Choix des espèces
Le modèle rat est utilisé régulièrement par les industriels pour évaluer l’efficacité de produits contre le stress. De plus, ce modèle est déjà très utilisé dans les tests visant à étudier les comportements de type anxieux et dépressif. Dans cette étude et afin d’être le plus représentatif possible, nous utiliserons des rats des deux sexes. Les animaux utilisés seront des rats mâles (200-250g, 42 jours) et femelles Wistar Han (âge équivalent) à l’arrivée au laboratoire. Nous effectuerons notre modèle sur des rats adultes afin de pouvoir comparer les données de cette étude avec la majorité des données déjà disponibles dans la littérature scientifique.
Fourniture de veaux pour une étude sur la sensibilité des bovins aux infections respiratoires
- Recherche appliquée
- Bien-être animal
- Maladies animales
- Recherche fondamentale
- Éthologie / comportement / biologie animale
- Oncologie
Aucun des 30 veaux ne meurt dans le cadre de ce projet : tous partent vers un autre laboratoire, où ils seront infectés par des pathogènes respiratoires. L'établissement qui dépose ce résumé se charge de les élever et de vérifier qu'ils sont indemnes, avec deux prises de sang et deux prélèvements de fèces avant leurs 30 jours, dans des procédures d'un niveau de souffrance léger. Le prélèvement de fèces passe par l'introduction d'un doigt dans le rectum quand l'animal ne défèque pas de lui-même. Le porteur conclut qu'aucun système in vitro ne reproduit l'interaction entre pathogènes, microbiote et mucus respiratoire, et qu'il est donc "nécessaire" de recourir à des animaux vivants.
Objectifs
Le complexe respiratoire bovin est d’une grande importance en France et dans le monde en raison de son impact sur la santé et le bien-être animal, ainsi que des pertes économiques que son infection peut enegendrer. La couche de mucus des voies respiratoires constitue une barrière physique, contenant un riche écosystème microbien qui contribue à prévenir l’invasion et à faciliter l’élimination des pathogènes. L'objectif du projet est d’étudier les mécanismes de régulation des voies respiratoires chez les veaux, ainsi que leur réaction face à une infection et à un traitement antibiotique précoce. Pour ce qui concerne notre établissement utilisateur, l'implication dans le projet se limite à la fourniture de veaux sains, pour la réalisation de l'expérimentation au sein de l'unité porteuse du projet, qui a déposé une demande auprès de son comité d'éthique local.
Bénéfices attendus
Extrait de la déclaration faite par l'unité porteuse du projet : "Le projet présente trois aspects novateurs principaux. Premièrement, nous identifierons des biomarqueurs microbiens et glycomiques liés à la réponse, à la récupération ou à la résilience à l'infection respiratoire et à l'administration d'antibiotiques. Cela complétera les mesures standard telles que la vaccination, les mesures de biosécurité, une alimentation et une hygiène correctes, le contrôle des vecteurs et des soins vétérinaires réguliers. Deuxièmement, les biomarqueurs glycomiques seront évalués in vitro et ex vivo, par exemple en validant les capacités de liaison des virus aux glycanes et la transmissibilité inter-espèces. Ce type d'information n'existe pas aujourd'hui pour les pathogènes du bétail. Troisièmement, les observations comportementales et les capteurs de surveillance du bien-être ouvriront la voie à de nouveaux types de biomarqueurs de détection précoce des maladies. Au-delà des aspects susmentionnés, les biomarqueurs glycanniques et microbiens recueillis auprès d'individus résilients ouvriront la voie à la création de glycanniques ayant un effet prébiotique et à l'assemblage de consortiums synthétiques qui seront testés en vue d'une utilisation probiotique de nouvelle géneration."
Procédures
Les animaux seront soumis à deux prises de sang et deux prélèvements de fèces (à l'âge de 5-8 jours et juste avant leur transport vers 30 j). L'ensemble des prélèvements n'excédera pas 5 min par animal.
Impact sur les animaux
Au sein de notre établissement utilisateur, les prélèvements effectués sur les animaux pour tester leur séronégativité au virus de l'Influenza D, au Corona virus et au Mycoplasma Bovis sont suscpetibles d'engendrer un stress ou une douleur ponctuels liés à l'introduction de l'aiguille pour la prise de sang et à l'introduction d'un doigt au niveau du rectum dans le cas où les fèces ne pourraient être récupérés suite à défécation naturelle de l'animal.
Devenir
Les animaux qui auront subi les prélèvements sur notre établissement utilisateur sont destinés à être utilisés en expérimentation au sein de l'unité porteuse du projet.
Remplacement
Il n'existe pas de système in vitro capable de simuler fidèlement l’interaction complexe entre les pathogènes respiratoires, le microbiote et les mucines respiratoires. Les cultures in vitro ne permettent pas de reproduire les conditions nécessaires pour l’étude des virus, des mycoplasmes et de l’ensemble des microorganismes et mucines du système respiratoire. Il est donc nécessaire de recourir à des animaux vivants pour ce projet.
Réduction
Un effectif de 7 veaux par lots expérimentaux assure la faisabilité de l’étude tout en permettant d’obtenir des données statistiques robustes pour observer un effet potentiel. Deux veaux supplémentaires seront également élevés pour pallier un éventuel problème (détection d'infection notamment). Cette stratégie s’appuie sur les données d’une étude précédente, dans laquelle un modèle de coinfection Influenza D-Mycoplasma bovis avait été utilisé sur de jeunes veaux. Malgré une variabilité individuelle notable dans la réponse clinique, un effectif de 5 animaux avait suffi à démontrer des différences significatives par rapport à des veaux témoins non infectés. De plus, les données virologiques et bactériologiques s'étaient révélées relativement homogènes entre les individus, offrant une corrélation directe avec la pathogénicité dans l’appareil respiratoire profond. Par sécurité, nous avons choisi d'inclure 2 veaux supplémentaires par lot afin de pallier d'éventuelles exclusions d'individus pour des raisons sanitaires (infections intercurrentes) ou éthiques (atteinte des points limites).
Raffinement
Les conditions de logement de leur naissance à leur transport sont les conditions de logement "normales" des veaux issus du troupeau de notre établissement utilisateur. Rapidement, les veaux, après leur naissance et après distribution du colostrum, sont placés en niche individuelle pendant 5 à 7 jours. La conception des niches permet le contact visuel et olfactif entre animaux, tout en limitant le risque de transmission de maladie auxquelles les veaux seraient particulièrement sensibles à cet âge. Après cette phase d'élevage individuelle, les veaux sont placés dans un parc collectif où ils sont alimentés en groupe. Les parcs reçoivent une litière abondante de copeaux de bois et sont nettoyés quotidiennement. Les veaux ont également accès à de l'enrichissement (bidons, brosses fixes...). Le recours à des procédures faiblement invasives, mises en oeuvre par du personnel formé et habitué à ces prélèvements, assure également que ceux-ci se feront dans les meilleures conditions possibles pour les animaux. En cas de stress anormal de l'animal ou si l'opérateur ne parvient pas à repérer la veine jugulaire, le prélèvement sera immédiatement arrêté et reporté.
Choix des espèces
L'espèce bovine est particulièrement visée par les pathologies respiratoires qui font l'objet des recherches menées dans le cadre du projet qui, en plus des souffrances qu'elles imposent aux animaux, engendrent de lourdes pertes économiques pour les éleveurs. Les animaux élevés pour ce projet seront des veaux naissants, jusqu'à un âge compris entre 10 et 45 jours. A l'issu de leur phase d'élevage sur notre établissement utilisateur, ils seront transportés jusqu'à l'unité porteuse du projet (par un transporteur agréé, dans le respect des règles afférentes au transport des animaux vivants) pour l'expérimentation à proprement parler avant l'âge de 45 jours. L’âge de environ 30 jours est particulièrement significatif car il marque le début de la diminution de l’immunité maternelle colostrale, rendant les veaux plus susceptibles aux infections et est donc un moment idéal pour étudier la réponse immunitaire face aux agents pathogènes. Cette fenêtre temporelle est donc stratégique pour reproduire les conditions d’apparition des maladies respiratoires et pour évaluer l’efficacité des interventions thérapeutiques.
Rôle de l’intégration sensori-motrice dans la prise de décision perceptuelle 2/2
- Recherche fondamentale
- Éthologie / comportement / biologie animale
- Oncologie
- Système nerveux
400 souris vont être utilisées dans le second volet d'un même projet, chacune passant par une ou deux neurochirurgies de deux heures à deux heures trente, puis par vingt jours de contrôle alimentaire et soixante essais comportementaux quotidiens. Le niveau de souffrance déclaré est modéré, et toutes sont tuées à l'issue pour l'examen de leur cerveau. Le premier volet mobilise 400 autres souris dans les mêmes conditions, ce qui porte l'ensemble à 800 animaux pour une même question. Les retombées cliniques évoquées, l'éclairage de troubles moteurs et perceptifs, restent au conditionnel, quand les lésions cérébrales et la restriction alimentaire, elles, sont programmées.
Objectifs
La prise de décision perceptuelle est le processus par lequel les informations sensorielles entrantes sont intégrées par le cerveau afin de guider le comportement de l’individu en produisant une réponse motrice appropriée. Chez les rongeurs, il apparaît de plus en plus clairement que cette intégration sensori-motrice fait intervenir deux zones cérébrales clés. La première zone est la partie du cerveau qui reçoit les informations sensorielles provenant des moustaches. La deuxième zone est la partie qui va planifier et organiser les mouvements. Elle est impliquée dans la sélection et l’exécution des commandes motrices. La première zone quant à elle constitue un système sensoriel important pour les rongeurs permettant de collecter les informations sensorielles de l’environnement. Les rongeurs ont en effet développé un système sensoriel complexe et utilisent de préférence leurs moustaches pour explorer leur environnement tactile immédiat. Pourtant, on ne sait toujours pas à ce jour comment ces deux zones cérébrales interagissent pour assurer une prise de décision adaptée en réponse à la perception de l’environnement. Par ailleurs, la plupart de nos connaissances proviennent d'études utilisant des tâches comportementales peu naturelles (avec immobilisation de la tête de l’animal par exemple). De plus le rôle de ces zones cibles et de leur interaction dans des conditions qui reproduisent ce qui se passe dans la nature de façon éthologiques reste à ce jour inconnu. Ce projet se déroulera dans deux établissements utilisateurs différents.
Bénéfices attendus
Ce projet est avant tout un projet de science fondamentale. Il vise à comprendre au niveau cellulaire les principes de l’intégration des informations sensorielle et motrice qui permettent l’adaptation de la prise de décision en réponse à la perception de l’environnement. Tout cela dans un contexte environnemental le plus éthologique possible. Au-delà de cet aspect fondamental, le projet vise à explorer des problématiques que l’on retrouve en clinique. En effet, l'accent mis sur la prise de décision au cours d’une tâche ayant une vraie valeur éthologique dans un environnement naturel est central dans les neurosciences cognitives modernes, en particulier pour la recherche sur les primates humains et non humains. En outre, l'incapacité à résoudre la tâche comportementale proposée est une caractéristique frappante de plusieurs troubles moteurs et perceptifs. Le projet est donc particulièrement bien placé pour dessiner les bases d'études plus appliquées, en reliant notamment les techniques de neurosciences les plus récentes aux processus cognitifs essentiels. Enfin, le projet est à la pointe de nombreuses techniques expérimentales, allant de modèles comportementaux innovants à la neuroanatomie avancée et l’étude des signaux électriques générés par l'activité des neurones pendant la prise de décision.
Procédures
Les animaux seront d’abord acclimatés à leur hébergement dans le premier établissement utilisateurs pendant 2 jours. Puis les animaux seront soumis à une neurochirurgie lésionnelle et/ou implantatoire de sondes. Ces chirurgies se feront sous anesthésie et dureront chacune entre 2h et 2h30. 75 animaux auront une chirurgie lésionnelle, 150 animaux auront une chirurgie implantatoire, et 100 animaux auront ces deux chirurgies (lésionnelle et implantatoire). 75 animaux auront une injection de solution saline pour servir de contrôle. Un intervalle de 10 jours sera respecté entre chaque chirurgie lorsqu'il est nécessaire de faire une chirurgie lésionnelle puis de faire une chirurgie implantatoire. Après 10 jours de récupération et de surveillance post-opératoire, les animaux seront déplacés dans le deuxième établissement utilisateurs puis acclimatés à leur nouvelle animalerie pendant 10 jours. Ensuite, les animaux seront soumis à un contrôle alimentaire qui durera une vingtaine de jours. Pendant ces 20 jours les animaux auront l’étape de comportement avec 3 phases : l’habituation (5 jours), l’apprentissage (5 jours) et le contrôle (5 jours). Pour la phase d’habituation les animaux auront des essais durant 30 minutes. Pendant la phase d’habituation et de contrôle, les animaux auront 60 essais par jour ce qui représentera environ 2 heures par jour. Les animaux seront hébergés de façon individuel après la chirurgie pour éviter tout arrachement des sondes.
Impact sur les animaux
Le projet peut induire des effets indésirables sur les animaux, listés ci-dessus. ● Le risque de douleur durant la chirurgie. ● Le risque de douleur aiguë lié à la récupération post-opératoire. ● Le risque d’infection des implants. ● Le risque de stress lié à l’hébergement individuel après la chirurgie. ● Le contrôle des apports caloriques en régulant la quantité de nourriture disponible, nécessaire à l’exécution de la tâche comportementale, sera limitée pour atteindre une réduction maximale à 85% de leur poids initial.
Devenir
Tous les animaux seront mis à mort à l'issu des procédures. La mise à mort des animaux sera nécessaire pour réaliser des contrôles d’immunohistochimie sur les cerveaux.
Remplacement
Par définition, les mécanismes neuronaux de la prise de décision perceptuelle ne peuvent être étudiés que chez des animaux vigiles confrontés à une situation de choix. Cela est d’autant plus vrai dans le cadre d’expérimentation avec une forte valeur éthologique ajoutée. Dès lors, aucun des modèles in vitro ne peut être utilisé ici.
Réduction
Les techniques expérimentales utilisées ici permettent de façon intrinsèque de réduire dramatiquement le nombre d'animaux utilisés, avec une qualité de mise en pratique assurant la reproductibilité des expérimentations entre les laboratoires. Par ailleurs, afin de limiter le nombre d’expériences et donc d’animaux, la taille de nos groupes expérimentaux est définie par l’utilisation de tests statistiques.
Raffinement
Une grille de notation sur le comportement de construction du nid chez la souris sera réalisée comme un indicateur du bien-être. En effet, lors de stress, de douleur ou de mal être chez la souris la construction des nids est affectée. Cette évaluation permettra d’alerter ou d’identifier un mal-être ou une douleur éventuelle lorsque la qualité du nid est altérée. Elle permettra également de témoigner d’un bien-être lorsque le nid est de bonne qualité. Les animaux sont hébergés et manipulés dans le cycle jour/nuit inversé correspondant à leur phase d’éveil/sommeil. En effet, les souris sont des animaux nocturnes. Pour respecter leur rythme de vie et les manipuler lorsqu’ils sont réveillés, le jour ils seront donc dans l’obscurité avec lumière rouge (non visible pour eux) et la nuit hébérgés avec de la lumière. Les tests comportementaux sont ainsi réalisés lors des phases actives des souris et elles ne sont pas dérangées lors de leurs phases inactives. Les résultats avec des souris en cycle jour/nuit inversé seront plus pertinents sur le plan éthologique et fourniront des données plus fiables si elles sont menées pendant la phase nocturne, alors que les souris sont normalement éveillées et actives. Les tests comportementaux ont également été raffinés pour étudier des comportements de prise de décision éthologique (qui existent effectivement dans la nature) dans des conditions quasi-naturelles au sein même du laboratoire. Le projet comprend des chirurgies qui se feront sous anesthésie générale avec une couverture antalgique qui agira dès le réveil de l’animal et qui sera maintenue si l’animal montre des signes de souffrance. La procédure d’anesthésie a été raffinée et permet d'être rapidement inversée par l’injection d’une solution de réveil, permettant ainsi d’éviter au maximum les problèmes et inconforts liés à une anesthésie pharmacologique. Les procédures de chirurgie ont été raffinées grâce à la cartographie du cerveau permettant des injections précises ciblant seulement les structures d’intérêt, permettant ainsi de réduire considérablement les effets secondaires liés à des injections peu spécifiques. Les animaux, bien que hébergés de façon individuelle, auront un contact olfactif et visuel avec leurs congénères. Ils auront un enrichissement important (nid, maison, tunnel, bâtonnets à ronger) et seront manipulés/habitués quotidiennement par le même expérimentateur. Des points limites spécifiques suffisamment précoces seront définis.
Choix des espèces
La souris est une espèce de choix pour les études sur le système nerveux central des vertébrés. L'organisation du système nerveux central de cette espèce est assez similaire à celle de l'homme, ce qui permet d'extrapoler les résultats obtenus dans cette espèce à l'espèce humaine pour mieux comprendre les mécanismes cellulaires au niveau comportemental. Les propriétés du système nerveux central de la souris présentent de nombreuses similitudes avec d'autres mammifères, dont l'homme. Ainsi, les enseignements tirés de l'étude des tissus de la souris sont largement transférables à l'homme. Le projet sera réalisé sur des animaux de 8 semaines ce qui correspond chez cette espèce à l’âge jeune adulte où l’animal est en pleine capacité d’apprentissage. Leur poids et leur taille sont stables le temps de nos protocoles, et la taille du cerveau est homogène, garantissant ainsi une bonne reproductibilité des sites d'injection.
Mise en place et utilisation de modèles in vivo d’épendymomes pour des tests précliniques
- Recherche appliquée
- Cancers
- Recherche fondamentale
- Oncologie
Des souris immunodéficientes, incapables de rejeter des cellules humaines, reçoivent une greffe de cellules d'épendymome directement dans le cerveau. 217 souris vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance sévère, toutes tuées à l'issue. 210 d'entre elles subissent une craniotomie d'une trentaine de minutes, et 127 reçoivent jusqu'à quinze administrations orales de disulfiram et de gluconate de cuivre. La croissance de la tumeur cérébrale provoque une perte d'appétit puis un amaigrissement, et les mises à mort interviennent dans le cadre d'études de survie, donc au terme de la progression tumorale, pour prélever les cerveaux.
Objectifs
L'objectif de ce projet est double: 1) Il consiste en la mise en place de deux modèles animaux d'épendymomes (tumeurs cérébrales) au sein de notre laboratoire. Ces modèles nous permettront de tester l'efficacité de nouveaux médicaments contre ces tumeurs pour lesquelles la médecine ne dispose actuellement que d'un arsenal thérapeutique limité. 2) Nous utiliserons ces modèles pour tester in vivo l'efficacité de deux composés administrés en combinaison, le disulfiram et le gluconate de cuivre, sur la progression tumorale. La validation in vivo de l'efficacité de ces composés sur le developpement de la tumeur pourrait permettre la mise en place de nouvelles stratégies thérapeutiques contre les épendymomes.
Bénéfices attendus
Les épendymomes sont la troisième tumeur du système nerveux central de l'enfant la plus courante. Le pronostic dépend de l'âge de l'enfant mais malgré un traitement agressif, le taux de survie à 10 ans de l'épendymome est de 50 à 70 %. Il est donc important de proposer aux patients de nouvelles thérapies pour améliorer le résultat clinique. La validation in vivo de l'efficacité d'un traitement combiné de disulfiram /gluconate de cuivre permettrait la mise en place de nouvelles stratégies thérapeutiques contre les épendymomes.
Procédures
Des animaux recevront une administration orale de composés (127 animaux, intervention de 30 secondes environ, 15 interventions maximum/animal). Des animaux recevront une greffe intracérébrale de cellules tumorales d'épendymome (210 animaux, une seule intervention de 30 minutes environ). Les greffes intracérébrales sont des procédures chirurgicales.
Impact sur les animaux
La manipulation, contention des animaux, les injections d'anesthésiques ou d'analgésiques sont générateurs de stress pour les animaux. Les injections entrainent également une douleur légère de courte durée. La craniotomie peut générer des douleurs post-opératoires minorées par l'administration d'antalgiques. La progression tumorale induite par la maladie (ependymome) provoque à terme une perte d'appétit, donc une malnutrition et finalement une perte de poids.
Devenir
Tous les animaux seront euthanasiés dans le cadre des études de survie, pour les analyses histologiques ou de progression tumorale (prélèvement de cerveaux) et à la fin de l'étude de dose maximum tolérée (une semaine après la dernière administration).
Remplacement
Le ciblage du cerveau et de la tumeur par les médicaments vectorisés et l'efficacité therapeutique de ces derniers nécessitent une approche expérimentale in vivo. En effet, il n’existe pas à ce jour de système suffisamment robuste pour mimer toute la complexité biologique et physiologique des épendymomes. Ce travail sur l'animal vivant s'inscrit dans la continuité d'expériences et de résultats que nous avons obtenu in vitro.
Réduction
Le nombre d'animaux prévu dans chaque groupe est basé sur un calcul d'effectif permettant de prédire que nous avons 80% de chance d’obtenir un résultat statistiquement significatif.
Raffinement
La détection de toute souffrance de l’animal sera assurée et le niveau de souffrance évalué en fonction d'une grille de score. En fonction des scores obtenus, il sera envisagé une analgésie ou l'euthanasie de l'animal. Pour le bien-être de l'animal, les souris seront logées selon les normes requises avec un enrichissement (copeaux de bois, dômes) et en groupes de 5 individus par cage afin d’éviter le stress de l’isolement. Les cages pourvues de couvercles filtrants seront disposées dans une armoire ventilée.
Choix des espèces
L'utilisation de lignées murines immunodéficientes permet la transplantation de cellules d'une espèce donnée (humaine) chez un individu hôte d'une espèce différente (souris). Les tumeurs d'épendymome générées dans l'un des deux modèles mis en place sont particulièrement similaires aux tumeurs humaines. Les souris seront réceptionnées à l’animalerie à l’âge de 5 semaines et utilisées à l’âge de 6 semaines, en accord avec les protocoles décrits pour ces modèles physiopathologiques.
Rôle de l’intégration sensori-motrice dans la prise de décision perceptuelle 1/2
- Recherche fondamentale
- Éthologie / comportement / biologie animale
- Oncologie
- Système nerveux
Deux heures trente de neurochirurgie sous anesthésie, puis vingt jours de restriction alimentaire ramenant le poids à 85 % de sa valeur initiale : 400 souris vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, toutes tuées à l'issue. Cent d'entre elles subissent deux opérations, une lésion cérébrale puis l'implantation de sondes, espacées de dix jours, avant d'être hébergées seules pour éviter que les implants ne s'arrachent. L'objectif tient à comprendre comment deux zones du cerveau dialoguent quand une souris décide d'agir après avoir exploré son environnement avec ses moustaches. Le porteur justifie le choix de la souris par une organisation du système nerveux "assez similaire" à celle de l'humain et par une taille de cerveau homogène qui garantit la reproductibilité des sites d'injection.
Objectifs
La prise de décision perceptuelle est le processus par lequel les informations sensorielles entrantes sont intégrées par le cerveau afin de guider le comportement de l’individu en produisant une réponse motrice appropriée. Chez les rongeurs, il apparaît de plus en plus clairement que cette intégration sensori-motrice fait intervenir deux zones cérébrales clés. La première zone est la partie du cerveau qui reçoit les informations sensorielles provenant des moustaches. La deuxième zone est la partie qui va planifier et organiser les mouvements. Elle est impliquée dans la sélection et l’exécution des commandes motrices. La première zone quant à elle constitue un système sensoriel important pour les rongeurs permettant de collecter les informations sensorielles de l’environnement. Les rongeurs ont en effet développé un système sensoriel complexe et utilisent de préférence leurs moustaches pour explorer leur environnement tactile immédiat. Pourtant, on ne sait toujours pas à ce jour comment ces deux zones cérébrales interagissent pour assurer une prise de décision adaptée en réponse à la perception de l’environnement. Par ailleurs, la plupart de nos connaissances proviennent d'études utilisant des tâches comportementales peu naturelles (avec immobilisation de la tête de l’animal par exemple). De plus le rôle de ces zones cibles et de leur interaction dans des conditions qui reproduisent ce qui se passe dans la nature de façon éthologiques reste à ce jour inconnu.
Bénéfices attendus
Ce projet est avant tout un projet de science fondamentale. Il vise à comprendre au niveau cellulaire les principes de l’intégration des informations sensorielle et motrice qui permettent l’adaptation de la prise de décision en réponse à la perception de l’environnement. Tout cela dans un contexte environnemental le plus éthologique possible. Au-delà de cet aspect fondamental, le projet vise à explorer des problématiques que l’on retrouve en clinique. En effet, l'accent mis sur la prise de décision au cours d’une tâche ayant une vraie valeur éthologique dans un environnement naturel est central dans les neurosciences cognitives modernes, en particulier pour la recherche sur les primates humains et non humains. En outre, l'incapacité à résoudre la tâche comportementale proposée est une caractéristique frappante de plusieurs troubles moteurs et perceptifs. Le projet est donc particulièrement bien placé pour dessiner les bases d'études plus appliquées, en reliant notamment les techniques de neurosciences les plus récentes aux processus cognitifs essentiels. Enfin, le projet est à la pointe de nombreuses techniques expérimentales, allant de modèles comportementaux innovants à la neuroanatomie avancée et l’étude des signaux électriques générés par l'activité des neurones pendant la prise de décision. Ce projet se déroulera dans deux établissements utilisateurs différents.
Procédures
Les animaux seront d’abord acclimatés à leur hébergement dans le premier établissement utilisateurs pendant 2 jours. Puis les animaux seront soumis à une neurochirurgie lésionnelle et/ou implantatoire de sondes. Ces chirurgies se feront sous anesthésie et dureront chacune entre 2h et 2h30. 75 animaux auront une chirurgie lésionnelle, 150 animaux auront une chirurgie implantatoire, et 100 animaux auront ces deux chirurgies (lésionnelle et implantatoire). 75 animaux auront une injection de solution saline pour servir de contrôle. Un intervalle de 10 jours sera respecté entre chaque chirurgie lorsqu'il est nécessaire de faire une chirurgie lésionnelle puis de faire une chirurgie implantatoire. Après 10 jours de récupération et de surveillance post-opératoire, les animaux seront déplacés dans le deuxième établissement utilisateurs puis acclimatés à leur nouvelle animalerie pendant 10 jours. Ensuite, les animaux seront soumis à un contrôle alimentaire qui durera une vingtaine de jours. Pendant ces 20 jours les animaux auront l’étape de comportement avec 3 phases : l’habituation (5 jours), l’apprentissage (5 jours) et le contrôle (5 jours). Pour la phase d’habituation les animaux auront des essais durant 30 minutes. Pendant la phase d’habituation et de contrôle, les animaux auront 60 essais par jour ce qui représentera environ 2 heures par jour. Les animaux seront hébergés de façon individuel après la chirurgie pour éviter tout arrachement des sondes.
Impact sur les animaux
Le projet peut induire des effets indésirables sur les animaux, listés ci-dessus. : ● Le risque de douleur durant la chirurgie. ● Le risque de douleur aiguë lié à la récupération post-opératoire. ● Le risque d’infection des implants. ● Le risque de stress lié à l’hébergement individuel après la chirurgie. ● Le contrôle des apports caloriques en régulant la quantité de nourriture disponible, nécessaire à l’exécution de la tâche comportementale, sera limitée pour atteindre une réduction maximale à 85% de leur poids initial.
Devenir
Tous les animaux seront mis à mort à l'issu des procédures. La mise à mort des animaux sera nécessaire pour réaliser des contrôles d’immunohistochimie sur les cerveaux.
Remplacement
Par définition, les mécanismes neuronaux de la prise de décision perceptuelle ne peuvent être étudiés que chez des animaux vigiles confrontés à une situation de choix. Cela est d’autant plus vrai dans le cadre d’expérimentation avec une forte valeur éthologique ajoutée. Dès lors, aucun des modèles in vitro ne peut être utilisé ici.
Réduction
Les techniques expérimentales utilisées ici permettent de façon intrinsèque de réduire dramatiquement le nombre d'animaux utilisés, avec une qualité de mise en pratique assurant la reproductibilité des expérimentations entre les laboratoires. Par ailleurs, afin de limiter le nombre d’expériences et donc d’animaux, la taille de nos groupes expérimentaux est définie par l’utilisation de tests statistiques.
Raffinement
Une grille de notation sur le comportement de construction du nid chez la souris sera réalisée comme un indicateur du bien-être. En effet, lors de stress, de douleur ou de mal être chez la souris la construction des nids est affectée. Cette évaluation quotidienne permettra d’alerter ou d’identifier un mal-être ou une douleur éventuelle lorsque la qualité du nid est altérée. Elle permettra également de témoigner d’un bien-être lorsque le nid est de bonne qualité. Pour respecter le rythme de vie des animaux et les manipuler lorsqu’ils sont réveillés, les animaux seront hébergés avec un cycle de lumière jour/nuit inversé correspondant à leur phase d’éveil/sommeil. En effet, les souris sont des animaux nocturnes. Grâce à un système de programmation de l’éclairage, le jour ils seront donc dans l’obscurité avec lumière rouge (non visible pour eux) et la nuit ils seront hébergés avec de la lumière. Les tests comportementaux seront ainsi réalisés lors de l’éveil des souris et elles ne seront pas dérangées lors de leurs phases de sommeil. Les résultats avec ce cycle de lumière inversé seront plus pertinents sur le plan éthologique et fourniront des données plus fiables et robustes. Les tests comportementaux ont également été raffinés pour étudier des comportements de prise de décision éthologique (qui existent dans la nature) dans des conditions quasi-naturelles au sein même du laboratoire. Le projet comprend des chirurgies qui se feront sous anesthésie générale avec une couverture médicamenteuse qui agira dès le réveil de l’animal et qui sera maintenue si l’animal montre des signes de souffrance. La procédure d’anesthésie a été raffinée et permet d'être rapidement inversée par l’injection d’une solution de réveil, permettant ainsi d’éviter au maximum les problèmes et inconforts liés à une anesthésie pharmacologique. Les procédures de chirurgie ont été raffinées grâce à la cartographie du cerveau permettant des injections précises ciblant seulement les structures d’intérêt, permettant ainsi de réduire considérablement les effets secondaires liés à des injections peu spécifiques. Les animaux, bien que hébergés de façon individuelle, auront un contact olfactif et visuel avec leurs congénères. Ils auront un enrichissement important (nid, maison, tunnel, bâtonnets à ronger) et seront manipulés/habitués quotidiennement par le même expérimentateur. L’ensemble des animaux est surveillé quotidiennement.
Choix des espèces
La souris est une espèce de choix pour les études sur le système nerveux central des vertébrés. L'organisation du système nerveux central de cette espèce est assez similaire à celle de l'homme, ce qui permet d'extrapoler les résultats obtenus dans cette espèce à l'espèce humaine pour mieux comprendre les mécanismes cellulaires au niveau comportemental. Les propriétés du système nerveux central de la souris présentent de nombreuses similitudes avec d'autres mammifères, dont l'homme. Ainsi, les enseignements tirés de l'étude des tissus de la souris sont largement transférables à l'homme. Le projet sera réalisé sur des animaux de 8 semaines ce qui correspond chez cette espèce à l’âge jeune adulte où l’animal est en pleine capacité d’apprentissage. Leur poids et leur taille sont stables le temps de nos protocoles, et la taille du cerveau est homogène, garantissant ainsi une bonne reproductibilité des sites d'injection.
Analyse pharmacocinétique de candidats médicaments anticancéreux innovants cross-réactifs Humains/souris après administration par voie intraveineuse dans des souris CD-1 par microéchantillonnage
- Recherche appliquée
- Cancers
- Recherche fondamentale
- Oncologie
- Tests réglementaires
- Toxicologie et autres tests de sécurité
Pesées puis numérotées par poinçonnement de l'oreille sur animal vigile, 600 souris reçoivent une injection dans la veine de la queue, suivie de prélèvements sanguins à dix minutes, six heures, un jour, trois jours et sept jours, puis deux fois par semaine pendant quatre semaines. Les procédures relèvent d'un niveau de souffrance modéré. Une partie subit en fin d'étude un prélèvement de grand volume par piqûre dans le cœur, sous anesthésie sans réveil, qui peut provoquer un arrêt cardiaque, suivi d'une dislocation cervicale. L'objet est de mesurer le passage dans le sang de candidats médicaments anticancéreux, en vue de fixer les doses des premiers essais chez l'être humain. Les souris qui n'entrent pas en protocole, et celles qui n'ont pas atteint les points limites, sont "reformées" pour l'entraînement du personnel aux gestes techniques.
Objectifs
Ce projet vise à déterminer les données de pharmacocinétiques, c’est à dire le devenir du médicament dans le sang, au cours du temps. Ces données pharmacocinétiques sont nécessaires afin d’analyser le comportement des candidats médicaments dans la circulation sanguine. Ces études permettront d’évaluer au mieux les doses et les fréquences à utiliser pour les études d’efficacité antitumorale et de tolérance qui seront également effectuées sur des modèles souris. Ces composés ayant une efficacité comparable entre humains/souris, les résultats de pharmacocinétique (projet actuel), d’efficacité et de tolérance seront objectivables entre l’humain et le modèle souris et serviront, à terme, de définir les modalités d'administration du médicament (dose et fréquences), lors des premiers essais cliniques. Une méthode de micro-échantillonage (prélèvement d’un échantillon de volume faible par le biais d’un dispositif adapté) sera utilisée afin d’améliorer la significativité de ces études, tout en réduisant le nombre d’animaux nécessaires en prélevant beaucoup moins de volume sanguin et à des fréquences adéquates.
Bénéfices attendus
La pharmacocinétique de composés thérapeutiques est un élément essentiel pour analyser le comportement des candidats médicaments dans la circulation sanguine. Ces études permettront de modéliser au mieux les doses et les fréquences à utiliser pour les études d’efficacité et de tolérance et permettront, à terme de déterminer les doses et fréquences des premières études cliniques chez l’Homme.
Procédures
1/ Après une semaine de stabulation, les souris seront pesées (maximum 1 min) et numérotées vigiles par poinçonnement auriculaire (maximum 3 min). 2/ Une contention suivie d'une injection/prélèvement sur animal vigile sont prévues sur chaque animal (1 à 3min) : - lors de l’injection par intraveineuse dans le veine caudale des candidats médicaments (t-0). - Lors de chacun des prélèvements dans la veine caudale et échantillonnage par microcapillaire. 3/ En fonction des expériences, un prélèvement sanguin terminal de grand volume (3 min), pouvant induire un arrêt cardiaque, sera pratiquée sous anesthésie/antalgie générale sans réveil (maximum 3 min), suivi d'une mise à mort par dislocation cervicale (maximum 1 minute).
Impact sur les animaux
1/ La contention et les injections/prélèvements induisent un stress de l’animal durant plusieurs minutes (pendant et suivant l’acte - de 1 à 5 minutes). 2/ les injections/prélèvements induisent un stress et une douleur de type modérée durant plusieurs secondes (pendant l’acte - de 1 à 5 minutes). Note : Les composés de cette classe thérapeutique, injectés à cette dose sont parfaitement tolérés dans la littérature et n'induisent pas d’évènements indésirables à la dose utilisée. Ces derniers seront néanmoins surveillés lors de chaque manipulation. 3/ En fonction des expériences, un prélèvement sanguin final de grand volume, pouvant induire un arrêt cardiaque, sera pratiquée sous anesthésie/antalgie générale sans réveil, suivi d'une mise à mort par dislocation cervicale.
Devenir
Les animaux ayant atteint un point limite par rapport à la grille de score, seront euthanasiés. En fonction des besoins de l'expériences et de l'avis vétérinaire, les animaux inclus en expérience n'ayant pas atteint les points limites seront soit euthanasiés en fin de procédure pour un prélèvement terminal sans réveil suivi d'une nécropsie, soit reformées pour entrainement aux geste techniques sur avis vétérinaire. Les souris non entrées en protocole seront reformées pour entrainement aux geste techniques.
Remplacement
S’agissant d’analyses pharmacocinétiques, un organisme entier et vivant est nécessaire afin d’obtenir des résultats représentatifs et robustes. De plus, les candidats médicaments étudiés dans ce projet se comportant de façon identique dans la souris comme chez l’humain (cible exprimée de la même façon et sans mutation entre les deux espèces), aucune alternative ne peut se substituer à un modèle souris.
Réduction
Le procédé de micro-échantillonnage lors des prélèvements sanguins permet d’obtenir l’ensemble des valeurs pour un même animal en ne lui prenant que de très faibles quantités de sang. Le nombre d’animaux utilisés est ainsi considérablement réduit par rapport à un prélèvement sanguin classique et les variations inter-individus sont également mieux maitrisées. Ainsi, seuls 4 à 5 animaux par groupe seront nécessaires pour ces expériences. Une majoration de 20% sur ce nombre d’animaux est appliquée en cas de problèmes à l’injection ou en cas de manque d’homogénéité entre les différents animaux au moment de l’entrée en expérimentation (pouvant mettre en péril les résultats de cette expérience).
Raffinement
Les animaux seront hébergés par groupe sociaux de 4 à 5 dans des cages transparentes et aux dimensions adaptées avec un accès à l’eau et à la nourriture à volonté ainsi qu'un enrichissement de l’environnement (coton pour nidification, tunnels, bâtons à ronger, ou équivalents). Avant la mise en place du protocole, les souris seront acclimatées pendant une période d’une semaine afin de limiter leur stress. Afin de de mettre en évidence tout signe de souffrance ou d’évènements indésirables pouvant provenir du traitement, les animaux seront suivis quotidiennement et avant chacun des prélèvements (10 min, 6h, 1 jour, 3 jours, 7 jours) puis deux fois par semaine jusqu’à la fin de l’expérience. Les animaux seront également pesés avant le traitement, puis 1 jour, 3 jours, 7 jours post-traitement, puis deux fois par semaine jusqu’à la fin de l’expérience. Les animaux seront euthanasiés à la fin du dernier prélèvement (à 28 jours post-traitement). Une grille de score suffisamment prédictive et adaptée à l’étude, permettra d'éviter la souffrance des animaux avec une surveillance physiologique et comportementale. Un système de surveillance sera mis en place avec l’Etablissement Utilisateur (EU) pour le suivi des animaux nécessitant une surveillance accrue les autres jours, y compris le WE. Un prélèvement sanguin final de grand volume (par piqure dans le coeur) pourra être effectué sous anesthésie/antalgie générale sans réveil suivi d’une mise à mort par dislocation cervicales. Les prélèvements d’organes seront réalisés après la mort de l'animal.
Choix des espèces
Les études pharmacocinétiques nécessitent d’être effectuées dans un organisme vivant. La souris est une espèce animale à la fois petite et bien caractérisée pour ces études (permettant de transposer ces données chez l’Homme). En plus, les données d’efficacité anticancéreuses et de tolérances seront également générées sur cette espèce animale afin de déterminer au mieux les doses cliniques à injecter de ces candidats médicaments. Des souris de souche CD-1 seront utilisées car plus massive et bien adaptée à ces expériences nécessitant des prélèvements répétés. Ces animaux seront inclus en expérience à des âges de 8-9 semaines. A cet âge-là, les animaux sont adultes avec un système immunitaire et des organes matures permettant une pharmacocinétique pertinente par rapport au type de thérapies utilisées dans ce projet.
Etude thérapeutique de nanoparticules améliorant la radiothérapie chez la souris porteuse de tumeur
- Recherche appliquée
- Cancers
- Recherche fondamentale
- Oncologie
Anesthésiées, greffées avec des cellules cancéreuses humaines sous la peau ou directement dans le poumon, le pancréas, le foie ou le cerveau, 2 000 souris aux défenses immunitaires réduites voient leur tumeur croître pendant huit semaines au maximum. S'ajoutent une séance d'imagerie sous anesthésie par semaine, une injection de nanoparticules, puis une séance de radiothérapie de vingt minutes. Le niveau de souffrance déclaré est modéré, et le porteur note que le modèle de souris immunodéprimée "est une nuisance en soi", tout en écrivant que la radiothérapie ne devrait pas provoquer d'effets indésirables. Elles sont tuées à la fin pour que la tumeur et les organes soient prélevés et analysés.
Objectifs
Selon les données récentes de l'Organisation mondiale de la santé (OMS), environ 19,3 millions de nouveaux cas de cancer ont été diagnostiqués en 2020, et les projections estiment que ce nombre atteindra près de 30 millions d'ici 2040. La radiothérapie est un traitement clé dans la prise en charge du cancer, utilisée chez environ 50 à 60 % des patients à un moment de leur parcours thérapeutique. Elle consiste à utiliser des rayons pour détruire les cellules cancéreuses tout en préservant au maximum les tissus sains. La radiothérapie est particulièrement efficace dans le traitement des cancers du sein, de la prostate, du poumon et des cancers de la tête et du cou. Elle reste donc un pilier essentiel des stratégies thérapeutiques, notamment pour les cancers localisés ou en complément d'autres traitements comme la chirurgie et la chimiothérapie. Un développement prometteur pour renforcer l'efficacité de la radiothérapie est l'utilisation de de deux types de particules de très petite taille appelées nanoparticules : 1) des nanoparticules en métal qui permettrait d'augmenter localement la dose de radiation absorbée par les cellules cancéreuses et d’amplifier les dommages infligés aux cellules tumorales lors de l'exposition aux rayonnement, ou 2) des nanoparticules remplies avec une drogue anticancéreuse qui peuvent s'ouvrir avec la radiothérapie permettant de libérer la drogue anticancéreuse localement dans la tumeur. L'intégration des nanoparticules dans les traitements de radiothérapie pourrait ainsi représenter une avancée majeure dans l'optimisation des thérapies contre le cancer, permettant d’améliorer la précision des traitements, et de réduire les effets secondaires. L’objectif de ce projet est de tester l’utilisation de nanoparticules, soit métalliques soit chargées en drogue anticancéreuse, améliorant la radiothérapie dans différents types de cancer. Ce projet se déroulera sur deux sites. Sur le premier (EU1), auront lieu : l’implantation des cellules cancéreuses et le suivi de croissance tumorale. Sur le deuxième (EU2), auront lieu les radiothérapies.
Bénéfices attendus
L'objectif du projet est de développer de nouvelles particules pour pouvoir proposer un schéma de traitement optimal avec une bonne efficacité thérapeutique pour un transfert vers un essai clinique chez l’homme.
Procédures
Interventions sur les animaux : anesthésie générale (EU1, entre 5 et 25 minutes), implantation sous cutanée et croissance de tumeur sous-cutanée (EU1, durée environ 10 minutes, 1 fois, suivi sur 8 semaine maximum), chirurgie d'implantation de cellules cancéreuses (EU1, durée environ 20 minutes, 1 fois), croissance de tumeur dans leurs sites d'origine (poumons, pancréas, foie, cerveau , 8 semaines maximum), anesthésie pour imagerie médicale (EU1, durée environ 15 minutes, 1 fois/semaine, 8 semaines maximum), injection de produit de contraste et/ou de particules (EU2, 1 fois), radiothérapie (EU2, durée environ 20 mimnutes,1 fois). Le modèle de souris avec des défenses immunitaires réduites est une nuisance en soi.
Impact sur les animaux
L’inoculation de tumeur peut induire des douleurs que ce soit en sous-cutanée ou en sur le site de la tumeur originelle. La radiothérapie ne devrait pas engendrer d’effets indésirables. Les procédures d'imagerie sont indolores. Si les traitements ne sont pas suffisamment efficaces, la tumeur continuera de grandir et pourra causer des douleurs, l‘étude sera alors interrompue.
Devenir
Les animaux issus des procédures seront mis à mort afin de prélever la tumeur et des organes pour des analyses anatomopathologiques.
Remplacement
Nous aurons, par une série de tests sur cellules en culture in vitro, sélectionné les particules d’intérêt. Grace à des tests complémentaires sur des tumeurs en culture 3D, nous nous focaliserons sur environ 20 particules différentes, constituant les candidates les plus prometteuses. Les paramètres d'efficacité thérapeutique sont obtenus uniquement par l’emploi d’animaux. Ces études précliniques sont nécessaires avant de réaliser des essais cliniques chez l’homme. Il n’existe pas de modèle non biologique ou in vitro permettant de réaliser ces travaux sans perte d’informations scientifiques.
Réduction
Les tests in vitro permettront de réduire le nombre de particules à tester ainsi que le nombre de lignées de cellules. Cela nous permettra d’éviter de tester toutes les particules candidates sur animal. Concernant les tests sur animaux, nous nous efforcerons de faire en sorte que l’effectif utilisé soit minimal. Cela permettra ainsi de réduire le nombre d’animaux employé autant que possible tout en obtenant des informations scientifiques avec une validité statistique suffisante. Les particules qui seront validées après cette première étape seront injectées chez des souris porteuses de tumeurs afin de tester leur efficacité thérapeutique. Dans chaque procédure le nombre d’animaux pourra être réduit jusqu’à 50% si l’effet attendu est suffisamment important pour obtenir des résultats statistiquement fiables avec la première moitié d’animaux ou si les données se révèlent non pertinentes (arrêt alors des expérimentations). Le nombre d'animaux sera limité au nombre minimum nécessaire par groupe afin de ne pas compromettre la validité des expériences. Ce nombre a été estimé à l'aide d'une approche statistique.
Raffinement
Les souris utilisées dans ce projet ont des caractéristiques nuisibles pour leur santé, des mesures compensatoires de raffinement ont donc été prises pour leur hébergement : mesures d’hygiène supplémentaires, les cages sont stériles et jetables, la litière, les croquettes et l'enrichissent sont également stérilisés. L’étude se déroulera sur une période qui, dans la vie des animaux avec des défenses immunitaires réduites, se situe bien en amont des complications liées à l’âge chez ces animaux. Les chirurgies se feront sous anesthésie générale et la douleur sera gérée par une analgésie adaptée. Le transport entre les EU s’effectuera dans des boites de transport avec enrichissement, boisson et nourriture. L’application de critères d’arrêt et le suivi quotidien des animaux garantiront leur bienêtre, et nous permettront d’intervenir immédiatement de manière appropriée dès le moindre signe de souffrance. Toute forme de nuisance ou effets indésirables des procédures expérimentales seront attentivement surveillées lors de l'observation des animaux. Ces effets indésirables sont listés parmi les points limites de chaque procédure. L’utilisation de souris avec des défenses immunitaires réduites permet l'étude de lignées cancéreuses humaines sans phénomène de rejet. La croissance des tumeurs sera suivie régulièrement au pied à coulisse et par imagerie médicale.
Choix des espèces
Les souris immunodéprimées de 5 semaines permettent le développement de modèles tumoraux humains sans phénomène de rejet. À ce stade de développement, on obtient des souris adultes avec des tumeurs bien installées, juste avant que leur système immunitaire, en particulier les cellules qui combattent les infections et les tumeurs, n'atteigne son niveau maximal de production à 8 semaines. Les méthodes utilisées pour induire une tumeur sont rapides et reproductibles et la bonne connaissance de ces modèles de pathologie chez la souris fait que les limites éthiques de ce type d’expérimentation sont bien connues.
Rôle du récepteur nucléaire CAR dans les perturbations métaboliques induites par les composés perfluorés
- Recherche fondamentale
- Oncologie
- Système endocrinien
- Système gastrointestinal
Nées de mères gavées avec un mélange de quatre composés perfluorés pendant la gestation et la lactation, les souris de ce projet sont suivies jusqu'à l'âge de six mois. 384 vont être utilisées, toutes tuées pour prélever le foie et le tissu adipeux, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger. Chacune est marquée par poinçonnage de l'oreille, gavée, puis soumise à des prélèvements sanguins lors des tests de tolérance au glucose, à trois mois, à six mois et avant la mise à mort. Le porteur affirme n'attendre "pas de nuisances particulières" aux doses retenues, et présente comme une "réduction très importante" du nombre d'animaux le fait d'administrer les quatre polluants en mélange plutôt qu'un par un.
Objectifs
Les composés alkyl perfluorés (PFAS) sont des substances chimiques synthétiques utilisées depuis la fin des années 40 dans une large gamme de produits industriels et de biens de consommation courants. Leur résistance à la biodégradation est responsable de leur persistance dans l’environnement. L’exposition humaine aux PFAS a ainsi lieu via l’eau potable, l’alimentation, les produits de consommation, la poussière et l’air. Les PFAS persistent dans l’environnement, peuvent s’accumuler dans le corps humain et altérer le métabolisme et la reproduction. L’exposition aux PFAS est associée à des perturbations métaboliques comme l'accumulation de gras dans le foie, une pathologie en constante augmentation et pour laquelle il n’existe pas de traitement. Le récepteur nucléaire CAR est particulièrement pertinent à étudier l'effet des PFAS puisqu’il régule à la fois le métabolisme et la détoxification. L’objectif de ce projet est d’évaluer le rôle du récepteur CAR dans les effets induits par les PFAS sur le développement de troubles métaboliques hépatiques. Des souris de type sauvage ou n'exprimant pas CAR dans tout l'organisme ou uniquement au niveau hépatique seront exposées à 4 perfluorés pendant la gestation et la lactation à des doses représentatives de l’exposition humaine. Les effets métaboliques sont évalués sur la descendance mâle et femelle.
Bénéfices attendus
Ces données permettront d’évaluer l’impact d’une exposition pendant la gestation et la lactation à un mélange de 4 PFAS correspondant à ceux auxquels nous sommes le plus exposés sur le développement de troubles métaboliques chez les descendants. L’utilisation de descendants mâles et femelles permettra de mettre en évidence une éventuelle différence d'effets entre males et femelles. Les effets évalués porteront sur des dérégulations du métabolisme glucidique (tests de tolérance au glucose) et du métabolisme lipidique (stéatose hépatique et dérégulation de voies métaboliques ).
Procédures
Le génotypage des souris est réalisé par prélèvement d'un poinçon à l'oreille au moment du marquage des souris. Un gavage d'eau ou de mélange de PFAS est réalisé en début d'exposition (durée 30 secondes), un prélèvement de sang est envisagé au cours des tests de tolérance au glucose (durée 1min). Un prélèvement de sang à la veine faciale submandibulaire est envisagé à 3 mois, à 6 mois et avant l’euthanasie (durée 30 secondes).
Impact sur les animaux
Nous n’attendons pas de nuisances particulières chez les animaux exposés aux doses que nous avons sélectionnées pour ces 4 PFAS. Une douleur est associée aux prélèvements de sang pendant le test de tolérance au glucose et précédent la mise à mort. Un stress est généré par la manipulation et la contention des souris. Une douleur légère de courte durée est provoquée par le poiçonnage à l'oreille qui permet le marquage des animaux et la récupération du poiçon pour le génotypage.
Devenir
Tous les animaux seront mis à mort à la fin de l'étude afin de préveler le foie et le tissu adipeux pour le besoin de l'étude
Remplacement
Ce type d'étude ne peut être réalisé sur modèles cellulaires qui ne permettent pas de traiter l'aspect exposition pendant la gestation et la lactation. L’utilisation d’animaux permet par ailleurs d’avoir une approche physiologique qui permet d’évaluer tous les troubles métaboliques qui découlent de l’exposition.
Réduction
Une réduction très importante du nombre d’animaux sera permise par l’utilisation d’une approche cocktail pour l’administration des PFAS en mélange. En effet, cette approche permettra de réduire le nombre de lots d'animaux en évitant l'administration des PFAS seul à seul.
Raffinement
La mise en place de maisonnettes en inox permet aux animaux de s'isoler au besoin. Des matérieux de nidification comme du papier déchiqueté sont ajoutés. Les animaux sont observés quotidiennement par les zootechniciens et/ou les expérimentateurs. Les animaux seront habitués à la préhension par les zootechniciens. Un anesthésique local (crème de lidocaïne) est prévue pour les prélèvements de sang pendant le test de tolérance au glucose. En cas d’atteinte d’un des points limites établis, l'animal sera retiré de l'étude et euthanasié si des soins curatifs ne peuvent lui être appliqués.
Choix des espèces
Nous utiliserons pour ce projet des souris C57BL6/J qui sont particulièrement adaptées pour les études de perturbations métaboliques. Ce fond génétique nous permet d’utiliser des souris invalidées pour le récepteur nucléaire CAR au niveau du foie ou de tous les organes afin de mieux évaluer son rôle dans les perturbations métaboliques induites par l’exposition aux PFAS. Des souris femelles adultes seront exposées aux PFAS en début de gestation et jusqu’au sevrage des animaux. Afin de voir l’effet de cette exposition sur la descendance mâle et femelle à l’âge adulte, les souriceaux seront suivis jusqu’à l’âge de 6 mois.
Etude d’une molécule candidate sur le développement immunitaire dans le diabète de type 1 chez la souris.
- Recherche fondamentale
- Oncologie
- Système endocrinien
- Système immunitaire
8 160 souris femelles vont être utilisées, toutes tuées pour prélèvement de tissus, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger pour 5 280 d'entre elles et modéré pour 2 880. Chacune reçoit douze injections intrapéritonéales en quatre semaines et deux prélèvements de sang après microcoupure de la queue. Elles développent spontanément un diabète auto-immun proche de la maladie humaine, avec l'hyperglycémie qui l'accompagne, et le projet cherche à savoir si l'inhibition d'une enzyme en empêche l'apparition. Le porteur revendique "un nombre minimal et homogène d'animaux" sans donner le moindre calcul d'effectif, dans un projet qui en déclare 8 160.
Objectifs
Le diabète de type 1 est une maladie auto-immune chronique qui résulte d'un manque de sécrétion d'insuline et l'incapacité de controler le niveau de glucose sanguin (glycémie). Le diabète provient de la destruction des cellules du pancréas productrices d'insuline par les cellules immunitaires. L’expansion aberrante des cellules immunitaires nécessite une enzyme spécifique. L'objectif de notre projet est de déterminer si l'inhibition de cet enzyme grâce à un composé chimique, peut prévenir l’expansion des cellules immunitaires et le diabète de type 1. Cette étude sera menée dans un modéle murin spontané qui développe un diabète autoimmun très proche de la maladie humaine.
Bénéfices attendus
Cette étude nous permettra de déterminer le potentiel thérapeutique de l'inhibition de la prolifération des cellules immunitaires contre le diabète de type 1 et ouvrira la voie à des approches thérapeutiques innovantes pour prévenir le diabète chez les enfants à risque.
Procédures
- Prélèvement de sang : 2 fois par animal (une seule microcoupure à la queue pour l'ensemble des prélèvements), quand la glucosurie est positive, 2-3 secondes. - Injection intrapéritonéale : 3 injections par semaine pendant 4 semaines: 12 injections par souris, 2-3 secondes.
Impact sur les animaux
-Injections intrapéritonéales (douleur de quelques secondes), Prélèvement sang après microcoupure à la pointe de la queue (douleur modérée de quelques secondes), -Développement du diabéte immuno-dépendant: hyperglycémie.
Devenir
Tous les animaux seront mis à mort pour collecte des tissus post-mortem.
Remplacement
Pour étudier la physiopathologie du diabète autoimmun, seuls les modèles in vivo sont capables de refléter la complexité de la maladie et notamment les interactions entre le systéme immunitaire et le pancréas. Mise en place d’une veille bibliographique pour éviter toute répétition d’expérimentation bien menée sur les plans scientifiques et méthodologiques. La dose optimale et le choix de l'inhibiteur de DCK ont été déterminés in vitro.
Réduction
L’étude sera arrêtée si les expérimentations initiales invalident l’hypothèse de travail. Des prélèvements auront lieu pour des analyses histologiques, de biologie cellulaire et moléculaire afin d’extraire le maximum de données de chaque expérimentation. Un nombre minimal et homogène d’animaux par étude est utilisé afin d’exploiter de façon rigoureuse et efficace les résultats des expériences et afin d’avoir un nombre d’animaux suffisant pour réaliser une analyse statistique. Nos effectifs seront déterminés et nos résultats analysés avec des tests statistiques adaptés.
Raffinement
Surveillance de leur bien-être quotidien par le personnel de l’animalerie; Selon le plan d’action défini, par les expérimentateurs : Détermination de points limites précoces pour réduire la sévérité des procédures au maximum tout en préservant l’analyse scientifique. Concernant spécifiquement les souris présentant les symptômes du diabète : surveillance quotidienne des biberons. La fréquence de change des cages sera augmentée pour les souris diabétiques qui urinent plus fréquemment.
Choix des espèces
Nous avons choisi la souris (Mus musculus) comme le modèle de choix, en raison de ces similarités génétiques et physiologiques proches de l'homme. Les souris femelles seront utilisées à 3, 6 et 12 semaines pour cibler les différents stades de développement de la maladie.
Impact de la fermentation et/ou de la germination de graines de céréales et de légumineuses sur la digestibilité protéique chez le rat en croissance.
- Recherche fondamentale
- Oncologie
- Système endocrinien
- Système musculosquelettique
Pour comparer la digestibilité de protéines végétales fermentées ou germées à celle de la caséine, 50 rats en croissance vont être utilisés, tous tués à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Chacun est hébergé seul pendant les 38 jours du protocole, un isolement dont le porteur reconnaît qu'il induit chez ces animaux sociaux une détresse chronique. Les quatre derniers jours se passent en cage métabolique, plus petite, au sol grillagé. Les mesures de force et de coordination sont présentées comme faites sur la base du "volontariat", et une décision sera prise sur l'animal dès qu'il présentera trois points limites notables ou un point sévère.
Objectifs
La transition vers un régime plus végétal et durable fait partie des grandes évolutions de l’alimentation. Augmenter la consommation de sources protéiques végétales telles que les légumineuses et les céréales complètes devient un enjeu majeur. Ces sources végétales sont des vecteurs de fibres et de micronutriments dont la consommation est associée à une prévention des maladies chroniques. Cependant, la qualité nutritionnelle moindre des protéines végétales est à prendre en compte pour proposer des produits adaptés aux besoins de la population. Les protéines végétales issues des céréales et légumineuses ont souvent des profils en acides aminés incomplets par comparaison avec les protéines d’origine animale. De plus, ces protéines végétales contiennent des facteurs antinutritionnels interférant avec l’absorption des micronutriments et réduisant la digestibilité des protéines. Aussi, l’utilisation de bioprocédés tels que la fermentation et la germination permettrait de lever ce verrou tout en respectant le concept de « Naturalité » inscrit dans la transition alimentaire actuelle. Il est apparu récemment un intérêt pour la combinaison de ces deux procédés afin de parfaire la digestibilité protéique des aliments végétaux et d’optimiser la biodisponibilité de micronutriments. Alors que la germination est un processus biologique commençant à l’imbibition d’une graine quiescente et s’achevant au moment de la percée de la radicule, la fermentation résulte de l’action spontanée ou dirigée de communautés microbiennes endogènes, et/ou ajoutées, sur des matières premières d’origine animale ou végétale. Les aliments résultant de ces procédés sont profondément modifiés sur le plan biochimique et contiennent une biomasse microbienne élevée, le plus souvent vivante. La fermentation est bien maîtrisée sur les matrices liquides animales mais elle reste exploratoire et complexe sur les matrices solides végétales. De plus, l’utilisation de ce type de fermentation sur des graines germées n’a, à notre connaissance, jamais été investiguée pour l’alimentation humaine. Aussi, l’efficacité alimentaire de matrices végétales ainsi traitées doit être absolument évaluée chez l’animal avant toute consommation par l’Homme. Le projet a pour but d’évaluer l’impact de la fermentation solide sur la digestibilité protéique et les effets santé de différents prototypes d’aliments germés ou non germés à base de céréales et de légumineuses chez le rat en croissance.
Bénéfices attendus
A court terme, du fait de la composition équilibrée en acides aminés indispensables dans le mélange orge et pois chiche, comparable à celle de protéines animales, et de l’utilisation de façon associée de la fermentation et la germination pour limiter les facteurs antinutritionnels, nous postulons que le régime à base de protéines végétales issues de graines traitées par germination puis fermentation présentera une efficacité métabolique similaire au régime contenant la caséine en termes de croissance, d’accrétion protéique corporelle et de régulation du métabolisme protéique chez le rat jeune. A plus long terme, le projet aura un impact positif sur le plan environnemental et sociétal et contribuera à l’élaboration de nouveaux aliments à forte valeur ajoutée, grâce à l’optimisation des conditions de fermentation solide adaptés au contexte végétal combiné à la germination. Ses bioprocédés répondent pleinement aux attentes actuelles des consommateurs : naturalité, absence de conservateurs et potentiels bénéfices santé. Par ailleurs, la maîtrise croissante des communautés microbiennes et la possibilité de créer et optimiser des consortiums à fonctionnalités ciblées font de ces aliments une mine d’innovations pour l’avenir face aux défis qui attendent nos systèmes alimentaires. Les bénéfices attendus du projet devraient répondre à la fois à des enjeux environnementaux mais aussi de santé publique. En effet, ce projet devrait permettre d’augmenter la part des végétaux dans l’alimentation afin de contribuer à un rééquilibrage de la consommation de protéines animales versus protéines végétales dans le but d’aller vers un modèle alimentaire plus vertueux d’un point de vue nutritionnel et environnemental. Ceci permettra de diversifier l’alimentation et de prévenir les carences nutritionnelles. De plus, le développement de produits de bonne qualité nutritionnelle et sources de protéines pourrait prévenir le risque de dénutrition de populations spécifiques comme les personnes âgées en leur apportant des produits digestibles, ayant des goûts/textures adaptés et répondant à leurs besoins nutritionnels. De plus, ces nouveaux aliments pourraient également prévenir l’apparition de dysbioses intestinales via la consommation d’aliments vecteurs de microorganismes « positifs ». Pour finir, la valorisation par fermentation solide pour l’alimentation humaine permet une nette réduction des émissions de gaz à effet de serre ainsi qu’une sauvegarde des ressources en eau douce.
Procédures
Les rats seront hébergés en cage individuelle pour contrôler précisément leur consommation pendant toute la durée du protocole depuis leur arrivée à l’animalerie jusqu’à leur sacrifice soit 38 jours au total. Les animaux subiront diverses interventions au cours du protocole. Elles auront pour but de : (1) mesurer la composition corporelle sur animal vigile via une technique non invasive peu stressante réalisée 2 fois et d’une durée de 2 minutes à chaque fois. (2) mesurer la fonctionnalité musculaire de façon non invasive et sur animal vigile. Cette mesure fait intervenir 3 appareils. Ces mesures seront réalisées sur la base du « volontariat » car il est impossible d’obliger les animaux à réaliser les exercices. L’appareil 1 servira à mesurer la force et sera utilisé 2 fois pour une durée de manipulation de l’animal de 30 secondes à chaque fois. L’appareil 2 permettra d’évaluer l’équilibre et la coordination motrice et sera utilisé 2 fois. La durée dépendra de l’endurance et de la volonté du rat à réaliser l’exercice (5 minutes au maximum). Enfin, l’appareil 3 permettra d’appréhender l’activité ambulatoire totale et ne sera utilisé qu’à la fin du protocole. L’expérience dure 10 minutes et est non stressante. (3) mesurer la rétention azotée (azote ingérée – azote excrétée) au niveau corps entier. Cette mesure nécessite la récupération de la totalité des fèces et de l’urine produits. Les rats concernés hébergés dans une cage métabolique conçue pour permettre cette récupération. La durée du passage sera réduite au maximum (4 jours au total) sans compromettre les résultats du projet. (4) mesurer la synthèse protéique dans les muscles squelettiques en fin de protocole. Après avoir été mis à jeun la veille, les 50 rats subiront, le matin, une injection permettant de mesurer la synthèse protéique 50 minutes avant l’euthanasie. Tous les rats seront ensuite mis à mort sous anesthésie générale gazeuse.
Impact sur les animaux
Dès leur arrivée à l’animalerie et durant toute la durée du protocole expérimental, tous les rats (50) seront hébergés en cage individuelle. Cet isolement affectera le bien-être de ces animaux sociaux en induisant une détresse chronique. Lors de leur séjour en cage métabolique pendant les 4 derniers jours du protocole, les animaux seront soumis à un stress physique et une détresse supplémentaires par rapport à l’hébergement en cage individuelle. En effet, la taille des cages métaboliques est réduite comparativement aux cages d’hébergement standard. De plus, le sol est composé d’une grille qui affecte le bien-être des animaux.
Devenir
A la fin de la procédure, les animaux seront mis à mort afin de pouvoir réaliser les analyses sur les différents tissus prélevés qui permettront de répondre aux objectifs du projet.
Remplacement
L’utilisation d’animaux, dans ce projet, est absolument nécessaire et ne peut être remplacée par l’utilisation de systèmes de culture cellulaire ne permettant pas de mesurer simultanément la digestibilité des différentes sources de protéines, l’évolution de la fonctionnalité musculaire, de la performance et de la mobilité, le métabolisme protéique musculaire et le statut inflammatoire circulant et tissulaire. Pour l’instant, ce projet ne peut pas non plus être réalisé directement chez l’Homme. En effet, l’utilisation de la fermentation solide sur des graines germées de céréales et de légumineuses n’a, à notre connaissance, jamais été investiguée pour l’alimentation humaine et l’efficacité alimentaire de ces produits doit être absolument évaluée avant son application chez l’Homme. Les régimes alimentaires vont être confectionnés à partir de prototypes d’aliment réalisés à petite échelle spécifiquement pour le projet. Il est à noter qu’avant de réaliser les régimes fournis ensuite aux animaux les différentes farines seront analysées d’un point de vue nutritionnel et microbiologique garantissant leur innocuité.
Réduction
Les résultats d’études antérieures menées sur des rats nourris avec des farines produites à partir de protéines de différents végétaux ont permis de réduire le nombre d’animaux utilisés à son minimum sans compromettre les objectifs du projet. Le nombre total de rats nécessaires à la réalisation de ce projet est de 50. Pour analyser les résultats des différents paramètres mesurés, nous utiliserons plusieurs tests statistiques adaptés.
Raffinement
Les conditions d’élevage, d’hébergement, de soin et les méthodes utilisées seront les plus appropriées pour éviter et réduire au maximum toute douleur, souffrance, angoisse ou dommage durable que pourraient ressentir les animaux. Les rats seront hébergés individuellement dans des cages adaptées à leur poids et leur taille. Tous les animaux auront un accès illimité à leur régime et à l’eau de boisson. Quotidiennement, l’animalier observera le comportement général de chaque rat, son apparence et contrôlera la présence d’eau et de nourriture. Hebdomadairement, les animaux seront pesés et un contrôle de consommation sera réalisé. L’état général de l’animal sera noté sur le cahier de suivi et l’expérimentateur sera informé de toutes observations anormales. Si un animal présente 3 points limites notables ou 1 point sévère, il sera pris une décision adaptée afin de limiter la douleur à son maximum.
Choix des espèces
Les animaux utilisés sont des rats Wistar âgés de 4 semaines au début de la mise sous régime car ces animaux présentent un métabolisme très proche de celui de l'Homme tout particulièrement au niveau de notre métabolisme cible, le métabolisme protéique. C’est pourquoi le choix de cette espèce est préconisée par l’Organisation des Nations Unies pour l’alimentation et l’agriculture (Food and Agriculture Organization of the United Nations, FAO) pour évaluer l’efficacité nutritionnelle d’un régime. Ce modèle est bien connu du laboratoire et de récentes études menées au sein de l’équipe de recherche l’ont utilisé. L’étude vise à évaluer l’efficacité alimentaire et à caractériser l’effet d’un régime à base de protéines végétales issues d’un mélange de graines germées ou non puis ayant été soumis à une fermentation ou non, sur le métabolisme protéique musculaire chez le rat en croissance. Les animaux seront donc âgés de 4 semaines et seront de poids homogène (environ 300g) au début du protocole. Ils seront âgés de 9-10 semaine à la fin de l’étude en tenant compte des 10 jours d’acclimatation