Oncologie

Suivre sur le long terme la colonisation de rivières auparavant vierges de poissons par cinq espèces de salmonidés conduit à capturer 5 500 individus, dans des procédures d'un niveau de souffrance léger. Saumons atlantiques, truites communes, ombles de fontaine, ombles chevaliers et saumons coho sont pêchés sur une cinquantaine de rivières, gardés une trentaine de minutes dans des viviers immergés, anesthésiés quelques minutes, mesurés, pesés, privés de quelques écailles, puis remis à l'eau sur leur site de capture après cinq minutes de récupération. Tous sont relâchés, le porteur indiquant vouloir peser le moins possible sur le fonctionnement des populations qu'il étudie. L'effectif tient à deux sites d'échantillonnage par rivière, une cinquantaine de poissons par site et dix poissons par estuaire, un calcul de densité qu'il juge impossible à mener sur moins d'individus.

Objectifs

Ce suivi à long terme des populations de poissons salmonidés permet d'étudier l'adaptation des animaux à des environnements nouveaux, et l'effet du changement climatique sur cette adaptation. Les données et échantillons issus de ce suivi servent à repondre à des questions de recherche en écologie et en résilience de la biodiversité.

Bénéfices attendus

Ce projet contribue à la comprehension des mécanismes d'adaptation mis en jeu lors de l'expansion rapide d'espèces, avec une attention particulière pour la colonisation de milieux post-glaciaires. Les nouvelles données produites permettront de mieux comprendre l'impact des salmonidés sur ces milieux trophiquement pauvres, et de mieux prédire l'adaptation des espèces au changement environnemental.

Procédures

Les animaux seront soumis à des mesures biométriques (taille et poids) et à un prélèvement d'écailles avant d'être rélachés sur leur lieu de capture.

Impact sur les animaux

La manipulation pour les mesures biométriques et le prélèvement d'écailles peuvent générer un stress ponctuel.

Devenir

Notre projet visant à étudier l'évolution des populations dans des environnements naturels, nous remettons tous les animaux en liberté à l'issue de chaque procédure, de façon à générer le moins d'impact possible sur le fonctionnement des populations.

Remplacement

L’objectif de ce suivi à long terme est d’étudier l’évolution de ces vertébrés dans un environnement post-glaciaire, et il n'existe aucune exemple comparable dans la littérature sur la colonisation naturelle de rivières préalablement vierges de poissons par ces espèces de salmonidés. Il est donc impossible de remplacer cette étude par une approche simulatoire in silico, par exemple.

Réduction

Le suivi à long terme de l'expansion des salmonidés impose des captures proportionnelles à cette expansion, en termes de nombre de rivières échantillonnées : nous estimons à 50 ce nombre de rivières, d’après nos données précédentes. Par ailleurs, pour pouvoir estimer les densités locales dans chaque rivière, ainsi que pour pouvoir étudier la variation et l'évolution des structures phénotypiques et génétiques avec des approches statistiquement acceptables, des effectifs minimums par rivière sont aussi requis : nous effectuons deux sites d’échantillonnage par rivière, et en moyenne, une cinquantaine de poissons sont capturés par site. Par ailleurs, nous échantillonnons aussi 10 poissons par rivière dans les estuaires. Cela amène à un nombre approximatif de 5500 individus capturés sur la durée du projet. Réduire ce nombre de capture rendrait impossible les estimations de densité ainsi que les analyses de variation des traits.

Raffinement

Toutes les précautions sont prises afin de limiter au maximum le stress de ces animaux. Suite à la capture, les animaux sont placés dans des viviers placés directement dans la rivière pour éviter les chocs thermiques, enrichis de pierres et ombragés par des couvercles pour protéger les animaux de la lumière et de la vue des expérimentateurs. Leur temps de séjour est réduit au minimum (souvent 30 minutes le temps de finir la pêche du site), il est suivi d’une anesthésie légère pendant quelques minutes, avant la manipulation (mesure de la taille et du poids, prélèvement d’écailles), qui elle dure 1 à 2 minutes. Les poissons sont ensuite placés dans un vivier identique au premier décrit, dans lequel ils auront le temps de récupérer de leur anesthésie (environ 5 minutes), et seront ensuite immédiatement relâchés sur leur site de prélèvement.

Choix des espèces

Le projet s'intéresse à l'adaptation des salmonidés à des environnements nouveaux. Les espèces de salmonidés étudiées sont celles qui ont survécu dans ces environnements post-glaciaires : le saumon Atlantique, la truite commune, l'omble de fontaine, l'omble chevalier, le saumon Coho. Les stades de développement étudiés concernent quasiment la totalité du cycle de vie car il s'agit d'une étude d'écologie ét évolution, il est donc nécessaire de prendre en compte toutes les étapes de la vie des animaux. Seul le stade embryo-larvaire n'est pas pris en compte car nos méthodes et période d'échantillonnage ne nous permettent pas de capturer des oeufs ou des alevins vésiculés.

Des rates gestantes reçoivent chaque jour une injection sous-cutanée et un gavage de glucose par semaine, après une injection destinée à enflammer les îlots de leur pancréas pour aggraver leur hyperglycémie. 972 rats Wistar vont être utilisés, tous tués à l'issue, dans des procédures déclarées d'un niveau de souffrance léger. Le porteur affirme qu'aucune étude n'a montré d'effet délétère du régime gras et sucré imposé pendant neuf à dix-sept semaines, et indique par ailleurs que la mise à mort des petits à la naissance et à douze jours ne peut se faire que par décapitation et par dislocation, sans couverture anesthésique. Embryons à 15,5 et 20,5 jours de gestation, nouveau-nés, jeunes de douze et de soixante jours : tous sont tués pour prélever cœur, aorte, poumons, reins, foie, sang et placenta.

Objectifs

Les défauts cardiaques et l’hypertrophie cardiaque sont des pathologies cardiaques qui sont trois fois plus fréquents chez les enfants de mères diabétiques. L’hypertrophie cardiaque néonatale, retrouvée chez les enfants nés d'une maman ayant eu un diabète gestationnel, a longtemps été considérée comme une conséquence de l’élévation du taux d'insuline dans le sang (hyperinsulinémie) retrouvée chez le foetus. A ce jour, aucun mécanisme moléculaire conduisant à cette pathologie cardiaque dans ce type de contexte (diabète gestationnel) n’a été validé. L’identification et la compréhension de ces mécanismes sont des enjeux scientifiques et cliniques afin d’améliorer la prise en charge des patients. Une modification des protéines est augmentée lors de l'élévation du taux de glucose sanguin (hyperglycémie) et a été démontrée comme étant impliquée dans l’hypertrophie cardiaque. L’hypothèse de ce projet est que l’augmentation des niveaux de cette modification protéique associée à une hyperglycémie, pourrait être un facteur causal de l’hypertrophie cardiaque néonatale retrouvée lors d'un diabète gestationnel. Les objectifs de ce projet sont : (1) Définir l’implication de cette modification protéique dans le développement de l’hypertrophie cardiaque pédiatrique au cours de la grossesse, (2) Identifier les mécanismes moléculaires impliqués dans les atteintes du développement cardiaque induites par cette modification protéique.

Bénéfices attendus

Les défauts cardiaques et l’hypertrophie cardiaque sont trois fois plus fréquents chez des enfants de mères diabétiques. L’hypertrophie cardiaque néonatale associée au diabète gestationnel a longtemps été considérée comme une conséquence de l’hyperinsulinémie fœtale. A ce jour, aucun mécanisme moléculaire conduisant à l’hypertrophie cardiaque dans un contexte de diabète gestationnel n’a été validé. Les bénéfices associés à ce projet sont 1) une meilleure compréhension des mécanismes impliqués dans le développement de l’hypertrophie cardiaque pédiatrique dans un contexte de diabète gestationnel et 2) identifier des cibles thérapeutiques.

Procédures

Les animaux subissent une unique procédure qui correspond à une alimentation standard ou riche en sucre et lipides sur une période de 9 à 17 semaines. Un jour avant l’accouplement et jusqu’au jour dr l'euthanasie ou au jour de la mise bas, les mères recevront une fois par jour, une injection sous cutanée d'un composé pharmaceutique permettant d'augmenter les niveaux d'une modification protéique de manière indépendante de la diète. Une injection unique d'un analogue du glucose (sucre) induisant une réaction inflammatoire des cellules pancréatiques, complétera et exacerbera le phénotype d’hyperglycémie pendant la gestation. L'injection durera 5secondes et sera faite au début de la gestation. Entre la 14ème semaine d’âge et jusqu’à la mise bas, une fois par semaine, des tests de tolérance au glucose oral ainsi que des mesures de glycémie (taux du glucose dans le sang) seront réalisés afin de valider l’intolérance au glucose. Le test de tolérance au glucose orale consiste en un gavage de glucose et au suivi de la glycémie sur les deux heures suivantes. Les mesures de la glycémie sont réalisées par un appareil spécifique, un glucomètre, avec prélèvement d’une goutte de sang à la queue des animaux. L’étude de l’impact structurel et fonctionnel du diabète sera réalisée via une échocardiographie et un électrocardiogramme sur les animaux à 60 jours post naissance. A la fin de cette période, les animaux sont euthanasiés afin de prélever les différents organes (cœur, aorte, rein, poumons, foie, sang). L'injection répétée sur des femelles gestantes est une procédure validée et maitrisée par l'équipe. Lors des précédentes expérimentations, aucun risque de mise à bas précoce ou de surrisque de canibalisme n'ont été observé et rapporté.

Impact sur les animaux

L’alimentation riche en sucre et gras utilisée dans ce projet est une alimentation très bien décrite dans la littérature. A ce jour, aucune étude n’a démontré une modification délétère du phénotype des animaux nourris avec cette diète sur une telle période. L'injection de notre modulateur pharmacologique peut entrainer une inflammation localisée et celle de notre analogue du glucose induit une réaction inflammatoire des îlots du pancréas. Ces dernières seront surveillées quotidiennement. En outre, s’il y a une inflammation sur le site d’injection, un anti inflammatoire cutané sera utilisé. Le gavage oral de glucose pour faire les tests de tolérance sera effectué en sonde rigide et ce dernier n'a pas d'effets indésirables sur la mère et les petits. La durée d’une gestation entre la 12ème semaine de vie est de 21jours, soit 3 semaines. C’est pour cela que la dernière date de prélèvements des embryons est 20.5 de jours de vie embryonnaire..

Devenir

A la fin de la procédure, l’ensemble des animaux seront euthanasiés. Après euthanasie, le placenta, le cœur, l’aorte, les poumons, les reins, le foie et le sang seront prélevés pour des analyses.

Remplacement

Le développement cardiaque est un processus complexe et intégré faisant intervenir une multitude d’acteurs. Mimer le développement cardiaque par des approches in vitro n’est pas envisageable ; rendant l’usage d’animaux indispensable pour mieux comprendre le lien entre l’hypertrophie cardiaque, le diabète gestationnel et la modification protéique. Considérant la grande disparité physiologique entre les animaux dans le développement du diabète, une première phase de mise au point de modèle de diabète gestationnel chez l’animal a été nécessaire et effectuée par notre équipe sous une demande préalable . Les animaux de cette saisine ayant validé le modèle, seront réutilisés et viendront compléter nos animaux des groupes contrôles pour ce projet.

Réduction

Le nombre d’animaux utilisés est réduit au minimum tout en ayant des données statistiques assez puissantes (dans la mesure du possible les tests seront réalisés en aveugle, afin d’augmenter la puissance de l’étude). Enfin, lorsque cela est possible, plusieurs investigations seront réalisées sur les mêmes animaux, afin de limiter la multiplication de groupes expérimentaux et d’animaux nécessaires. Au total, le nombre d’animaux maximal utilisé dans ce projet est de 972 animaux. Lors de la phase d’analyse, des tests statistiques seront réalisés.

Raffinement

Après leur arrivée, les animaux seront placés par 3 dans des cages avec enrichissements et accès à l’eau et à la nourriture classique. Lors de la procédure d’accouplement et après cette dernière, les animaux seront placés individuellement dans des grandes cages avec enrichissements et accès à l’eau et à la nourriture. L’alimentation et l’eau de boisson seront assurées par un membre de l’équipe, assurant une surveillance quotidienne des animaux. Lors de l'euthanasie des animaux, et lorsque cela est possible (euthanasie des mères, des animaux à 60 jours), une couverture anesthésique sera mise en place. Le sacrifice des animaux à 12 jours et à la naissance (J0) ne peut être réalisé respectivement que par dislocation et décapitation. Ces gestes sont connus de l’équipe qui y a régulièrement recourt et qui les maitrise.

Choix des espèces

Ce modèle est l’un des modèles les plus utilisés en recherche. De plus, notre équipe possède une expertise sur ce modèle animal, son comportement et sur l’ensemble des procédures associées. La taille des animaux permet de réaliser plusieurs analyses sur un même animal et donc de réduire le nombre d’animaux utilisés. L’objectif du projet est d’étudier le lien entre une modification protéique et l’hypertrophie cardiaque pédiatrique dans un contexte de diabète gestationnel. Afin d’étudier l’impact sur le développement cardiaque, différents stades de développement sont nécessaires dans ce projet. L’utilisation d’animaux à 15,5 jours de vie embryonnaire ; à 20,5 jours de vie embryonnaire, à la naissance (J0), à 12 et 60 jours post-naissance (J12 et J60), permet d’obtenir une information complète sur l’impact de notre modification protéique lors du développement cardiaque embryonnaire et post-natal.

Nage erratique, spasmes, perte d'équilibre le ventre en l'air : dès l'apparition d'un de ces signes l'expérience s'arrête, et l'animal passe vingt-quatre heures dans un bassin de récupération avant d'être tué. 3 200 larves et juvéniles de poissons capturés dans l'estuaire de Cayenne vont être utilisés dans des procédures d'un niveau de souffrance léger, aucun ne retournant à l'eau. Ils sont exposés à des hausses de température et de salinité poussées jusqu'à des limites sublétales, pour estimer les seuils de tolérance d'une dizaine de groupes taxonomiques et alimenter des modèles de gestion halieutique. Le porteur justifie la mise à mort par le risque que le retour en milieu tidal soit fatal, et juge le nombre d'individus "négligeable" au regard d'une seule ponte, alors qu'il annonce par ailleurs des lots de dix puis cinq individus par espèce.

Objectifs

Le succès du recrutement des populations des poissons à l’état sauvage et l’état des stocks pêchés dépendent principalement des premiers stades de vie et de leur survie car les larves et juvéniles sont les stades les plus sensibles aux variations environnementales et avec les plus hauts taux de mortalité naturelle. Ce projet vise donc à étudier les effets du réchauffement climatique sur les larves et juvéniles des poissons vivants dans les zones nourricières estuarienne et côtières de Guyane. Ce projet combinera des expérimentations en laboratoire avec des mesures in situ pour : i) caractériser la variabilité naturelle des conditions environnementales actuelles, ii) estimer les limites de tolérances salines et de température des principales larves et juvéniles présentes dans le système.

Bénéfices attendus

Dans le cadre de ce projet, les résultats obtenus concernant la variabilité des paramètres environnementaux de l’estuaire et les limites thermiques et de salinité des principales espèces considérées seront utilisés pour simuler les effets du changement climatique sur le fonctionnement des réseaux trophiques de l’estuaire de la rivière de Cayenne. Grâce aux connaissances acquises en laboratoire sur les limites de tolérance thermique et de salinité des espèces principales, l’impact de différents scenarios à court terme (5-10 ans) de changement climatique sur les réseaux trophiques pourra être étudié en utilisant les scenarios prévus par le GIEC (Groupe d'experts Intergouvernemental sur l'Evolution du Climat). Ce projet fournira aussi les outils nécessaires pour le développent des futurs modèles couplant les dynamiques de recrutements des juvéniles des espèces à intérêt commercial avec les modèles de populations focalisés sur les adultes pêchés plus au large. Ce type d’outils permettra de mettre en place des mesures de gestion durable pour le maintien des ressources halieutiques et des pêcheries qui les exploitent.

Procédures

sans objet

Impact sur les animaux

Les nuisances attendues sont le stress lié à la capture en milieu naturel, le transport, et lors des manipulations. Pendant les expérimentations, la hausse des températures et/ou salinité jusqu’à des limites sublétales va perturber l’animal et changer son comportement (nage erratique, mouvement operculaire réduit, spasme, perte d’équilibre – ventre en l’air). Dès l’apparition d’un symptôme, l’expérimentation sera interrompue et le spécimen placé dans un bassin de « récupération » (à T°C et salinité normales, viables). La mise à mort sera effectuée après 24h dans le bassin de récupération.

Devenir

Après chaque expérimentation, les animaux seront surveillés dans un bassin de récupération pendant 24h et mis à mort. Les animaux ne seront pas relâchés car le transport et le choc environnementale (milieu tidale avec des très forts changement des paramètres de l’eau au cours de la journée) pourra lui être fatal et causer des stress ultérieurs. La quantité d’animaux sacrifié sur 5 ans peut être considérée négligeable par rapport à une ponte d’un seul géniteur et à la mortalité naturelle de ces animaux dans le milieu naturel (>90% la semaine suivant la ponte). Ces détails ont été expliqués dans le document.

Remplacement

Les seuils de tolérance aux variations de température et salinité étant dépendants des espèces, nous ne pouvons pas substituer les espèces et devons faire les expérimentations sur les espèces sauvages locales. Par contre, nous limiterons au maximum le nombre d’individus.

Réduction

Pour chaque espèce, un premier test sera effectué sur 10 individus témoins et 10 individus soumis au réchauffement/changement de salinité. Si les différences inter individuelles ne sont pas significatives, le nombre d’individus sera réduit à 5 pour les expérimentations suivantes. Il ne sera pas possible de réduire davantage le nombre d'individus testés pour des raisons de puissance statistique. Par ailleurs, pour certaine espèce, le nombre d’individus sera probablement tout simplement limité par le nombre d’individus capturés dans la nature. Si moins de 5 individus sont prélevés dans la journée, les animaux seront relâchés directement in situ.

Raffinement

Les individus capturés (larves, post-larves et juvéniles) seront placés dans des conteneurs équipés de bulleurs, par famille (afin d’éviter les attaques de certaines espèces et donc éviter ce stress, voire mortalité), puis rapidement transportés vers la plateforme expérimentale pour être mis dans des aquariums préalablement préparés quelques jours avant leur capture. Afin d’être au plus proche des conditions environnementales naturelles, l’eau des aquariums sera prélevée quelques jours avant sur le site de capture. Les installations et les filtres auront été mis en route avant le démarrage de l’expérimentation et tous les paramètres physiques (T°C, salinité…) contrôlés et stabilisés. L’ensemble des installations sera placé dans une pièce climatisée afin de pouvoir contrôler plus facilement la température des aquariums. Une surveillance accrue sera portée aux animaux à leur arrivée afin de savoir s'ils s'acclimatent et s’alimentent. En cas de comportement anormal, d’absence de prise alimentaire correcte (traduisant d'un état de stress), les animaux seront mis à mort.

Choix des espèces

L’objectif de l’étude est d’étudier les effets du réchauffement climatique sur les larves et juvéniles des poissons vivants dans les zones de nurseries estuariennes et côtières de Guyane. Les seuils de tolérance aux variations de température et salinité étant dépendante des espèces, nous ne pouvons pas substituer les espèces et devons faire les expérimentations sur les espèces sauvages locales. L’identification de certaines espèces de larves n’étant pas possible vivantes, à l’œil nu, les expérimentations se feront uniquement sur environ 10 groupes taxonomiques principaux, au niveau soit de l’espèce, du genre ou de la famille. L’étude portant sur la sensibilité des espèces aux variations de température lors de leurs premiers stades de vie, les individus utilisés seront au stade de larve- juvénile selon ce qui sera capturé le jour de l’échantillonnage (filet de mailles entre 500µm et 3mm). Les adultes ne seront ni capturés ni étudiés. Pour certaines espèces seulement, un seul stade de vie sera présent dans l’estuaire car les autres stades se développent dans d’autres types d’habitat.

Capturés au filet puis maintenus contenus jusqu'à trente minutes avant la pesée, 94 phoques gris et veaux-marins subissent des procédures d'un niveau de souffrance léger, avant d'être relâchés en mer. Sous sédatif puis anesthésie intraveineuse, chaque individu subit une prise de sang, une biopsie de lard, le prélèvement d'une vibrisse et le collage d'une balise sur le poil, l'ensemble durant une à deux heures. Le porteur affirme que la balise n'occasionne "aucune nuisance" et que les captures ne provoquent qu'un stress ponctuel, y compris chez les autres phoques de la colonie dérangés par l'opération. Le choix de l'espèce tient à ce que ces mammifères marins protégés sont l'objet même du projet, un suivi télémétrique destiné aux gestionnaires de la conservation, et le poids minimal de 40 kg est fixé selon la taille des balises disponibles.

Objectifs

Le projet consiste en le suivi par télémétrie (balises émettrices) de phoques sauvages dans leur milieu naturel, et de prélèvement de quelques échantillons biologiques réalisés lors de la capture, afin de mieux comprendre leurs stratégies d’utilisation de l’espace et des ressources marines et de répondre aux attentes des gestionnaires en charge de la gestion et la conservation de ces mammifères marins protégés et/ou de leur habitat naturel. Les animaux sont capturés dans leurs « colonies », terme défini ici au sens très général de zone de repos terrestre utilisée par un groupe de phoque toute l’année (impliquant ou non la présence de reproduction). Afin de réaliser les suivis individuels, les phoques sont capturés dans leur milieu à l’aide de filets, pesés, anesthésiés, leur poil est séché et dégraissé de façon à coller les balises sur le poil. Quelques prélèvements biologiques sont effectués afin de compléter les informations obtenues par les balises grâce à des marqueurs génétiques et écologiques, puis les animaux sont immédiatement relâchés en mer. Ces opérations, durant environ 1 à 2 heure(s) entre la capture et le relâcher, sont intégralement réalisées sur le terrain (sur le littoral) et les animaux ne sont pas transportés en captivité. Les balises utilisées permettent de suivre leurs déplacements et activités en mer comme à terre pendant plusieurs mois (localisations, détails des plongées, périodes de repos à terre, etc.). Les balises tombent au plus tard 9 ou 10 mois après la pose, pendant la mue annuelle des phoques (lorsque le nouveau poil remplace l’ancien, la balise tombe avec l’ancien poil).

Bénéfices attendus

Le projet permettra de mieux comprendre les stratégies individuelles de ces prédateurs supérieurs aux variations de leur environnement et leurs réponses aux pressions anthropiques (telles que les activités humaines en mer et les changements globaux), notamment par l’analyse des traceurs écologiques et génétiques issus des prélèvements biologiques.

Procédures

Les animaux sont capturés dans leur milieu naturel, contraints physiquement dans des filets pendant leur transport (quelques minutes à 30 minutes environ) puis pendant la pesée (quelques minutes). Afin de réduire le stress et l'agitation des phoques une fois dans les filets (notamment si le transport vers la zone de manipulation est long), une injection intra-musculaire de sédatif est réalisée. Les phoques sont ensuite anesthésiés par injection intra-veineuse, l'anesthésie dure généralement 15 à 20 minutes. Le prélèvement de sang est réalisé dans la foulée de l'injectionintra-veineuse de l'anesthésiant et ne dure que 10 secondes environ. La biopsie de lard, réalisée après injection d'anesthésique local, est réalisée en quelques secondes également. Un (exceptionnellement deux) prélèvement(s) de vibrisse est réalisé au début de l'anesthésie (il ne prend qu’une seconde). Du poil est prélevé sur environ 3 cm² et une balise est collée sur leur poil à l'arrière de la tête, n'occasionnant aucune nuisance. Exceptionnellement, un individu peut être recapturé et échantillonné plusieurs fois sur la durée du projet, toujours à plusieurs mois voire années d’intervalle.

Impact sur les animaux

Les captures occasionnent un stress ponctuel pour les phoques capturés ainsi que ceux de la même colonie importunés par les opérations de capture. L'anesthésie rapide des animaux capturés sert entre autres à réduire ce stress au minimum, pour les animaux capturés. La piqure liée à l’injection intra-veineuse de l’anesthésiant peut occasionner une légère douleur transitoire, souvent atténuée par une piqure intra-musculaire de sédatif peu après la capture. L’anesthésiant permet ensuite de réduire la douleur liée au prélèvement de vibrisse, et l’injection d’un anesthésique local permet de réduire la douleur générée par la biopsie de lard.

Devenir

Tous les animaux sont immédiatement relâchés dans leur milieu naturel à l'issue de la procédure.

Remplacement

Le Remplacement des animaux n'est pas possible puisque l'objectif même du projet est de mieux connaitre et décrire le comportement d'espèces sauvages à préserver, il est donc indispensable de suivre des animaux de ces espèces dans leur milieu naturel.

Réduction

La Réduction est réalisée par le choix de capture d'un maximum de 30 phoques par espèce, par colonie et par période de 5 ans : ces effectifs permettent de décrire la variabilité inter-individuelle, très forte chez ces prédateurs supérieurs, sans affecter une trop large proportion de la colonie (comptant généralement une ou plusieurs centaines d'individus). Actuellement, ce chiffre est néanmoins inférieur compte tenu des autorisations de capture en cours de validité : le nombre total d'individu est 94, mais ce chiffre pourra être revu à la hausse en fonction des nouvelles autorisations de capture, et feront l'objet d'amendements au projet déposés sur Apafis le cas échéant.

Raffinement

Le Raffinement des procédure est réalisé par une diminution des sources de stress chez l'animal lors de la capture (absence de gestes brusques et de bruit excessif autour des animaux, linge sur les yeux pendant la manipulation, etc.), par la prise en compte des sources possibles de douleur (utilisation d'analgésiques), par la limitation des prélèvements au strict minimum pour effectuer les analyses biologiques pertinentes, et par le suivi de l'animal pendant l'intégralité de la procédure, jusqu'à son réveil et son retour spontané dans le milieu naturel (rythme respiratoire, rythme cardiaque etc.). Les procédures mises en place réduisent par ailleurs les risques de blessure de l'animal, de la capture jusqu'au relâcher. Le prélèvement de sang est réalisé avec la même aiguille, déjà en place dans la veine, que celle ayant servi à l’injection de l’anesthésiant (pas de nouvelle piqure). En amont de la procédure ont été déterminés 1) des paramètres à prendre en compte pour exclure de la procédure des animaux affaiblis et 2) des paramètres à suivre lors de la procédure et des actions à faire immédiatement en cas d'anomalies mises en évidence.

Choix des espèces

Les animaux concernés par ces études, les phoques gris Halichoerus grypups et les phoques veaux-marins Phoca vitulina, sont l’objet même du projet, puisqu’il s’agit de mieux comprendre le comportement naturel de ces mammifères marins dans leur milieu, notamment pour mieux définir les mesures de gestion et de conservation à mettre en place au niveau local et national voire international. Ces espèces sont protégées en France et font l'objet d'un programme de suivi dans le cadre de la Directive-cadre Stratégie pour le Milieu Marin. Les phoques capturés, prélevés et équipés de balises sont majoritairement des sub-adultes ou adultes. Le poids minimum choisi est de 40 kg, en l’état actuel des balises utilisées (balises GPS/GSM et balises Argos), de façon à ce que le poids et surtout la surface des balises sur le corps des phoques n’entraine qu’une force négligeable de frottement lors de la nage.

450 000 souris privées de système immunitaire vont être élevées dans des enceintes filtrées, chacune pouvant subir au maximum deux biopsies de l'oreille. Le niveau de souffrance déclaré est léger, et le RNT indique qu'à la fin de la procédure les animaux sont soit expédiés, soit tués. Le porteur reconnaît que l'absence de défenses immunitaires se traduit par des infections en cas de défaut du système d'hébergement, et que la biopsie provoque douleur et stress. L'effectif n'est justifié que par le "besoin de la communauté scientifique", réévalué en continu.

Objectifs

L’objectif de ce projet est d’élever des lignées de rongeurs modifiés génétiquement leur supprimant leur système immunitaire et donc leur capacité de se défendre face aux maladies infectieuses. Afin de les protéger contre les maladies, ces animaux seront élevés dans des systèmes d’hébergement les isolant du milieu extérieur afin que tout ce qui est en contact avec eux (air, aliment, litière) ait été filtré ou stérilisé au préalable. Ces animaux sont très importants pour la communauté scientifique notamment dans des domaines comme la cancérologie ou l’immunologie où l’absence d’un système immunitaire permet de mieux comprendre certains mécanismes ou de tester l’efficacité d’un médicament.

Bénéfices attendus

Les animaux élevés dans le cadre de ce projet seront par la suite partie prenante de projets de recherche dans des domaines comme la cancérologie ou l’immunologie afin de mieux comprendre ces maladies ou de tester l’efficacité d’un médicament.

Procédures

Selon les besoins du projet, les animaux pourront être soumis au maximum 2 biopsies (à l’oreille), acte d’une durée maximale d’une minute. Les animaux hébergés soumis aux nuisances énoncées seront de phénotype dommageable mais l’expression de leur phénotype sera maîtrisée par un système d’hébergement permettant l’absence d’agent pathogène ou opportuniste.

Impact sur les animaux

Expression d’un phénotype dommageable d’absence de système immunitaire et des signes cliniques associés (infections) en cas de défaut du système d’hébergement. Douleur et stress associés à une biopsie par méthode invasive (2 biopsies maximum, oreille).

Devenir

A la fin de la procédure, les animaux sont soit expédiés, soit mis à mort.

Remplacement

Ce projet vise à fournir aux scientifiques des animaux sans système immunitaire par modification génétique. Cela permet d’étudier toutes les conséquences de cette déficience ou d’utiliser cette déficience pour étudier des phénomènes cancéreux ou autres domaines de recherche nécessitant un modèle animal sans système immunitaire. La complexité des mécanismes mis en jeu ne permet pas de réaliser de nos jours de tels projets sur des modèles in vitro.

Réduction

Le nombre d’animaux est dépendant du besoin de la communauté scientifique. Ces besoins sont réévalués constamment afin d’être au plus près du nombre attendu. La maîtrise d’un système d’élevage dans des hébergements protégeant du milieu extérieur par nos équipes permet également d’utiliser le moins d’animaux possibles pour répondre à ce besoin.

Raffinement

Les observations par le personnel technique permettent d’évaluer le stress, la douleur et la souffrance et d’y répondre au plus vite en faisant appel au besoin au vétérinaire désigné. Si un point d’intervention est atteint, le technicien met en place un enrichissement adapté et un suivi particulier. En cas de détection d’un point limite, l’animal est immédiatement mis à mort. Une mise en place de points limites non terminaux est adoptée afin de réaliser un suivi plus précis et plus optimum et la mise en place de soins adaptés (soutien nutritionnel, enrichissement spécifique, …). Si des animaux présentent des signes cliniques qui peuvent être atténués ou guéris à l’aide d’un traitement non médicamenteux, ce traitement est mis en place. Dans le cas contraire, l’animal est mis à mort pour réduire toute douleur ou souffrance.

Choix des espèces

Les souris sont une des espèces pour lesquelles les manipulations génétiques permettant une absence du système immunitaire sont les plus développées, maitrisées et avec des nombreuses données scientifiques. Les animaux de ce projet seront hébergés et élevés de la naissance jusqu’à leur expédition selon les besoins des scientifiques, le phénotype d’immunodéficience étant acquis par une modification génétique et susceptible de s’exprimer tout au long de la vie de l’animal.

Le bout de la queue est coupé chaque semaine pour prélever du sang, environ vingt fois sur cinq mois, chez 208 rats. Ils vont tous être tués pour prélever les tissus, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger. 192 d'entre eux reçoivent trois injections par semaine pendant quatre semaines d'un inhibiteur candidat contre le diabète de type 2, et 48 subissent un test métabolique de deux heures avec cinq prises de sang supplémentaires. Le porteur retient un rat rendu obèse par un régime riche en graisse et un rat GK spontanément diabétique, qu'il présente comme proches de la maladie humaine, l'inconfort lié à l'obésité étant qualifié de léger.

Objectifs

Le diabète de type 2 est une maladie caractérisée par un taux de glucose élevé dans le sang du à une diminution du nombre de cellules qui sécrètent l'insuline (les cellules bêta du pancréas) et à une diminution de l'action de l'insuline sur ses tissus cibles (foie, tissus adipeux et muscle). La prolifération des cellules bêta du pancréas est modulée par une enzyme et les inhibiteurs de cette enzyme se présentent comme des candidats médicament prometteurs pour le traitement du diabète. Ce projet se situe dans la continuité des travaux en cours dans notre équipe sur un nouvel inhibiteur sélectif. Nos résultats de cette première étude montrent que le traitement à l'inhibiteur entraine une augmentation de la prolifération et donc du nombre de cellules bêta et une réduction des taux de glucose sanguin chez le rat diabétique. Nous proposons à présent d'étudier les effets de cet inhibiteur sur les tissus cibles de l'insuline afin d'établir si le traitement améliore l'action de l'insuline. Nous analyserons les effets de l'inhibiteur dans deux modèles : un modèle de diabète de type 2 spontané, le rat GK (Goto-Kakizaki), caractérisé par une légère diminution de la sensibilité à l'insuline sans obésité associée, et un modèle d'obésité avec une réduction importante de la sensibilité à l'insuline induit par un régime riche en graisse (HFD, High Fat Diet). Ces différents modèles sont nécessaires en raison de leur complémentarité (diminution de la sensibilité à l'insuline, obésité ...) pour disséquer au mieux les effets de l'inhibiteur sur ces maladies métaboliques présentes chez l'humain. De plus, cette étude sera effectuée à la fois chez le mâle et la femelle car il est important de déterminer si le traitement pharmacologique à l'inhibiteur peut améliorer l'action de l'insuline sur ses tissus cibles dans les deux sexes. Nous utiliserons le rat sain Wistar (mâle et femelle) comme contrôle de ces deux modèles.

Bénéfices attendus

Le bénéfice majeur de cette étude sera d'identifier l'inhibiteur de DYRK1A comme candidat potentiel pour une pharmacothérapie ciblée chez les patients diabétiques de type 2. Les résultats positifs de notre projet en cours sur la croissance des cellules bêta pancréatiques implémentés par cette nouvelle étude sur la résistance à l'insuline nous permettront de proposer une stratégie thérapeutique "curative" plus complète, capable de limiter la progression du diabète grâce à la restauration d'une masse cellulaire bêta fonctionnelle et une amélioration de la sensibilité à l'insuline de ces tissus cibles chez le patient diabétique de type 2.

Procédures

Tous les animaux (208 rats) subiront plusieurs prélevements d'un très petit volume sanguin pour mesurer leur glycémie 1 fois par semaine pendant toute la durée du projet (environ 20 prélèvements sur 5 mois). Ce prélèvement dure quelques secondes et engendre une douleur légère. 144 animaux subiront 2 prélèvements de sang pour les dosages d'insuline: - un prélèvement avant et un prélèvement à la fin du regime. Ce prélèvement dure moins d'une minute. 192 animaux subiront des injections répétées de traitement pouvant engendrer une douleur légère (3 injections par semaine pendant 4 semaines). Durant les tests métaboliques d'une durée de 2 heures, 48 rats subiront une injection et 5 prélevements d'un petit volume sanguin pour le dosage de l'insuline plasmatique et la mesure de glycémie (prélèvement de la durée de moins d'une minute).

Impact sur les animaux

Contrairement aux inhibiteurs "classiques" qui provoquent bradycardie et tachycardie, la nouvelle génération d'inhibiteur utilisée dans ce projet, n'induit pas de toxicité ni de neurotoxicicté du fait qu'il ne traverse pas la barrière hématoencéphalique. Les légers effets indésirables pour l'animal seront liés à la piqure lors de l'injection du traitement mais également à la piqure lors de l'injection du glucose et de l'insuline pendant les tests métaboliques, ainsi qu'a la coupe de l'extrémité de la queue lors des prélèvements de sang. De plus, l'obésité générée par le régime riche en graisse peut induire un léger inconfort pour les animaux. L'étude sur la signalisation de l'insuline n'entraine pas de nuisance car les prélèvements sont effectués post mortem.

Devenir

A l'issue de la procédure tous les animaux seront mis à mort pour permettre les prélèvements des tissus d’intérêt.

Remplacement

Cette étude sur la signalisation insulinique nécessite de travailler sur un organisme vivant dans son intégralité. Des approches in vitro, notamment sur des lignées de cellules immortalisées, ou ex vivo, sur des îlots de Langerhans isolés permettent uniquement de mettre en évidence des mécanismes spécifiques, mais pas d’étudier la réponse physiologique globale de l’organisme aux traitements. Ainsi pour atteindre notre objectif spécifique, l’utilisation d’animaux vivants est indispensable. Le choix du rat Wistar HFD et du rat diabétique GK pour cette étude réside dans le fait qu'ils présentent de grandes similitudes dans leur physiologie et leur physiopathologie avec la maladie chez l'humain.

Réduction

La stratégie expérimentale visera à étudier l’implication de DYRK1A sur les voies de signalisation de l'insuline. Dans ce sens nous constituerons des groupes expérimentaux comportant un nombre d'animaux réduit au maximum, mais permettant de prendre en compte la variabilité individuelle de la réponse à l’inhibiteur et de valider statistiquement les différences détectées entre les groupes. En référence à nos études précédentes et en accord avec les tests statistiques, nous utiliserons des groupes de 8 animaux. L'impact environnemental de cette étude n'est pas source d'angoisse et de souffrance particulière.

Raffinement

Les animaux seront hébergés en groupe de deux par cage pour respecter leur comportement social naturel. Les animaux diabétique auront une litière adaptée et renouvelée 2 fois par semaine pour éviter l'inconfort des animaux. Les biberons seront renouvelés 3 fois par semaine. Les cages comprendont des batonnets de bois afin que les animaux puissent satisfaire leur besoin naturel de rongueur. Les rats seront surveillés quotidiennement afin de détecter des signes de souffrance portant sur l'apparence physique, le comportement et les modifications de poids selon un grille de score établie préalablement avec l'utilisation de points limites et de critères d'arrêt de souffrance adaptés.

Choix des espèces

Nous développerons notre projet en utilisant le rats Wistar et le modèle de rat Goto Kakizaki (GK). Le modèle Wistar est connu depuis longtemps pour être un bon modèle d’étude de l’obésité et des comorbidités associées telles que le diabète. Le modèle des rats GK est dérivé du rat Wistar et présente spontanément un diabète de type 2 au stade adulte. Les animaux non vertébrés n'ont pas de pancréas organisé comme l'humain et les rongeurs. De ce fait, le choix du rat pour cette étude réside dans les grande similitudes que cette espèces présente dans sa physiologie et physiopathologie avec celle de l'humain. La génération de notre modèle nécessite l'utilisation de jeunes rats âgés de 6 semaines. Le développement de l'obésité et de la résistance à l'insuline chez ces rats nécessite au moins trois mois. De ce fait, le traitement pharmacologique ne pourra débuter que vers l'age de 4-5 mois. Les tests métaboliques et le test de signalisation insulinique seront effectués après 4 semaines de traitement pharmacologique, et donc les rats seront âgés entre 5 et 6 mois.