Oncologie

1 872 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Chaque souris subit une greffe de cellules tumorales, des injections de vecteurs viraux dans la tumeur et deux prélèvements de sang sous anesthésie, la taille de la tumeur étant mesurée au pied à coulisse sur animal éveillé. Le porteur reconnaît que les cellules injectées peuvent former des métastases, entraîner une perte de poids importante et dégrader l'état général, et que les vecteurs peuvent déclencher une inflammation générale. Sur le remplacement, il affirme que seuls les modèles animaux permettent de tester la collaboration entre cellules immunitaires et cellules tumorales, et qu'une nouvelle approche thérapeutique "ne peut se faire que chez l'animal".

Objectifs

L'immunothérapie apparaît comme une nouvelle stratégie de traitement du cancer, en témoigne le succès des inhibiteurs de points de contrôle immunitaires. Cependant, seuls certains patients ayant ces thérapies en retirent un bénéfice et l'efficacité varie beaucoup selon les cancers. Alors que les mécanismes de résistance primaires et secondaires ont été identifiés au cours des dernières années, il apparait que pour les tumeurs faiblement immunogènes et/ou avec un faible infiltrat immunitaire, de nouvelles stratégies doivent être développées afin de stimuler les réponses immunitaires anti-tumorales. On sait que l’efficacité d’une réponse inflammatoire dépend de la qualité et de la quantité de médiateurs inflammatoires tels que cytokines et chimiokines produites dans le microenvironnement tumoral (MET). Dans ce contexte, les vecteurs viraux adéno-associés (AAV) ciblant les cellules tumorales et/ou immunitaires semblent un outil idéalement adapté à des approches de vaccination/immunothérapie. L'objectif du projet est d’utiliser de nouveaux AAV codant pour des cytokines d’intérêt afin de stimuler les réponses immunitaires dirigées contre la tumeur. Nous avons développé des AAV codant pour l’une des 4 cytokines murines suivantes : IL-12sc (protéine de fusion entre les sous-unités IL-12p40 et IL-12p35) qui module l’activité des lymphocytes T et cellules NK, IFN-α ayant des activités anti-tumorales, GM-CSF (facteur stimulant granulocytes et macrophages) et IL-15sushi (protéine de fusion entre le domaine sushi de la chaine α du récepteur à l’IL-15 avec la cytokine IL-15) dont le rôle anti-tumoral est établi. Nous pensons que l’injection intra-tumorale des AAV codant pour une cytokine donnée ou plusieurs (combinaison d’AAV codant pour des cytokines différentes ou un AAV codant pour plusieurs cytokines à la fois) entrainera une production locale et aiguë de ces cytokines favorisant le recrutement et l’activation des cellules immunitaires dans le MET, ce qui permettra de générer une réponse immunitaire anti-tumorale efficace permettant une diminution de la croissance tumorale, voire un rejet de la tumeur. Nous envisageons également de combiner cette stratégie thérapeutique avec 1) les immunothérapies utilisant des inhibiteurs de points de contrôle immunitaires (CTLA-4 et PD-1/PDL1) et 2) avec des AAV codant pour des protéines capables d’induire une mort cellulaire immunogénique (ou mort cellulaire inflammatoire capable d'induire la stimulation du système immunitaire).

Bénéfices attendus

L'immunothérapie apparaît comme une nouvelle stratégie de traitement du cancer, comme en témoigne le succès des inhibiteurs de points de contrôle immunitaires. Cependant, seuls certains patients bénéficiant de ces thérapies en retirent un bénéfice et l'efficacité varie considérablement entre les différents cancers. De nouvelles thérapies innovantes ont donc besoin d'être mise en place. Pour ce faire, nous attendons que l'injection intra-tumorale des AAV codant pour les différentes cytokines (IL-12sc, IFN-α, GM-CSF et IL-15sushi), induise une réponse immunitaire permettant un rejet de la croissance tumorale et l'augmentation de la survie des animaux traités. De plus, l'utilisation de nos vecteurs codant pour ces différentes cytokines seule, mais aussi en combinaison avec d’autres immunothérapies déjà bien connues (tels qu’un anti-PD1, anti PD-L1 ou anti-CTLA-4) et/ou en cours de développement dans le laboratoire (l’utilisation d’AAV codant pour des protéines capables d’induire une mort cellulaire immunogénique et de permettre l’initiation d’une réponse immunitaire antitumorale), aura pour but : (1) d’apporter des effets à long terme chez nos animaux avec la mise en place d'une réponse immunitaire amplifiée et (2) de permettre le contrôle voire le rejet à long terme des différents modèles tumoraux. Les vecteurs AAVs possèdent de nombreux avantages et ont déjà été approuvés en clinique en Europe et aux Etats-Unis. Il est donc envisageable de produire ces vecteurs pour une utilisation chez l'homme, si nos stratégies se montrent convaincantes.

Procédures

- Prélevements de sang sur souris anesthésiées : 2 prélevements par souris à 10 jours d'intervalle, 15 secondes - Injections de cellules tumorales et de vecteurs AAV sur souris anesthésiées, 10 secondes - Mesures de la taille de la tumeur au pied à coulisse sur souris vigile, 45 secondes

Impact sur les animaux

Une fois injectées, les cellules tumorales peuvent former des tumeurs secondaires (métastases) dans différents tissus causant de la souffrance animale. Pour limiter cet écueil, le nombre des cellules tumorales à injecter est bien documenté dans la littérature, minimisant de ce fait ce phénomène. Les modèles tumoraux peuvent aussi induire une perte de poids importante et un mauvais état global de l'animal. De plus, l'injection d'AAV pourrait induire une inflammation systémique si les différents AAV vont transduire différents organes ou tissus de l'animal. Cependant, nous limitons cet effet secondaire par une injection intra-tumorale avec un volume d'injection limité.

Devenir

Tous les animaux seront mis à mort à la fin de chaque procédure, afin de prélever le sang et des organes pour analyse. Aucun animal ne peut donc être replacé, adopté ou réutilisé.

Remplacement

Seuls les modèles animaux permettent de tester la collaboration qui existe entre les différents compartiments cellulaires (cellules du système immunitaire, cellules tumorales, etc.). Ainsi la faisabilité et l’efficacité d’une nouvelle approche à visée thérapeutique ne peut se faire que chez l’animal. Dans ce cadre la souris est utilisée.

Réduction

Afin de limiter le nombre d’animaux, une étude exhaustive de la littérature a été menée pour optimiser les protocoles expérimentaux et s’assurer de la non-obtention de résultats déjà publiés. Le nombre d’animaux utilisés sera déterminé afin d’obtenir des résultats statistiquement significatifs.

Raffinement

Les procédures expérimentales peuvent engendrer une douleur modérée qui peut être limitée en se basant sur une grille d’observation visant à définir des points limites à partir desquels l’expérience sera arrêtée immédiatement. Si les animaux présentent des signes de douleur, de la buprénorphine sera administrée (0,05 mg/kg). Un enrichissement est également apporté par des abris de cellulose et des carrés de coton vierge.

Choix des espèces

Dans le domaine de l’immunologie, le modèle murin offre des outils uniques pour la caractérisation phénotypique et fonctionnelle des populations lymphocytaires et le suivi des réponses immunitaires. Le modèle de souris permet aussi l’utilisation de modèle transgénique, des modèles de Knock-Out qui peuvent être intéressants dans la compréhension des mécanismes impliqués dans le cancer. Le nombre d’animaux utilisé dans chaque expérience tient compte de la variabilité naturelle des réponses immunitaires et de la nécessité d’utiliser un nombre suffisant d’animaux pour que les données générées soient exploitables sur le plan de l’analyse statistique. Nous utiliserons de jeunes souris adultes (animaux âgés entre 6 et 8 semaines au début du protocole) afin que le système immunitaire soit mature au moment de l’inoculation de la tumeur et de l’injection intra-tumorale des différents AAV.

380 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, chacune enchaînant plusieurs protocoles métaboliques pour limiter les effectifs. Le régime riche en graisses démarre à cinq semaines et dure douze semaines, avec deux prises de sang, un test de tolérance au glucose de deux heures ponctué de sept mesures de glycémie, un test d'insuline d'une heure, quatre jours d'injections quotidiennes d'habituation avant l'administration de l'hormone de la faim, puis une injection de leptine. Un jeûne de vingt-quatre heures précède le test de réalimentation, jeûne que le porteur déclare sans danger, et les souris isolées en cage individuelle disposent de parois transparentes pour voir leurs congénères. Le cerveau est prélevé après une perfusion intracardiaque, au bénéfice d'une hypothèse sur le rôle d'une protéine kinase dans la régulation de l'appétit, dont les retombées annoncées contre l'obésité et le diabète restent au conditionnel.

Objectifs

Le maintien de la balance énergétique dépend de l'équilibre entre les apports et les dépenses énergétiques. Il existe des systèmes de régulation de la prise alimentaire qui permettent un équilibre entre les apports énergétiques, les dépenses et le maintien du poids corporel autour d'une constante. Une dérégulation du système peut conduire à l'obésité et aux maladies métaboliques qui lui sont fortement associées comme le diabète. Au laboratoire, nous étudions le développement de l'obésité et ses altérations métaboliques induits par le stress cellulaire. Nous avons ainsi mis en évidence une protéine qui compromet la fonction des cellules pancréatiques mais qui induit également l'obésité et la résistance à l'insuline. Cet effet est très probablement dû à une diminution de la prise de poids dans des conditions hypercaloriques. De manière intéressante, cette protéine n'est pas induite dans les tissus périphériques (foie, pancréas, tissue adipeux) mais elle est fortement exprimée dans le cerveau, y compris dans l'hypothalamus, le centre de régulation de l'appétit. Ainsi, notre objectif est de déterminer le rôle particulier de de cette protéine dans la régulation de la balance énergétique par le système nerveux central. Dans le cadre de ce projet, nous étudierons un modèle de souris dans lequel le gène codant pour cette protéine est invalidé dans tous les tissus de l'animal. Si nous observons un rôle de cette protéine dans le contrôle de la balance énergétique nous affinerons alors notre étude en invalidant cette protéine spécifiquement dans les neurones responsables de la régulation de l'appétit et de la satiété.

Bénéfices attendus

Au cours de la dernière décennie, l'humanité a été confrontée à une épidémie d'obésité et de Diabète de type 2 en rapide augmentation. Le nombre de sujets touchés ne cesse d'augmenter et la propagation de l'épidémie est encore plus spectaculaire dans les économies émergentes et en développement. Le mode de vie sédentaire et la suralimentation, caractéristiques de notre société moderne, expliquent cette propagation épidémique de la maladie. Une approche simple consisterait donc à adapter les habitudes personnelles en conséquence. Malheureusement, cette approche ne fonctionne que pour un petit sous-ensemble de la population, car elle exige une maîtrise de soi très forte et n'est pas suffisante lorsque le diabète est déjà présent. Si d'énormes efforts de recherche ont été déployés pour élucider et cibler les pathomécanismes de l'obésité et du Diabète de type 2, le tableau est encore loin d'être complet. Par conséquent, de nouvelles perspectives de recherche menant à des approches thérapeutiques sont fortement demandées pour prévenir les énormes coûts de santé et les conséquences négatives du mode de vie moderne. Notre étude se concentre sur un rôle potentiel d'une protéine kinase dans la régulation neuronale de la prise alimentaire. Cette étude est pertinente et innovante pour plusieurs raisons. Cette protéine joue un rôle essentiel dans la sécrétion d'insuline et mais sa fonction dans l'homéostasie énergétique reste inconnue. Comme le contrôle de la prise alimentaire est très complexe, les expériences suggérées sont conçues pour explorer davantage sa fonction dans la prise alimentaire et le gain de poids. Cette étude nous permettra de déterminer si cette protéine kinase est une nouvelle cible thérapeutique dans l’obésité.

Procédures

2 prélèvements sanguins (2 minutes) au début et à la fin du régime standard ou riche en gras (aux âges de 5,17 semaines) seront réalisés. Pour le test de tolérance au glucose, la durée de la procédure est de 2 heures. Un bolus de glucose est injecté par voie intrapéritonale (15 secondes). La glycémie sera évaluée (10 secondes) aux temps 0', 15', 30', 45', 60', 90', 120'. Pour le test de sensibilité à l'insuline, la durée de la procédure est de 1 heure. Une injection intrapéritonéale (15 secondes) d'insuline est effectuée. La glycémie sera évaluée (10 secondes) aux temps 0', 15', 30', 45', 60'. Concernant le test de sensibilité à l'hormone de la faim, les animaux reçoivent une injection intrapéritonéale (15 secondes) de liquide physiologique chaque jour pendant 4 jours (habituation). La prise alimentaire est mesurée en réponse à un bolus d'hormone de la faim (15 secondes). Pour le test de sensibilité à l'hormone de la satiété, les animaux reçoivent une première injection de liquide physiologique (15 secondes) puis le 2ème jour les souris reçoivent un bolus de leptine (15 secondes) afin de mesurer la réponse alimentaire. À la fin du phénotypage métabolique, les animaux préalablement anesthésiés sont perfusés en intracardiaque.

Impact sur les animaux

La procédure pour tester la sensibilité à l'hormone de la faim et l'hormone de la satiété nécessitent l'injection quotidienne de liquide physiologique afin d'habituer les souris avant le jour du test. Le test de réalimentation après un jeûne prolongé nécéssite une mise à jeun des souris pendant 24H. Cette durée de jeûne ne met pas en danger l'animal. Une diète riche en gras pour créer un environnement obésogène sera mise en place, ce qui peut créer un inconfort chez les souris. Pour les expériences nécessitant la mesure de la prise alimentaire et la mesure de la dépense énergétique nécessitent que les souris soient individualisées dans les cages. Ces cages individuelles sont transparentes afin que les animaux puissent se voir entre eux, mais aussi se sentir et s'entendre mutuellement. Le test de sensibilité à l'hormone hypoglycémiante peut provoquer une hypoglycémie chez la souris.

Devenir

Les animaux seront euthanasiés et leur cerveau sera prélevé pour des études histologiques.

Remplacement

Toutes nos données publiées convergent vers une fonction de cette protéine kinase dans l'homéostasie énergétique. Pour tester nos hypothèses, nous avons maintenant besoin de la souris. En effet, la régulation de l'homéostasie énergétique nécessite la participation de plusieurs organes interdépendants (foie, îlots de Langerhans dans le pancréas, muscles, tissus adipeux, cerveau). Ces mécanismes de régulation ne sont présents que dans des organismes complexes tels que la souris.

Réduction

Nous utiliserons un total de 380 animaux. Le nombre d’animaux testés dans chaque expérience nous permettra une comparaison statistique adaptée entre les différents groupes tout en tenant compte des impératifs de réduction. Par ailleurs, toujours par souci de réduction, plusieurs procédures expérimentales (avec un temps de récupération adaptée pour les animaux) seront réalisées avec les mêmes cohortes de souris. Les différences de paramètres métaboliques attendues peuvent être modérées. Pour toutes cette raisons, le nombre d'animaux a éte déterminé en prenant en compte ces difficultés.

Raffinement

Les animaux sont hébergés dans des cages avec un enrichissement essentiel pour leur bien-être (Coton + Carton). La litière des animaux est remplacée une fois par semaine. Le stress lié aux procédures nécessitant l'isolement de certains animaux sera diminué par l'usage de cages transparentes rendant leurs congénères visibles. L'habituation des souris à l'opérateur aura systématiquement lieu quelques jours avant l'expérience par du personnel qualifié afin d’éviter le stress lié à la manipulation des animaux. Les animaux seront surveillés quotidiennement par du personnel qualifié pour prendre les mesures appropriées en cas d'apparition de signes d'inconfort ou de douleur. Des points limites seront déterminés pour éviter toute souffrance animale.

Choix des espèces

Pour étudier le métabolisme, la souris est le modèle animal de référence. L’utilisation des souris se justifie également par l’existence de lignées génétiquement modifées dans lesquelle le gène codant pour la protéine d'intérêt est invalidé. Les animaux seront soumis à une diète riche graisse dès l'âge de 5 semaines et pour une durée de 12 semaines, âge auquel les strucutres cérébrales sont développées et fonctionnelles mais surtout âge auquel le régime riche en graisse est le plus efficace. Le phénotypage métabolique se terminera à l'âge de 23 semaines.

350 grands requins pélagiques vont être capturés dans les eaux françaises de l'Atlantique Nord-est et soumis à des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, avant d'être relâchés un par un. Chaque animal lutte vingt à trente minutes au bout d'une ligne, reste ensuite vingt minutes hors de l'eau sur une plateforme hydraulique, subit deux prises de sang, une biopsie musculaire et la pose d'un maximum de trois balises. Requin blanc, taupe commun, peau bleue, mako, renard, griset et hâ sont visés sans distinction, la pêche ne permettant pas de choisir l'espèce capturée. Le porteur écrit qu'"un seul individu est suffisant" au regard des lacunes de connaissance, retient tout de même 50 individus par espèce, et présente ces captures comme "valorisées" par l'application systématique du protocole.

Objectifs

Le projet présenté a pour objectifs une meilleure compréhension des mouvements et des histoires de vie des espèces de grands requins pélagiques présentes dans les eaux françaises de l'Atlantique Nord. Ce projet cible différentes espèces de requins et vise à raffiner l'expérimentation par la mutualisation des procédures expérimentales. En effet, le nombre de gestes techniques réalisés sur un animal est optimisé afin de contribuer à la collecte d’un maximum de données tout en tenant compte de la condition des animaux capturés. Ces données seront exploitées au sein de plusieurs projets de recherche et limitent le nombre total d’animaux qui serait nécessaire à la réalisation de ces projets indépendamment les uns des autres. De plus, la pêche ne permet pas de sélectionner les espèces de grands requins pélagiques capturées pour lesquelles les lacunes de connaissance sont identifiées au niveau national et international. Ainsi, les captures sont valorisées par l’application de la procédure expérimentale de façon systématique quelles que soient les espèces. Les espèces d’intérêt présentes dans la zone de pêche sont : le grand requin blanc, le requin taupe commun, le requin peau bleue, le requin mako, le requin renard commun, le requin griset et le requin hâ. Ces espèces seront capturées afin de répondre à deux objectifs principaux : (1) avoir des informations moléculaires sur l'écologie trophique des individus à travers les biomarqueurs naturels de l'alimentation et sur les contaminations associées grâce à des prélèvements de tissus, et (2) d'identifier les mouvements des individus grâce à la pose de balises. Ces données contribueront à une meilleure prise en compte de l'écologie des requins pélagiques dans les mesures de gestions des activités humaines en mer.

Bénéfices attendus

Il s'agit d'un projet relié à un effort de recherche international afin de contribuer à des avancées significatives dans l'évaluation des populations des espèces de grands requins pélagiques, leur physiologie, leur écologie trophique ainsi que les menaces environnementales auxquelles elles sont confrontées. Ces données seront exploitées au sein de plusieurs projets de recherche et limitent le nombre total d’animaux qui serait nécessaire à la réalisation de ces projets indépendamment les uns des autres. Les espèces ciblées dans ce projet sont identifiées comme des espèces à enjeu pour lesquelles les lacunes de connaissances limitent la mise en place de mesures de gestion pertinentes et efficaces par les organisations régionales des pêches ainsi que les conventions de mer régionales et l'Union Européenne. A court terme, ce projet apportera des bases de connaissance sur les requins pélagiques dans les eaux de l'Atlantique Nord-est sous juridiction française. A long terme, ce projet s'inscrit dans une démarche collaborative internationale qui vise à appréhender les enjeux liés aux requins pélagiques dans l'ensemble des eaux de l'Atlantique Nord.

Procédures

Les animaux seront soumis à un stress lié à la capture par des engins de pêche. Puis, les animaux vigiles seront soumis à 2 prélèvements de sang d'une durée de 2 minutes maximum, 1 biopsie d'une durée max de 2 minutes et la pose de, au maximum, 3 balises d'une durée de 10 minutes.

Impact sur les animaux

Les animaux subiront un stress lié à la pêche permettant leur capture en milieu naturel pendant 20 à 30 minutes, puis lors de leur maintien sur la plateforme, durant 20 minutes, hors de l'eau. Une douleur légère voir négligeable sera généré par la présence de l’hameçon à la commissure des mâchoires. Une douleur légère d’une durée de 20 minutes maximum pourra être générée par l’ensemble des prélèvements qui seront réalisés : prises de sang (légère/2 fois 2 minutes maximum) et biopsie musculaire (légère/2 minutes maximum) ; ainsi que lors de la pose des balises pour l’identification et le suivi télémétrique de l’animal (légère/10 minutes maximum au total).

Devenir

L'ensemble des individus seront relâchés individuellement à l'issu de la procédure.

Remplacement

Ce projet a pour objectif d'étudier l'écologie et la biologie du grand requin blanc, du requin taupe commun, du requin peau bleue, du requin taupe commun, du requin mako, du requin renard commun, du requin griset et du requin hâ en milieu naturel, de ce fait il n'est pas possible de remplacer les animaux dans les procédures.

Réduction

Dans un objectif de réduction, le nombre maximum d'individus impactés par les procédures a été limité à 50 par espèce. Les enjeux de connaissance sur ces espèces sont tels qu’un seul individu est suffisant et l’on considère qu’à partir de 10 individus la variabilité interindividuelle peut être explorée et à partir de 50 une extrapolation peut être faite sur les individus issus d’une même zone de pêche. Ainsi le choix de 50 représente le nombre maximum d’animaux suffisants par espèce pour les analyses Par ailleurs, la mutualisation de la procédure expérimentale sur les animaux permet de réduire le nombre total d'animaux qui seraient impactés par une réalisation de projets de recherche indépendamment les uns des autres dans divers champs de l’écologie : écologie trophique, écotoxicologie, génétique et dynamiques spatio-temporelles. Cette collecte simultanée d'échantillons sur des animaux issus du milieu naturel est un point central de cette expérimentation, de même la collaboration internationale associée à ce projet garantit la minimisation de l'impact de cette recherche sur la faune sauvage.

Raffinement

Les détresses associées à la procédure expérimentales sont essentiellement liées à la pêche en elle-même puis au contentionnement des individus et enfin à l'exécution des gestes techniques. Afin de minimiser la souffrance liée à la pêche les individus sont pêchés un à un afin de diminuer le temps de capture. De plus, les hameçons et le montage des lignes de pêche minimisent les risques de blessures des animaux en favorisant l'ancrage des hameçons au niveau de la mâchoire de l'animal tout en réduisant les risques d'ingestion. Le contentionnement des individus est assuré sur une plateforme hydraulique le long du bateau. Cette plateforme permet à l'équipe technique d'opérer en sécurité pendant une période limitée à 20 minutes sur un animal. Par ailleurs, une manche à eau qui pompe en continue de l’eau de mer est insérée dans la gueule du requin afin de maintenir les échanges respiratoires durant la procédure et diminuer le stress ventilatoire. De même, une serviette humide est déployée sur la tête de l'animal afin de maintenir les branchies et les yeux en milieux humide car ces derniers ne sont pas équipés de paupières et cela diminue le stress visuel. Additionnellement, l'ensemble du corps est maintenu en conditions humides par arrosage à l'eau de mer afin de prévenir l'augmentation de la température corporelle, la dessiccation du derme et le risque de lésions associé. Lors de la remise en liberté l’hameçon est retiré à l’aide d’une pince à poisson dédiée qui assure la sécurité du manipulateur et permet d’éviter de blesser l’animal. L’ensemble de la procédure est conditionné par l’application d’une grille de points limites présentée dans la procédure. Aucune anesthésie ou analgésie générale n’est prévue. En effet cela représente un risque de ralentissement de la récupération suite à la pêche voir de décès des individus. Ces méthodes risquent d’impacter leur nage qui est un mouvement critique assurant la ventilation, le maintien de leur température corporelle optimale et le fonctionnement métabolique général.

Choix des espèces

Le requin blanc, le requin taupe commun, le requin peau bleue, le requin mako, le requin renard commun, le requin griset et le requin hâ ont été choisis du fait des lacunes de connaissances sur la biologie et l'écologie de ces espèces. Les espèces ciblées sont susceptibles d’être capturées par les mêmes engins de pêche, il n’est pas possible de faire une sélection par espèce lors des opérations. Les stades de développement des animaux utilisés seront des juvéniles, subadultes et adultes de plus de 150 cm. A titre d’information, les individus à la naissance sont autonomes, seule leur taille, leur maturité et leur régime alimentaire varie au cours de la croissance. Pour chaque espèce, les ordres de grandeur des tailles à la naissance et maximale observée sont indiquées en centimètres, dans l'ordre, ci-dessous : Grand requin blanc : 135-600 cm Requin taupe commun : 90-350 cm Requin mako : 80-450 cm Requin peau bleue : 50-400 cm Requin renard commun : 100-580 cm Requin griset : 70-550 cm Requin hâ : 30-155 cm

8 650 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Les souriceaux subissent un tatouage des coussinets et une biopsie de la queue pour le génotypage, puis les jeunes de quatre à cinq semaines reçoivent des injections intrapéritonéales et sous-cutanées pendant un à quinze jours consécutifs selon le composé testé. Il s'agit de croiser deux lignées mutantes avec trois autres et de tester cinq molécules sur la formation de la gaine de myéline, les animaux atteints présentant des tremblements et une prostration qui les empêchent de se nourrir. Le porteur qualifie le recours au modèle animal d'"indispensable" pour comprendre le développement des cellules myélinisantes, et renvoie les retombées thérapeutiques annoncées à un terme qu'il ne précise pas.

Objectifs

Nous cherchons à déterminer le rôle d'un mécanisme moléculaire qui touche l'ARN pendant la formation et le maintien de la gaine de myéline qui entoure les nerfs chez la souris. Pour cela, nous avons généré deux modèles de souris. Le premier modèle permet d’étudier le rôle de ce mécanisme au cours du développement. Le deuxième permet une analyse chez les souris adultes. Nous souhaitons croiser ces 2 modèles avec 3 souris mutantes ou administrer par injection ou grâce à une alimentation modifiée 5 molécules différentes pour déterminer si cela permet de corriger les défauts observés. A terme, ces études permettront de proposer de nouvelles approches thérapeutiques.

Bénéfices attendus

Le principal bénéfice attendu est de déterminer si les traitements de deux modèles souris à l’aide de différentes molécules impliquées dans les voies de signalisation du stress peuvent corriger les anomalies de myélinisation périphériques et centrales. A terme, ces études permettront d'améliorer la prise en charge des patients en proposant de nouvelles approches thérapeutiques.

Procédures

Les souriceaux des lignées subiront un tatouage des coussinets des phalanges et une biopsie à la queue qui engendrent un stress et une douleur de courte durée. Les mutants et les contrôles (issus de la même portée) de 4 à 5 semaines (poids >15g) subiront une injection intrapéritonéale et sous-cutanée d'une durée d'environ 15 secondes sur 1 à 15 jours consécutifs en fonction du composé.

Impact sur les animaux

Les étapes d’anesthésie, d’injection et contention peuvent également provoquer un stress chez l’animal. Les atteintes périphériques et centrales attendues se traduisent par des tremblements et des animaux prostrés qui se nourrissent mal, des nuisances qui seront également prises en compte dès apparition.

Devenir

Tous les animaux sont mis à mort à l'issue de la procédure pour prélèvement d'organes et analyses phénotypiques et génétiques.

Remplacement

Le recours à l’utilisation d’un modèle animal est indispensable afin de comprendre comment les mutations d’intérêts impactent le développement et le maintien des cellules myélinisantes du système nerveux central et périphérique. L’étude des anomalies du développement de ces cellules et celle des mécanismes impliqués dans le maintien de la myéline ne peuvent pas être réalisées uniquement in vitro car elles nécessitent des interactions entre les différents types cellulaires.

Réduction

Pour chaque tissu et à chaque stade, nous anticipons que 5 animaux pour le lot mutant et le même nombre pour le lot contrôle doivent permettre d'obtenir des résultats significatifs. Les effectifs ont été déterminés pour une puissance de 80% et une p-value

Raffinement

Les femelles et leurs petits seront maintenus dans des cages contenant des enrichissements. Les nouveaux nés mutants seront surveillés quotidiennement. L'identification du phénotype délétère sera réalisée le plus tôt possible au cours du développement de l'animal et les animaux seront mis à mort dès qu'une souffrance sera détectée (prostration, tremblements...). Des points limites et une grille de score ont été définis. Points limites généraux : Souris adultes : observation quotidienne par le personnel de l’animalerie et par l’expérimentateur de l’apparence des animaux et de leur comportement ; pesée une fois par semaine. Nouveaux nés : observation quotidienne par le personnel de l’animalerie et l’expérimentateur : absence de vitalité, isolement et absence de poche de lait. En cas d’observation de l’un de ces critères : mise à mort. Des souris de 4 semaines ou plus recevront un analgésique pré-opératoire et une dose d’anesthésique et antalgique et seront mises à mort.

Choix des espèces

Les mécanismes impliqués dans le développement des cellules myélinisées du système nerveux central et périphérique sont très conservés entre l'homme et la souris. En particulier, les phénotypes observés après délétion d’un grand nombre de gènes sont très similaires dans les deux espèces. Le modèle animal permet donc d'étudier la fonction de chacun des gènes d'intérêt au cours du développement et dans des organes de choix (nerf sciatique ou cerveau). De plus, il existe un ensemble d’outils (anticorps, culture organotypique, utilisation de lignées transgéniques permettant de tracer exclusivement le devenir des cellules de choix...) qui ont été développés quasiment exclusivement chez la souris. Nous étudierons des embryons à E18.5 mais aussi des nouveaux nés (P0, P4) et des animaux entre P30 et 4-10 semaines. Ces stades correspondent à des phases précises de développement des cellules d’intérêt que nous souhaitons étudier (E14.5/E18.5 correspond à la phase de développement des cellules d’intérêt ; P0/P4 correspond au début des processus de myélinisation périphérique ; Les analyses à P30-10 semaines et plus permettront de déterminer le rôle du gène d’intérêt sur le maintien de la myéline périphérique qui est mature à ces stades).

Comparer la qualité des sources de protéines végétales et animales passe ici par la privation alimentaire, et 720 rats en croissance vont être utilisés, tous tués à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Chaque rat est isolé en cage individuelle pendant toute la période expérimentale, placé deux fois vingt-quatre heures en cage métabolique et deux fois trois jours en cage de calorimétrie, radiographié deux fois sous anesthésie gazeuse et soumis à deux prélèvements sanguins de 500 microlitres à la queue. Une injection de valine marquée précède la mise à mort de trente minutes, le temps de mesurer la synthèse protéique. Le porteur affirme que la mesure des effets d'un régime pauvre en acides aminés sur la croissance "empêche le remplacement" par des modèles cellulaires, et présente l'isolement comme atténué par le fait que les rats entendent et sentent leurs congénères.

Objectifs

La qualité de l’apport alimentaire en protéines des régimes alimentaires dépend de leur capacité à satisfaire les besoins en acides aminés (AA) indispensables (AAI) tout au long des cycles de vie. C’est une question majeure de sécurité nutritionnelle, principalement dans les pays en voie de développement, où l’apport protéique total est modéré, voire bas. Plus généralement, la connaissance de la qualité de l’apport alimentaire en protéine est primordiale pour comparer les différentes sources de protéines, notamment dans le cadre des discussions sur le rééquilibrage des sources alimentaires végétales et animales, et la recherche de sources alternatives de protéines. La composition en AAI est variable selon les sources protéiques. En effet, les protéines d'origines animales ont un profil homogène et équilibré en AAI, alors que les protéines de céréales et les protéines de légumineuses (comme le gluten) sont déficientes en certains AAI. Les profils de référence de besoin en AAI, utilisés pour l’évaluation de la qualité protéique, initialement déterminés à partir de données de bilan azoté, ont été révisés à la hausse (Organisation pour l'alimentation et l'agriculture (FAO)/Organisation mondiale de la santé (OMS),2007) sur la base de nouvelles méthodes, rendant plus sélectifs les critères de qualité des protéines. Cependant, ces valeurs révisées restent discutées. Ainsi, lors de son rapport sur le besoin en protéines et AA en nutrition humaine, le comité (FAO/OMS) a conclu qu’aucune méthode actuelle d’estimation du besoin en AAI n’est entièrement fiable et qu'iI est donc primordial de proposer de nouvelles approches complémentaires pour préciser les valeurs des besoins et d’évaluer le statut nutritionnel protéique des différentes populations. Pour cela, la FAO a recommandé le recours à l’usage d’outils tels que la métabolomique (ensemble des métabolites), qui a notamment été appliquée avec succès pour estimer le besoin en d’autres micronutriments. L’objectif de ce projet est d’identifier les variations des profils du métabolome urinaire et plasmatique comme biomarqueurs spécifiques de la déficience en AAI et à évaluer l’efficacité de la supplémentation pour valider les biomarqueurs identifiés. Ce projet fait suite à deux projets précédents pour lesquels nous avons identifié et validé des biomarqueurs urinaires pour trois des neuf AAI. Ce projet se déroulera sur 2 sites, dont une plateforme pour évaluer leur dépense énergétique et la composition corporelle.

Bénéfices attendus

L’identification et la validation de biomarqueurs du statut en AAI permettra, à terme, de mieux définir les besoins en acides aminés indispensables. Cela servira à affiner les politiques nutritionnelles et à mieux évaluer la qualité des sources protéiques. De plus, cette étude nous renseignera sur les effets d’une supplémentation en ces acides aminés indispensables après une phase de déficience. Ces effets n’étant que peu rapportés dans la littérature, ces informations seront très utiles, notamment pour l’étude de la sous-nutrition chez l’enfant avec retard de croissance.

Procédures

Durant la période expérimentale , les animaux seront placés en cage individuelle pour permettre la mesure précise de leur prise alimentaire. Les animaux seront placés deux fois pendant la période expérimentale en cages métaboliques pendant 24h pour collecter les féces et les urines, et deux fois en cage de calorimétrie pendant 3 jours pour la mesure de dépense énergétique. La densité minérale osseuse et la longueur du tibia seront analysés par radiographie deux fois au cours de l'expérience après anesthésie gazeuse (anesthésie à l'isoflurane 2% pendant 10-15min). Deux prélèvements sanguins seront effectués au niveau de la veine de la queue de 500μl chacun .A la fin de l'expérimentation, les animaux seront mis à mort et une injection de valine 13C sera réalisée 30 minutes avant l’euthanasie (150μmol/100g poids corporel), dans le but de mesurer la synthèse protéique.

Impact sur les animaux

Durant la période expérimentale, les animaux seront placés en cage individuelle pour permettre la mesure précise de leur prise alimentaire et de leur dépense énergétique (cages de calorimétrie indirecte), ainsi que la collecte des urines et fécès (cages métaboliques), ce qui peut engendre un stress modéré dû à l’isolement des animaux. Les animaux seront transportés à la plateforme 3 jours avant d'effectuer les mesures, afin d’évaluer leur dépense énergétique par calorimétrie indirecte et leur composition corporelle. La plateforme se situe à plusieurs km de l’unité de rechercheset le transport des animaux sera réalisée en voiture ce qui peut engendrer un stress modéré. Aussi, les prélèvements sanguins lors de la procédure 2 sont susceptibles d’induire de la douleur et un stress modéré. Une injection sera réalisée 30 minutes avant la mise à mort, dans la veine caudale, sous anesthésie gazeuse dans le but de mesurer la synthèse protéique. L’anesthésie gazeuse permettra de réduire la douleur engendrée par l’injection.

Devenir

Tous les rats seront euthanasiés en fin de procédure pour réaliser des analyses sur différents tissus cibles.

Remplacement

La nécessité de mesurer les conséquences de l'ingestion d’un régime à faible teneur en AAI sur le comportement alimentaire et les paramètres de la croissance (gain de poids et composition corporelle) empêche le remplacement de l'expérimentation animale par des modèles cellulaires ou moléculaires. Les résultats de ce projet permettront de mettre en place une étude clinique chez l’enfant dénutri. Ainsi, les objectifs de ce projet ne peuvent être atteints sans avoir recours à l’animal, le rat étant un modèle pour l'humain, en particulier pour la nutrition.

Réduction

A partir des données issues d’une étude précédente, nous avons déterminé qu’un effectif de 10 rats par groupe est le nombre minimal d’animaux nécessaires pour garder une puissance statistique satisfaisante. Cette étude inclue 6 lots, correspondant à chaque AAI à étudier. L’expérimentation comprendra 80 animaux pour chaque AAI étudié.

Raffinement

Le projet impose l'hébergement des rats en cages individuelles (répondant aux normes en vigueur) pour la mesure précise de la consommation alimentaire. Les rats demeurent dans la même pièce que leurs congénères, avec lesquels ils continuent à échanger par vocalises, et ils les voient et les sentent, ce qui modère l’impact de l’isolement. De plus, les cages seront enrichies au moyen de différents objets (tunnel, d’une tasse renversée, …) . De plus, un enrichissement social est prévu : les animaux seront placés en cages collective tous les jours pendant 2 h (durant les mesures de poids corporel et de gaspillage alimentaire). Les prises de sang sont réalisées par un expérimentateur expérimenté pour cet acte technique. Des aiguilles spécifiques permettant un écoulement plus efficace du sang en sortie d’aiguille sont utilisées, ce qui permet de limiter la durée et le stress engendré par les prises de sang. Les animaux seront transportés à la plateforme en voiture pour réduire la durée du stress provoqué par le transport. De plus, un enrichissement social est prévu pour le transport : Les animaux seront regroupés en fonction des régimes en cages collectives de transport avec de l’eau en gelée et de la nourriture à disposition. La manipulation régulière des animaux par les mêmes expérimentateurs pour les mesures du poids et de la prise alimentaire permet de suivre de manière rapprochée l’état de santé des animaux et de détecter des modifications éventuelles de leur état physique ou de leur comportement. Enfin, des points limites seront appliqués, au-delà desquels les animaux seront temporairement ou définitivement sortis des procédures.

Choix des espèces

Comme l’humain, le rat a un régime alimentaire très diversifié, il est omnivore. De plus, l’anatomie et la physiologie de son système digestif présentent des similarités suffisamment importantes avec ceux de l’être humain pour qu’une extrapolation des résultats obtenus soit envisagée. A tel point que l’Organisation des Nations Unies pour l’Alimentation et l’Agriculture (Food and Agriculture Organization of the United Nations, FAO) recommande les études chez l’homme, le porc ou le rat pour étudier la qualité des protéines. Notre projet s’inscrit complètement dans ce cadre. Nous utiliserons ainsi des rats en croissance comme modèle de l'enfant en croissance.

840 souris vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, chacune maintenue sept, huit, seize ou vingt-quatre semaines sous un régime enrichi en graisse, en cholestérol ou en fructose destiné à lui faire développer une obésité, une résistance à l'insuline, une stéatose du foie et une athérosclérose. Les femelles gestantes sont isolées cinq jours avant la mise bas et soumises au même régime, ce qui expose aussi les fœtus. Après une mise à jeun et deux tests métaboliques, les souris sont anesthésiées puis tuées pour le prélèvement de sang et d'organes. Ce projet pilote sert à choisir la lignée et le régime des études à venir, et le porteur annonce qu'il réduira le nombre d'animaux, sans qu'aucun calcul d'effectif ne soit donné pour ces 840 souris.

Objectifs

Ce projet est une étude pilote qui a pour objectifs de : 1) Déterminer le modèle murin génétiquement modifié le plus adapté dans le cadre de projets de recherche étudiant l’impact de l’altération du métabolisme des lipides dans les maladies cardio-métaboliques associées à l’obésité : athérosclérose, troubles du rythme cardiaque, maladies du foie non alcoolique (stéatose, stéatohépatite et fibrose hépatique), résistance à l’insuline et diabète. En effet, les souris non génétiquement modifiées soumises à un régime riche en graisse ou en cholestérol ne développent pas l’ensemble du spectre des maladies observées chez l’Homme de manière spontanée. Pour cela il est nécessaire d’utiliser des souris dont le métabolisme des lipoprotéines, les transporteurs circulants de lipides, a été modifié pour se rapprocher de celui trouvé chez l’Homme. Cette étude pilote a pour but de valider quelle serait la meilleure lignée à utiliser pour permettre de répondre aux questions scientifiques du projet. 2) Déterminer le régime optimum qui permettrait d’étudier les différents aspects des maladies cardio-métaboliques associées à l’obésité pour ces modèles. Ceci permettra de valider le choix de la lignée à utiliser, mais également de faciliter les échanges de données et donc de diminuer le nombre total d’animaux requis pour les différents aspects du projet..

Bénéfices attendus

Ce projet pilote permettra de sélectionner l’association régime/ génotype la plus adaptée pour répondre à différents objectifs scientifiques. Il permettra d’harmoniser les régimes et le modèle murin et de réduire le nombre d’animaux in fine. A plus long terme, le projet d’étude qui pourra être lancé permettra d’étudier les mécanismes associés à l’émergence de l’athérosclérose liés aux troubles métaboliques. De plus, ce projet permettra également de conforter l’hypothèse d’une programmation périnatale du développement de l’athérosclérose à l’âge adulte. L’ensemble de ces données permettra d’identifier et de stratifier des populations humaines potentiellement à risque et d’identifier de nouvelles cibles thérapeutiques.

Procédures

Tous les animaux impliqués dans ce projet (cohorte adulte et cohorte « développement » avec femelles gestantes et allaitantes) seront mis sous un régime riche en graisse et ou en fructose, et ou en cholestérol pour des durées variables (7, 8, 16 ou 24 semaines). La cohorte de souris adulte sera soumise à un prélèvement faible de sang sous anesthésie (moins de 10 min) avant la mise sous régime riche. Après le régime riche en graisse, les souris seront mises à jeun et rapidement évaluées sur le plan métabolique (moins de 2 h), incluant un faible prélèvement de sang afin de mesurer le sucre dans le sang suite à une administration de glucose ou d’insuline. Les souris seront ensuite anesthésiées avant une euthanasie, afin de permettre les prélèvements de sang et d’organes nécessaires pour réaliser les analyses poussées requises pour ce projet.

Impact sur les animaux

Les femelles gestantes de la cohorte « développement » seront en hébergement individuel pendant 5 jours avant la mise-bas afin de préparer leur nid et assurer une alimentation comparable de leurs souriceaux, ce qui diminuera leurs interactions sociales pendant cette période. Elles seront exposées à un régime riche en graisse plus ou moins cholestérol plus ou moins fructose, ce qui pourrait générer un inconfort pour elles et le développement des fœtus. A partir de 8 semaines, les souris de la cohorte adulte seront exposées à des régimes riches en graisse plus ou moins cholestérol et plus ou moins fructose ou saccharose pendant 8,16 ou 24 semaines afin d’induire une obésité et les désordres métaboliques associés : altération du métabolisme lipidique, insulino-résistance, etc. Ceci pourrait induire un inconfort. De plus, les souris seront soumises à deux tests d’évaluation du métabolisme qui inclus une mise à jeun et de très petits volumes de prélèvement de sang.

Devenir

Les souris impliquées dans les expériences seront euthanasiées à la fin de la période de maintien prévue et les tissus récupérés. L’euthanasie est en effet requise afin de réaliser les dosages moléculaires et anatomiques fins, sans induire plus d’inconforts aux animaux.

Remplacement

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

Réduction

Des tests statistiques seront utilisés pour une interprétation fiable des résultats. Les études bibliographiques préalables ont permis de réduire le nombre de lignées potentiellement intéressantes pour le projet à 2 lignées qui seront testées en séquentielle, la seconde n’étant produite qu’en cas d’échec avec la 1ère. De même, le choix préalable des régimes a pu être réduit au maximum afin d’induire les altérations cardio-métaboliques souhaitées tout en évitant les biais. La sensibilité à l’émergence des maladies métaboliques présente une différence sexuelle importante. Il convient donc de caractériser finement les animaux des deux sexes ainsi que les mécanismes impliqués, en accord avec les recommandations des sociétés savantes internationales et des comités éditoriaux des journaux scientifiques .

Raffinement

Dans la réalisation de ce projet, l’ensemble des procédures a été mise au point afin de permettre une interprétation fiable dans le respect du bien-être animal, en limitant la douleur et le stress. Nous nous efforçons à chaque instant de raffiner nos procédures afin de garantir le bien-être des animaux en cours de procédure grâce à une surveillance attentive (point limite) et des soins adaptés (anesthésie, analgésie, etc.). Les animaux seront manipulés avec douceur, par du personnel formés et compétents, qui sera vigilant en cas de réaction comportementale excessive, ou de mal-être. Les animaux sont hébergés dans des conditions conformes à la réglementation. L’enrichissement des cages sera renforcé pour les femelles gestantes et allaitantes qui seront en hébergement individuel avec leurs petits, avec minimum de la frisure de papier kraft et un bâton à ronger.

Choix des espèces

L’objectif de ce projet est de valider les conditions nutritionnelles qui permettent de programmer le développement d’une athérosclérose suite à une exposition périnatale. L’étude chez l’adulte permettra de d’associer le développement de maladies cardiovasculaires au régime alimentaire périnatale, mais sans éliminer l’impact du vieillissement. L’étude chez les souriceaux âgés de 10 jours quand ceux-ci sont strictement nourris au lait maternel permettra d’estimer si ce lien existe dès ce stade précoce, et ainsi de valider l’hypothèse d’une transmission maternelle. Ceci a également une importance pour la santé humaine car des hausses sensibles de la pression artérielle ont été observées chez des pré-adolescents avec un historique fœtal (retard de croissance, prématurité).