Oncologie

Spontanément diabétiques ou dépourvues de système immunitaire, 450 souris vont être utilisées dans une procédure d'élevage d'un niveau de souffrance léger. Le suivi consiste en une analyse hebdomadaire de la glycosurie sur animal vigile et, en cas de résultat positif, en deux ponctions de sang à la veine caudale à une semaine d'intervalle. Le porteur indique que les souris diabétiques développent polyurie, polydipsie, perte de poids et anorexie, et qu'elles sont mises à mort dès la deuxième glycémie positive, indépendamment de tout signe clinique. Les reproducteurs trop âgés et les animaux surnuméraires sont tués, les autres passent dans les projets expérimentaux autorisés qui commandent ces lignées.

Objectifs

L'objectif de ce projet est de maintenir l'élevage de souris spontanément diabétiques et de souris immunodéficientes au sein de l'établissement utilisateur pour produire le nombre d’animaux nécessaires aux projets de recherche.

Bénéfices attendus

Le maintien de l'élevage dans l'établissement utilisateur permet de limiter le transport régulier de lots d'animaux expérimentaux, avec une réduction du stress des animaux liés au changement de laboratoire et du transport. Les animaux élevés dans l'établissement sont plus calmes et ont une meilleure habituation aux animaliers et aux manipulateurs que les animaux issus des fournisseurs agréés.

Procédures

Les souches murines immunodéficientes ne nécessitent pas de prélèvements dans le cadre de leur reproduction ou suivi. Les souris spontanément diabétiques présentent un diabète spontané à partir de 10-12 semaines de vie. De manière à suivre l'apparition de la maladie, une analyse hebdomadaire de la glycosurie est effectuée sur animal vigile, à partir d'une goutte d'urine déposée sur bandelette urinaire (durée 1-2 minute de contention). En cas de glycosurie, une confirmation du diabète est effectuée par deux mesures de la glycémie >250mg/dl à une semaine d'intervalle. Un prélèvement de sang (environ 5µl) est ponctionné par piqûre à l’aide d’une aiguille 26G à la veine caudale sur animal vigile (durée 30 secondes max de contention) et la mesure de la glycémie est faite extemporanément via un glucomètre.

Impact sur les animaux

Les souris spontanément diabétiques présentent un diabète à partir de 10-12 semaines de vie. Les nuisances sont celles liées aux symptômes du diabète (polyurie, polydipsie, perte de poids, anorexie,...), mais sont d'apparition lente, et sont décelées précocément par un suivi de la glycosurie. Pour les souris immunodéficientes, le risque de nuisance est lié au risque d'infections virales ou bactériennes en cas de rupture de confinement. Pour exclure ce risque, les animaux sont hébergés en portoir ventilé et changés sous hotte à flux laminaire, avec maintien du statut SOPF. Aucune de ces souches ne nécessite de prélèvement pour génotypage ou phénotypage.

Devenir

Les animaux issus des couples reproducteurs ayant atteint un âge trop avancé sont mis à mort après renouvellement des couples. Ils peuvent être mis à mort de manière anticipée lorsqu’ils déclarent un diabète clinique, dans ce cas le couple reproducteur est renouvelé de manière anticipée. Les animaux nés à partir de ces couples reproducteurs sont destinés à intégrer une procédure expérimentale dans un des projets autorisés utilisant ces souches murines. Ils sont donc gardés en vie à l'issue de cette procédure d'élevage. Les animaux surnuméraires sont mis à mort s'ils n'entrent pas en procédure expérimentale.

Remplacement

Les projets mis en oeuvre sur les modèles animaux doivent avoir été testés et avoir montré des résultats et une preuve d'intérêt in vitro avant d'être autorisés. L'élevage des animaux présenté dans ce projet a pour but de permettre de valider les résultats ou d'explorer les mécanismes dans des systèmes complexes n'étant pas réalisables dans des modèles in silico, cellulaires ou ex vivo. En effet, les projets développés sur ces modèles nécessitent une exploraion des mécanismes d'action de molécules sur le système immunitaire, système diffus, complexe, influencant de nombreux autres grands sytèmes. Enfin, les souris humanisées constituent un modèle pré-clinique, en remplacement de modèles plus avancés comme les primates non humains.

Réduction

Le nombre de couples reproducteurs est adapté en fonction des demandes des différents protocoles expérimentaux, afin de répondre aux besoins des expérimentateurs, tout en évitant de produire des animaux qui ne seront pas utilisés. Lorsque cela est possible, les mâles et femelles sont utilisés. Dans le cas des souris diabétiques, les femelles ayant une prévalence plus importante de la maladie, elles seront préférentiellement utilisées pour les suivis d'incidence et pour les procédures expérimentales des projets autorisés. Les mâles sont conservés pour les accouplements ou pour le prélèvement de tissus et organes après mise à mort.

Raffinement

Tous les animaux, en accouplement ou post-sevrage, sont hébergés en portoir ventilé, changés sous hotte à flux laminaire et avec la totalité du matériel stérilisé et sans rupture de confinement, pour éviter le risque de nuisances associés à des infections opportunistes chez les souches immunodéficientes. Les couples reproducteurs sont hébergés dans un environnement enrichi (aliment spécifique enrichi pour reproducteur, dôme, tunnel, et nid de coton), pour permettre une bonne nidification et limiter le stress chez les animaux gestants. Une vérification quotidienne des mises bas est réalisée par la personne qualifiée responsable de la pièce de reproduction. Afin de ne pas perturber les relations parents-petits, le change est décalé pour n'être réalisé qu'au moins de 3 jours après la mise bas. Au moment du sevrage, les souriceaux sont également hébergés dans un environnement enrichi. Afin de réduire le stress, un enrichissement de leur nouvelle cage par transfert du nid des parents et l'ajout de bouchons humidifiés est réalisé, avec renouvellement chaque jour la 1ere semaine pour favoriser leur alimentation. L'alimentation enrichie est conservée pour les petits au moment du sevrage. De plus, une pipette plus longue est proposée pour leur faciliter l’accès à la boisson et des nids de cotons permettront de palier aux problèmes de thermorégulation. Au-delà, toute anomalie (liée ou non au phénotype dommageable) peut être détectée rapidement grâce au suivi clinique quotidien, et dont la sévérité est scorée selon des critères généraux (comportement/posture, mouvement, aspect général du poil, et perte de poids). En cas de rupture de confinement et d’infection opportuniste, les souris immunodéficientes montrent des signes généraux tels que décrits ci-dessus et seront suivies sur ces critères. Les souris diabétiques ne présentent que peu de symptômes cliniques, avec une maladie décelée précocement. Après confirmation de la présence d’un diabète installé, c’est-à-dire après deux glycémies positives, les animaux sont mis à morts, et cela indépendamment de l’observation de signes cliniques. Le principal signe clinique notable du diabète est la présence d’une glycosurie, provoquant une possible souillure de la litière et le besoin d’un change plus fréquent (augmenté à 2 à 3 fois par semaine si besoin).

Choix des espèces

La souche de souris utilisée dans les projets de recherche développés au laboratoire présente un diabète spontané proche du diabète de type 1 auto-immun humain, dont les mécanismes sont comparables. Ce modèle permet de tester de nouvelles cibles thérapeutiques et de mieux comprendre les mécanismes immunitaires mis en jeu dans cette pathologie. Les souris immunodéficientes sont des souris qui ne possèdent pas de système immunitaire propre et dans lesquelles peut se développer un système immunitaire murin ou humain après injection de cellules hématopoïétiques murines ou humaines. Les souris humanisées reconstituées avec un système immunitaire humain permettent le développement de modèles en conditions proches de l'homme, pour tester de nouvelles solutions thérapeutiques en alternative à des modèles de primates non humains. Pour les souris utilisées en accouplement, elles seront utilisées à partir de leur maturité sexuelle, autour de 8 semaines. Les souris gardées pour le suivi d'incidence du diabète dans la colonie seront gardées jusqu'à apparition des symptômes de la maladie.

Capturés à l'épuisette en milieu naturel, mesurés et pesés sous contention pendant cinq minutes, aspergés d'un antiparasitaire vétérinaire, 96 pigeons bisets passent quatorze semaines en volière par groupes de douze. Trois prises de sang à six semaines d'intervalle et une injection sous-cutanée de mitogène servent à mesurer leur réponse immunitaire, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger. L'objet est de savoir si les pigeons choisissent de préférence des partenaires débarrassés de leurs poux, et si ces individus épouillés se portent mieux et pondent davantage. Tous sont relâchés à l'endroit exact de leur capture, marqués, ce qui permettra de les suivre sans avoir à les reprendre.

Objectifs

Les parasites sont ubiquitaires et génèrent une forte pression de sélection sur leurs hôtes. Du fait de cette pression, divers mécanismes de défense contre les parasites ont été sélectionnés chez les hôtes au cours des générations. Ces mécanismes peuvent être regroupés sous le terme de stratégies antiparasitaires, qui comprennent des réponses immunologiques ainsi que des réponses comportementales antiparasitaires. Une de ces réponses interviendrait lors des comportements sociaux et le choix du partenaire ; les organismes pourraient être influencés par le statut d’infestation des individus du sexe opposé. En effet, l’évitement des individus parasités lors du choix de partenaires représente des avantages, pour l’individu qui choisit via l’évitement de la contamination lors de l’accouplement par exemple, mais aussi pour sa progéniture, car un partenaire exempt de parasite pourra transmettre des gènes de résistance à sa descendance. De plus, un partenaire en meilleure santé s’investira davantage dans les soins aux jeunes. Dans ce contexte, l’objectif de notre projet est donc de tester expérimentalement cette hypothèse chez le pigeon biset (Columba livia) en regardant 1) si les individus choisissent préférentiellement des partenaires sexuels expérimentalement épouillés et 2) si ces individus épouillés sont effectivement en meilleure santé (meilleur système immunitaire) et investissent plus dans la ponte et 3) si les comportements sociaux sont réduits envers les individus qui ne sont pas épouillés.

Bénéfices attendus

Nos travaux de recherche appartiennent au champ disciplinaire de l'écologie, qui peut se définir comme l'étude scientifique des relations entre les organismes vivants et leur milieu. Ils portent sur l'étude de la variabilité naturelle des paramètres morphologiques et physiologiques et des comportements chez les espèces animales évoluant en milieu urbain, et donc soumises à de fortes pressions anthropiques (pollution, gestion des populations urbaines...). Les enjeux de la recherche en écologie sont énormes puisqu'il s'agit de lutter contre les conséquences potentiellement désastreuses des activités humaines, comme la destruction des milieux naturels ou les changements climatiques, et proposer des solutions pratiques à des problèmes de société. Plus précisément, les bénéfices de ce projet résident dans la contribution de nouvelles connaissances fondamentales en écologie, portant sur l’impact négatif des ectoparasites sur les organismes vivants et les stratégies comportementales mises en place pour tolérer ces ectoparasites.

Procédures

Les pigeons seront capturés en condition naturelle avec une épuisette raquette et placés en volière de 12 individus pendant 14 semaines. Lors de la procédure, les pigeons seront soumis à 4 interventions sur animaux vigiles: la première constitue des mesures morphométriques (mesure des tailles du tarse et de l'aile et pesée) par une contention spécifique (5 minutes), la deuxième est l'élimination des ectoparasites avec un anti-ectoparasite par une application d’un spray à usage vétérinaire (1 minute), la troisième est une prise de sang de faible volume (3 par individu à 6 semaines d'écart, 2 minutes par prise de sang) et la quatrième est une injection unique en sous-cutané d'un mitogène pour mesurer la capacité immunitaire inflamatoire (5 minutes). Ces procédures seront effectuées pas toutes le même jour et dureront moins de 10 minutes par individu. A l'issue des 14 semaines, les pigeons seront remis en liberté au lieu exacte de leur capture.

Impact sur les animaux

Les nuisances attendues concernent principalement la détresse et le stress de la capture de la manipulation, de la prise de sang et de l'injection (douleur de courte durée correspondant à la piqûre de l'aiguille) et d'un environnement non adapté lors du transport. Ces nuisances ne durent que le temps de la manipulation ou du transport et n'engendrent aucun effet indésirable. En effet, dans nos précédentes études, les pigeons se remettent rapidement de telles interventions et reprennent des comportements normaux en volière (alimentation, lissage des plumes, reproduction et interactions sociales).

Devenir

A la fin des 14 semaines de procédure, les pigeons seront replacés dans les volières avant d'être relâchés dans leur milieu de capture. En effet, l'ensemble des étapes de la procédure étant léger, elle n'impacte pas la survie et la reproduction des individus en conditions naturelles. De plus les individus sont marqués, cela nous permet de suivre ces individus dans le temps afin d'estimer leurs survies pour nos programmes de recherche sans avoir à en recapturer.

Remplacement

La discipline de l’écologie se focalise par définition sur la faune sauvage, il est donc impossible d’utiliser d’autres animaux autres que ceux capturés en milieu naturel. Afin d'atteindre les objectifs scientifiques se focalisant sur une population de vertébré en conditions naturelles, le recours à des animaux vertébrés est nécessaire et il n'y a pas moyen de le remplacer. Dans ce contexte, le pigeon biset Columba livia apparaît comme étant un modèle animal idéal pour étudier les mécanismes écologiques et évolutifs en milieu urbain. En effet, c’est un oiseau issu d’élevage domestique relâché par l’homme par le passé qui s’est installé dans les zones urbaines et qui est, a priori, soumis à de fortes pressions évolutives. De par ses grandes facilités d’adaptation, il constitue le modèle vertébré « sauvage » le plus répandu en zone urbaine. Son étude permet d’une part de dégager des principes généraux et fondamentaux en écologie urbaine et en évolution en milieu urbain et d'autre part d'étudier les différents parasites qu'il héberge. La variabilité individuelle des pigeons peut être caractérisée facilement (coloration, comportement, immunocompétence, mesure morphométrique) grâce à des protocoles bien maitrisés. Toutes ces caractéristiques en font un modèle idéal pour tester nos prédictions en captivité. De plus, cette espèce est très répandue et ne constitue pas une espèce menacée d’extinction.

Réduction

Nous échantillonnerons 96 pigeons (48 mâles et 48 femelles) que nous maintiendrons en captivité dans les volières de l'établissement. En nous basant sur nos travaux expérimentaux sur la même espèce, nous avons pu montrer que 96 individus étaient un nombre suffisant pour détecter un signal statistique significatif d’un traitement expérimental sur des variables du système immunitaire et comportementales. Nous prévoyons donc d'échantillonner le même nombre d’individus afin de minimiser le risque de ne pas détecter les effets et de rendre inutile toutes les manipulations faites sur les animaux.

Raffinement

Pendant ces 14 semaines de captivité, les pigeons seront hébergés en volière extérieure en grillage galvanisé, divisée en 16 compartiments et couverte en partie par un toit en tôle. Chaque compartiment fait 3.10 m de longueur, 2 m de largeur et 2.40 m de hauteur et accueillera un maximum de 12 individus. Le volume de ces compartiments est de 14.88 m3 pour une surface au sol de 6.2 m2. La surface au sol représente donc plus de 2 fois la surface recommandée par l’annexe A de la Convention Européenne (3 m2 pour 12 individus). Les compartiments sont plus longs que larges, ce qui permet aux individus d’effectuer de brefs vols. Chaque compartiment est enrichi de 6 nichoirs en bois brut laqué, de 4 perchoirs en bambou d’une longueur totale de 5 m, soit plus de 40 cm par pigeon, 1 mangeoire de 60 cm soit 10 cm de mangeoire par pigeon, un abreuvoir d’eau de 7 L et une baignoire de faible profondeur de 30 cm de diamètre. Tous ces enrichissements permettent de réduire le stress de la captivité. Aucune médication n'est prévue dans le cadre de cette procédure (actes peu invasifs) mais une surveillance attentive permet de suivre les animaux de manière ciblée. De plus, cette procédure repose sur une équipe scientifique ayant une expérience sur le pigeon de plus de 20 ans, en particulier, le porteur manipule les oiseaux depuis plus de 20 ans. Lors du déroulement du projet, nous avons également identifié des points limites. En effet, dans le cas où nous détectons un comportement anormal, des signes d'infection, une perte de masse de plus de 30 pourcents, ou une blessure conséquente à la procédure (ces informations sont donc les points limites), les individus seront alors exclus des procédures et isolés en quarantaine. Le vétérinaire sera alors contacté pour soigner ou euthanasier l'individu.

Choix des espèces

Le pigeon biset (Columba livia) apparaît comme étant un modèle animal idéal pour étudier les mécanismes écologiques et évolutifs en milieu urbain. En effet, c’est un oiseau issu d’élevage domestique relâché par l’homme par le passé qui s’est installé dans les zones urbaines et qui est, a priori, soumis à de fortes pressions évolutives. De par ses grandes facilités d’adaptation, il constitue le modèle vertébré « sauvage » le plus répandu en zone urbaine. Dans notre contexte d’étude, notre espèce est totalement appropriée car elle est naturellement exposée par une large diversité d’espèces d’ectoparasites, ce qui en fait également un bon modèle pour tester notre hypothèse. Enfin, cette espèce est très répandue et ne constitue pas une espèce menacée d’extinction. Les pigeons échantillonnés seront tous adultes (adultes de plus de 8 mois) capables de se reproduire. Les adultes présentent une abondance naturelle de parasites plus élevée que les juvéniles, ce qui présente un intérêt dans notre étude. De plus, les adultes sont moins sensibles au stress de la procédure que les juvéniles.

Triés selon leur génotype, les rongeurs qui ne correspondent pas au projet visé sont tués dès le sevrage quand aucune autre utilisation n'est trouvée. 40 000 souris et 2 800 rats vont être utilisés sur cinq ans dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger. Entre le cinquième et le douzième jour de vie, chaque animal est immobilisé pour un tatouage par perforation des phalanges ou des coussinets et pour l'amputation de l'extrémité de la queue, geste de cinq secondes qui peut entraîner un saignement, une infection, ou le rejet du nouveau-né par sa mère. Le porteur annonce que 500 rats non transgéniques seront proposés à l'adoption, sur les 42 800 rongeurs concernés.

Objectifs

La recherche fondamentale, dans de nombreux domaines, nécessite encore l’utilisation d’animaux pour des sujets d’étude requérant l’observation d’interactions entres les organes et systèmes vivants. L'objectif de cette demande est d’identifier et de déterminer l'ensemble des caractères génétiques d’animaux génétiquement modifiés ou altérés. Ces animaux sont élevés à des fins scientifiques, suite à des demandes d’établissements externes pour réaliser leurs études. Ce projet décrit l’identification et le génotypage de souris et rats transgénique dans le but de : - sélectionner les animaux d’intérêt pour l’expérimentation et les reconnaitre individuellement - sélectionner les animaux reproducteurs et les identifier individuellement - sélectionner les animaux pour la formation, le maintien des compétences, les prélèvements ou de tissus pour des études hors du vivant.

Bénéfices attendus

Les bénéfices attendus de ce projet sont de permettre une sélection des animaux d’intérêt. L’identification par tatouage permet : - d’identifier individuellement les animaux, - d’identifier les animaux de manière permanente, - d’éviter le recours à une méthode d'identification plus invasive. Le génotypage par biopsie de l’extrémité de la queue permet : - l’obtention de résultats fiables,- de minimiser les risques de contaminations entre échantillons, - d’éviter le recours à l’anesthésie.

Procédures

La procédure de génotypage décrite dans cette DAP est composée de deux actes techniques invasifs : - Le tatouage par perforation des phalanges et/ou des coussinets : réalisé une fois, durée d'une minute maximum - La biopsie de queue qui consiste en l’amputation de l’extrémité de la queue : réalisée une fois, durée de 5 secondes. Ces deux gestes provoquent une légère douleur. L’animal est maintenu en contention pendant les deux actes et donc tout au long de la procédure.

Impact sur les animaux

La procédure de génotypage décrite dans cette DAP est composée de deux actes techniques invasifs : - le tatouage au niveau des phalanges et/ou des coussinets - la biopsie de queue, qui consiste en un prélèvement de l’extrémité de la queue. Ces deux gestes provoquent une légère douleur. L’animal est maintenu en contention sécuritaire pendant les deux actes et donc tout au long de la procédure ce qui est une source de stress. Dans certains cas, très rares, certains effets indésirables supplémentaires peuvent survenir : - Saignement - Rejet du nouveau-né par la mère - Infection au niveau de la queue

Devenir

Le devenir des animaux diffère ensuite selon les résultats du génotypage : a/ ils sont sélectionnés pour un projet, pour la formation ou pour le maintien des compétences (inclus dans d'autres DAP), b/ ils sont conservés pour l’entretien des colonies, c/ ils sont mis à mort pour prélèvements de tissus post mortem, d/ ils sont mis à mort dès sevrage si leurs caractéristiques ne répondent pas aux besoin du projet et si aucune autre utilisation n’est possible.

Remplacement

La recherche fondamentale, dans de nombreux domaines, nécessite encore l’utilisation d’animaux pour des sujets d’étude requérant l’observation d’interactions complexes et fines entres les organes et systèmes vivants. A ce jour, les prélèvements salivaires et pileux pour génotypage ne sont pas suffisamment fiables sur les équipements robotisés. Il n’existe donc pas d’autres méthodes aussi performantes que les tatouages et la biopsie de queue. Un doute sur les résultats conduirait à la nécessité de recommencer à nouveau les gestes (prélèvement et tatouage). Il est donc indispensable de recourir à une méthode de génotypage fiable. Une erreur de génotypage se traduirait par la mise en accouplement d’animaux n’ayant pas les caractéristiques attendues. Cela impliquerait : - une augmentation du nombre d’animaux produits inutilement contraire à la réduction, ; - des résultats erronés et non exploitables (si l’erreur n’est pas détectée précocement).

Réduction

Le responsable de l’établissement établi les plans d’élevage en amont, en concertation avec le porteur de projet, afin de ne produire que les animaux nécessaires et éviter des surnuméraires non utilisés. En outre, nous favorisons l’utilisation des animaux au génotype sans intérêt dans d’autres projets ou des formations afin de ne pas élever ces animaux à ces seules fins et de réduire le nombre d’animaux global produits dans l’établissement. De la même façon, certains animaux non utilisés dans les projets sont conservés avec d’autres animaux qui auraient été isolés sans cela.

Raffinement

Les actes d’identification et de génotypage sont réalisés par un personnel expérimenté et formé. La parfaite maîtrise du geste par les agents qualifiés permet de réduire l’inconfort et le stress ressentis par l’animal. Ces identifications et génotypages des animaux sont réalisés avec du matériel adapté permettant de limiter les infections, d’effectuer un geste rapide et précis tout en respectant les conditions d'aspesie. Par ailleurs, la procédure est réalisée dans une salle d’expérimentation calme. Les cages y sont amenées les unes après les autres afin de réduire autant que possible le stress des animaux. Enfin, dès que la procédure est terminée, les animaux sont remis en présence de leur mère dans des cages collectives enrichies : maison rouge, nid... et observés quotidiennement. De plus, des mesures précoces sont mises en place au sein de l'animalerie pour tous les rongeurs pour s'assurer du bien-être des animaux tout au long de leur vie. Dans le cas de rats non transgéniques, ils seront proposés à l’adoption (particulier ou association spécialisée).

Choix des espèces

Le choix de la souris et du rat comme modèle d’expérimentation se justifie par son utilisation très fréquente dans le milieu scientifique, notamment dans la recherche fondamentale. Il se justifie également par la connaissance approfondie de son génome,ses similitudes avec le génome humain et le grand nombre de pathologies humaines qu'il est possible de modéliser. Pour toutes les lignées, les rongeurs sont identifiés et génotypés entre 5 et 12 jours. A cet âge : - les animaux sont aisément manipulables ; - le cartilage est souple ; - les groupes sociaux constitués sont stables.

Le xénope et le poisson zèbre sont retenus parce qu'ils régénèrent naturellement leur rétine, capacité que les mammifères ont perdue. 600 xénopes et 260 poissons zèbres vont être utilisés dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger. Les poissons reçoivent une injection dans l'œil sous anesthésie générale, 560 têtards sont maintenus dans le noir de sept à trente-cinq jours dans des bains de solution, dont 240 pendant vingt-cinq jours de plus dans une seconde solution, et 40 xénopes adultes reçoivent une injection d'hormones pour déclencher la ponte. Tous les poissons et tous les têtards sont tués pour examiner leur rétine, les 40 adultes restant en élevage et recevant de nouvelles injections hormonales tous les quatre mois, sur une période reproductive que le porteur évalue à quinze ans au moins.

Objectifs

Les maladies dégénératives de la rétine sont dues à la perte progressive et irréversible des cellules de la rétine. Dans le cas de la rétinite pigmentaire ou de la DMLA (Dégénérescence Maculaire Liée à l'Age), ce sont les photorécepteurs, les cellules photosensibles de la rétine qui sont affectées, et leur disparition entraine une perte de la vision. Comme ces maladies restent pour la majorité incurable, il est essentiel d’approfondir nos connaissances en recherche fondamentale afin de trouver de nouvelles pistes thérapeutiques. Le xénope et le poisson-zèbre, contrairement aux mammifères, ont la capacité de régénérer leur rétine grâce à leurs cellules gliales de Müller qui se comportent comme des cellules souches en cas de dégénérescence. Chez l’homme, ces cellules ont perdu la capacité de réparer la rétine suite à une lésion. De récents travaux ont néanmoins montré, via l’ajout de facteurs de croissance ou la surexpression de facteurs de transcription, que ces cellules de Müller chez les mammifères ont gardé un potentiel régénératif. Cependant, ce potentiel reste très limité et les cellules de Müller réactivées régénèrent très peu, voire pas du tout, les photorécepteurs, le sous-type même de cellules rétiniennes qui doivent être remplacées chez les patients. Il est donc essentiel de trouver des molécules capables de stimuler la régénération des photorécepteurs, et en particulier des cônes, responsables de notre vision diurne. Nous avons développé récemment un modèle de dégénérescence des cônes chez le xénope) et avons montré que bien que cet amphibien possède la capacité de régénérer les photorécepteurs à bâtonnets, il ne régénère que très peu les cônes dans ce modèle lésionnel, contrairement au poisson-zèbre. Bien que ne représentant que 5% des photorécepteurs chez l’homme, les cônes sont essentiels pour la vision des couleurs. L’objectif du projet est d’étudier les mécanismes responsables de cette différence entre xénope et poisson zèbre afin d'identifier des facteurs capables de promouvoir la régénération des cônes chez les mammifères.

Bénéfices attendus

Ce travail préliminaire a pour but de tester la pertinence du projet visant à comparer les caractéristiques distinctes des cellules de Müller à régénérer les cônes, entre le poisson-zèbre et le xénope. Selon les résultats obtenus, il permettra de décider ou non de poursuivre l’étude. Celle-ci a pour objectif d’identifier les voies de signalisation contrôlant les processus régénératifs à partir des cellules de Müller et ainsi fournir des informations essentielles qui permettraient de stimuler la régénération des photorécepteurs chez les personnes atteintes de pathologies dégénératives de la rétine.

Procédures

- 260 poissons zèbre adultes recevront, sous anesthésie générale, une injection intra vitréenne. La procédure s’effectuera en 30 secondes environ le temps de placer correctement l’animal pour réaliser l’injection. L’injection en elle même ne prendra que quelques secondes. - 560 xénopes au stade têtard seront placés en bain dans une solution dans le noir entre 7 et 35 jours. - 240 d’entre eux seront ensuite placés dans une autre solution pendant 25 jours. Les solutions seront changées tous les 2 à 3 jours. - 40 xénopes adultes recevront une injection sous cutanée. La procédure s’effectuera en 30 secondes environ le temps de placer correctement l’animal pour réaliser l’injection. L’injection en elle-même ne prendra que quelques secondes.

Impact sur les animaux

L’injection intra vitréenne est un acte de chirurgie légère. Chez l’homme, les effets indésirables décrits sont une irritation de l’œil (ce qui peut se traduire par une sensation de brulure, de grains de sable ou de picotements), un saignement de la conjonctive, la sensation d’un corps étranger ou l’apparition de tâches dans le champ visuel. Cela reste des symptômes bénins qui se résorbent en quelques jours. Afin de maintenir les poissons immobiles pendant la procédure, les animaux seront placés sous anesthésie générale. Les effets indésirables potentiels sont la désorientation passagère lors du réveil et le risque d’asphyxie entrainant la mort de l’animal si l’anesthésie est trop longue en raison de l’arrêt de l’irrigation des branchies. À la dose utilisée, les traitements sont considérés comme étant non toxiques. Les effets indésirables possibles restent l’apparition d’œdèmes. De plus, le fait que les animaux seront conservés dans le noir pendant la durée de certains traitements est susceptible de leur causer du stress (de 7 à 35 jours) ou de la dépigmentation. L’administration d’hormones par injection sous cutanée chez le xénope adulte pour déclencher les pontes n’est pas connue comme entrainant des effets secondaires indésirables. Un court stress est généré le temps de la contention.

Devenir

Tous les poissons seront euthanasiés afin d’étudier la régénération de la rétine. Tous les xénopes adultes utilisés seront maintenus en élevage. Tous les têtards de xénopes seront euthanasiés afin d’étudier la régénération de la rétine.

Remplacement

La nécessité d’avoir recours à des animaux se justifie par le fait que les cellules de Müller n’ont pas le même comportement in vivo au sein de la rétine et en culture cellulaire. Elles sont en effet fortement influencées par le micro-environnement et en particulier le contexte inflammatoire, qui ne peut être reproduit en culture cellulaire. Ainsi, il n’est pas possible de se passer de l’utilisation d’animaux et d’utiliser des méthodes alternatives au vu de la finalité de ce projet. L’induction de la ponte chez le xénope constitue la seule façon d’obtenir des ovocytes matures de manière non-invasive (sans chirurgie).

Réduction

L’objet de cette demande d'autorisation de projet est de réaliser des expériences préliminaires à un projet plus large afin de tester la pertinence du projet et minimiser le nombre d’animaux utilisés. - Le nombre d’animaux prévu pour cette DAP correspond au minimum nécessaire pour une démonstration convaincante des principes scientifiques étudiés sur la base d’arguments statistiques valides. En prenant en compte les variabilités biologiques individuelles et techniques, nous avons déterminé que chaque lot comprendra 10 animaux pour les lignées sauvgaes et 20 animaux pour les lignées transgéniques et nos expériences seront réalisées en tripliqua. - Nous utiliserons des poissons réformés (poisson de lignée sauvage trop âgés pour continuer à faire de l’élevage) et non utilisable pour d’autres projets. - Nous limiterons le nombre d’animaux adultes transgéniques au minimum requis afin de maintenir une lignée transgénique stable. - Le développement d’une lignée rapportrice fluorescente permettra l’observation des phénotypes de dégénérescence puis de régénération sur animaux vivants en continu et par conséquent permettra de réduire le nombre d’animaux nécessaires. - Les femelles xénopes adultes utilisées pour générer des embryons sont réutilisés tous les 4 mois. Ces animaux ayant une période reproductive longue (au moins 15 ans), ils peuvent être induits de nombreuses fois, ce qui permet de réduire le nombre d’individus utilisés. - Pour les animaux transgéniques, nous avons prévu de ne faire que des fécondations naturelles afin d’éviter de devoir sacrifier des mâles. Les mâles peuvent donc être utilisés plusieurs fois pour la reproduction donc là aussi cela permet de réduire le nombre d’animaux utilisés.

Raffinement

Le projet repose sur l’étude de processus de dégénérescence et régénération spécifiques à un organe non-vital et la dégénérescence cellulaire au niveau de la rétine, comme dans la DMLA, est un processus indolore. Les injections intravitréennes chez le poisson se font sous anesthésie générale. Les animaux sont ensuite surveillés jusqu’au réveil puis quotidiennement jusqu’à la fin de l’expérience. L’utilisation des xénopes adultes par roulement (possiblement tous les 4 mois pour les femelles, et tous les mois pour les mâles) permet le renforcement positif lors des manipulations ce qui réduit leur stress. Tout au long des procédures, nous évaluerons en continue l’état des animaux à l’aide de fiches d’évaluation de points limites adaptés à l’espèce et à l’âge des animaux et procéderons à des soins ou à l’euthanasie des animaux si cela s’avère nécessaire. Le développement d’une lignée inductible et réversible permettra de cibler la dégénérescence à une sous population de cellules, et de limiter le traitement dans le temps.

Choix des espèces

L’objet de cette étude vise à étudier et comparer les mécanismes de régénération dans des espèces qui sont naturellement capables de régénérer leur rétine. A ce jour, cela n’a été décrit que chez le poisson, les amphibiens et l’embryon de poulet. Le poisson-zèbre et le xénope constituent des espèces faciles à manipuler et à maintenir en laboratoire et pour lesquels sont établis des protocoles d’élevage et d’utilisation à des fins scientifiques. Par ailleurs, nous disposons des génomes pour les deux espèces et leur analyse montre d’importantes similitudes avec le génome humain (plus de 70% des gènes identifiés dans des maladies humaines ont leurs équivalents chez le xénope et le poisson-zèbre). Les poissons-zèbre seront utilisés soit à l’âge adulte (4-6 mois, taille 3cm), soit au stade juvénile (1 mois, taille 1cm) afin de comparer les capacités de régénération de la rétine à ces deux stades. Les xénopes des lignées transgéniques seront utilisés au stade têtards car l’article de référence sur cette lignée indique qu’à ce stade le phénotype obtenu est plus homogène d’un individu à l’autre. Les xénopes adultes utilisés afin d’établir une nouvelle lignée transgénique seront utilisés à un stade mature sexuellement. Du fait de la longue durée de vie du xénope et de sa longue période de maturité sexuelle, les animaux peuvent avoir entre 2 et 20 ans.