Oncologie
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- Système endocrinien
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- Système musculosquelettique
- Système nerveux
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- Système urogénital
Mise au point d’une stratégie de restriction intermittente en méthionine pour prévenir le développement de l’obésité.
- Recherche fondamentale
- Oncologie
- Système endocrinien
- Système gastrointestinal
- Système musculosquelettique
Enfermées seules en cage pendant vingt-six semaines au maximum pour que leur prise alimentaire soit mesurée, 3 360 souris subissent des prises de sang à la mandibule ou à la queue, jusqu'à trois en quatre semaines, et pour certaines une biopsie de tissu adipeux. Elles sont toutes tuées pour prélever leurs organes, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance sévère, l'isolement prolongé et un jeûne pouvant atteindre seize heures constituant l'essentiel des atteintes. Le projet cherche à mettre au point une restriction intermittente en méthionine à base de protéines végétales, transposable à l'humain pour prévenir l'obésité. Le porteur écrit que ces régimes "ne doivent pas entraîner de nuisance", tout en indiquant qu'il n'est pas exclu que les souris réduisent fortement leur consommation pour des raisons de goût ou de digestibilité.
Objectifs
L’utilisation de différents types de restrictions nutritionnelles comme stratégie de nutrition préventive fait l’objet d’études depuis de nombreuses années. Il a été montré, chez la souris, qu’une restriction en méthionine, un acide aminé indispensable (AAI), était efficace pour prévenir l’obésité et le diabète de type 2. Chez l’Homme, une étude menée chez des sujets obèses montre qu’une semaine de restriction en méthionine présente des effets bénéfiques sur la régulation d’acteurs majeurs du métabolisme tels que FGF21 (Fibroblast Growth Factor 21). Le FGF21 est une hormone qui joue un rôle central dans la régulation du métabolisme. Dans le contexte de la restriction en méthionine, l’augmentation de l’expression du gène codant pour la protéine FGF21 est sous la dépendance de la protéine ATF4. Si la restriction peut être gérée par l’organisme sur le court terme, elle s’avère délétère si elle est trop importante. En conséquence, l’application à l’Homme de la restriction en méthionine n’est pas sans poser des problèmes. D’autant que ces régimes de restrictions reposent sur l’utilisation d’acides aminés libres qui rencontrerait une faible acceptabilité chez l’Homme du fait de leurs propriétés organoleptiques. Nous proposons de développer une stratégie de restriction en méthionine qui soit transférable à l’Homme. Il s’agira de résoudre les problématiques de l’utilisation des acides aminés libres dans les régimes et de la restriction continue. Il s’avère que certaines protéines végétales présentent un faible contenu en méthionine. Des données obtenues (non publiées) au sein de l’équipe montrent chez la souris que la consommation sur un repas de ce type de protéines entraine une augmentation de l’expression de gènes cibles d’ATF4 dont FGF21. De plus, une étude récente a démontré chez la souris que la consommation intermittente d’un régime à base d’acides aminés libres restreint en méthionine entrainait une sécrétion de FGF21 et une amélioration de paramètres métaboliques. Afin d’appliquer la restriction en méthionine à l’Homme, nous souhaitons développer chez la souris une stratégie de restriction intermittente utilisant une source de protéine végétale et tester son efficacité dans un modèle d’obésité.
Bénéfices attendus
Ce projet vise à poser les bases d’une stratégie de nutrition préventive reposant sur la consommation de sources de protéines végétales qui soit transposable à l’homme. L’originalité de ce projet est de tirer parti de la composition déséquilibrée en AAI des protéines végétales. Ce concept d’un effet santé bénéfique des protéines végétales de par leur composition déséquilibrée n’a jamais été évalué. Les résultats obtenus à la fois chez les femelles et les mâles permettront 1) De faire la preuve de concept qu’une restriction intermittente en méthionine via la consommation de protéines végétales peut reproduire les effets d’une restriction continue en méthionine dans la prévention de l’obésité. L’objectif sera par la suite de tester cette stratégie dans des modèles animaux plus représentatifs du contexte dans lequel une telle stratégie pourrait être envisagée chez l’Homme. En effet, ce type de stratégie nutritionnelle s’adresserait à des individus présentant une prédisposition/sensibilité au développement de l’obésité. 2) De mieux caractériser chez les mammifères les effets et les mécanismes associés à la consommation d’un régime restreint en méthionine dans un contexte physiologique (régime contenant des protéines et non des acides aminés libres). Ces données permettront d’établir des pistes de recherche quant à des effets bénéfiques de la restriction en méthionine via la consommation de protéines végétales autres que la prévention de l’obésité. 3) D’identifier de nouveaux marqueurs de la restriction en méthionine associés à ses effets bénéfiques dans la prévention de l’obésité. De telles données seront précieuses pour étudier chez l’Homme ce concept de restriction intermittente en méthionine.
Procédures
L'ensemble des souris seront mises en cage individuelle, la durée maximale d'isolement sera de 26 semaines (habituation et expérimentation). Elles subiront toutes des prises de sang en sous mandibulaire, la durée de prélèvement sera de moins d’une minute. Des souris subiront des prélèvements de sang à la queue qui dureront chacun moins d’une minute. Certaines de ces souris subiront également une biopsie de tissu adipeux périgonadal qui durera environ 2 minutes. Le nombre de prélèvements sera dépendant de la durée des expérimentations, ce paramètre sera défini en cours de projet en fonction des différents paramètres métaboliques et physiologiques. Plusieurs prélèvements sanguins sur animal vigil pourront être réalisés (3 maximum sur une période de 4 semaines) un maximum de 7,5% du volume total sanguin de la souris sera prélevé avec un intervalle minimum d'une semaine entre chaque prélèvement. Le coté pour la prise de sang en sous mandibulaire sera alterné à chaque prélèvement.
Impact sur les animaux
Les nuisances que les interventions vont entrainer sont les suivantes : (1) douleur au point de piqûre d’aiguille, (2) jeûne de 16h maximum et (3) hébergement individuel pendant la durée des expériences pour les 3 procédures. Pour les expériences réalisées, les souris doivent être hébergées en cages individuelles pour éviter les interactions afin de pouvoir mesurer précisément la prise alimentaire. Les régimes de restriction à base de protéine végétales ne doivent pas entrainer de nuisance, il n'est pas exclu que pour des raisons de qualités organoleptiques ou de digestibilité les souris diminuent fortement leur consommation d'un tel régime.
Devenir
Les analyses pratiquées dans ce projet telles que la mesure de l'expression des gènes au niveau de différents organes nécessitent la mise à mort de l'ensemble des souris.
Remplacement
Ce projet consiste à développer une approche nutritionnelle de restriction en méthionine basée sur l'utilisation de protéine végétales dans un but de prévenir le développement de l'obésité. Il n’existe pas de modèle alternatif aux animaux pour réaliser ce projet. Ces travaux nécessitent également des analyses invasives (prélèvement d'organes). Il est donc indispensable d'avoir recours à l'expérimentation animale pour pourvoir mener à bien ce projet.
Réduction
Sur la base d’études précédentes, nous prévoyons un nombre d’animaux égal à 10 par groupe qui est nécessaire et suffisant pour obtenir la puissance statistique requise pour l’exploitation de nos données. Les données seront analysées statistiquement par ANOVA et/ou test de Student (traité vs témoin).
Raffinement
Durant l'étude, tout sera mis en œuvre pour minimiser le stress auquel les animaux sont soumis, notamment dû à leur isolement en cages individuelles. Des traitements analgésiques seront appliqués aux souris subissant une biopsie. Durant l'étude, tout sera mis en œuvre pour minimiser le stress auquel les animaux sont soumis, notamment dû à leur isolement en cages individuelles. Pour limiter l’isolement, des cages transparentes avec grilles mais ouvertes seront utilisées et seront disposées côte à côte pour permettre une interaction sociale (odeurs, vocalises…), des éléments d'enrichissement du milieu seront mis à disposition (tube plastique rouge et/ou bille métallique). Les points limites pour permettre de limiter la douleur à son minimum, sans remettre en cause les résultats du projet, sont : une perte de poids supérieur à 20% du poids initial, un arrêt de l’alimentation pendant plus de 2 jours ou un signe de souffrance (prostration, poil hérissé et toutes modifications comportementales traduisant une souffrance). Des anesthésies à l'Isoflurane ou Zoletil/Xylasine seront réalisés lors des biopsies durant une procédure ou des prélèvements d’organes à l’issue des procédures
Choix des espèces
Ce projet propose de développer une nouvelle stratégie de restriction en méthionine. Jusqu’à présent la très grande majorité des études visant à caractériser les effets bénéfiques de la restriction en méthionine sur le métabolisme ont été réalisées chez les rongeurs. Ces derniers sont les modèles les plus adaptés dans les études abordant des problématiques de nutrition et de métabolisme à visée humaine et nécessitant un nombre important d'animaux. Le choix de la souris se justifie notamment par l'utilisation d'un modèle transgénique dans cette étude (GCN2 KO). Les souris seront utilisées au stade adulte. L'objectif de ce projet est de développer à terme une stratégie nutritionnelle de restriction chez l'Homme. En l'état actuel des connaissances les stratégies de restrictions nutritionnelles sont envisageables principalement chez l'adulte et non chez l'individu en croissance.
ETUDE DE LA TOXICOCINETIQUE DES PYRETHRINES ET DU PIPERONYL BUTOXIDE CHEZ LE RAT
- Protection de l’environnement
- Recherche fondamentale
- Autre recherche fondamentale
- Oncologie
Gavés une fois d'une dose de pyréthrines ou de pipéronyl butoxide diluée dans de l'huile végétale, après quatre heures de jeûne suivies de six autres, 50 rats Wistar mâles passent 72 heures en cage métabolique individuelle pour que leurs urines et leurs fèces soient recueillis à huit reprises. La procédure implique un niveau de souffrance modéré, et c'est le séjour en cage métabolique et le jeûne de dix heures qui la classent ainsi, non la substance testée. Le projet vise à décrire pour la première fois le devenir des pyréthrines chez un mammifère, préalable annoncé à une biosurveillance humaine. Tous les rats restent vivants et sont ensuite réutilisés en travaux pratiques d'enseignement, sans que le RNT dise ce qui leur arrive à ce stade, ni pourquoi seuls des mâles sont utilisés au-delà de la mention de "recommandations en vigueur".
Objectifs
L'étude des expositions alimentaires aux résidus de pesticides est un réel enjeu de santé publique. En étudiant comment les substances circulent dans notre organisme, sont transformées et sont éliminées (toxicocinétique) et en développant des méthodes pour mesurer ces produits de transformation (métabolites), on peut mieux estimer les risques liés à l'exposition. Les Pyréthrines sont des produits utilisés en agriculture biologique, fabriqués à partir de fleurs de pyrèthre de Dalmatie ou de certains chrysanthèmes. Leur mécanisme d’action cible le système nerveux des insectes, mais peut aussi être toxique pour les poissons. Aucune étude sur le devenir des pyréthrines chez les mammifères n'est disponible. Seule une étude réalisée chez l’Homme rapporte la présence de deux métabolites pouvant être ceux des pyréthrines. Ainsi cette étude a pour objectif de confirmer que ces deux métabolites identifiés sont bien spécifiques à l'exposition aux pyréthrines et d’en étudier la toxicocinétique, ce qui n’a jamais été réalisé. Cette étude représente une étape préliminaire au développement de méthodes de biosurveillance aux pyréthrines chez l’Homme, que ce soit pour les professionnels de l’agriculture ou la population générale. D’autre part, le Pipéronyl Butoxide (PBO) est une substance qui, lorsqu'elle est combinée avec des insecticides, les rend plus puissants en empêchant les insectes de s'en débarrasser facilement. Le PBO est le plus souvent utilisé avec les pyréthrines et les pyréthrinoïdes (dérivés synthétiques des pyréthrines). Ce projet vise également à évaluer la toxicocinétique du PBO chez le rat car à ce jour peu de données sont retrouvées dans la littérature scientifique (1 seule étude disponible ne permettant pas de caractériser les métabolites). Une meilleure connaissance de la toxicocinétique du PBO permettra d’identifier les métabolites formés et de mettre au point leur dosage. Les deux substances étudiées ici présentent des dangers potentiels pour la santé humaine telle des affections des systèmes endocriniens, nerveux et reproducteur. Il est donc primordial pour la prévention de la santé de l’ensemble de la population de mieux connaître leurs toxicocinétiques.
Bénéfices attendus
Ce projet permettra de caractériser la toxicocinétique et de caractériser les métabolites des Pyréthrines et du PBO. A notre connaissance, la toxicocinétique des pyréthrines n'a jamais été décrite dans la littérature. Celle du PBO n'a été réalisée que dans une seule étude mais elle n'a pas permis de caractériser les métabolites. Une meilleure connaissance de ces paramètres permettra d'adapter les mesures de prévention pour la santé des populations.
Procédures
Après 7 jours d’acclimatation à l’animalerie, les rats seront placés en cages métaboliques pendant 24h afin de les acclimater à la cage métabolique. Au 8ème jour, les rats seront mis à jeun pendant 4 heures puis une dose de pyréthrines ou de PBO leur sera administrée en une seule fois par gavage (durée du geste : 15 à 20 s). La substance d'intérêt sera diluée dans un volume d’huile végétale adapté selon le poids du rat. Le jeûne sera maintenu pendant 6 heures supplémentaires après le gavage. La durée de mise à jeun de 10 heures au total permet d’éviter la variabilité interindividuelle de l'absorption de substances en raison d'une consommation alimentaire variable d’un individu à l’autre. L’eau sera disponible à volonté durant cette période de jeûne. Après le gavage, les rats seront replacés en cages métaboliques pendant 48 heures, afin de pouvoir recueillir les fèces et urines à 30 minutes, 1 heure, 3 heures, 6 heures, 9 heures, 12 heures, 24 heures et 48 heures, ceci dans le but d’étudier la vitesse d’élimination des substances et des métabolites identifiés.
Impact sur les animaux
Ce protocole nécessite un séjour des rats de 72 heures en cage métabolique (24h d'acclimatation à la cage métabolique et 48h pour l'étude et le recueil des fèces et urines). L'acclimatation de 24h en cage métabolique est nécessaire dans le cadre de notre étude pour ne pas influencer les excrétions d'urines et de fèces qui seraient liés au stress lié à la mise en cage métabolique juste après le gavage des animaux. De plus, une mise à jeun pour une durée totale 10 heures (4 heures avant et 6 heures après le gavage) est nécessaire afin de diminuer la variabilité inter-individuelle d'absorption. Ces éléments classent la procédure en classe de gravité modérée selon les recommandations réglementaires.
Devenir
50 rats Wistar seront utilisés lors de cette étude et soumis à une procédure de gravité modérée. Tous les rats seront maintenus en vie à la fin de la procédure et seront réutilisés pour d'autres projets (enseignement/travaux pratiques).
Remplacement
L'étude de la toxicocinétique des Pyréthrines et du PBO ne peuvent pas être évaluées sur des cellules ou tissus isolés car il est nécessaire d’étudier la réponse d’un organisme entier à ces substances. De plus, le recours à l’expérimentation animale permet de maîtriser les apports en pyréthrines et PBO en phase d'exposition ainsi que tous les facteurs qui pourraient influencer ces paramètres.
Réduction
Le nombre d’animaux s’appuie sur les lignes directrices de l'OCDE n°417 pour les essais de produits chimiques relatives aux études de toxicocinétique chez les rongeurs. Ce protocole utilise trois doses de Pyréthrines afin d'assurer des résultats scientifiques fiables et robustes tout en utilisant un nombre total d'animaux minimal. Selon une évaluation statistique et ce qui a été décrit dans la littérature scientifique concernant la toxicocinétique du PBO seul et des pyréthrines seules, un nombre minimal de sujets nécessaires a été estimé à dix rats par groupe afin de pouvoir visualiser une différence statistique entre les groupes. Ce protocole n’utilisera que des rats mâles, des animaux de sexe féminin ne seront pas utilisés. Le choix du sexe est fait en fonction des recommandations en vigueurs.
Raffinement
Ce protocole ne fait appel qu'à des procédures légères ou modérées. Les rats seront observés quotidiennement et pesés 1 fois par semaine. Les rats seront nourris avec un régime standard qui permet de couvrir l’ensemble des besoins nutritionnels et caloriques des rats. Ils seront hébergés dans des cages à 25°C et 30-50% d’hygrométrie, dans un environnement contrôlé dépourvu de pathogènes, avec une alternance jour/nuit de 12h. La nourriture et l’eau de boisson seront fournies ad libitum, sauf pendant la période de jeûne. Les rats seront traités selon les règles éthiques de l’expérimentation animale. L’ensemble du projet est mené par un personnel compétent en expérimentation animale qui maîtrise parfaitement les gestes techniques nécessaires. Les animaux bénéficieront d'une surveillance quotidienne avec des critères d'observation stricts définis. Au-delà du non-respect d’un certain nombre de ces critères, ils seront considérés en souffrance et sortiront de l'étude.
Choix des espèces
Le modèle rat a été choisi comme préconisé par les lignes directrices de l'OCDE n°417 pour les essais de produits chimiques. De plus, le modèle de rat Wistar correspond à l'espèce la plus pertinente et la moins susceptible de ressentir de la douleur, de la souffrance ou de l'angoisse de façon durable et sans qu'il soit possible de la soulager. Aucun modèle in vitro ne permet d'atteindre les objectifs fixés, le rat est un modèle approprié et bien validé pour ce genre d’étude. De plus, l'étude sur le Pipéronyl Butoxyde a été réalisée sur un modèle de rat. Réaliser cette étude dans des conditions similaires permettra de comparer et d’enrichir les données décrites dans la littérature scientifique avec l’analyse des résultats de cette étude. Les rats seront âgés de 6 semaines pesant environ 250g au démarrage de l'étude. Les rats seront âgés de 7 semaines à la fin de l'étude. L'âge des animaux s'appuie sur les lignes directrices de l'OCDE n°417 pour les essais de produits chimiques relatives à l'étude de la toxicocinétique chez les rongeurs. Suite à une décision de l'équipe, les rats utilisés dans cette étude sont le plus jeune possible afin de pouvoir être réutilisés sur un autre projet (enseignements/travaux pratiques).
Étude de l’immunogénicité et de l’efficacité anti-infectieuse et antitumorale chez la souris des: 1) vecteurs dérivé du vaccin vivant atténué contre la rougeole; 2) génomes défectifs (ARN) du virus de la rougeole; et 3) polysaccharides conjugués.
- Recherche appliquée
- Cancers
- Maladies infectieuses
- Recherche fondamentale
- Oncologie
- Système immunitaire
- Tests réglementaires
- Autres tests de tolérance et d’efficacité
- Toxicologie et autres tests de sécurité
Toutes tuées à l'issue, pour prélever leurs organes ou parce qu'une infection interdit leur réutilisation, 4 382 souris vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger, modéré ou sévère. Elles reçoivent des candidats vaccins par diverses voies, parfois jusqu'à deux fois par semaine pendant dix semaines, et des prises de sang à la veine derrière la mâchoire, puis une partie est infectée par des virus humains ou par le parasite du paludisme de la souris, ou greffée de cellules tumorales. Selon l'agent, l'infection peut provoquer fièvre, prostration, perte de poids et paralysie, et les tumeurs peuvent s'infecter ou s'ulcérer. Le porteur affirme viser des vaccins contre des infections graves et un traitement contre des cancers "pour lesquels le besoin médical et le marché sont également immenses".
Objectifs
L’objectif du projet est l’évaluation préclinique chez la souris de l’immunogénicité et de l’efficacité des différents candidats vaccins développés au laboratoire. Les capacités anticancéreuses de virus de la rougeole modifiés seront aussi évaluées dans des modèles de greffes de tumeurs syngéniques. Ces objectifs sont justifiés du point de vue scientifique car ils permettent de démontrer la fonctionnalité des candidats vaccins ou thérapeutiques. Le but ultime de ce projet est la mise à disposition de vaccins préventifs contre plusieurs pathologies infectieuses graves, ainsi qu’un possible traitement contre certains cancers, deux domaines d’impact majeur en santé publique.
Bénéfices attendus
Les candidats vaccins développés dans le laboratoire sont destinés à être évalués par la suite dans des essais cliniques. Leur évaluation préalable dans un modèle murin permet de démontrer leur efficacité et leur sûreté préclinique et de définir les doses et schémas vaccinaux. Le but ultime de ce projet est la mise à disposition de vaccins préventifs contre plusieurs pathologies infectieuses graves pour lesquelles le besoin médical est immense, ainsi qu’un traitement viro-thérapeutique contre certains cancers pour lesquels le besoin médical et le marché sont également immenses.
Procédures
Les animaux sont immunisés par voie intrapéritonéale, intramusculaire, intradermique, intraveineuse ou orale selon l'agent pathogène ciblé (quelques secondes par animal). Les prélèvements sanguins à la veine rétro-mandibulaire sont effectués à J0 - J7 - J28 - J60 après la vaccination (quelques secondes par animal). Pour évaluer l'efficacité des vaccins, certaines souris seront confrontées à des épreuves infectieuses (quelques secondes par animal) par des virus humains pathogènes ou non-pathogènes chez les souris contrôles ou par le parasite du paludisme Plasmodium berghei, pathogène. Le suivi du challenge est effectué sur une goutte de sang récupérée à la queue de chaque animal à J1, J2, J3, J5, J7, J10 (quelques secondes par animal). Pour évaluer les propriétés immuno-oncolytiques des vaccins, les souris seront greffées avec des cellules tumorales (quelques minutes par animal). Le traitement des tumeurs est effectué par des injections intratumorales, intrapéritonéales, intramusculaires, intradermiques ou intraveineuses de vaccins recombinants contre la rougeole (quelques secondes par animal). Les vaccins candidats sont inoculés (quelques secondes par animal) une ou deux fois par semaine pendant un maximum de 10 semaines.
Impact sur les animaux
Pour évaluer l'efficacité des vaccins recombinants, certaines souris seront confrontées à des épreuves infectieuses par des virus humains pathogènes ou non chez les souris contrôles, ainsi que par le parasite du paludisme murin Plasmodium berghei, également pathogène. Selon l'agent testé, l'infection peut entraîner une souffrance (fièvre, prostration, perte de poids, paralysie). Pour évaluer les propriétés anticancéreuses des candidats vaccins, les souris seront greffées avec des cellules tumorales syngéniques qui peuvent entrainer des effets indésirables. En effet, la croissance des tumeurs chez la souris peut provoquer une gêne ou affecter le comportement ou la locomotion. La tumeur peut s'infecter ou s'ulcérer.
Devenir
Tous les animaux seront mis à mort soit pour la collecte des organes et une analyse approfondie de la réponse immunitaire cellulaire ou par ce que les animaux sont infectés avec des agents pathogènes humains (virus ou parasites du paludisme) et ne peuvent pas être réutilisés.
Remplacement
Il n'existe pas d'alternatives non-animales dans le domaine de la recherche préclinique sur les vaccins recombinants. En absence de telles alternatives, l'utilisation d'animaux vivants dans les procédures expérimentales est prévue pour atteindre les objectifs du projet. L'étude des réponses immunitaires des candidats vaccins nécessite l'utilisation d'un organisme vivant entier avec un système immunitaire développé. Le virus de la rougeole (sauvage ou vaccinal) n’infecte que les primates, dont l’homme. Dans ce contexte et en premier choix, nous avons opté pour un modèle non-primate, mais présentant une organisation tissulaire et du système immunitaire proche de l’homme. Ainsi, un modèle de souris IFNAR ou hCD46/IFNAR permissif pour la rougeole est utilisé pour étudier les réponses immunitaires aux candidats vaccins.
Réduction
Pour appliquer le principe de réduction du nombre d’animaux utilisés, nous composons les groupes d’animaux « contrôles » de 4 souris et les groupes « test » de 6 souris. Ainsi deux souris sont épargnées à chaque test. Par la suite nous pourrons diminuer le nombre d’animaux à 4 dans les groupes « contrôle négatif » car, d’une expérience à l’autre, ces animaux contrôles reçoivent systématiquement le vaccin rougeole standard Schwarz et que la réponse des souris à l’immunisation est relativement homogène d’un animal à l’autre. Les groupes « test » sont composés de 6 souris, le nombre minimal d’animaux pour que les résultats soient statistiquement significatifs, comme validés par un bioinformaticien en interne. Le nombre de souris utilisées par groupe représente la moitié des normes utilisées dans l’industrie du vaccin. Nous pouvons appliquer cette réduction car nous observons des effets forts : réponses immunitaires présentes ou absentes ; protection d’épreuves infectieuses efficace ou non. Ces observations sont basées sur notre longue expérience (67 publications dans ce domaine).
Raffinement
Les animaux soumis à des procédures qui produisent une douleur ou une détresse minimale/transitoire seront suivis par une observation quotidienne. Lorsque les animaux subiront des épreuves infectieuses, ils seront également contrôlés quotidiennement. En effet, selon le pathogène utilisé, l’infection pourra entraîner une souffrance (fièvre, prostration, perte de poids, paralysie) qui précèdera la mort de l’animal. La mort des animaux comme point limite est strictement évitée. Les animaux seront surveillés quotidiennement et une grille évaluation douleur stress inconfort approuvée sera utilisée pour noter la douleur et la détresse qui peuvent survenir chez les animaux exposés à des agents pathogènes connus pour provoquer des effets graves. Nous suivrons : 1) L'apparence générale (poil luisant/terne, hérissé, état d'embonpoint, perte de poids, rétrécissement des orbites oculaires, renflement du nez, changement de position des vibrisses. 2) Signes cliniques : respiration, posture, activité, fèces, pli cutané. 3) Comportement : comportement normal/agitation, mobilité, mâchonnement des barres, déplacement en cercle, saut arrière. Pour éviter au maximum la douleur et la détresse nous suivrons recommandations : mis à mort en cas de score 2 et observation quotidienne si score >0. Si des lésions apparaissent aux points d'injection ou si l'animal montre des signes de souffrance ou de détresse, un contact avec le vétérinaire sera établi pour décider de l'action à entreprendre (éventuellement en utilisant une analgésie). Le gel hydrique sera ajouté et l'enrichissement sera amélioré dès le début des procédures des épreuves infectieuses.
Choix des espèces
Le virus de la rougeole (sauvage ou vaccinal) n’infecte que les primates, dont l’homme. Dans ce contexte et en premier choix, nous avons opté pour un modèle non-primate, mais présentant une organisation tissulaire et du système immunitaire proche de l’homme. Ainsi, un modèle de souris permissif pour la rougeole est utilisé pour étudier les réponses immunitaires aux candidats vaccins. Nous utilisons ces souris depuis de nombreuses années et avons publié un grand nombre d’articles décrivant leurs propriétés et leurs qualités dans ce contexte. Pour étudier les propriétés immuno-oncolytiques du virus de la rougeole, des modèles de greffe de tumeurs sont utilisés. Age moyen des animaux : 11 semaines +/- 4 semaines. Les animaux doivent être matures au plan immunologique. Par ailleurs les jeunes individus répondent mieux que les plus vieux. Enfin, il est inutile de laisser vieillir les animaux avant utilisation.
Rôle des cellules endotheliales cuboidales de veinules post-capillaires (High Endothelial Venule ou HEV) dans la recirculation des lymphocytes T dans un contexte de lymphome B chez la souris
- Recherche fondamentale
- Oncologie
- Système immunitaire
Pour voir comment la chimiothérapie associée à un anticorps modifie les vaisseaux des ganglions envahis par un lymphome, 1 493 souris vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré ou sévère, ou menées sous anesthésie sans réveil, toutes tuées à l'issue pour le prélèvement de leurs ganglions. Les souris développent ce cancer des ganglions, qui peut causer douleur et perte de mobilité quand les ganglions de l'aine ou de l'aisselle gonflent, et reçoivent une à trois injections. Après trois injections, une partie est opérée sous anesthésie générale pendant moins d'une heure, puis observée au microscope une à deux heures, et tuée sans réveil. Le porteur invoque des points limites "précoces, prédictifs et adaptés" sans en préciser aucun seuil.
Objectifs
Les veinules cuboidales ou HEV sont des vaisseaux sanguins particuliers qui constituent les portes d’entrées majeures des lymphocytes dans la plupart des organes lymphoides secondaires comme les ganglions lymphatiques et sont indispensables pour le bon fonctionnement du système immunitaire. Lorsque les cellules d'un lymphome (cellules cancéreuses) envahissent un ganglion, l’organisation du ganglion est détruite, ces vaisseaux disparaissent et le système immunitaire du patient est donc affecté. Le traitement utilisé chez les patients atteints de lymphome est une chimiothérapie associée à un anticorps thérapeutique. Ce traitement permet de réduire le lymphome et de détruire les cellules cancéreuses. Cependant, certains patients rechutent et l’objet de ce projet est donc d’étudier en utilisant le modèle souris comment le traitement utilisé chez les patients module la vascularisation du ganglion infiltré par le lymphome, et de déterminer si ces changements peuvent être utiles pour améliorer la prise en charge des patients notamment lors des rechutes.
Bénéfices attendus
Comprendre à l'aide d'un modèle chez la souris les effets de la chimiothérapie sur les vaisseaux des ganglions infiltrés par une tumeur de type lymphome afin de mieux choisir les traitements à administrer aux patients qui répondent moins bien ou qui rechutent.
Procédures
Les animaux seront soumis à: 1, 2 ou 3 injections (La durée de chaque injection allant de 10 secondes à quelques minutes mais toujours
Impact sur les animaux
Le modèle de souris utilisé développe des cancers au niveau des ganglions appelés lymphome. Ce lymphome peut provoquer de la douleur à l’animal, sensibilité au niveau des ganglions et une perte de mobilité liée notamment au gonflement des ganglions au niveaux de l'aine ou du creux axillaire. Les souris qui subiront des injections subiront du stress lié à la pesée et à la contention nécessaire à l'injection. Les souris qui recoivent la chimiothérapie ou qui sont anesthésiées pour une chirurgie sans réveil peuvent aussi subir un stress au moment de l'injection.
Devenir
Tous les animaux sont mis à mort à l'issue de chaque procédure car les analyses nécessitent le prélèvement des ganglions.
Remplacement
A l’heure actuelle, les procédures réalisées sur l'animal dans le cadre de ce projet ne peuvent pas être remplacées par des méthodes expérimentales alternatives. En effet, les veinules cuboïdales des ganglions ou HEV sont dépendantes de l'environnement du ganglion lymphatique. De ce fait, toute étude in vitro est actuellement non envisageable. De plus, ces cellules sont associées à une fonction particulière qui permet la recirculation des lymphocytes qui sont des cellules majeures dans la surveillance immunitaire, et cela ne peut également être évalué qu’in vivo. Par conséquent, l’ensemble des études sur ces veinules se font exclusivement chez l’animal.
Réduction
Le nombre d’animaux utilisé pour chaque groupe a été déterminé par nos études antérieures et celles de la littérature. Il est de 15 animaux dans chaque groupe étudié, un nombre d’individus suffisants pour obtenir des résultats statistiquement significatifs. Enfin, le projet est conçu avec une hiérarchie des procédures où la réalisation d’une procédure ultérieure est possible uniquement si les résultats de la précédente procédure le justifient.
Raffinement
La stratégie de raffinement est premièrement fondée sur l’utilisation de points limites précoces, prédictifs et adaptés. Le suivi des animaux est réalisé par les expérimentateurs ou l’équipe de zootechnie quotidiennement (aspect externe, comportement, palpation des ganglions périphériques). Les procédures d'injections ont été optimisées afin de générer le moins de stress et de douleurs aux animaux. Les injections se font sous anesthésie locale et les chirurgies sous anesthésie générale. Les conditions d’hébergement et les méthodes expérimentales utilisées sont les plus appropriées pour réduire au maximum toute angoisse ou dommage durable que pourraient subir les animaux.
Choix des espèces
Le choix de l'espèce est lié au fait que les ganglions lymphatiques ne sont véritablement apparus au cours de l'évolution qu'à partir des mammifères. La souris est donc le plus petit mammifère adapté à l'étude des veinules cuboïdales dans le cadre des lymphomes. Seuls des adultes âgés d'un minimum de 6 semaines sont utilisés car le développement de ces ganglions et du système immunitaire matur est tardif.
Méthodes de prélèvements pour génotypage de souris en condition d’élevage
- Recherche fondamentale
- Autre recherche fondamentale
- Oncologie
Nées dans l'animalerie d'élevage de l'établissement, à raison d'environ 2 000 par an issues d'une cinquantaine de cages de croisement, 10 000 souris subissent un prélèvement au bout de la queue pour génotypage, quelques secondes sur animal vigile, dans des procédures classées en souffrance légère. Un reprélèvement à l'oreille ou une prise de sang peuvent s'y ajouter. Le porteur annonce une douleur légère et brève, et, dans de très rares cas, une perte de sang hémorragique. Celles qui portent le génotype recherché partent vers d'autres projets de recherche, les autres et les anciens reproducteurs sont tuées, et l'identification se fait dès sept jours de vie au motif que plus l'animal est jeune, moins la nociception est développée.
Objectifs
L'unité de service met, à disposition de la communauté scientifique, un ensemble de prestations liées à l’utilisation de modèles animaux à des fins scientifiques. Des modèles rongeurs sont générés, hébergés, développés et maintenus dans les locaux, pour les besoins de la communauté scientifique qui, pour réaliser sa recherche fondamentale et biomédicale, doit disposer de modèles précliniques permettant de comprendre diverses fonctions biologiques dans les pathologies humaines (maladies immunitaires, métaboliques, infectieuses inflammatoires, cancéreuses, etc). Tous les animaux en zone d’élevage, sont uniquement présents pour établir des animaux d'intérêts qui seront ensuite restitués aux unités utilisatrices pour entrer en phase expérimentale dans une animalerie d’expérimentation, dans un projet de recherche déposé par leur soin. L'utilisation de rongeurs génétiquement modifiés nécessite d'avoir recours à un génotypage et donc de réaliser une biopsie caudale.
Bénéfices attendus
Les bénéfices de ce projet sont : *réaliser une identification permanente de qualité sur les souris afin de les distinguer en fonction de leur génotype *réaliser une biopsie de qualité permettant un génotypage sans contamination croisée entre deux individus *identifier et récupérer une biopsie sur les souris de manière à optimiser au maximum le bien-être animal *permettre aux utilisateurs des équipes de recherche de faire un suivi individuel des animaux en fonction de leur génotype. L’élevage de ces animaux est nécessaire dans le cadre de nombreux projets scientifiques préalablement validés qui permettront de répondre à des questions scientifiques précises et aux enjeux de santé/société (domaines de recherche : pathologies respiratoires, musculaires, du système nerveux, métaboliques, cardiovasculaires ou génétiques).
Procédures
Chaque animal sera soumis une seule fois dans sa vie à un prélèvement caudale pour génotypage. Ces actes ne durent que quelques secondes. Dans de rare cas, un reprélèvement à l'oreille pourra être réalisé et ne durera que quelques secondes. Dans de rare cas, un prélèvement sanguin d'un faible volume sera réalisé (1 seule fois dans la vie de l'animal, acte de quelques secondes). Ces actes sont réalisés sur animal vigil.
Impact sur les animaux
Lors de la contention, les animaux peuvent ressentir un stress de courte durée lors de leur manipulation ainsi que pour les parents. De la douleur légère de courte durée peut être ressentie lors des prélèvements pour génotypage (biopsie caudale et pavillon de l'oreille) et au point de prélèvement pour les prélèvements sanguins. Dans de très rares cas une perte de sang hémorragique peut être observée.
Devenir
Les animaux avec un génotype d'intérêt seront utilisés dans un projet de recherche autorisé par le ministère. Les autres animaux du mauvais génotype qui n'auront pas pu être utilisés dans d'autres projets seront euthanasiés par une méthode réglementaire adaptée à l'âge des animaux ainsi que les anciens reproducteurs. Les animaux passant dans les projets de recherche autorisés seront alors en utilisation continue. Les accouplements sont réalisés pour produire au maximum des animaux d'intérêt.
Remplacement
Actuellement il n'est pas possible de recréer in vitro la complexité d'un organisme entier avec tous les acteurs cellulaires rentrant en jeu. Un organisme vivant est donc nécessaire pour mener à bien les divers projets scientifiques autorisés au sein de l'établissement. La souris est le modèle le plus utilisé par les chercheurs pour étudier les fonctions biologiques et les pathologies. L'agrément de l'animalerie d'élevage ne concerne que les souris.
Réduction
L'établissement d'élevage lance environ 50 cages de croisements de lignées par an pour lesquelles l'identification individuelle et le génotypage sont nécessaires. En considérant que chaque accouplement donne en moyenne 5 portées de 8 souriceaux/an, notre établissement générera environ 2 000 animaux qui devront être identifiés et génotypés par an. Le projet comprend donc 10 000 animaux sur 5 ans. Tous les animaux en zone d’élevage, sont uniquement présents pour établir des animaux d'intérêts qui seront ensuite restitués aux unités utilisatrices pour entrer en phase expérimentale dans une animalerie d’expérimentation, dans un projet de recherche déposé par leur soin. Les demandes d'accouplements sont donnés par les équipes de recherche via un logiciel de gestion de lignées afin d'accoupler les animaux des génotypes d'intérêt pour leurs projets de recherche. Le nombre d'accouplements lancés est systématiquement revu en fonction du nombre d'animaux déclarés dans les projets de recherche. Les animaux sans génotype d'intérêt seront réutilisés en priorité (projets d'autres équipes de recherche ou projet de tutorat). Une lignée peut être maintenue en entretien minimum uniquement avec la validation de la structure bien être animal (SBEA). Sans justificiation scientifique du maintien en élevage d'une lignée, la cryoconservation de sperme sera systématiquement proposée.
Raffinement
Les conditions d’hébergement sont conformes à la réglementation avec un cycle jour nuit automatique : les animaux sont hébergés avec leurs congénères (l’isolement est limité au maximum) en portoirs ventilés avec un système d’abreuvement automatique et un accès à volonté à la nourriture et l’eau. Le milieu est enrichi avec un des enrichissements ci-après : carré de lanière kraft, carré de coton, batônnet en bois, rouleau en carton ou maisonnette. Si un animal se retrouve isolé de manière imprévue, il bénéficiera de deux enrichissements. Les conditions de températures et d’hygrométrie sont contrôlées et monitorées. Les animaux sont vérifiés quotidiennement. 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 et quotidienne des animaux (points limites).
Choix des espèces
La souris est le modèle le plus utilisé par les chercheurs pour étudier les fonctions biologiques et les pathologies. L'agrément de notre animalerie ne concerne que ces souris. Tous les souriceaux, mâles et femelles, seront principalement identifiés et génotypés à partir de 7 jours de vie (plus l'animal est jeune, moins la nociception est développée). Pour certains projets de recherche, il est déconseillé d'utiliser de la pâte à tatouer/encre de Chine qui pourrait migrer dans différents tissus ou encore de toucher aux phalanges des animaux. Dans ces conditions, l'identification après 15 jours de vie sera privilégiée.
Évaluation de drogues inhibitrices du translocon Sec61 dans le traitement de l’amylose et du myélome multiple
- Recherche appliquée
- Autres troubles humains
- Cancers
- Recherche fondamentale
- Autre recherche fondamentale
- Oncologie
Les souris dont la tumeur atteint le volume limite sont mises à mort avant terme. 3 376 souris immunodéficientes vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger à modéré. Greffées avec des cellules humaines de myélome multiple ou d'amylose sous la peau ou dans le sang, elles subissent des prises de sang une à trois fois par semaine pendant 86 jours, des injections de luciférase deux à trois fois par semaine sur la même durée, jusqu'à quinze administrations de composés et des anesthésies gazeuses de quarante minutes une à deux fois par semaine pendant un mois. Le porteur cherche de petites molécules reproduisant l'effet d'une toxine bactérienne, et affirme que les traitements retenus ne devraient pas induire de souffrance particulière puisqu'ils auront été sélectionnés sur l'absence de toxicité.
Objectifs
Le myélome multiple (MM) et l’amylose (AM) sont des pathologies associées à des anomalies des plasmocytes, cellules du système immunitaire produisant les anticorps. L'introduction de nouvelles approches thérapeutiques de chimiothérapies basées,entre autres, sur le blocage de complexes cellulaires qui assurent l’élimination des déchets protéiques dans les cellules a considérablement amélioré la survie des patients atteints. Cependant, ces traitements induisent souvent des effets indésirables graves ou des résistances aux traitements et les patients traités rechutent systématiquement Ces pathologies restent donc incurables et entrainent dans la majorité des cas le décès des patients. Il est donc essentiel de développer de nouvelles stratégies thérapeutiques permettant de vaincre la résistance aux chimiothérapies et de réduire leur toxicité. Il a été montré qu’une toxine bactérienne capable d’inhiber la synthèse et l’expression de certaines protéines secrétées ou exprimées à la surface des cellules induisait un stress cellulaire associé à la production accrue de déchets protéiques qui, s’il est maintenu, évolue vers un suicide cellulaire. Cette inhibition permet à cette toxine de potentialiser l’efficacité thérapeutique des traitements du MM et permet de réduire efficacement la croissance tumorale dans un modèle animal murin immunodéficient. Ces résultats ont permis de démontrer l’intérêt thérapeutique de ce type d’inhibiteur dans le MM, et éventuellement pour l’AM car il bloquerait la production de la protéine responsable de la pathologie de l’amylose. Cependant la synthèse de cette toxine n’est pas compatible avec le développement de médicaments et ne peut donc pas être utilisée comme telle en tant que molécule thérapeutique. Le but de notre de projet est donc de caractériser de petites molécules possédant les propriétés inhibitrices de la toxine bactérienne mais facilement synthétisable, peu toxique et facilement administrable. Ces molécules seront sélectionnées par des tests in vitro sur leur capacité inhibitrice de la synthèse de protéines et plus particulièrement de la chaine légère anormale des immunoglobulines responsable de la pathologie de l’amylose et de leur capacité à induire la mort cellulaire sélective de cellules cancéreuses du MM tout en ne présentant pas ou peu d’effets secondaires délétères.
Bénéfices attendus
Dans son ensemble, le projet devrait aboutir à l’identification de médicaments permettant de traiter l’amylose et le myélome multiple chez l’homme qui sont aujourd’hui, dans la plupart des cas, incurables. Le projet consiste au développement de molécules thérapeutiques contre ces pathologies et l’obtention de résultats positifs dans le cadre du traitement chez la souris selon les critères définis devraient permettre de valider la stratégie de l’approche thérapeutique basée sur l’inhibition de la sécrétion et l’expression de protéine. Les molécules donnant les résultats les plus prometteurs seront alors testées lors d’essais cliniques chez l’homme permettant d’aboutir à un développement de médicaments pour traiter ces maladies.
Procédures
Prises de sang (quelques secondes) 1 à 3 fois par semaines pendant 86 jours. Greffe de cellules humaines en sous cutané ou en intraveineuse, 30 secondes pour une injection, une greffe par animal. Administration de composés par voie orale, intrapéritonéale, intraveineuse, ou sous cutanée ;10 secondes par administration ; maximum 15 administrations / animal. Injections de luciférase par voie intrapéritonéale (10 secondes), 2 à 3 fois par semaine pendant 86 jours. Anesthésie gazeuse de 40 minutes 1 à 2 fois par semaine pendant 1 mois.
Impact sur les animaux
Les souris seront injectées avec des lignées humaines de myélome multiple ou d’amylose en sous cutané ou par voie intraveineuse. L’injection des cellules pourra occasionner une douleur de courte durée au niveau du site d’injection. La croissance de ces cellules sera suivie et les souris dont la croissance aura atteint un point limite seront mises à mort. Ainsi la croissance de ces cellules dans les limites imposées dans le projet ne devrait pas générer de douleur particulière mais les souris pourraient subir une gêne dû à la croissance des cellules et devenir léthargiques et subir une perte de poids. La croissance des cellules pourrait être associée à des pathologies particulières, telles que celles observées chez l’homme et pourraient générer inconfort, stress et douleur. Les souris seront donc suivies périodiquement et si des symptômes révélateurs de souffrance, d’inconfort ou de stress étaient observés, les animaux seront mis à mort afin de réduire la souffrance en accord avec les points limites définis. Les traitements, quant à eux, ne devraient pas induire de souffrance particulière car ils auront été sélectionnés sur des critères d’absence de toxicité et d’effets secondaires. Mais la manipulation fréquente et périodique des souris pour l’administration des traitements et du suivi pourrait aussi générer un stress plus ou moins important en fonction de la voie d’administration choisie.
Devenir
Tous les animaux seront mis à mort à la fin de chaque procédure car ils ne peuvent être ni réutilisés, ni replacés, ni adoptés car nous devrons prélever en fin de procédures certains organes vitaux pour analyse (effets des traitements sur la croissance tumorale et sur les pathologies étudiées).
Remplacement
Il s’agit ici de tester différentes molécules de synthèses possédant les propriétés inhibitrices de la sécrétion et de l’expression de protéine similaire à la toxine bactérienne. Toutes les questions pouvant être apportées par l’utilisation de lignées cellulaires sur cette inhibition seront réalisées in vitro pour les caractériser et définir leurs propriétés biologiques. Cependant, le projet a pour objectif d’utiliser finalement ces molécules dans le traitement de pathologies chez l’homme et viseront donc à caractériser les effets thérapeutiques de ces molécules sur la prévention et le développement de ces pathologies. Il doit être réalisé dans un modèle expérimental physiologique de ces pathologies et doit donc être analysée et validée sur un organisme entier permettant d’analyser tous les organes cibles.
Réduction
Le nombre d’animaux que nous estimons nécessaire repose sur la forte expérience de nos conceptions d’études de ce type et validée par des biostatisticiens. Nous utiliserons le nombre minimum d’animaux strictement nécessaire pour atteindre l’objectif fixé. Les expériences passées ont montré que le nombre d’animaux par groupe utilisé ici (6) est le minimum requis pour obtenir des résultats pertinents et statistiquement significatifs. Un nombre inférieur d’animaux pourrait conduire à une expérience non interprétable du fait d’un manque de puissance des données générées. La répétition de l’expérience pourrait être nécessaire pour la robustesse des données établies. Par ailleurs, nous utiliserons des techniques expérimentales nous permettant d’analyser sur un seul individu de multiple facteurs caractérisant la pathologie pour obtenir le maximum d’information pour chaque animal utilisé. Les groupes expérimentaux de souris seront mélangés dans les cages afin de minimiser au maximum les conséquences de l’effet cage sur les résultats, permettant ainsi d’utiliser moins d’animaux et de réduire le nombre de répétition des expériences. Si possible, les molécules seront testées au sein d’une même expériences afin d’utiliser les mêmes groupes contrôles pour plusieurs molécules et donc réduire le nombre de souris.
Raffinement
Les souris immunodéficientes seront maintenues dans un environnement protégé sans pathogène opportuniste sous armoires ventilées et hébergées en groupe, avec une litière appropriée, des matériaux de nidification, et une nourriture adaptée. La nourriture sera irradiée, l’eau de boisson autoclavée et le matériel en contact avec l’animal sera autoclavé ou décontaminé. La durée et les doses des traitements sont calculées pour ne pas induire d’effet indésirable, tout en atteignant les objectifs scientifiques. Pendant la durée de l’expérience, les animaux restent dans leur environnement habituel. La plupart des gestes opératoires susceptibles d’être douloureux ou nécessitant un temps de plus d’une minute générateurs de stress seront effectués sous anesthésie. Des observations régulières des animaux seront effectuées tout au long des expériences pour détecter les animaux qui seront en éventuellement souffrance. Dès que le point limite sera atteint, les animaux concernés seront mis à mort.
Choix des espèces
La souris présente le meilleur compromis éthique entre modèle mammifère, résultats le plus proches de l’humain tout en utilisant un nombre suffisant pour l’obtention de résultats fiables. Les métabolismes sont bien caractérisés et largement comparables à ceux de l’homme. En conséquence, les connaissances acquises seront vraisemblablement transférables à l’homme. D’autre part, la disponibilité de souris immunodéficientes nous permet d’envisager la greffe de cellules humaines sans rejet de celles-ci par le système immunitaire nous permettant d’analyser l’effet du traitement seul. Nous étudions des pathologies de l’adulte, des individus adultes de 6 à 8 semaines seront donc utilisés. Pour les xénogreffes des animaux immunodéficients, cet âge est requis car au-delà de 8 semaines une irradiation est nécessaire avant implantation des xénogreffes.
Caractérisation des déficits sensoriels, cognitifs et émotionnels en réponse à des challenges inflammatoires en période prénatale, dans un modèle de souris déficientes en peptide vasoactif intestinal (VIP)
- Recherche appliquée
- Troubles nerveux
- Recherche fondamentale
- Biologie du développement
- Éthologie / comportement / biologie animale
- Oncologie
- Système nerveux
Quarante-cinq minutes de contention, deux fois par jour, trois jours de suite, sur des femelles en gestation : 8 311 souris vont être utilisées, dont 3 311 dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. 1 008 femelles gestantes reçoivent en plus des injections deux fois par jour pendant trois jours, 1 176 animaux subissent une chirurgie, 980 des prises de sang par incision du bout de la queue, et 1 960 passent des tests de mémoire, de sociabilité, d'anxiété, de résilience et de perception de la douleur. Les mères sont tuées pour prélever placentas et embryons au douzième jour de gestation, les autres pour prélever le cerveau, le porteur indiquant que les animaux épargnés en période prénatale pourront ensuite servir de reproducteurs à la colonie. Il décrit lui-même la lignée déficiente en VIP comme portant un "phénotype dommageable" : rythmes perturbés, immunité faible, troubles digestifs, hypersensibilité à la douleur et cerveau plus petit.
Objectifs
Le stress psychosocial, lorsqu’il survient pendant la grossesse, est connu pour impacter négativement le développement du bébé. Il fait partie des facteurs de risques liés à la prématurité, aux troubles placentaires, et aux troubles du neurodéveloppement (TND). Ce type de stress s’accompagne généralement d’une réponse pro-inflammatoire de l’organisme, or l’inflammation chez la mère est de plus en plus proposée comme une des causes du développement de TND. Notre équipe travaille actuellement sur les stress survenant autour de la naissance et leur impact cérébral chez le rongeur. Nous nous intéressons aussi à un facteur endogène spécifique, le peptide vasoactif intestinal (VIP), qui est impliqué non seulement dans la croissance du cerveau embryonnaire mais joue également un rôle de médiateur anti-inflammatoire Nous souhaitons étudier le rôle joué par le VIP dans le développement du cerveau, dans un contexte d’inflammation maternelle modélisée par un stress psychosocial appliqué pendant la gestation. En utilisant des souris déficientes en VIP, nous voulons voir si elles présentent une vulnérabilité accrue aux effets du stress prénatal, et si à l’inverse l’ajout de VIP permet une protection du cerveau fœtal face à ce type de challenge inflammatoire. Dans un premier temps, nous allons étudier les conséquences de la déficience en VIP et du stress prénatal chez la progéniture au niveau émotionnel, cognitif, sensoriel, placentaire et de l’immunité cérébrale (microglie). Dans un deuxième temps, nous allons regarder avec plus de précisions les interactions inflammatoires mises en jeu.
Bénéfices attendus
De nombreux stresseurs, psychosociaux, inflammatoires ou autres, peuvent toucher les femmes enceintes, et on sait aujourd’hui que les conséquences peuvent être néfastes pour le développement du bébé. Les troubles engendrés et leurs origines précises peuvent être difficiles à discerner car bien souvent, ces troubles se manifestent plus tard dans l’enfance (c’est le cas des troubles du comportement). Nos travaux combinant le VIP placentaire et le stress gestationnel devraient nous permettre d’enrichir la connaissance sur le lien de cause à effet précis entre stress maternel, placenta et développement cérébral. Ces recherches s’inscrivent dans le cadre de l’hypothèse générale de l’origine développementale de la santé et des maladies à l’âge adulte (DOHaD), et plus particulièrement dans le contexte du caractère additif des évènements délétères tout au long de la vie (théorie du hit-multiple). Notre attention se porte sur le rôle pivot du VIP, qui est présent en quantité non négligeable dans l’embryon et le placenta et dont les effets sur le système nerveux et immunitaire sont bien connus. Ainsi notre hypothèse est que si le VIP agit bel et bien comme un neuroprotecteur et un immunomodulateur, ces résultats peuvent aider à dégager de nouvelles pistes de recherche sur l’étiologie de troubles neurodéveloppementaux, souvent d’origine complexe et multifactorielle. Ils peuvent aussi sur le long terme inspirer de nouvelles pistes thérapeutiques pour la prise en charge des femmes enceintes exposées à des challenges inflammatoires primaires (stress, infection) ou secondaires (conséquences de conduite à risques). Nos études ciblent à la fois l’apport maternel (exogène) et l’apport embryonnaire (endogène, tout le long de la vie) de VIP. Ainsi, nous pouvons imaginer établir avec plus de précision la fenêtre thérapeutique à cibler pour protéger au mieux l’embryon, et/ou utiliser les niveaux de VIP circulants comme marqueur de diagnostic précoce.
Procédures
Stress de contention : animal vigile, 161 femelles, durée de 45 min 2x/jour pendant 3 jours Injections prénatales : animal vigile, 1008 femelles, 2x/jour pendant 3 jours Injections prénatales + stress de contention : animal vigile, 322 femelles, durée 45 min 2x/jour pendant 3 jours Tests comportementaux (pour étudier mémoire, sociabilité, anxiété, résilience, perception de la douleur) : animal vigile, 1960 animaux, max 1 test/jour 5 jours sur 7 pendant 6 semaines Prise de sang : animal vigile avec antalgique, 980 animaux, 2x à une semaine d’intervalle Chirurgie : animal anesthésié, 1176 animaux, une seule fois Biopsie de queue : animal vigile (âgé de 5-10 jours), tous les animaux, 1 fois, durée de quelques secondes
Impact sur les animaux
L’objectif de notre projet est d’induire un stress chez la mère gestante. Il est possible qu’à l’issue des 3 jours de stress, les femelles gestantes conservent un état de stress chronique. La progéniture soumise au stress prénatal est également susceptible de présenter une anxiété accrue, c’est un paramètre que nous avons prévu de mesurer. Les injections chez les mères gestantes ne mettent pas la grossesse en danger mais sont susceptibles de causer une inflammation du site d’injection ou une infection. Ce paramètre sera surveillé. L’injection de corticostérone peut induire l’apparition de comportements anxio-dépressifs chez la mère gestante similaires à ceux causés par un stress chronique. L’injection d’IL-1beta est susceptible de provoquer des perturbations cérébrales chez les petits mais pas de dommage spécifique pour la mère. Le neuropeptide VIP étant connu pour ses fonctions cardiovasculaires (action rapide) et immunitaires (action lente), nous serons particulièrement attentifs au comportement des mères gestantes (rythme cardiaque et respiration accélérés) au cours des 2 premières heures après injection. Notre lignée d’animaux déficients en VIP possède un phénotype dommageable, caractérisé par une perturbation des rythmes, des capacités reproductives diminuées, une faible immunité, des troubles digestifs, une hypersensibilité à la douleur et un cerveau plus petit. Les tests de perception de la douleur prévus sont court et n’induisent qu’un stress mineur chez l’animal. Les tests comportementaux induisent un changement d’environnement pour les animaux et donc un stress léger. Le test de résilience implique le déclenchement d’un stress pour mesurer cette capacité. Les prises de sang avant et après le stress sont réalisées en pratiquant une incision de l’extrémité de la queue qui peut engendrer de la douleur. La biopsie de queue induit une douleur légère de courte durée.
Devenir
Les animaux seront mis à mort à la fin des procédures pour prélever leur cerveau ou prélever les placentas et les embryons. Ces différents tissus serviront à des analyses ultérieures alimentant notre projet.
Remplacement
Le stress mobilise le cerveau et les organes périphériques. Un tel système ne peut être modélisé qu’avec un organisme entier. De plus, nous souhaitons étudier des perturbations du développement embryonnaire, et il n’existe pas encore de système alternatif capable de modéliser une gestation et de prendre en compte toutes les interactions mère-embryon qui en résultent. Enfin, afin d’appliquer au mieux nos résultats à l’humain, il est nécessaire d’utiliser un modèle de mammifère avec un placenta, un système nerveux et un système immunitaire proches des nôtres. C’est le cas de nos souris.
Réduction
Afin de limiter le nombre d’animaux et de groupes du projet, certaines injections seront communes entre les cohortes utilisées au cours de l’étude. Un maximum de tests comportementaux seront effectués sur les mêmes animaux, tant que leur accumulation n’engendre pas de souffrance ou d’inconfort chez ces individus. Les mères gestantes mises à mort pour prélever des placentas et des embryons seront les mêmes que celles utilisées pour les prélèvements sanguins par exsanguination. Elles pourront également avoir été utilisées pour générer des petits au préalable. Les animaux n’ayant pas subi de procédure en période prénatale pourront être réutilisés comme reproducteurs pour la colonie à la fin des tests comportementaux. Si certains tests ne montrent aucun impact du stress prénatal de contention couplé à la déficience en VIP, ils ne seront pas reconduits. Si certains tests ne montrent aucune différence sexe-spécifique, les mâles et les femelles seront mélangés et le nombre d’animaux requis par groupe pourra être diminué lors des tests suivants. Il en va de même si certains sous-groupes se comportent de la même manière, les individus seront mélangés pour la suite des tests afin de réduire le nombre d’animaux nécessaires. Enfin, certains animaux seront réutilisés dans plusieurs tests. Par ailleurs nous nous efforcerons toujours de prélever un maximum d’échantillons biologiques aux animaux mis à mort (placenta, embryons, sang embryonnaire et maternel, cerveaux et sang chez les animaux adultes) afin de limiter le nombre total d’animaux utilisés pour constituer nos banques de matériel biologique.
Raffinement
Dans toutes les procédures, nous mettrons en œuvre les mesures nécessaires pour assurer des conditions expérimentales en adéquation avec le bien-être animal, lorsqu'elles ne vont pas à l'encontre de ce que nous souhaitons étudier (par ex. le stress). Pour les tests de comportement, les animaux sont habitués à la pièce et l'expérimentateur, et des seuils limites sont définis (tests stoppés si signes de détresse ou de douleur). Les prises de sang et les chirurgies sont accompagnées de l'administration d'anti-douleur, et d'anesthésiants pour les dernières. Les animaux sont hébergés en groupe (sauf exceptions) dans des cages à environnement enrichi (de quoi faire un nid et ronger pour que l’animal exprime son comportement naturel). Les animaux génétiquement modifiés sont observés au moins deux fois par semaine par les expérimentateurs et les zootechniciens, tout en veillant à les déranger le moins possible, plus particulièrement en cas de gestation. Ils sont pesés toutes les deux semaines. Un suivi renforcé est mis en place dans les jours suivants les injections et les prises de sang. Au moindre signe anormal, l’avis d’un vétérinaire sera demandé et les mesures de soin préconisées seront mises en place.
Choix des espèces
Pour étudier les troubles du neurodéveloppement (TND), nous avons besoin d’une espèce avec un cerveau aux structures proches du cerveau humain. Il faut aussi un modèle avec une gestation de type mammifère. Pour travailler sur le placenta nous avons besoin d’un rongeur ou d’un lagomorphe (lapin) ou d’un primate. On a déjà un modèle transgénique de souris, et la souris correspond à tous ces critères. Elle est fréquemment utilisée pour modéliser des TND, et les modèles transgéniques (déficience en VIP) et de stress sont assez bien caractérisés et semblent pertinents pour l’appliquer à l’humain. La souris exprime également une grande variété de comportements comparables aux nôtres (sociabilité, douleur, anxiété, mémoire). Les animaux utilisés lors des tests comportementaux seront âgés d’au moins 30 jours pour les reproducteurs, afin de s’assurer de leur fertilité, et de 60 jours pour les autres, âge auquel le cerveau est entièrement développé et mature. Le stress prénatal appliqué à la mère ainsi que les différentes injections seront réalisés au 9e, 10e et 11e jours de gestation, afin de cibler la période critique pour la formation des neurones. Les embryons seront prélevés au 12e jour de gestation.
Etude de la synchronisation des mécanismes physiologiques et comportementaux d’adaptation du porc en croissance face à des conditions thermiques mimant une situation de vague de chaleur estivale
- Recherche appliquée
- Bien-être animal
- Recherche fondamentale
- Éthologie / comportement / biologie animale
- Oncologie
- Système endocrinien
30 porcs en croissance vont être utilisés dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, dont 18 tués à l'issue et 12 renvoyés en élevage jusqu'à l'abattoir. Douze d'entre eux passent une heure sous anesthésie générale pour recevoir deux cathéters dans la veine jugulaire et un capteur de température dans un muscle, puis vivent quatre semaines en loge individuelle, alors que le porc vit normalement en groupe. Ils subissent 78 prélèvements de sang, soit 6 % de leur volume circulant, et une exposition à la chaleur dont le porteur écrit qu'elle peut provoquer une hyperthermie grave au-delà de 41,5 °C. L'ensemble sert à valider des capteurs présentés comme une alternative aux prises de sang, le porteur qualifiant cette étape d'"indispensable" pour raffiner les pratiques d'élevage face aux canicules.
Objectifs
Le projet vise à décrire et comprendre la complexité des mécanismes d’adaptation individuelle du porc en croissance face à un stress thermique qui simule ce qui se passe au cours d’une vague de chaleur estivale. Les constantes physiologiques d'un animal sont dépendantes de mécanismes de régulation interne qui permettent aux cellules de l'organisme d'utiliser les éléments apportés par l'alimentation et la boisson tout en maintenant les équilibres hydriques et électrolytiques dans une gamme permettant aux cellules et aux organes de fonctionner correctement. Les éléments qui jouent un rôle important dans ces régulations sont notamment le glucose (sous l'action de l'insuline) et les cations comme le sodium. Le glucose est l'un des principaux nutriments énergétiques apportés par l'aliment sous forme d’amidon puis libéré des tissus où il est stocké transitoirement sous forme de glycogène entre les repas. Le sodium est un élément important pour équilibrer l'eau dans les cellules (équilibre osmotique) et permettre le fonctionnement des muscles ; une variation de sa concentration peut traduire un trouble de l'hydratation (suite à l'élévation de la température ou à une hyperglycémie marquée par exemple). Or l'amplitude de variations des paramètres physiologiques et la latence avant le retour à l'équilibre sont très différentes d'un individu à l'autre, en fonction de sa capacité à s'adapter ou non à une modification de son environnement (type d'aliment, stress thermique, etc...). Il s’agit ainsi de mettre en relation des données fournies à haute fréquence de mesures par de nouveaux capteurs biologiques avec les variations de plusieurs paramètres sanguins mesurés par des prélèvements sériés pour évaluer la synchronisation des différents évènements métaboliques et physiologiques durant les cycles jour et nuit. La signification biologique des variations sera interprétée en relation avec le type de modifications de la température ambiante (thermoneutralité ou température élevée) et de la prise alimentaire (fréquences des repas, quantité ingérée), et au regard de données comportementales mesurées chez les mêmes animaux (vidéos de l’activité physique et d’abreuvement, accéléromètres embarqués sur les animaux, paramètres de visites aux automates d'alimentation, prélèvements ponctuels de salive pour mesurer le niveau de stress).
Bénéfices attendus
Les connaissances acquises sont de nature à nous permettre de mieux comprendre la synchronisation des différents évènements métaboliques (concentrations circulantes des molécules) et physiologiques (température interne) au regard des réponses adaptatives, afin de raffiner les pratiques en amont pour minimiser les conséquences d'évènements dégradant le bien-être de l'animal. En outre, les variations des composantes physiologiques de l’adaptation de l’animal sont difficiles à évaluer à des échelles de temps rapprochées sans procédures invasives et contraignantes pour l'animal et exigeantes en main-d'œuvre pour les expérimentateurs. Valider la pertinence des mesures obtenues avec des capteurs métaboliques et physiologiques sur un éventail restreint de molécules cibles constitue une étape indispensable pour analyser les états physiologiques en réponse aux modifications de conditions environnementales ou de pratiques et les conséquences sur le bien-être animal, et en fournissant une alternative à la technique invasive de prélèvements sanguins qui fait actuellement référence chez le porc.
Procédures
* Opérations chirurgicales sous anesthésie générale (durée =1 heure) pour équiper les animaux de deux cathéters veineux et d'un capteur de température interne. Douze animaux sont concernés. * Tranquilisation à dose préanesthésique (durée = 15 min) pour la pose de capteurs physiologiques en intradermique. Dix-huit animaux sont concernés (12 animaux expérimentaux et 6 animaux utilisés dans des tests de design d'un des capteurs). * Prélèvements de sang en cinétique : 1/ après ingestion d'un repas (durée totale de 4 heures), nous allons réaliser une cinétique de prélèvements 2 fois pendant l'expérimentation. Pour chaque cinétique, 15 prélèvements de 2,5 mL seront effectués; et 2/ durant un nycthémère (24 h), nous allons réaliser une cinétique de prélèvements 2 fois durant l'expérimentation également. Pour chaque cinétique, 24 prélèvements de 2,5 mL seront effectués. Au toal, ces prélèvements de sang via un petit tuyau inséré dans la veine jugulaire, correspondent à 6 % du volume circulant prélevé sur chaque porc. Douze animaux déclarés dans la demande d'autorisation de projet sont concernés. * Prélèvements de salive : 2 prélèvements/jour 5 fois pendant l'essai à l'aide d'un tampon à mâcher (durée du prélèvement = 2 min). Douze animaux déclarés dans la demande d'autorisation de projet sont concernés.
Impact sur les animaux
Tous les porcs seront hébergés dans des loges individuelles durant 4 semaines, constituant une contrainte pour un animal vivant habituellement en groupe. Ce logement est strictement nécessaire pour obtenir un corpus de données individuelles (comportement alimentaire, prise de sang sériées, mesure en continue de la glycémie, etc..). L’implantation intramusculaire du capteur de mesure de la température interne et l’insertion de deux petits tuyaux souples (cathéters) dans la veine jugulaire s'effectuent sous anesthésie générale (mélange gazeux). Cette anesthésie et la phase de réveil constituent en soi une nuisance pour l’animal, de même que la phase de cicatrisation qui suit l’opération. Nous ne pouvons pas totalement exclure la survenue d’une infection locale liée à la présence et à l'utilisation du cathéter. La présence d'aiguilles sur les deux capteurs placés en intradermique (1 aiguille de 10 mm pour le capteur glycémique, plusieurs microaiguilles de 2 800 µm de hauteur et 600 µm de diamètre pour le capteur de conductimétrie) peuvent entraîner une gêne pour l’animal lors de ses mouvements. Les capteurs métaboliques sont sécurisés sur l’encolure de l’animal par une bande adhésive, ce qui peut entraîner une gêne. Les prélèvements de sang et de salive étant réalisés par du personnel compétent dans le cadre de procédures où les points limites sont définis et où des observations quotidiennes sont faîtes sur les animaux, nous ne nous attendons pas à des nuisances particulières liées aux prélèvements. Enfin, une nuisance attendue est liée à l’exposition des porcs à la chaleur, sans pouvoir totalement exclure la survenue d’une hyperthermie grave (>41,5°C pour la température interne).
Devenir
Les porcs (n=12) ayant subi une opération chirurgicale ne pourront pas être réintégrés dans le troupeau. Ils seront euthanasiés à la fin de l'expérience. Les porcs utilisés pour optimiser le design du capteur de conductimétrie (n=6) seront également euthanasiés pour pouvoir examiner l'état de leur derme après implantation du capteur. Les porcs non opérés (12 porcs) servent de témoins pour valider l’absence d’effets négatifs de l’opération sur le comportement; s'ils ne sont pas utilisés comme remplaçants d’un des animaux expérimentaux en cas d’atteinte d’un point limite, ils seront replacés dans un bâtiment d'élevage dédié, et conduits selon des pratiques d'élevage standards jusqu'au stade de commercialisation (environ 115 kg de poids vif). Il n'y a pas de réutilisation de ces animaux à des fins scientifiques..
Remplacement
Le porc est l'espèce cible de ce projet qui vise à étudier les mécanismes de régulation des constantes physiologiques face aux défis posés par des changements dans l'environnement et vis à vis de variations de son état de bien-être. Il n'est pas possible d'étudier les variations des paramètres métaboliques et physiologiques au regard des modifications comportementales, sans utiliser des porcs de génotype conventionnel (Large White x Landrace x Piétrain) utilisés actuellement dans les élevages commerciaux. Cela permettra ensuite d’objectiver les actions à mettre en place en élevage, et au bénéfice de la santé des porcs et de leur bien-être. L'utilisation d'animaux vivants est nécessaire pour rendre compte de processus biologiques extrêmement dynamiques et sujets à une large variabilité entre individus, face aux variations de la température ambiante. Le remplacement n’est pas possible car l’utilisation d’animaux est inhérente au type d’étude (stratégies individuelles d'adaptation des porcs aux impacts du changement climatique).
Réduction
Nous avons réduit le nombre d’animaux au minimum statistique en fonction des mesures effectuées. Chaque porc est son propre témoin durant les deux périodes expérimentales (thermoneutralité et chaleur), ce qui permet de réduire le nombre d'animaux nécessaires (ANOVA intra-porc avec l'effet répété du temps pour comparer les valeurs à thermoneutralité ou en période de température chaude). Outre la bibliographie sur la variabilité des constantes physiologiques et métaboliques, un précédent projet sur la validation de capteurs glycémiques a permis de confirmer qu'un nombre de 10 à 12 porcs est optimal pour prendre en compte les échecs de fonctionnement du cathéter ou du capteur.
Raffinement
Les animaux bénéficieront d’un suivi très proche par les techniciens en expérimentation animale formés à l'éthique. La surface des loges (2 m²) permet à l'animal d'avoir une activité minimale et les loges offrent la possibilité d'interactions entre porcs grâce à des ouvertures faites dans les séparations entre deux loges. Dans chaque loge, des jouets (toile, étoile...) et d'autres dispositifs d'enrichissement (ex. chaine) seront placés et régulièrement renouvelés afin de limiter l'ennui. Toute intervention potentiellement douloureuse ou stressante sera réalisée par du personnel habilité, formé et expérimenté et les animaux seront suivis de manière rapprochée dans les minutes et heures qui suivent l’intervention. L’utilisation d'un capteur de température placée en intramusculaire nous permet de limiter les interactions entre les expérimentateurs et les animaux et le stress engendré par la prise de température manuelle par thermomètre rectal, tout en améliorant la qualité de la mesure obtenue (fréquence et précision). Dans le cadre de prélèvements répétés de sang, le recours à un cathéter veineux permet de réduire significativement le niveau de stress de l’animal, comparativement à celui induit par un prélèvement de sang obtenu à l’aide une aiguille plantée dans la jugulaire et nécessitant la contention de l’animal par un dispositif de contention nasale. Les prélèvements de sang au cathéter jugulaire sont réduits au volume nécessaire pour les dosages de constantes métaboliques (2,5 mL/prélèvement) pour une cinétique avec 15 points de prélèvements après un repas test (1 point avant le repas, 14 points durant les 4 h qui suivent le repas). Durant le nycthémère complet, on prélèvera le même volume de 2,5 mL toutes les heures, soit 24 prélèvements. Ainsi, un volume total de 100 mL de sang sera prélevé la première semaine expérimentale et à nouveau 100 mL la deuxième semaine expérimentale. Cela correspond à environ 6% du volume sanguin total à l'issue de l'expérimentation, en considérant qu'il y a 65 mL de sang /kg de poids vif. L'utilisation de salivettes pour des prélèvements journaliers de salive pendant la période de stress thermique permet aussi de réduire le stress et la manipulation de l'animal grâce à une habituation au dispositif pendant la période d’adaptation. Les capteurs métaboliques ont pour objectif d'obtenir un grand nombre de données (toutes les 2 à 5 min) en continu pendant 5 jours mais sans avoir à manipuler l'animal.
Choix des espèces
- Le porc ne peut pas être remplacé par une espèce modèle compte tenu de la spécificité de ses réponses de thermorégulation (le porc ne possède pas de glandes sudoripares actives) face à un stress thermique. - Le porc est l'espèce cible du projet qui vise à trouver une méthode alternative pour étudier les évolutions des constantes physiologiques face aux défis posés par les modifications de son environnement ou les évolutions des pratiques d'élevage. Il n'est pas possible d'étudier les évolutions des taux sanguins de métabolites ou ions au bénéfice de la santé et du bien-être du porc en élevage, sans utiliser des porcs de génotype conventionnel. Les effets mesurés résultent de processus biologiques extrêmement dynamiques qui ne peuvent pas être reproduits sur des cellules en culture in vitro. Ces processus sont également sujets à de larges variations entre individus, nécessitant de les objectiver sur des sujets vigiles capables de se déplacer. - Nous avons choisi de travailler sur le porc en croissance car ce stade représente la plus grande partie des effectifs animaux au sein d'un élevage de porc et est connu pour être très sensible à la chaleur. Nous travaillerons sur des animaux avec un poids vif de 50-60 kg ce qui correspond au poids vif moyen des porcs en élevage commercial. Techniquement, le poids de 50-60 kg environ est idéal en termes de manipulation et de volume de sang disponible (prélèvements représentant au maximum 6% de son poids vif sur les 13 jours d'expérimentation).
Ecologie du Petit Molosse (Mormopterus francoismoutoui) et dynamiques d’infection sur l’île de la Réunion
- Conservation des espèces
- Recherche fondamentale
- Autre recherche fondamentale
- Éthologie / comportement / biologie animale
- Oncologie
9 000 Petits Molosses de La Réunion vont être capturés sur cinq ans, chacun pouvant subir jusqu'à douze gestes d'affilée en quelques minutes : mesures, prélèvement d'urine, de fèces, de poils, d'ectoparasites, écouvillon buccal, biopsie de l'aile, tatouage de l'aile, prise de sang, pose d'une puce sous la peau et d'un émetteur radio. Les procédures sont déclarées d'un niveau de souffrance léger et tous les individus sont relâchés sur leur site de capture, en moyenne une heure et demie après le piégeage. Cette chauve-souris est le seul mammifère indigène de l'île, et le projet la suit pour comprendre comment l'urbanisation modifie ses populations et la circulation des agents infectieux qu'elle porte. Le porteur ne dit pas combien d'individus sont repris d'une session à l'autre, ni combien de fois un même animal peut passer par cette série de gestes.
Objectifs
Malgré le caractère patrimonial du Petit Molosse de la Réunion (seule mammifère indigène et endémique de l’île), sa biologie reste mal connue. Un programme de suivi des populations a débuté en Octobre 2018 et a permis de capturer plus de 7000 individus dans plusieurs colonies. Les données issues de ces captures ont permis d’apporter de nombreuses informations sur la composition et la taille des colonies, le cycle de reproduction et la structure génétique au sein de l’île. Un suivi épidémiologique, réalisé à partir de milliers d’échantillons collectés, a également permis d’apporter les premiers éléments sur l’évolution temporelle du statut infectieux des individus et les niveaux de stress dans la population. Un suivi à long terme est maintenant nécessaire afin de mieux caractériser l’évolution de ses populations face à certaines pressions d’origine humaine (ex : urbanisation, agriculture intensive, délocalisation des colonies) et les conséquences en cascade sur les dynamiques d’infection. L’objectif est donc de poursuivre la collecte de données et d’échantillons pour une période supplémentaire de 5 ans, en ouvrant le champ des analyses qui ont été réalisées jusque-là afin de répondre à de nouvelles questions. Les objectifs peuvent ainsi se décliner en trois grandes parties : 1) Etude de Capture-Marquage-Recapture et de télémétrie : Analyse de l’évolution démographique de la population et des déplacements au sein de l’île, 2) Etude d’éco-physiologie : Analyse de la plasticité physiologique (stress, microbiome) et comportementale (régime alimnetaire) des individus face à l’urbanisation, 3) Etude épidémiologique : Analyse des dynamiques spatio-temporelles d’infection et de l’évolution moléculaire des agents infectieux.
Bénéfices attendus
Ce projet apportera des informations essentielles sur la biologie de cette chauve-souris. Par exemple, la mesure de la condition corporelle des individus, des niveaux de stress et des modifications du microbiome permettra de tester si le Petit Molosse, bien que très présent en milieu urbain, subit des pressions liées aux changements de son habitat. Les données sur ses déplacements et l’utilisation de réseaux de gîtes pourront également servir à affiner les mesures de protection dans un contexte de délocalisation de colonies par exemple. De plus, la mesure de l’évolution des effectifs est un élément clé pour savoir si le Petit Molosse connaît un déclin, ou au contraire une expansion, de sa population. Enfin, si les connaissances épidémiologiques sont indispensables à l'évaluation du risque sanitaire lié aux agents infectieux associés à cette espèce, elles permettront également une meilleure sensibilitation du grand public et cohabitation avec la population humaine. Le suivi des Petits Molosses dans leur milieu naturel nécessite de pourvoir les identifier individuellement, c’est pourquoi nous avons jusque-là utilisé le marquage par tatouage alaire, qui donne de très bons résultats. Néanmoins, le tatouage nécessite de recapturer les individus pour pouvoir les identifier, et s’atténue avec les années. Nous souhaitons donc tester un marquage par transpondage (insertion sous-cutanée d’une puce RFID). Grâce à la pose d’antennes électromégantiques à l’entre des colonies de chauves-souris, cette méthode permet de suivre la présence des individus transpondés dans les colonies de manière automatique, sans avoir besoin de les recapturer, et de manière beaucoup plus fine (données journalières).
Procédures
Les procédures réalisées sur les chauves-souris sont toutes légères et courtes, mais le cumul de gestes est à prendre en compte car la durée de capture sera en conséquence plus longue, et se déclinent comme suit: piégaeage et mise en pochon: 20 secondes, prise des mesures morphométriques : 10 secondes, prélèvement d’urine : 10 secondes, prélèvement de feces : 5 secondes, prélèvement de poils : 5 secondes, prélèvements d'ectoparasites : 5 secondes, écouvillon buccal : 5 secondes, biopsie alaire : 10 secondes, tatouage alaire : 20 secondes, prélèvement sanguin : 50 secondes, transpondage: 30 secondes, pose d'une métteur radio: 1 minute.
Impact sur les animaux
Les nuisances attendues seraient des effets aigus liés à la manipulation, comme le stress, mais nous n’attendons aucun effet sur le long terme, étant donné le caractère léger des procédures réalisées. Même si des mesures de raffinement et des points limites adaptés seront mis en place pour limiter le stress lié à la manipulation, nous pouvons observer des effets indésirables comme la fatigue (individu un peu léthargique) ou des blessures (même si nous n’en avons jamais observées depuis le programme de capture liées à nos manipulations), voire de légers hématomes liés aux prélèvements sanguins.
Devenir
Tous les animaux seront remis en liberté sur le site où ils ont été capturés immédiatement après réalisation de la procédure expérimentale.
Remplacement
Le projet porte spécifiquement sur l’espèce Mormopterus francoismoutoui dans son milieu naturel. Cette espèce ne peut donc être remplacée.
Réduction
Un maximum de 60 individus sera échantillonné à chaque session de capture. Ce nombre permet de limiter le temps d’attente des individus avant manipulation, tout en assurant un nombre suffisant d’échantillons pour la détection d’une prévalence d’infection même à des niveaux relativement faibles (
Raffinement
Quand un accès à la colonie est possible en journée, nous capturons les individus pendant la journée, afin de les relâcher avant la tombée de la nuit et ainsi leur permettre d’aller se nourrir. Sinon, les captures sont réalisées à la tombée de la nuit lorsque les individus partent se nourrir. Tous les individus capturés sont manipulés sur le site de capture et relachés en moyenne 1h30 après la capture. Selon les sites et la température, nous manipulons sous tente pour maintenir une température adéquate ou pour être isolés dans des sites avec beaucoup de passages. Pour les captures à la tombée de la nuit, les pièges (harpes ou filets japonais) sont disposés à proximité de la sortie du gîte, mais sans bloquer la sortie des individus, afin de s’assurer que seule une petite proportion d’individus qui quittent la colonie se prennent dans les pièges. Lors de la capture, les manipulateurs restent à proximité des pièges pour les surveiller constamment, et récupérer les individus au plus vite. Dans certains cas, nous piégeons à l’intérieur des gîtes (caisson de ponts, grotte). Cela se fait avec un filet à papillon en approchant délicatement les individus posés sur les surfaces, quelques heures avant la tombée de la nuit. Dans les deux cas, nous ne capturons que le nombre d’individus souhaité (maximum 60/session). Aucune capture au filet à papillon n’est effectuée sur des individus en vol. La manipulation des chauves-souris se fait sur le site de capture pour réduire le temps de rétention et ainsi le stress. Toutes les chauves-souris capturées sont immédiatement hydratées avec de l’eau (une goutte d’eau à la commissure des lèvres) et placées individuellement dans des pochons propres opaque, suspendus au calme et à l’ombre, et recouverts d’un tissu polaire avec des bouillotes si besoin, pour maintenir leur température corporelle. La composition de l’équipe de capture est faite en sorte que les individus soient manipulés rapidement (3 minutes en main en moyenne) et puissent être relâchés au plus vite. Autour des pièges et de la table de manipulation, nous veillons à maintenir une ambiance sonore réduite et utilisons des tapis sur la table pour limiter le bruit de choc des outils de mesures et prélevements avec la table.
Choix des espèces
Le projet porte spécifiquement sur l’espèce Mormopterus francoismoutoui dans son milieu naturel. Cette espèce ne peut donc être remplacée. Pour couvrir l’ensemble du cycle biologique, nous continuerons à capturer des individus adultes et des juvéniles volants. Seuls les nouveaux-nés et juvéniles non-volants ne sont pas capturés.
RAS Relation trophique Anguilles Silures
- Conservation des espèces
- Recherche fondamentale
- Éthologie / comportement / biologie animale
- Oncologie
Piégées au verveux, anesthésiées par balnéation, ouvertes pour recevoir dans la cavité abdominale un émetteur acoustique de deux grammes et une puce RFID, puis remises à l'eau au point exact de leur capture : 200 anguilles européennes et 30 silures subissent des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. L'émetteur posé sur les anguilles porte un capteur qui réagit à l'acide gastrique, de sorte que la digestion d'une anguille par un silure se lise à distance. Aucun poisson n'est tué, et le porteur affirme n'avoir jamais observé de mortalité à court terme lors des marquages précédents. Les 200 individus opérés appartiennent à une espèce classée en danger critique d'extinction, ce que le porteur donne précisément comme raison de vérifier si le silure les prédate.
Objectifs
Ce projet a pour but d’identifier les éventuelles relations trophiques entre une espèce en danger critique d’extinction (l’anguille européenne, statut Union International pour la Conservation de la Nature) et une espèce considérée comme exotique envahissante (le silure glane, classé par le centre de ressource Espèces Exotiques Envahissantes coordonné par l’UICN et l’OFB). L’impact de cette espèce sur d’autres espèces migratrices de la même famille que les anguilles a déjà été mis en évidence, notamment chez les lamproies, les aloses et les saumons. Des relations trophiques entre silure et anguille sont donc possibles, et sont déjà souvent mises en avant par une partie de la société (pêcheurs professionnels et loisirs) mais n’ont pas encore été étayées de manière scientifique et rigoureuse. Ce projet vise donc à vérifier dans un premier temps si les silures prédatent les anguilles, et si oui à quantifier cette relation trophique dans un second temps. Pour répondre à ces objectifs, un suivi en télémétrie acoustique sera réalisé sur des anguilles et des silures. Les anguilles seront équipées avec des marques à capteurs de prédation, capable d’identifier un événement de prédation. Des silures seront aussi équipés avec des marques acoustiques afin de donner des informations sur l’utilisation temporelle des habitats.
Bénéfices attendus
La gestion du silure doit se faire sur la base de faits scientifiques avérés et robustes. Si le silure a un effet important sur les populations d’anguilles, compte tenu du statut critique de cette espèce, il sera nécessaire de prendre en compte très rapidement des mesures afin de limiter l’expansion géographique et démographique des silures. A ce titre, il est attendu de cette étude de délivrer des informations fiables sur : - la réalité d’une prédation des anguilles par les silures ; - ce taux de prédation, le cas échéant. Ces données seront utilisées dans les plans de gestion des poissons migrateurs amphihalins dont font partis les aloses, les saumons, les anguilles, ou les mulets par exemple .
Procédures
Cette étude sera composée de plusieurs volets : - premièrement, un suivi en télémétrie acoustique avec marques à capteurs de prédation sera réalisé sur les anguilles. Ces marques sont des marques de télémétrie classiques (donc programmées pour émettre un signal ultrasonique régulièrement afin de pouvoir suivre les individus marqués dans le milieu) auxquelles un capteur supplémentaire a été ajouté. Ce capteur va réagir avec l’acide présent dans les estomacs des poissons prédateurs et il est donc possible de savoir si le poisson hôte dans lequel la marque a été placée au début a été prédaté ou pas. Les données issues du capteur sont envoyées classiquement par la marque acoustique via des ultrasons, qui sont captés dans le système d’étude par un réseau de récepteurs acoustiques. Sur cette action, 200 anguilles jaunes (plus de 40 cm) seront marquées en 4 lots de 50 individus, en avril, juillet 2024 et 2025. Ces marques seront placées dans la cavité péritonéale par opération chirurgicale sous anesthésie générale. Les marques mesureront 7 mm de diamètre, 1.5 cm de long et pèse 2 g, ce qui en théorie autorise le marquage dès 100 g soit 300 mm environ. Par mesure de sécurité, cette limite a été relevée à 400 mm. Les poissons seront ensuite suivis sur le marais de 2024 à 2026. Ces marques sont encapsulées dans une coque moulé en résine époxy de manière à ce que à l’échelle de la vie d’un poisson, aucun effet de ces marques n’a jamais été observée ou mis en évidence. A l’inverse, de nombreux poissons sont suivis des années sans montrer aucune modification comportementale. Un second émetteur de type RFID (aussi appelé pit-tags) sera introduit dans la cavité en même temps (donc n’entraine aucune manipulation supplémentaire) afin que les anguilles marquées puissent être identifiées facilement par le pêcheur. Ces marques sont de taille très réduite (moins de 2 mm de diamètre pour un dixième de gramme), et leur innocuité sur cette espèce a été déjà et fréquemment démontrée (moulage dans une capsule de verre incassable). - en parallèle, 30 silures seront marqués aussi avec des marques de télémétrie acoustique classiques, sans capteur de prédation, en suivant exactement la même procédure que pour les anguilles. Ce marquage a pour but d’estimer le taux d’occupation du marais par les silures en fonction de la saison et donc ainsi de relativiser une éventuelle prédation.
Impact sur les animaux
Comme toutes expériences en écologie comportementale, le stress lors des captures doit être pris en compte. Pour cela, pour les anguilles, seuls des verveux (grandes nasses en filet non maillant) seront utilisés pour les captures. Ces engins sont des pièges et non des filets, et disposent d’un volume assez conséquent dans lequel les poissons sont piégés. De plus, ces pièges sont relevés quotidiennement afin de réduire le stress d’une captivité prolongée. Les silures seront aussi capturés avec des verveux mais adaptés à leur grande taille. Ces pièges seront aussi relevés quotidiennement afin de réduire le stress d’une captivité prolongée. Malgré les précautions prises, un problème lors de l’insertion chirurgicale est toujours à envisager. Mais l’expérience de l’équipe et la robustesse des deux espèces (anguilles et silures) nous amène à être très confiants sur l’absence d’effets létaux ou délétères lors du marquage. Sur les marquages précédents, aucune mortalité à court terme n’a jamais été observée sur ces deux espèces. De plus, sur les anguilles, des tests d’effet à plusieurs semaines ont déjà été réalisés et n’ont jamais montré aucune mortalité ni effet délétère. Le marquage chirurgical sera réalisé sous anesthésie générale, qui, dans l’état actuel des connaissances et bonnes pratiques vétérinaires, semble agir aussi comme analgésique chez les poissons.
Devenir
Le principe est de suivre les animaux dans leur milieu naturel et d’observer une éventuelle prédation des anguilles par les silures en utilisant des marques acoustiques à capteurs de prédation qui réagissent avec l’acidité des estomacs. Tous les animaux marqués seront donc replacés dans leur milieu naturel, à l'endroit précis de leurs captures.
Remplacement
L’étude vise à étudier des relations de type Proies-Prédateurs en milieu naturel, il n’est donc pas possible de remplacer les animaux dans cette étude.
Réduction
Cette étude vise à vérifier et à quantifier (le cas échéant) le taux de prédation des anguilles par les silures. La méthode retenue est la télémétrie acoustique avec des marques à capteurs de prédation, capable d’identifier une évènement de prédation. Cette prédation, si elle existe, pourrait être variable en fonction de la saison, les silures étant une espèce plus active au printemps et à l’été. Ainsi, l’étude doit porter sur une longue durée (36 mois) qui pourrait entrainer des pertes d’individus marqués par émigration naturelle. Ainsi, il est nécessaire d’avoir un effectif suffisant. L’ensemble du protocole, dont les nombres d’individus à marquer, a été validé par un comité de pilotage composé de spécialistes français en télémétrie. Le protocole prévoit 4 lots de 50 anguilles, soit 200 anguilles en tout. Ce nombre a été défini par le comité de pilotage en tenant compte de 1 – la taille du site ; 2 – les taux de perte (migration et prédation) attendus ; 3 – le respect de l’espace acoustique (trop d’individus marqués en même temps dans un même espace clos réduit les probabilités de détection). Ce nombre est donc l’effectif minimal qui permettrait de voir si la prédation a effet significatif sur les populations d’anguilles, compte tenu de toutes les limites évoquées ci-dessus. C’est la taille utilisée dans les études précédentes du même genre. Le protocole prévoit aussi le marquage d’un lot de 30 silures. La taille de ce lot est celle classiquement utilisée dans les études du même genre, et permet d’obtenir des données assez robustes pour définir l’utilisation spatio-temporelle d’un habitat par une espèce.
Raffinement
Plusieurs mesures ont été mises en place afin de limiter la souffrance et le stress des individus lors des captures et des marquages. La capture se fera avec les engins les plus adaptés pour limiter les blessures des espèces concernées, ainsi que leur stress. Les pièges seront relevés tous les jours afin de limiter le temps de captivité. La pose des marques télémétriques s’effectuera sous anesthésie générale en balnéation, avec entretien par flux continu et ajustement si nécessaire de manière à maintenir la stabilité de l’anesthésie tout au long de l’intervention. Les animaux seront placés en réveil dans un bac d’eau oxygéné jusqu’à récupération complète avant relâche dans le milieu naturel. En même temps, un second émetteur, passif (RFID) et de plus petite taille, sera aussi introduit dans chaque individu afin que le pêcheur titulaire du droit de pêche sur le marais puisse vérifier que les individus péchés par la suite lors de son activité professionnelle ne soit pas des individus suivis. Cette marque sera placée au même endroit que la marque acoustique. En cas de capture d’un individu marqué, le pêcheur aura l’obligation de le remettre immédiatement à l’eau. Après marquage, chaque individu est gardé dans un bac de réveil jusqu’à dissipation totale des effets de l’anesthésiant, puis remis à l’eau à l’endroit exact de la capture.
Choix des espèces
L’anguille européenne est une espèce animal en danger critique d’extinction. Toutes les mesures visant à alléger les pressions subies par cette espèce doivent donc être mises en place de manière rapide. Les espèces exotiques envahissantes, et notamment le silure, sont une pression déjà identifiée sur certaines espèces migratrices comme les lamproies, les saumons et les aloses. L’impact sur les anguilles est donc possible et cette étude servira à démontrer l’effet (ou non) des silures sur les anguilles. L’étude portera sur les anguilles jaunes, le stade sédentaire de croissance des anguilles européennes, et sur les silures adultes de plus de 3 ans (30-40 cm). L’impact du silure sur la phase migratrice des anguilles (anguilles argentées) a déjà été réalisé. Ce projet vise quant à lui à étudier l’impact sur la phase de croissance sédentaire.
Etude des mécanismes impliqués dans la susceptibilité à l’initiation tumorale intestinale
- Recherche fondamentale
- Oncologie
- Système gastrointestinal
- Système immunitaire
848 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Elles reçoivent des injections dans l'abdomen et un prélèvement de sang sous anesthésie, puis développent des lésions intestinales bénignes, effet recherché par le protocole. Le bénéfice annoncé tient à la découverte éventuelle de marqueurs précoces du cancer colorectal, quand l'atteinte est provoquée dès le départ chez chaque animal. L'effectif de 848 n'est rattaché à aucun calcul, le porteur indiquant seulement s'appuyer sur des données antérieures et vouloir engager de petits groupes pour abandonner vite les pistes non concluantes.
Objectifs
Le cancer colorectal (CCR) reste un problème majeur de santé publique malgré les progrès réalisés ces dernières années. De ce fait, il est urgent de développer des outils permettant un suivi précoce de patients à risque, permettant la mise en place de traitements adaptés minimisant l’évolution des lésions précoces en lésions cancéreuses. A ce titre, ce projet se focalisera sur les mécanismes biologiques impliqués dans l’initiation tumorale, l’élucidation de ces derniers pouvant aboutir à de nouvelles cibles thérapeutiques ou aider au dépistage. Plusieurs études ont montré le rôle critique de certaines cellules tapissant l'intestin dans la mise en place d’une réponse immunitaire dérégulée, pouvant potentiellement favoriser l’initiation tumorale. L’objectif de ce projet est de découvrir comment ces cellules peuvent dialoguer avec le système immunitaire et favoriser l’inflammation. Nous nous focaliserons sur le rôle d'une classe de molécules messagères particulières de l’inflammation. Notre stratégie expérimentale visera à comparer la fréquence d’initiation de lésions intestinales bénignes dans des souris pour lesquelles un gène responsable de la production de ces molécules sera inactivé ou non.
Bénéfices attendus
Nous attendons des résultats prometteurs, permettant une meilleure compréhension des toutes premières étapes de la mise en place d'un environnement inflammatoire dans le tube digestif, connu comme facteur augmentant le risque de développement de lésions précancéreuses. A ce titre, ce projet peut avoir des bénéfices en termes de découverte de biomarqueurs précoces (à visée préventive et diagnostique).
Procédures
Les animaux recevront des injections de substances (les injections durent moins d’une minute), et un seul prélèvement sanguin sous anesthésie (d’une durée de 5 min).
Impact sur les animaux
Les animaux seront soumis aux nuisances suivantes : injection de substances par voie intrapéritonéale et prélèvement sanguin, générant un stress et une douleur de manière ponctuelle. L'effet indésirable est le développement, à terme, de lésions intestinales bénignes.
Devenir
Les individus seront euthanasiés et utilisés pour prélèvements sanguins et tissulaires.
Remplacement
Les questions posées dans le cadre de ce projet (interactions entre types cellulaires et organes différents) impliquent l’utilisation de modèles murins reflétant au mieux la physiologie d’un point de vue intégrée. La réponse aux questions soulevées dans ce projet ne peut en aucun cas être abordée par un seul modèle de substitution.
Réduction
Le nombre d’animaux prévu dans le cadre de ce projet a été défini en nous appuyant sur les données précédemment obtenues, afin de nous permettre d’obtenir des données interprétables. Notre stratégie pour réduire le nombre d’animaux consistera à engager de petits groupes d’individus, nous permettant de valider ou d’invalider nos hypothèses de travail le plus rapidement possible. Si une de nos pistes de travail ne s’avère plus pertinente, les expériences associées seront abandonnées, réduisant de fait le nombre d’animaux engagés en procédures.
Raffinement
Notre stratégie expérimentale consiste à analyser les individus à des temps très précoces, pour minimiser la mise en place de l'initiation de lésions intestinales, et demander un suivi de ces derniers lors des changes hebdomadaires. Afin de réduire au maximum la douleur et l’angoisse que certaines procédures pourraient engendrer chez les animaux, les animaux seront traités avec des anesthésiques et des analgésiques. Une stratégie de suivi adaptée sera mise en place pour le devenir des animaux (grilles de scores), incluant des points limites suffisamment prédictifs.
Choix des espèces
La souris est un excellent modèle pour notre projet, puisque disposant d’un système digestif et immunitaire présentant de nombreuses similitudes avec l’homme. Les modèles génétiquement modifiés utilisés dans ce projet sont d'excellents modèles pour induire l'apparition de lésions intestinales, récapitulant leur développement chez l'homme. Les animaux seront étudiés entre 6 et 20 semaines d'âge, dès lors que le système digestif est mature.
Étude de couronne protéique et de la pharmacocinétique de nanomédicaments innovants chez le rat
- Recherche fondamentale
- Autre recherche fondamentale
- Oncologie
- Système respiratoire
1 000 rats vont être utilisés dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger, chacun anesthésié, rasé, injecté par voie intraveineuse, une partie d'entre eux subissant en plus huit prélèvements de sang en trois jours. Ils sont tués entre un et trois jours après l'injection, pour récupérer le sang et les organes. L'objet est de savoir quelles protéines du sang se fixent sur des nanomédicaments et comment ces particules circulent, connaissances dont le porteur situe l'exploitation par les laboratoires un an après chaque série de travaux. Il indique travailler avec quatre rats par groupe, sans dire ce qui conduit de ce chiffre au millier d'animaux demandés.
Objectifs
La connaissance et la compréhension des mécanismes fondamentaux régissant les interactions de biomolécules avec des nanomédicaments et l’impact sur le devenir biologique ont été très peu explorées. L'hypothèse du projet est que la modification des propriétés de nanomatériaux aura un impact significatif sur la composition et la conformation de la couronne protéique et, par conséquent, sur leur comportement biologique. Dans ce contexte, ce projet a deux objectifs principaux : Objectif 1 : comprendre les mécanismes fondamentaux régissant les interactions de biomolécules avec des nanomédicaments après leur administration dans le sang. Objectif 2 : étudier les conséquences biologiques de ces interactions sur le devenir biologique, notamment la pharmacocinétique. Ainsi, nous espérons obtenir des profils de pharmacocinétiques maitrisés en fonction des propriétés des nanomédicaments utilisées.
Bénéfices attendus
A l’heure actuelle, plusieurs études ont montré que les interactions de nanomédicaments avec les protéines étudiées in vitro sont différents des interactions de ces mêmes nanomédicaments étudiés chez le petit animal. L’utilisation de modèles animaux pour ce type d’étude est incontournable. Quant à la pharmacocinétique, elle nécessite l’utilisation de modèles animaux ce qui permettra de mimer de la manière la plus proche possible ce qui se passerait lorsque ces nanomédicaments seront administrés chez l’humain. Ce projet apportera de nouvelles connaissances scientifiques fondamentales à travers la compréhension des relations entre les propriétés physicochimiques de nanomédicaments innovants et leurs comportements vis-à-vis des protéines du sang ainsi que la pharmacocinétique. Plus précisément, de nouveaux paramètres des nanomédicaments tels que la conformation au niveau de la surface des nanomédicaments, la morphologie des nanomédicaments ainsi que leur composition sur les interactions avec les protéines du sang et la pharmacocinétique seront mieux compris. Ces connaissances conduiront à de nouvelles applications pour exploiter la couronne protéique et ouvriront la voie pour des stratégies alternatives pour le ciblage. Contrôler l'adsorption des protéines par une conception rationnelle de nanomédicaments avec une identité synthétique spécifique qui favorise la sélection de protéines endogènes apportera des avantages thérapeutiques prometteurs. Ces connaissances conduiront à de nouvelles applications pour exploiter les propriétés des nanomédicaments et ouvriront la voie pour des stratégies alternatives pour contrôler le devenir biologique des nanomédicaments. Ainsi, cette compréhension apportera des avantages thérapeutiques prometteurs et permettra de développer les nanomédicaments du futur de manière rationnelle. L’échéance à laquelle le projet sera profitable est estimée à 1 année après la fin de chaque série de travaux. Ainsi, les publications scientifiques permettront d’exploiter rapidement ces résultats par la communauté scientifique et par les industriels.
Procédures
Les rats seront anesthésiés par une anesthésie gazeuse, une identification individuelle sera effectuée puis ils seront rasés afin de réaliser une injection intra-veineuse (durée environ 5 minutes) puis réveillés. Une partie des animaux du projet seront également impliqués dans 8 prélèvements sanguins effectué sur animal vigile sur une durée de 3 jours. Enfin, après la période de maintien prévu (entre 1 et 3 jours) les animaux seront euthanasiés par une méthode réglementaire en vue des différents prélèvements et analyses nécessaires.
Impact sur les animaux
Il n’est pas attendu que les formulations elles-mêmes soient toxiques pour l’animal. Les principales nuisances sont dues aux manipulations des animaux pourront qui pourraient induire un stress. Les prélèvements sanguins pourraient induire un saignement. L’anesthésie pourrait induire une baisse de la thermorégulation et une détresse respiratoire.
Devenir
Tous les animaux seront euthanasiés à la fin des procédures. La réutilisation des animaux n’est pas possible car les effets des procédures que les animaux ont subies pourraient potentiellement introduire une variabilité indésirable/confondre les résultats de toute étude ultérieure. De plus, les animaux seront euthanasiés pour récupérer le sang et collecter les organes.
Remplacement
Nous avons préalablement évalué, par des expériences in vitro, la stabilité dans au cours du temps et le comportement cytotoxique éventuel de nos formulations. Ces études préalables nous ont permis de sélectionner les formulations à tester chez l’animal. La souris est le meilleur modèle animal permettant d’étudier les interactions avec les protéines et la pharmacocinétique. Ce modèle relativement petit est un ensemble de systèmes biologiques proches de ceux de l’humain, qui permet d’étudier assez précisément les effets indésirable potentiels d’une formulation ou une molécule. Cependant, il a été démontré par des travaux antérieurs que le temps de circulation de nanomédicaments dans le sang du rat est plus long que celui de la souris. Ainsi, il est primordial d’étudier ces comportements biologiques sur le rat. Un exemple pertinent est celui du système du complément du rat qui est proche de celui du porc (considéré comme le meilleur modèle animal pour étudier la couronne protéique et la pharmacocinétique).
Réduction
Le nombre total d’animaux utilisés est de 1000 rats. Les procédures expérimentales ont été réfléchies. Ces procédures ont été élaborées afin d’utiliser le moins d’animaux possible tout en ayant des résultats statistiquement satisfaisants. En effet, nous avons préalablement réalisé des études bibliographiques pour sélectionner les meilleures procédures. Nous avons également évalué par des études in vitro plusieurs formulations pour ne tester chez l’animal que les formulations finales, ce qui nous a permis de réduire le nombre d’animaux utilisés. Notre stratégie statistique consiste à réaliser des tests statistiques pour les échantillons de faible taille. Le nombre d’animaux doit être de 4 rats par groupe pour les expériences qui présentent une variabilité comme la couronne protéique et la pharmacocinétique.
Raffinement
L’hébergement des animaux est conforme à la réglementation et leur cage contient deux enrichissements. Nous nous attacherons à réduire au maximum la souffrance des rats. Les procédures d’administration seront réalisées sous anesthésie générale. Une grille d'évaluation de la douleur adaptée à ce projet a été élaborée pour surveiller l’état général de l’animal, son apparence, son comportement, révélateurs du niveau de douleur. Des antalgiques sont prévus en cas de nécessité et un niveau de douleur trop élevé entraînera l’euthanasie anticipée de l'animal. Chez le rat anesthésié, tout signe de souffrance induira un arrêt de la procédure, une analgésie et une nouvelle induction de l’anesthésie. Après l’anesthésie, le rat sera placé dans une cage thermostatée le temps du réveil et de la récupération interventionnelle et post examen. Plus généralement, un animal peut être isolé de ses congénères s’il y a présence de blessures. Dans ce cas : un enrichissement supplémentaire sera ajouté dans la cage et la justification d’isolement sera validée. Les blessures seront le cas échéant désinfectées.
Choix des espèces
Pour notre projet d’étude du comportement des nanomédicaments vis-à-vis des protéines circulantes dans le sang des animaux et la pharmacocinétique, seul un système complexe tel que l’animal peut permettre de répondre à cette question. La souris est le meilleur modèle animal permettant d’étudier les interactions avec les protéines et la pharmacocinétique. Ce modèle relativement petit est un ensemble de systèmes biologiques proches de ceux de l’humain, qui permet d’étudier assez précisément les effets indésirable potentiels d’une formulation ou une molécule. Cependant, il a été démontré par des travaux antérieurs que le temps de circulation de nanomédicaments dans le sang du rat est plus long que celui de la souris. Ainsi, il est primordial d’étudier ces comportements biologiques sur le rat. Un exemple pertinent est celui du système du complément du rat qui est proche de celui du porc (considéré comme le meilleur modèle animal pour étudier la couronne protéique et la pharmacocinétique). Nous utiliserons des rats Wistar adultes de 6 semaines. Les expérimentations nécessitent l’utilisation de rats au stade adulte. Les rats ont une bonne immunité permettant de refléter ce qui se passe chez l’Homme.