Oncologie
- Autre recherche fondamentale
- Biologie du développement
- Éthologie / comportement / biologie animale
- Multisystémique
- Organes sensoriels
- Système cardiaque
- Système endocrinien
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- Système nerveux
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- Système urogénital
Etude par imagerie de l’impact cérébral de maladies hépatiques
- Recherche fondamentale
- Éthologie / comportement / biologie animale
- Multisystémique
- Oncologie
- Système endocrinien
200 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Elles reçoivent un régime enrichi en graisses et en sucre pendant 23 semaines, six séances d'imagerie sous anesthésie avec injection d'un radiotraceur et des tests comportementaux d'activité motrice, de dépression et d'anxiété, pour étudier par imagerie l'atteinte cérébrale liée à une maladie du foie. Le porteur décrit comme effets attendus une prise de poids et un possible stress au réveil des anesthésies. Il affirme qu'un modèle animal est "indispensable" pour cette approche globale et présente le rongeur comme le "modèle de choix".
Objectifs
La NAFLD (acronyme anglais, non-alcoholic fatty liver disease) regroupe un large spectre de maladies hépatiques chroniques caractérisées par une accumulation excessive de graisses dans le foie (stéatose) sans lien avec l’alcool, et qui touchent environ 25% de la population générale et 80% des personnes en obésité morbide. Dans certains cas, la maladie évolue vers la stéatohépatite non alcoolique (NASH, acronyme anglais non-alcoholic steatohepatitis), une forme sévère et irréversible avec inflammation. Cette forme agressive de la maladie favorise l’accumulation de fibrose et peut évoluer vers la cirrhose et ses complications, principalement cardiovasculaires. Cette maladie hépatique est désormais reconnue comme un dysfonctionnement multisystémique, c’est-à-dire que le mauvais fonctionnement du foie entraine le mauvais fonctionnement d’autres organes, comme le cerveau. L’encéphalopathie hépatique est la complication la plus fréquemment décrite et des études ont mis en évidence l’impact de l’obésité et d’une mauvaise alimentation sur le fonctionnement cérébral et cognitif. Cependant, les mécanismes cérébraux sous-jacents restent inconnus à ce jour. L’imagerie fonctionnelle offre la possibilité d’explorer in vivo certains des mécanismes élémentaires qui affectent le fonctionnement cérébral tels que le métabolisme cérébral, la densité synaptique ou l’intégrité de la barrière hémato-encéphalique (BHE). L’objectif de ce travail est de mettre en œuvre ces méthodes d’imagerie déjà développées et appliquées dans notre laboratoire, à un modèle rongeur NAFLD/NASH bien caractérisé afin d’identifier les mécanismes physiopathologiques à l’origine des dysfonctionnements cérébraux observés dans cette maladie hépatique.
Bénéfices attendus
Ce projet permettra d’identifier les différents mécanismes physiopathologiques impliqués dans le dysfonctionnement cérébral observé dans la NAFLD/NASH, et d’établir un score de corrélation entre ces dysfonctionnements cérébraux et les comportements observés chez ces animaux. Cela permettra également d’identifier quelle(s) méthode(s) d’imagerie sera la plus pertinente pour continuer le développement de cette approche chez l’homme. A plus long terme, cela permettra d’envisager l’étude de cette pathologie in vivo chez des patients atteints par ces pathologies avec pour objectif d’identifier de nouvelles cibles thérapeutiques.
Procédures
Les interventions prévues sur les animaux sont listées ci-dessous : -Administration d’un régime alimentaire enrichi en graisses et sucre, pendant 23 semaines. -Réalisation de sessions d’imagerie (6 par animale) sous anesthésie gazeuse (durée 120 minutes au maximum,) -Injection d’un radiotraceur (1 minute) -Les rongeurs seront soumis à des tests comportementaux ( 5/animale) afin de mesurer l'activité motrice qui dure 30 minutes, la dépression qui dure 6 minutes et l’anxiété qui dure 5 minutes. -
Impact sur les animaux
Les effets indésirables prévus sur les animaux : - Accumulation de gras dans le foie (asymptomatique) et prise de poids - Possible stress et désorientation au réveil de l’anesthésie relativement longue. - Stress possiblement induit par les tests de comportement
Devenir
Tous les animaux seront mis à mort à la fin des procédure afin d’extraire les organes et réaliser des manipulations ex vivo permettant de corréler les mécanismes biologiques, la distribution des biomarqueurs d’intérêt avec les données en imagerie.
Remplacement
Ce projet a pour objectif d’évaluer l’atteinte multisystémique d’une maladie hépatique. Un modèle animal est indispensable afin d’envisager cette approche globale de la pathologie. Le modèle rongeur NAFLD/NASH est le modèle de choix pour cette approche car déjà largement utilisé pour l’étude de cette maladie avec une atteinte cérébrale mise en évidence par certaines études. Le choix du rongeur est également adapté aux différentes expérimentations envisagées (imagerie et comportement) qui pourront être conduites aisément avec ces animaux.
Réduction
L’utilisation des différentes modalités d’imagerie permettra de réduire drastiquement le nombre d’animaux. Dans la mesure du possible, un même animal passera plusieurs examens d’imagerie sur plusieurs jours d’une même semaine (2 au maximum). Le nombre d'animaux par groupe a été déterminé comme minimal grâce à une approche statistique.
Raffinement
Les souris, âge de 4 semaines, seront hébergés par groupe dans une cage enrichie avec un tunnel de camouflage, bâtonnets de bois et du matériel pour la fabrication de nids. Les animaux seront observés quotidiennement par les zootechniciens en charge de leurs soins et par les expérimentateurs. Une semaine d’acclimatation est prévue au début de leur séjour et avant de débuter le régime alimentaire HFHSD. Un suivi régulier permettra d’éviter toute souffrance animale. Les animaux traités par le régime HFHSD feront l’objet d’une surveillance journalière et d’un suivi hebdomadaire du poids au cours du traitement. Toutes les interventions invasives (injections intraveineuses) sont réalisées sous anesthésies générales par voie gazeuse afin de minimiser le stress de l’animal et les douleurs liées aux interventions. Afin de minimiser le stress, la phase de réveil sera réalisée dans leur cage. Si un changement de cage est prévu, le transfert d’un peu de litière (généralement un papier absorbant) sera prévu dans la cage propre. En cas de complications, le vétérinaire de l’installation sera alerté afin de mettre en œuvre des traitements appropriés. L’étude comportementale sera réalisée avec des animaux vigiles mais sera conduite de manière la plus brève possible afin d’éviter tout stress supplémentaire aux animaux. Des points limites sont définis pour éviter toute souffrance animale. .
Choix des espèces
Ce projet a pour objectif d’évaluer l’impact sur le cerveau d’affections hépatiques. La souris est l’animal de choix car plusieurs modèles ont déjà été développés sur cette espèce pour reproduire des dysfonctionnements observés dans cette pathologie. Cette espèce présente également l’avantage d’être particulièrement adaptée aux études d’imagerie par TEP et IRM ainsi qu’à l’étude comportementale. Les souris utilisées seront au stade adulte quand le cerveau a atteint sa maturité et son développement complet (5 semaines à 8 semaines).
Développement du coeur et des muscles de la tête et du cou chez des modèles murins de malformations congénitales
- Recherche fondamentale
- Biologie du développement
- Oncologie
1 350 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dont 1 100 dans des procédures menées sans réveil. Il s'agit surtout d'embryons issus de croisements, les femelles gestantes recevant une injection intrapéritonéale ou une administration orale unique, pour étudier le développement du cœur et des muscles de la tête et du cou et l'origine de malformations congénitales. Le porteur décrit comme seul effet attendu sur les adultes le stress de contention lors de l'injection. Il affirme que les cultures de cellules ne peuvent "pas remplacer" la complexité des interactions tissulaires de l'embryon et présente les souris génétiquement modifiées comme "indispensables".
Objectifs
Ce projet vise à comprendre les mécanismes à la base du développement du cœur et des muscles de la tête et du cou et ainsi de comprendre les origines des malformations congénitales. Le cœur et les muscles de la tête se forment dans la même région de l'embryon et des défauts dans le développement de ces structures entraînent des malformations observées dans des syndromes génétiqueshumains. Comprendre comment ces destins musculaires sont établis dans l'embryon est donc une question de recherche majeure avec des conséquences importantes pour la compréhension de la pathologie humaine. Notre projet porte sur le développement du cœur et des muscles de la tête et du cou chez la souris, où ces processus sont très conservés chez l'homme. Les objectifs de notre projet sont les suivants: 1) Caractérisation de la régulation génétique des cellules qui forment le cœur chez l'embryon de souris. La perturbation de ces cellules entraîne des malformations congénitales qui touchent 1 naissance sur 100. Nous nous concentrerons sur les mécanismes de régulation des cellules qui contribuent aux cloisons entre les ventricules et les oreillettes du coeur. 2) Caractérisation des liens entre le développement du cœur et les muscles squelettiques de la tête et du cou. Ces muscles diffèrent dans leur origine des muscles du tronc et des membres. Nous définirons ici les régulateurs des différents destins musculaires.
Bénéfices attendus
Nos expériences contribueront à disséquer l'étiologie des pathologies du cœur et des muscles de la tête et du cou. Ces résultats permetttront la compréhension des mécanismes à la base des cardiopathies congénitales qui touchent 1 naissance sur 100 chez l’homme. . Nos résultats fourniront de nouveaux aperçus sur l'origine des défauts des muscles de la tête et du cou et, à long terme, pourraient mener au développement de nouvelles approches diagnostiques et thérapeutiques.
Procédures
Dans ce projet, nous étudierons essentiellement des embryons de souris générées par croisement de souris adultes sans phénotype. Les interventions dans de notre projet concernent les souris femelles gestantes et sont 1) l'injection intrapéritonéale durant quelques secondes (une fois dans la vie d'une souris, n=120) ou l'adminstration orale pendant un dizaine de secondes (une fois dans la vie d'une souris, n=130).
Impact sur les animaux
Les effets indésirables sur les animaux adultes seront réduits au stress dû à la contention pour l’injection ou pour l’alimentation orale.
Devenir
Tous les animaux adultes seront euthanasiés à la fin des procédures, afin de pouvoir prélever les embryons et analyser l'expression génique et la structure du coeur et des muscles en développement. Les embryons de stade de développement tardif seront également euthanasiés.
Remplacement
Les méthodes utilisant les cellules en culture ne peuvent pas remplacer la complexité des intéractions tissulaires dans l’embryon. La mise en culture isole les cellules du contexte physiologique, rendent impossible l'analyse de multiples destinées cellulaires et ne peuvent pas récapituler les étapes d'organogenèse nécessaires pour notre projet.
Réduction
Nous nous efforçons de limiter le nombre d’animaux par groupe en tenant compte des contrôles et en utilisant le maximum de données de chaque animal. Afin de réduire le nombre d'animaux, nous étudierons les cœurs et muscles de la tête et cou dans les mêmes embryons. Notre expérience antérieure a montré que l’injection et l'adminstration orale pouvait entraîner des variabilités dans les phénotypes. Afin d’obtenir des résultats statistiquement exploitables, nous en avons tenu compte dans l’estimation de l’effectif nécessaire de chaque groupe.
Raffinement
Les souris sont hébergées dans des zones satisfaisant leurs besoins physiologiques et leur apportant un maximum de bien-être. Les conditions de température, lumière, et humidité sont contrôlées. Les souris sont au nombre de 5 maximum par cage et disposent de différents enrichissements (coton, dôme et tubes en carton). L’eau et l’alimentation sont bien sûr en quantité et en qualité satisfaisante. Les animaux sont surveillés et soumis à une grille de score évaluant leur bien-être tout au long de leur vie. Elle établit les points limites nécessaitant une euthanasie.
Choix des espèces
L’expérimentation animale qui utilise des souris adultes en âge de procréer (âgées entre deux et dix mois) est indispensable à l’étude et à la réalisation de notre projet. Les souris génétiquement modifiées fournissent des modèles de cardiopathies congénitales et des études récentes ont mis en évidence des pathologies communes qui affectent le cœur et les muscles de la face et du cou. Malgré les stratégies de remplacement, par exemple l'approche cellulaire, ces dernières ne peuvent pas remplacer l’organisme entier en raison de l’isolement des cellules du contexte physiologique et de l’impossibilité d’analyser conjointement différents destinées cellulaires. Les animaux génétiquement modifiés sont essentiels pour nos projets afin d’identifier l’origine embryonnaire des anomalies couplées et d’intégrer les processus développementaux. Les résultats doivent permettre des avancées majeures pour la compréhension et le traitement à long terme de ces pathologies chez l’homme.
Etude de la réponse immunitaire contre les stades sanguins de l’infection humaine par Plasmodium chez la souris et mise au point de nouvelles stratégies thérapeutiques et vaccinales.
- Recherche fondamentale
- Autre recherche fondamentale
- Oncologie
- Système immunitaire
4 270 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, la plupart dans des procédures classées modérées. Rendues immunodéficientes et greffées avec des cellules humaines, elles reçoivent des injections intra-hépatiques dès la naissance, des injections et prélèvements de sang parfois quotidiens, des repas sanguins de moustiques sous anesthésie et une phalangectomie pour le génotypage, afin d'étudier la réponse immunitaire contre le paludisme. Le porteur affirme que l'infection par les Plasmodium humains n'aura "aucun impact" sur les souris et les maintient en confinement sanitaire dont elles ne sortent pas. Il présente ces souris greffées comme un moyen de s'affranchir des modèles simiens, dont l'accès reste complexe "en termes d'éthique et de coût".
Objectifs
Ce projet vise à mieux caractériser la biologie des stades érythrocytaires des Plasmodiums humains, responsables des symptômes du paludisme (ou malaria), et leurs interactions avec l’hôte humain, en particulier avec le système immunitaire, afin de mettre au point de nouvelles stratégies thérapeutiques et vaccinales. En particulier, l’accès à de nouveaux modèles de souris contenant les cellules humaines cibles des Plasmodiums humains et un système immunitaire humain permettra de répondre à des questions nécessitant une étude in vivo, telles que l’induction de réponses immunitaires anti-parasitaires au sein de différents tissus réservoirs du parasite, comme la moelle osseuse ou la rate, difficiles d’accès chez l’homme. Ces modèles permettront de s’affranchir des modèles simiens, utilisés jusque-là pour ce type d’études, mais dont l’accès reste complexe en termes d’éthique et de coût. De plus, ces nouveaux modèles murins seront plus spécifiques dans la mesure où ils permettront l’étude de cellules humaines infectées par le parasite et non celles de cellules simiennes, et cela même si ces dernières sont permissives à l’infection.
Bénéfices attendus
Ce projet devrait permettre de caractériser différents paramètres encore mal définis de la biologie des parasites Plasmodiums et de leur interaction in vivo avec l’hôte infecté. En particulier, il permettra de définir la localisation des parasites dans les différents tissus de l’hôte (pour certains des « réservoirs » des parasites sexuées ou asexuées), et leur interaction avec le système immunitaire au niveau de ces tissus. Grâce aux résultats obtenus, le projet permettra d’approfondir les connaissances actuelles sur la biologie des parasites Plasmodiums humains, dont certains restent encore très mal connus, et les différents acteurs de la réponse immunitaire impliqués dans la défense contre ces parasites. A plus long terme, les connaissances acquises permettront de mettre au point de nouvelles stratégies anti-parasitaires thérapeutiques et vaccinales.
Procédures
- 1 Injection intra-hépatique de cellules humaines à des souris nouveau-nés (2 secondes) par animal. - 1 injection hydrodynamique - 6 Injections de cellules intraveineuse (quelques secondes) maximum par animal sous anesthésie gazeuse. - Injections intrapéritonéales (quelques secondes) maximum 6 par animal. - Prélèvements de sang (quelques secondes) : 1 prélèvement à 10-12 semaines de vie de 50µl, puis 1 / jour pendant 1-4 semaines de 10 µl par animal. - 2 repas sanguins maximum (piqûre de moustiques) de 5-10 minutes sous anesthésie générale par injection. - Imagerie sous anesthésie gazeuse (isofluorane) 10 minutes maximum. 1 à 3 par animal.
Impact sur les animaux
Les nuisances attendues sur les animaux sont liés à leur statut immunodéficient et le risque d’infection, aux injections et prélèvements de sang, dont certains quotidiens, qui incluent également les repas sanguins par des moustiques. Une légère douleur peut être associée avec l’identification par phalangectomie avant l’âge de 8 jours sur les animaux greffées ou non afin de réaliser un génotypage de tous les individus,. Il est à noter que les infections par les Plasmodium humains n’auront aucun impact sur les animaux car n’induisant aucun des évènements qui provoquent des symptômes (en particulier l’obstruction des vaisseaux sanguins) chez la souris.
Devenir
Tous les animaux (même contrôles non infectés) seront mis à mort à la fin de chaque procédure car ils ne peuvent être ni réutilisés, ni replacés, ni adoptés du fait de leur implication dans des expériences d’infection par un pathogène humains et de leur hébergement dans une animalerie A3 de laquelle ils ne peuvent pas sortir pour des raisons de sécurité sanitaire.
Remplacement
Ce projet vise à mettre au point et à valider des souris contenant des globules rouges et/ou des cellules de foie humains et un système immunitaire humain comme modèles d’étude in vivo du cycle de vie des parasites humains Plasmodium dans différents organes dits « réservoirs » des parasites. Nous étudierons en particulier la moelle osseuse, et la rate et la réponse immunitaire humaine associée à l’infection en fonction de ces organes. Or, à l’heure actuelle, il n’existe aucun moyen in vitro de reproduire une réponse immunitaire, en particulier celle qui se déroule dans un organe. Ces organes (moelle osseuse et rate) sont d’autre part pour des raisons éthiques évidentes difficiles d’accès chez les patients infectés par des parasites Plasmodium. Le recours à ce type de modèles de souris greffées par des cellules humaines permettra donc de disposer d’un modèle expérimental d’infection par les parasites humains autre que simiens d’une part d’analyser à court/moyen termes le parasite et la réponse immunitaire in vivo, et à plus long termes pour tester de nouvelles approches thérapeutiques anti-parasitaires et vaccinales.
Réduction
- Une analyse statistique rigoureuse permettant d’optimiser le nombre d’animaux pour chaque procédure a permis d’établir au mieux chaque procédure. L’analyse statistique se fera par « Student t test » ou par test ANOVA. Si la distribution des variables ne suivait pas une loi normale, un test de Mann-Whitney serait utilisé. - De plus, les modifications génétiques apportées dans nos animaux permettront d’augmenter la production de cellules humaines dans ces animaux et donc d’accroitre la reproductibilité des animaux chimères, ce qui pourra permettre au final de diminuer le nombre d’animaux à éliminer car trop faiblement porteurs de cellules humaines, et de réduire le nombre d’animaux par groupe expérimental. La reproductibilité des résultats sera également renforcée par l’utilisation de cellules humaines issues du même donneur pour un même lot de souris.
Raffinement
Pour chaque procédure, du fait de leur immunodéficience, les animaux utilisés seront hébergés dans des conditions sanitaires strictes (SPF) avec des cages autoclavées, et nourriture et boisson stériles, pour éviter tout risque de contamination microbienne indésirable. Chaque geste technique (injections, prélèvements, repas sanguins, imagerie) seront réalisés sous poste de sécurité microbiologique (PSM) et une désinfection avant et après de la zone à injecter/prélever sera réalisée par application de Vétédine. Les animaux seront observés quotidiennement et évalués au minimum 3 fois par semaine pour quantifier tout signe d’inconfort (posture de souffrance ; texture de poil non soignée ; activité réduite), qui seront notifiés dans une grille pré-établie pour le calcul d’un score, avec pour chaque score une intyervention associée (surveillance accrue, mise à mort des animaux). Tout signe d’infection remettant en cause à la fois le bien-être des animaux et la qualité des résultats scientifiques conduira à la mise à mort des animaux. Les réveils post-anesthésie seront suivis, en particulier ceux impliquant une anesthésie. L’utilisation de crème analgésique sera utilisée après repas sanguin si des signes de grattage étaient observés. Du gel hydrique sera donné aux animaux si des signes d’inconfort existant mais ne nécessitant pas la mise à mort des animaux, étaient observés. Un igloo sera systématiquement rajouté dans les cages pour permettre aux animaux de rester au calme, un besoin spécifique aux lignées murines utilisées. De nouvelles mutations génétiques non dommageables seront tester pour synergiser ou remplacer un traitement, en général non délétères, et destinés à éliminer les cellules phagocytaires des souris, mais délicat à injecter pour les liposomes. Les modifications génétiques généralement utilisées en recherche et visant à éliminer des cellules de foie des souris afin favoriser la greffe d’hépatocytes humain, sont généralement très délétères. Elles seront remplacées dans notre projet par 2 approches beaucoup moins dommageables pour les animaux : soit un traitement par des anticorps à une dose optimisée, soit une seule injection intraveineuse d’une construction virale, ayant également pour objectif d’éliminer des cellules de foie de souris.
Choix des espèces
La manipulation génétique des souris de laboratoire a permis la mise au point d’animaux immunodéficients uniques permettant la greffe de cellules humaines sans qu’elles soient rejetées, en particulier des cellules sanguines. Cette greffe aboutit à la présence dans ces souris d’un système immunitaire humain mais également de globules rouges humains, les seules cellules infectables par Plasmodium humains avec les globules rouges de certaines espèces simiennes. De tels modèles de souris contenant des cellules humaines permettent la mise au point et la validation de nouvelles stratégies thérapeutiques et de vaccins, en permettant d’évaluer la protection des animaux traités ou vaccinés après leur infection par des Plasmodium. Ces modèles de souris chimériques permettront donc d’effectuer des tests dits pré-cliniques vaccinaux et thérapeutiques contre une infection par un Plasmodium humain, sans que les animaux ne souffrent des symptômes de la maladie, du fait d’attachement des globules humains parasités aux vaisseaux sanguins des animaux. Les animaux seront greffés par des cellules humaines entre 1 et 4 jours après la naissance. En effet, de nombreux travaux antérieurs ont montré que la prise de la greffe des cellules progénitrices de cellules sanguines humaines était supérieure lorsque les animaux étaient greffés quelques jours après la naissance. Cela s’explique par la présence à cet âge de facteurs favorables au développement de ce type de cellules et également par le fait que les cellules des souris sont moins aptes à cet âge de rejeter les cellules humaines greffées. Egalement, le fait de greffer les cellules sanguines en même temps que les cellules de foie humaines permettra de s’assurer que les cellules sanguines humaines ne rejetteront pas les cellules de foie humains qui seront greffées ultérieurement. Les souris greffées devenues adultes (au moins 12 semaines) seront infectées par des globules rouges humains parasités de Plasmodium.
Le TWEAK soluble, un nouveau biomarqueur de la neuro-inflammation au cours de la sclérose en plaques ?
- Recherche appliquée
- Troubles immunitaires
- Recherche fondamentale
- Multisystémique
- Oncologie
- Système immunitaire
- Système nerveux
150 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance sévère. Une encéphalomyélite auto-immune leur est induite par injection, provoquant une paralysie partielle, une perte de poids et des troubles du comportement, avec mise à mort dès un score clinique élevé maintenu deux jours. Le projet cherche à valider une protéine sanguine comme biomarqueur de suivi de la sclérose en plaques. Le porteur revendique un modèle "crucial et indispensable" tout en décrivant les modèles in vitro et la cohorte humaine qu'il utilise en parallèle.
Objectifs
L'objectif global de notre étude est de déterminer si la protéine TWEAK du sang peut être utilisée comme indicateur par les médecins pour le suivi des patients atteints de sclérose en plaques (SEP). À cette fin, nous devons d'abord déterminer quelle est la fourchette normale des valeurs de TWEAK dans le sang et quels sont les facteurs qui influencent son dosage (par exemple, les variations de la protéine au cours de la journée, la production d'anticorps contre TWEAK, etc.). Dans un deuxième temps, nous regarderons s’il y a une relation entre la quantité de cette protéine dans le sang et l'inflammation qui se produit dans le cerveau, et si/comment TWEAK pénètre dans le cerveau à partir du sang. Enfin, nous étudierons les avantages potentiels de la production d'anticorps dirigés contre TWEAK par certains patients et déterminerons s’ils les protègent de certains effets de la maladie. De plus, les symptômes gastro-intestinaux sont fréquents dans la SEP. Un de nos objectifs est aussi de déterminer si pendant la SEP chez la souris, des troubles des fonctions du tube digestif apparaissent en lien avec le système nerveux et TWEAK.
Bénéfices attendus
Actuellement, il n'existe pas d'outils non invasifs et fiables pour le suivi des patients atteints de SEP. Nous proposons cet outil de biomarqueur sanguin pour le suivi neuroinflammatoire de ces patients. L'utilisation du modèle murin d'EAE est cruciale et indispensable en ce sens. Actuellement, nous ne sommes pas en mesure de suivre les patients de manière rigoureuse et quantitative. Nous nous fions aux IRM utilisant un rehaussement à base de gadolinium pour indiquer la charge de la maladie. Cependant, nous ne sommes pas conscients des problèmes à long terme des agents de contraste utilisés durant l'IRM, et elles restent inaccessibles et coûteuses pour la plupart des patients, notamment ceux qui vivent loin des hôpitaux ou centres d’IRM. Enfin, en plus des IRM, les neurologues dépendent des symptômes cliniques du patient pour évaluer et réévaluer le succès des thérapies de modification de la maladie. Ces symptômes restent qualitatifs et des études ont montré qu'ils n'ont aucune corrélation avec ce qui se passe au niveau du SNC. Par conséquent, l'avantage de notre étude est de mettre au point un outil capable de mesurer la neuroinflammation et la progression de la maladie de manière quantitative, non invasive, peu coûteuse et accessible. De plus, l’étude exploratoire concernant les effets gastro-intestinaux de TWEAK pendant l'EAE nous permettra de comprendre les effets de cette cytokine sur un symptôme très courant chez les patients SEP et impactent la qualité de vie. Cette étude pourra fournir des informations precieuses pour comprendre les interactions entre l'axe cerveau-intestin médié par l'interaction du système immunitaire avec les deux qui sont sous-jacents à ces symptomes. En fin, toutes nos études peuvent aider à identifier de nouvelles cibles therapeutiques pour la neuroinflammation et les symptomes gastro-intestinaux chez les patients atteints de SEP, tout en contribuant à une meilleure comprehension des interactions entre ces differents systems durant la santé et la maladie.
Procédures
Parmi les 240 animaux, 150 seront induits en EAE. Ces animaux subiront deux injections pour induire l'EAE. Parmi ces 150, 30 recevront une injection de TWEAK murin recombinant une fois, et nous prevoyons de prélever du sang sur 30 autres animaux à trois reprises sur une période de 24h sous anesthésie gazeuse. Ces deux protocoles, seront réalisés par un manipulateur expérimenté.
Impact sur les animaux
Nos animaux modéliseront la SEP et on observera donc une diminution de la mobilité. Le modèle EAE est bien établi et constitue le modèle de SEP le plus utilisé avec plus de 15 000 publications depuis sa découverte . Le pic de sévérité de l'EAE se manifeste entre 21 et 23 jours après l'induction de la maladie, où on peut observer une paralysie partielle, ainsi qu’une diminution du poids corporel et de la consommation de nourriture et à des troubles du comportement. Ces effets indésirables peuvent persister tout au long de la période de la maladie. Une récupération partielle peut être observée à partir de 20 jours environ.
Devenir
Tous les animaux seront mis à mort 21 à 23 jours après l'induction à l'EAE. Cependant, si les souris atteintes d'EAE présentent des manifestations cliniques graves, mesurées par un score clinique égal ou supérieur à 4 pendant deux jours consécutifs, elles seront mises à mort avant cette periode pour éviter une souffrance plus longue.
Remplacement
Notre équipe est engagée dans la réduction de l'utilisation des modèles animaux autant que possible, tout en garantissant que nos travaux de recherche soient pertinents et fiables. Nous avons déjà mis en place des modèles in vitro pour réduire au maximum le nombre d’animaux qui serviront au progres scientifiques dans notre projet, mais dans le cadre de notre étude, le modèle murin d'EAE est le mieux adapté à notre objectif. Notre exploration combine des modèles in vitro, des modèles de souris et des travaux cliniques. Nous allons donc réduire notre dépendance à l'égard de l'extrapolation de données provenant d'animaux en utilisant des lignées cellulaires qui imitent l'organisme humain au niveau cellulaire. Par exemple, nous n'utiliserons pas le modèle murin pour déterminer comment, au niveau transcriptomique et moléculaire, TWEAK module l'inflammation. Nous utiliserons plutôt des lignées cellulaires immortalisées humaines d'intérêt, telles que des lignées cellulaires permettant d’établir un modèle de barrière hémato-encéphalique, de macrophages, etc. Pourtant il est à l’heure actuelle impossible de retracer l'origine et le devenir de la molécule TWEAK dans un système in vitro suffisamment abouti pour reproduire la complexité des interactions moléculaires, cellulaires, et multisystemiques dans l’organisme. En d'autres termes, il n'existe pas de cadre complet utilisant par exemple des organoïdes qui imiteraient le métabolisme d'une cytokine in vitro pour examiner sa cinétique à partir du cerveau, du foie, des reins, des poumons et d'autres organes pertinents. De plus, nos études d'IRM seront directement effectuées sur notre cohorte humaine, allégeant ainsi la charge d'utilisation de souris supplémentaires. Nous allons également directement incuber les cellules humaines avec les sérums de patients SEP au lieu d’injecter des souris avec
Réduction
Nous prenons au sérieux notre engagement à minimiser l'utilisation d'animaux et à respecter les principes des 3R dans nos recherches. Nous nous limitons donc réellement aux expériences et protocoles indispensables, évitant les répétitions inutiles et utilisant des méthodes alternatives lorsqu'elles sont disponibles. Comme on peut le constater dans la section 4.2, le nombre d'animaux que nous prévoyons d'utiliser est adéquat et rigoureux : il n'implique pas un trop grand nombre d'animaux (et donc un gaspillage), tout en conservant sa force statistique. Nous avons déterminé le nombre minimal et nécessaire d’animaux à n = 240 (90 témoins et 150 EAE). Il est important de noter que nous utilisons les mêmes animaux pour réaliser diverses expériences plutôt que d'en utiliser davantage. Nous pensons que le partage des animaux et du matériel biologique est nécessaire pour réduire le nombre d'animaux requis. Ainsi, lorsque cela est possible, nous prélèverons tous les organes dont nous avons besoin sur les mêmes animaux que ceux utilisés pour d'autres protocoles. Il convient de noter que nous n'utiliserons que des femelles, car l'inoculation de l'EAE chez elles a un taux de réussite plus élevé que chez leurs homologues masculins, ce qui contribue une fois de plus à réduire le nombre d'animaux. De plus, nous utilisons des tissus cérébraux de souris EAE conservés d’études précédentes pour effectuer les mises au point techniques préliminaires.
Raffinement
Nous sommes conscients que des souris en bonne santé sont essentielles pour mener une science de qualité, et nous nous engageons à prendre en compte le bien-être de nos animaux dans toutes les étapes de notre recherche. Nos protocoles d'induction de l'EAE se font par immunisation avec un peptide et l'administration d'une toxine (en sous-cutanée). Nous effectuerons des visites quotidiennes aux souris et les pèserons quotidiennement pour nous assurer qu'elles sont correctement nourries et nous surveillerons leur comportement et leur état général en nous basant sur la grille d’évaluation des symptômes cliniques de l'EAE dont le score va de 0 à 5. (0 : Aucune modification, 1 : queue molle, 2 : queue molle et faiblesse des pattes arrière, 3 : queue molle et souvent paralysie complète des pattes arrière, 4 : queue molle, paralysie complète de la patte arrière et partielle de la patte avant, 5 : la souris se roule spontanément dans la cage et la mise à mort et recommandée). Ainsi dès le score 2, nous surveillerons la prise hydrique et alimentaire et nous mettrons en place une analgésie, qui sera ajustée en fonction du score. Si les animaux n’arrivent pas atteindre la nourriture et l’eau du fait des troubles moteurs, nous mettrons la nourriture et l’eau à même le plancher de la cage. L’euthanasie est envisagée à partir d'un score 4 observé deux jours consécutifs. Le microenvironnement des souris sera enrichi de dômes en plexiglas ou en carton. Les souris auront accès à de la nourriture et de l'eau fraîches en permanence. Les conditions de logement pour les souris seront optimisées ; les cages seront aménagées pour permettre aux souris d'exercer leur comportement naturel et leur offrir des environnements enrichissants. Les stimuli de l'environnement extérieur seront réduits au minimum pour éviter de stresser les souris, et on maintiendra le nombre d’animaux par cage à 5.
Choix des espèces
Le modèle EAE a permis la publication de plus de 15000 articles et a servi de point de départ au développement de différentes thérapies pour la SEP. Il existe plusieurs modèles expérimentaux de la SEP mais qui ne reproduisent pas tous les symptômes physiques ou les mécanismes physiopathologiquees de la SEP. Le modèle EAE MOG est pertinent pour étudier la SEP sur son versant inflammatoire. Les souris EAE ont des voies immunitaires et de signalisation similaires à celles des humains et sont plus facilement manipulables que d'autres animaux tels que les primates. Puisque nous nous intéressons à l'évolution clinique et l’aspect inflammatoire de la maladie, le modèle murin EAE est le plus pertient. Des souris âgées de huit à douze semaines seront utilisées pour l'induction de l'EAE. Ce stade de development est couramment utilisé dans de nombreuses études. À ce stade, les souris sont considérées comme étant à l'âge adulte et leur système immunitaire est développé, les rendant plus susceptibles à l'EAE. De plus, c'est à ce moment-là que la prévalence de l'EAE est maximale (i.e., plus prévisible), ce qui permet de réduire le nombre d'animaux utilises. À mesure que les souris vieillissent, leur réponse immunitaire peut varier, ce qui rend l'induction de la maladie plus variable. D’autre part, il est préférable d'éviter d'utiliser des souris plus jeunes car leur système immunitaire n'est pas encore complètement développé, et elles ont également une myéline plus immature. Ces facteurs peuvent entraîner une variation importante dans la susceptibilité de l'animal à développer la maladie.
Supplémentation en graine de chia de la rate obèse gestante : effet sur l’enrichissement en acides gras oméga-3 de la mère et du fœtus
- Recherche appliquée
- Troubles nerveux
- Recherche fondamentale
- Biologie du développement
- Oncologie
256 rats vont être utilisés, dont 224 tués à l'issue et 32 femelles non gestantes réutilisées, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger. Les rates reçoivent un régime gras pendant six semaines pour les rendre obèses, puis une supplémentation en graine de chia pendant la gestation, avant d'être tuées un jour avant la mise bas avec leurs fœtus pour prélever plusieurs organes. Le projet étudie le transfert des oméga-3 vers le fœtus. Le porteur reconnaît qu'aucune transposition directe à la femme enceinte ne sera possible et qu'il n'existe pas de modèle in vitro équivalent.
Objectifs
Les lipides appelés acides gras oméga 3 jouent un rôle crucial dans le développement du cerveau du fœtus pendant la grossesse. Il existe plusieurs types d’acides gras oméga 3, une première catégorie (gras oméga 3 essentiels) qui doit être apportée par l’alimentation car elle n’est pas fabriquée par le corps humain et une deuxième catégorie, nécessaire pour le développement du cerveau, fabriquée à partir de la première mais en quantité très faible, insuffisante pour répondre au besoin de l’organisme. Ainsi dans des situations vulnérables comme la grossesse, la couverture de ce besoin est vitale pour le fœtus. Quelques études ont montré des effets bénéfiques d’une supplémentation en acides oméga 3 essentiels sur la santé de l’enfant. Malgré ces éléments favorables, aucune recommandation n’est faite chez la femme enceinte. Dans l’étude nationale ELFE, 75% des femmes enceintes sont en dessous des apports satisfaisants en acides gras oméga 3 essentiels qui sont de 2g/j. La graine de chia est connue pour être très riche en acides gras oméga 3 essentiels. Les résultats des études chez l’animal et des essais cliniques suggèrent que l’ajout des graines de chia dans l’alimentation de l’adulte augmente la concentration en ces deux catégories d’oméga 3. Cependant, aucune étude ne s’est intéressée au transfert de ces oméga-3 vers le fœtus à travers le placenta et à la quantité de ces oméga 3 dans la circulation fœtale qui influence le développement cérébral, suite à une supplémentation en graine de chia de l’alimentation des mères gestantes. Les objectifs du projet sont d’étudier si l’effet d’une supplémentation en graine de chia des rates gestantes (1) augmente la quantité en oméga 3 et particulièrement la deuxième catégorie de la mère au moment de la mise bas ; (2) améliore le métabolisme des oméga-3 dans le placenta et le transfert de ces nutriments importants, vers le fœtus à des périodes clés pendant la gestation et à la naissance. Cette étude se place dans un contexte d’obésité maternelle chez la rate gestante de souche Wistar, où il est connu que la formation de la deuxième catégorie des acides gras est plus faible.
Bénéfices attendus
Les bénéfices attendus de la supplémentation en chia sont une augmentation du stockage des acides gras oméga 3 dans le tissu adipeux maternel et de la transformation des oméga 3 essentiels en oméga 3 de deuxième catégorie dans le foie maternel résultant à une amélioration du rapport oméga 6/oméga 3 dans la circulation sanguine de la mère et du fœtus. Si des bénéfices en termes d’amélioration en acides gras oméga 3 sont observés la rate à l’issue de cette étude aucune transposition directe des résultats ne pourra être réalisée chez la femme et seule une étude clinique permettrait de le prouver. Supplémenter l’alimentation des femmes enceintes avec de la graine de chia, dès le début de la grossesse, serait envisageable puisque les doses utilisées chez la rate, sont celles déjà testées chez l’homme adulte, sans que des effets indésirables n’aient été observés. La prise en considération de la vulnérabilité accrue de la femme en période de grossesse serait évidemment à considérer.
Procédures
Les rates seront soumises à une manipulation nutritionnelle pendant les 6 semaines qui précèdent la gestation (régime gras), puis durant la gestation (graine de chia) (20 jours), et à un seul prélèvement de sang (2 min/animal).
Impact sur les animaux
Les rates seront soumises à une manipulation nutritionnelle pendant 6 semaines avant la gestation (régime gras modéré), qui peut engendrer une prise de poids modérée sans conséquence sur la posture et la mobilité de l'animal. Un léger stress de courte durée pourra être perçu lors du prélèvement de sang au niveau de la queue effectué par une personne habilitée. Au moment de l’accouplement, nous nous assurerons que la rate est en période d’ovulation avant de la mettre au contact du mâle pour éviter tout stress.
Devenir
Si aucun évènement n’a justifié l’euthanasie prématurée des animaux, ils seront euthanasiés aux temps de prélèvements de tissus préalablement établis dans les procédures expérimentales. Les rates sont suivies jusqu’à un jour avant la naissance, temps auquel elles sont euthanasiées, notamment pour un prélèvement de Sang, Foie, Tissu adipeux et glande mammaire. Les foetus seront euthanasiéà ce même temps, pour prélever placenta, cerveau et Cœur. Les femelles non gestantes (32 rates) seront recyclés dans la mesure du possible, vers les autres protocoles de l’animalerie.
Remplacement
Il s’agit d’une étude in vivo visant à évaluer des stratégies nutritionnelles sur la production de lait maternel. Il n’existe donc pas de modèle in vitro ou ex vivo permettant le remplacement de l’étude animale. Tous les animaux utilisés pour ce projet proviennent d’élevages reconnus et sont nés en captivité. Il n’existe pas encore de méthode alternative (modélisations, modèles in vitro) permettant de rendre compte de la complexité des mécanismes physiologiques dans la mise en place de la lactation, pendant la phase de gestation.
Réduction
Le nombre d'animaux a été réduit au minimum. Il prend en compte la nécessité d’avoir au moins 8 mères différentes par groupe expérimental pour des raisons de calcul statistique et de garder 3 fœtus mâles et 3 fœtus femelles par mère pour tenir compte d’un effet sexe et d’un effet « portée ».
Raffinement
Des mesures sont mises en place lors du seul prélèvement de sang au niveau de la queue, avec une analgésie locale qui sera appliquée 15 min avant l’incision. Les animaux seront suivis quotidiennement par du personnel agréé et seront pesés 3 fois par semaine ce qui permettra de surveiller une éventuelle perte de poids et de vérifier leur état général. Les rats sont hébergés dans des portoirs ventilés avec différents enrichissements de milieu (frisottis, tunnels, morceau de bois) afin de réduire leur stress.
Choix des espèces
L'avantage du modèle rat sur le modèle porcin utilisé dans certaines références bibliographiques est la petite taille des animaux (permettant d'augmenter les effectifs et donc de diminuer la variance des mesures) et la rapidité de croissance et de reproduction, permettant de réaliser des protocoles expérimentaux en beaucoup moins de temps. Les mâles seront commandés à l’âge de 6 semaines et les femelles à l’âge de 4 semaines auprès du fournisseur. Les rates seront acclimatées pendant une dizaine de jours avant d’être mis sous régime « High Fat » pendant 6 semaines afin de les rendre obèses. Nous effectuerons ensuite des frottis vaginaux sur 4 jours afin de mettre uniquement les femelles en oestrus en accouplement. La supplémentation du régime alimentaire en graine de chia sera testée sur deux périodes,15ème (G15) et 20ème (G20) jours de la gestation qui correspondent à deux périodes importantes dans la croissance fœtale et particulièrement dans le développement du cerveau du foetus. Afin de déterminer l’impact de la supplémentation sur le métabolisme de la descendance, 3 fœtus mâles et 3 fœtus femelles par mère seront prélevés à G15 et G20.
Bases neuronales de l’adaptation comportementale en contexte social et non-social chez le macaque rhésus (EU 2/3)
- Recherche fondamentale
- Éthologie / comportement / biologie animale
- Oncologie
- Système nerveux
8 macaques rhésus vont être utilisés, réutilisés ou placés en retraite à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Chaque animal subit deux neurochirurgies de quatre à six heures avec pose d'implants crâniens, puis des séances d'enregistrement sur animal vigile maintenu en chaise de contention, sous contrôle hydrique. Le projet étudie les réseaux du cortex préfrontal impliqués dans l'adaptation comportementale. Le porteur indique un risque d'infection des implants, une sensation de soif entre les sessions et une possible brûlure superficielle liée aux ultrasons, et affirme que les primates non humains sont "le seul choix possible".
Objectifs
L’adaptation comportementale repose sur plusieurs processus importants: établir la valeur des stimuli de l’environnement, des buts à atteindre et des actions en fonction de l’état interne du sujet, sélectionner un comportement et évaluer ses conséquences. La nécessité d’agir dans un contexte sociale implique la prise en compte d’information relative aux valeurs et intentions d’autres agents biologiques. Notre objectif vise à mieux comprendre les interactions au sein de larges réseaux neuronaux dans la régulation flexible de nos comportements. Ces réseaux sont centrés sur le cortex prefrontal, une region considérée comme une spécificité de l’organisation cérébrale des primates. Pour cela, il est indispensable 1) d’identifier les relations anatomo-fonctionnelles entre les régions du lobe frontal et temporal, 2) d’étudier l’implémentation des mécanismes de l’adaptation comportementale au niveau neuronal et 3) de comprendre le rôle causal de ces différentes structures sur le fonctionnement intégré de ces réseaux. Ceci nécessite une combinaison d’approches d’imagerie et d’électrophysiogie, dont certaines invasives. Les primates non humains sont le seul choix possible de modèle animal, sur la base de critères anatomiques et cognitifs, pour conduire le projet proposé. Ce projet sera réalisé dans 3 étab lissements utilisateurs.
Bénéfices attendus
Une caractéristique de notre survie dans le monde réel est notre capacité à faire preuve d'adaptation comportementale. Les primates en général et les humains en particulier sont très efficaces pour extraire rapidement les signaux informatifs de l'environnement social et non-social, et les intégrer aux conséquences de leurs actions, afin de maintenir ou de modifier si besoin leurs décisions. Ce projet est un projet de recherche fondamentale qui vise à comprendre les mécanismes par lesquels les différentes régions du cortex frontal et temporal interagissent et comment elles contribuent aux comportements adaptifs en contexte social et non social. Le principal bénéfice attendu sera donc l’amélioration des connaissances scientifiques qui découleront de la réalisation des expériences de ce projet. 1. Le projet nous permettra de mieux d’identifier les circuits neuronaux et les mécanismes physiologiques qui supportent l’expression de comportements adaptatifs. 2. Le projet nous permettra de comprendre comment les perturbations de ces interactions préfronto-temporales conduisent à des altérations des processus cognitifs supportant les comportements adaptatifs Des bénéfices secondaires pourraient inclure des hypothèses en recherche clinique dans le domaine de la neuropsychiatrie. 3. Le projet nous permettra de mieux comprendre le couplage neuro-vasculaire Des bénéfices secondaires pourraient inclure une meilleure utilisation translationnelle des données d’électrophysiologie obtenues chez le singe aux données de neuroimagerie obtenues chez l’humain.
Procédures
Les animaux seront soumis à 2 actes chirurgicaux pour permettre la stimulation transcranienne par ultrasons et la collecte des données d'électrophysiologie et d'imagerie chez l'animal vigile. Les chirurgies seront réalisées après entrainement aux tâches comportementales. Une première chirurgie implantatoire permettra de réaliser les procédures de stimulation transcranienne et d'imagerie par résonance magnétique. Ce type de chirurgie dure en moyenne 4h. La seconde chirurgie sera réalisée à l’issue de la collecte des données d’imagerie fonctionnelle dans ces mêmes tâches. Elle est nécessaire pour la réalisation des procédures d'électrophysiologie et d'imagerie par ultrason. Ce type de chirurgie implantatoire nécessite la réalisation d’une craniotomie et sont plus longues (durée moyenne = 6h). Toutes les actes seront réalisés dans l'EU1, sauf la collecte de données CT préalable aux chirurgies qui sera réalisée dans l'EU3, et les chirurgies qui seront réalisées dans l'EU2.
Impact sur les animaux
Au cours du projet, les animaux auront plusieurs anesthésies générales pour les deux neurochirurgies et au moins un examen en neuroimagerie. Les anesthésies sont réalisées pour les différentes formes d'imagerie cérébrale nécessaires au projet, et pour la chirurgie destinée à l'implantation d’une chambre d'enregistrement. L'anesthésie générale provoquera également en elle-même un inconfort au réveil. La chirurgie pourra susciter un inconfort post-opératoire temporaire, normalement maitrisé par l'administration d'analgésique et un suivi rapproché par les expérimentateurs et les zootechniciens. Les marges des implants constituent des zones d’infection potentielle qui seront maitrisés par une surveillance régulière des implants et par l’administration de soins appropriés. Les singes travailleront dans le cadre traditionnel d'un box expérimental. Ils seront assis, ou en position dite du sphinx dans une chaise à primate, la tête fixée par le plot implanté. Les animaux seront formés à cette procédure par renforcement positif, la procédure étant bien établie et plutôt bien tolérée, mais les animaux éprouveront un léger inconfort lors de l’apprentissage de la procédure. Les singes seront formés dans le cadre d'un protocole de contrôle hydrique. Ce protocole est progressivement mis en œuvre et, dans la grande majorité des cas, les animaux reçoivent leur dose normale de liquide. Cependant il est possible pendant l'adaptation au processus, une certaine sensation de soif puisse se manifester entre les sessions. La stimulation ultrasonore peut induire une sensation de gêne lors de son application. Les animaux seront formés à cette procédure par renforcement positif, la procédure étant bien établie et bien tolérée. La stimulation ultrasonore peut induire une brûlure superficielle de la peau. Une modélisation au préalable des variations thermiques engendrées par la stimulation préviendra de cet effet négatif potentiel.
Devenir
La potentielle réutilisation des animaux en fin de protocole sera prise en accord avec la vétérinaire. Si les animaux ne peuvent pas être utilisés, un placement en retraite sera considéré.
Remplacement
Nous proposons d'étudier le fonctionnement des réseaux neuronaux impliqués dans l’adaptation comportementale. Ces réseaux sont centrés sur le cortex prefrontal, une région cérébrale considérée comme une spécificité de l’organisation cérébrale des primates. Sur la base de critères anatomiques et cognitifs, les primates non humains sont le seul choix possible de modèle animal pour conduire le projet proposé. Il n'existe pas d’alternative qui permette d'obtenir des informations similaires à partir d'expériences n'impliquant pas d'animaux, ou des modèles animaux non-primates.
Réduction
Contrairement à la neuroimagerie chez l’humain qui nécessite un grand nombre de sujet (n>20), les protocoles chez le primate non-humain bénéfient de la possibilité de répéter les sessions chez un même sujet. Chez le singe, 3 est également le nombre minimal d'animaux par étude sur lequel la communauté scientifique s'accorde. Dans le cadre du présent projet, il est important de prendre en compte le facteur social : dominants vs dominés. Nous travaillerons donc sur 2 groupes de 3 sujets. Cependant il arrive parfois que des animaux s’accommodent mal au travail en chaise de contention, ou ne tolèrent pas les implants. Nous envisageons le besoin de 8 animaux mais nous nous arrêterons à 6 si tous les animaux coopèrent, apprennent les tâches comportementales et tolèrent les implants.
Raffinement
Chaque animal reçoit un long pré-entrainement par renforcement positif pour l'habituer à la vie au laboratoire (nettoyage des volières, pesées régulières, etc.). Des protocoles d’enrichissement de l’environnement sont développés pour stimuler l’animal et lui permettre d’exprimer au mieux son répertoire comportemental en dehors des phases de collecte de données. L’utilisation de station de travail mobile permettra de réaliser certaines phases du conditionnement dans les volières des animaux. Un raffinement continu est également pratiqué pour développer des implants moins invasifs et moins sensibles aux infections. L’optimisation des techniques d’enregistrements électrophysiogiques permettra de réduire la phase de collecte des données. Tout sera mis en œuvre pour limiter la douleur, la souffrance et l’angoisse de l’animal grâce aux différentes mesures mises en place dans l’animalerie (hébergement en groupe social, enrichissement, etc.) et un suivi médical régulier de l’animal (perte de poids, alopécie), et des implants sera mis en œuvre (signes d’infections). Un suivi medical plus spécifique sera également mis en oeuvre post intervention chirugical.
Choix des espèces
Nous proposons d'étudier le fonctionnement des réseaux neuronaux impliqués dans l’adaptation comportementale. Ces réseaux sont centrés sur le cortex préfrontal. Cette région est considérée comme une specificité de l’organisation cérébrale des primates. Les expériences présentees sont invasives. La combinaison des approches proposées permettront l’obtention d’informations fondamentales impossible à obtenir avec d'autres techniques, et impossible à réaliser chez l’humain. Notre recherche porte sur des animaux post-puberté (>4ans)
Étude des effets d’une modification protéique, l’O-GlcNAcylation, sur le développement de l’hypertrophie cardiaque pédiatrique durant la gestation chez le rat Wistar.
- Recherche appliquée
- Troubles cardiaques
- Recherche fondamentale
- Biologie du développement
- Oncologie
- Système cardiaque
964 rats Wistar vont être utilisés, tous tués à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger. Les femelles reçoivent un régime gras et sucré pendant plusieurs semaines, une injection sous-cutanée quotidienne et des gavages de glucose répétés pendant la gestation, avant d'être tuées un jour avant la mise bas pour prélever leurs organes et ceux des fœtus. Le projet cherche à comprendre le rôle d'une modification protéique dans l'hypertrophie cardiaque liée au diabète gestationnel. Le porteur affirme que reproduire le développement cardiaque in vitro n'est "pas envisageable" et juge l'usage d'animaux "indispensable".
Objectifs
Les défauts cardiaques et l’hypertrophie myocardique sont 3 fois plus fréquents chez des enfants de mères diabétiques. L’hypertrophie cardiaque néonatale associée au diabète gestationnel a longtemps été considérée comme une conséquence de l’hyperinsulinémie fœtale. A ce jour, aucun mécanisme moléculaire conduisant à l’hypertrophie cardiaque dans un contexte de diabète gestationnel n’a été validé. L’identification et la compréhension de ces mécanismes sont des enjeux scientifiques et cliniques afin d’améliorer la prise en charge des patients. L’O-GlcNAcylation est une modification protéique qui est augmentée lors d’hyperglycémie et qui a été démontrée comme étant impliquée dans l’hypertrophie cardiomyocytaire. L’hypothèse de ce projet est que l’augmentation des niveaux d’O-GlcNAcylation associée à l’hyperglycémie, pourrait être un facteur pathogénique de l’hypertrophie cardiaque néonatale associée au diabète gestationnel. Les objectifs de ce projet sont : (1) Définir l’implication de l’O-GlcNAcylation dans le développement de l’hypertrophie cardiaque pédiatrique au cours de la grossesse (2) Identifier les mécanismes moléculaires impliqués dans les atteintes du développement cardiaque induites par l’hyper O-GlcNAcylation.
Bénéfices attendus
Les défauts cardiaques et l’hypertrophie myocardique sont 3 fois plus fréquents chez des enfants de mères diabétiques. L’hypertrophie cardiaque néonatale associée au diabète gestationnel a longtemps été considérée comme une conséquence de l’hyperinsulinémie fœtale. A ce jour, aucun mécanisme moléculaire conduisant à l’hypertrophie cardiaque dans un contexte de diabète gestationnel n’a été validé. Les bénéfices associés à ce projet sont 1) une meilleure compréhension des mécanismes impliqués dans le développement de l’hypertrophie cardiaque pédiatrique dans un contexte de diabète gestationnel et 2) identifier des cibles thérapeutiques.
Procédures
Les animaux subissent 1 unique procédure qui correspond à une alimentation standard ou riche en sucre et lipides sur une période de 9 à 17 semaines. 1 jour avant l’accouplement et jusqu’au sacrifice ou la mise bas les mères recevront une fois par jour, une injection sous cutanée de NButGT afin d’augmenter les niveaux de O-GlcNAcylation indépendamment de la diète. Entre la 12ème semaine d’âge et jusqu’à la mise bas, 1 fois par semaine, des tests de tolérance au glucose oral ainsi que des mesures de glycémie seront réalisées afin de valider l’intolérance au glucose. Le test de tolérance au glucose orale consiste en un gavage oral de glucose et au suivi de la glycémie sur les 2 heures suivantes. Les mesures de glycémie sont réalisées grâce à un glucomètre avec prélèvement d’une goutte de sang à la queue des animaux. L’étude de l’impact structurel et fonctionnel du diabète +/- O-GlcNAcylation sera réalisée via une échocardiographie et un électrocardiogramme sur les animaux à 60 jours post naissance. A la fin de cette période, les animaux sont euthanasiés afin de prélever les différents organes (cœur, aorte, rein, poumons, foie, sang).
Impact sur les animaux
L’alimentation riche en sucre et gras utilisée dans ce projet est une alimentation très bien décrite dans la littérature. A ce jour, aucune étude n’a démontré une modification délétère du phénotype des animaux nourris avec cette diète. L'injection sous cutanée peut entrainer une inflammation localisée qui sera surveillé quotidiennement.
Devenir
A la fin de la procédure (procédure sans réveil), l’ensemble des animaux seront euthanasiés. Après euthanasie, le cœur, l’aorte, les poumons, les reins, le foie et le sang seront prélevés pour des analyses.
Remplacement
Le développement cardiaque est un processus complexe et intégré faisant intervenir une multitude d’acteurs. Mimer le développement cardiaque par des approches in vitro n’est pas envisageable ; rendant l’usage d’animaux indispensable pour mieux comprendre le lien entre l’hypertrophie cardiaque, le diabète gestationnel et l’O-GlcNAcylation.
Réduction
Le nombre d’animaux utilisés est réduit au minimum tout en ayant des données statistiques assez puissantes (dans la mesure du possible les tests seront réalisés en aveugle, afin d’augmenter la puissance de l’étude). Enfin, lorsque cela est possible, plusieurs investigations seront réalisées sur les mêmes animaux, afin de limiter la multiplication de groupes expérimentaux et d’animaux nécessaires. Au total, le nombre d’animaux maximal utilisé dans ce projet est de 964 animaux. Lors de la phase d’analyse, des tests statistiques type ANOVA 1 voie seront réalisés.
Raffinement
Après leur arrivée, les animaux seront placés par 3 dans des cages avec enrichissements et accès à l’eau et à la nourriture ad libitum. Lors de la procédure d’accouplement et après cette dernière, les animaux seront placés individuellement dans des grandes cages avec enrichissements et accès à l’eau et à la nourriture ad libitum. L’alimentation et l’eau de boisson seront assurées par un membre de l’équipe, assurant une surveillance quotidienne des animaux. Lors de l'euthanasie des animaux, et lorsque cela est possible (euthanasie des mères, des animaux à 60 jours), une couverture anesthésique sera mise en place. L'euthanasie des animaux à 12 jours et à la naissance (J0) ne peut être réalisé respectivement que par dislocation et décapitation. Ces gestes sont connus de l’équipe qui y a régulièrement recourt et qui les maitrise.
Choix des espèces
Ce modèle est l’un des modèles les plus utilisés en recherche. De plus, notre équipe possède une expertise sur ce modèle animal, son comportement et sur l’ensemble des procédures associées. La taille des animaux permet de réaliser plusieurs analyses sur un même animal et donc de réduire le nombre d’animaux utilisés. L’objectif du projet est d’étudier le lien entre une modification protéique, l’O-GlcNAcylation, et l’hypertrophie cardiaque pédiatrique dans un contexte de diabète gestationnel. Afin d’étudier l’impact sur le développement cardiaque, différents stades de développement sont nécessaires dans ce projet. L’utilisation d’animaux au stade embryonnaire E15,5 ; E20,5, à la naissance (J0), à 12 et 60 jours post naissance (J12 et J60), permet d’obtenir une information complète sur l’impact de l’O-GlcNAcylation lors du développement cardiaque embryonnaire et post-natal.
Étude des chromosomes sexuels du Boa des jardins (Corallus hortulana (LINNAEUS, 1758)).
- Recherche fondamentale
- Éthologie / comportement / biologie animale
- Oncologie
4 boas des jardins vont être utilisés, capturés dans leur milieu naturel puis relâchés, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger. Chaque individu subit une contention et une ponction sanguine sur animal vigile de moins de deux minutes, source de stress, avant d'être relâché à l'endroit exact de sa capture. Le projet vise à séquencer le génome de l'espèce pour identifier ses chromosomes sexuels. Le porteur affirme qu'aucune alternative non animale ne peut remplacer ce prélèvement et justifie la capture d'animaux sauvages par la fiabilité de la traçabilité.
Objectifs
Les chromosomes sexuels des reptiles ne sont généralement pas hétéromorphes ce qui rend leur identification et leur étude très difficile. Les boas et les pythons présentent de nombreuses transitions dans la structure des chromosomes sexuels au cours de leur histoire évolutive. Nous émettons l’hypothèse que le changement de caryotype observé spécifiquement dans le genre Corallus doit coïncider avec un changement dans le système de chromosomes sexuels et son étude permettra très probablement de découvrir un nouveau système de chromosomes sexuels. Les chromosomes sexuels du genre Corallus n’ont jamais été précisément étudiés. Le Boa des jardins (Corallus hortulana) a été choisi comme espèce modèle, principalement en raison de sa répartition géographique étendue et de son abondance élevée. L'identification des chromosomes sexuels nécessite un séquençage fin du génome afin d'identifier les différences minimes entre les mâles et les femelles. L'identification précise des espèces est d'une importance vitale. En effet, des erreurs d’identification passées lors d’assemblages de génomes de référence, ont créé d’énormes problèmes pour tous les utilisateurs ultérieurs de ces données. Afin d’assurer la détermination taxonomique des individus étudiés, nous proposons d'utiliser des animaux collectés dans le milieu naturel. En effet, l'origine des animaux captifs, issus du commerce des animaux de compagnie d’où proviennent les animaux détenus par les éleveurs privés et d’où sont majoritairement descendants les animaux des parcs zoologiques, ne permet pas une traçabilité sûre à 100%. L'échantillonnage de serpents d'une population sauvage est la seule garantie fiable en termes de traçabilité et facilite également l'identification des espèces, en particulier compte tenu de la longue histoire de confusion taxonomique au sein du genre Corallus. Lors de cette étude, nous prévoyons d'assembler pour la première fois un génome de référence de haute qualité pour le boa des jardins et de comparer les séquences génomiques entières et les transcriptomes entre des mâles et des femelles afin d'identifier et de caractériser les chromosomes sexuels. Pour y arriver le projet nécessite des prélèvements de 200µl de sang sur deux mâles et deux femelles. Les animaux seront immédiatement relâchés après la prise de sang.
Bénéfices attendus
Les données acquises lors de ce projet permettront l’établissement du premier génome pour Corallus hortulana. La comparaison fine des séquences entre les mâles et les femelles permettront de décrire les différences génétiques entre les mâles et les femelles et le système de détermination génétique du sexe au sein du genre Corallus.
Procédures
Capture en nature, contention et ponction veineuse sur animaux vigiles. 1 prise de sang par individu (durée du prélèvement inférieur à 2 minutes).
Impact sur les animaux
La nuisance attendue est le stress induit pendant la contention durant le prélèvement sanguin. Ce prélèvement doit donc être le plus rapide possible (moins de 2 minutes). Il s’agit d’un stress ponctuel qui disparaitra après le relâché de l’individu. Le stress de la capture et de la contention étant la principale source de mal-être de l’animal, la réduction maximale du temps de contention pour effectuer le prélèvement (inférieur à 2 minutes) sera l’unique mesure mise en place. La contention est une partie très importante de la procédure car c'est l'immobilité de l'animal qui assurera le bon déroulement et la rapidité du prélèvement, celle-ci sera donc assurée par un collaborateur de terrain expérimenté dans la manipulation de cette espèce. Cette espèce étant fine et légère, la contention ne nécessite pas une force musculaire particulièrement importante. Les risques de lésions cervicales liées à une contention trop ferme ou de casse de l'aiguille suite à un mouvement tonique de l'animal sont donc extrêmement réduits. La contention ferme et stable devra être confirmée avant le début de la procédure de ponction sanguine. Un animal trop tonique se vrillant au niveau cervical pour se libérer de la contention sera immédiatement relâché afin d'assurer une meilleure prise.
Devenir
Chaque individu sera relâché à l'endroit exact de sa capture immédiatement après la prise de sang.
Remplacement
Cette étude comporte un volet évolutif et phylogénétique nécessitant l’étude spécifique de ce taxon qui ne peut être remplacée par aucune alternative non animale. Les séquences existantes dans des bases de données publiques (par ex. NCBI et EMBL) ne couvrent qu'une petite fraction (
Réduction
Le nombre d’individus a été réduit à son maximum (2 mâles et 2 femelles) ce qui est suffisant pour en extraire les données nécessaires à l'étude. Cette taille d’échantillon est standard dans les recherches en étude de génomes complets (génomique) pour des approches comparatives (comparaison de plusieurs espèces).
Raffinement
La procédure consiste en une prise de sang dans la veine coggygiène ventrale (ou veine caudale) au niveau de la queue, site de prélèvement classiquement utilisé chez les serpents. Le prélèvement sera fait au moment de la capture et ne prendra pas plus de 2 minutes. Une perte de tonus musculaire indiquant une faiblesse générale sera le point limite qui entrainera le relâché immédiat de l’animal. De plus, le temps de prélèvement sera fixé à 2 minutes. Si dans cet intervalle de temps la prise de sang n’a pas pu être effectuée l’animal sera relâché.
Choix des espèces
Parmi les boas, le changement de caryotype observé spécifiquement dans le genre Corallus doit coïncider avec un changement dans le système de chromosomes sexuels. Les chromosomes sexuels du genre Corallus d’une manière générale n’ont jamais été étudiés. Le Boa des jardins (Corallus hortulana) a été choisi comme espèce modèle principalement en raison de sa répartition géographique étendue et de son abondance élevée. L'identification des chromosomes sexuels nécessite un séquençage sur l'ensemble du génome afin d'identifier les différences souvent minimes entre les mâles et les femelles. L'identification précise des espèces est d'une importance vitale dans ce contexte. Afin d’assurer la détermination taxonomique précise des individus étudiés et compte tenu de la faible traçabilité des animaux d’origine captive, l'échantillonnage de serpents d'une population sauvage est la seule garantie fiable en particulier compte tenu de la longue histoire de confusion taxonomique au sein du genre Corallus. Afin de rester sous la limite des 0.5% de prélèvement sanguin en masse que nous nous imposons par rapport au poids de l’animal, la limite basse correspondant à nos besoins en sang est de ne pas prélever des animaux de moins de 40g. Afin d’assurer le sexage des individus et de faciliter le prélèvement de sang seuls des individus adultes seront sélectionnés (poids moyen adulte d’environ 1kg).
Plasticité Microgliale et Obésité
- Recherche appliquée
- Troubles endocriniens
- Recherche fondamentale
- Oncologie
- Système endocrinien
- Système nerveux
232 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dont 224 dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Une partie reçoit un régime gras, subit un jeûne de 24 heures et des prélèvements de sang répétés à la queue, avant un prélèvement terminal dans le cœur, pour étudier des cellules du cerveau, la microglie, dans l'obésité. Le porteur indique que le jeûne provoque une perte de poids et une sensation de faim, et que les prélèvements causent stress et douleur. Il affirme qu'aucune culture cellulaire ne reproduit ces populations et renvoie au long terme les pistes contre l'obésité et le diabète.
Objectifs
Le cerveau joue un rôle essentiel dans la régulation de la prise alimentaire via le contrôle de la sensation de faim et du contrôle de la glycémie. Des régions spécialisées du cerveau contribuent à cette régulation en intégrant les informations liées à l’état nutritionnel provenant des organes périphériques (intestin, foie, pancréas, tissu adipeux). Les cellules microgliales, représentant 5 à 20 % de la population totale de cellules gliales, cellules du cerveau qui ne sont pas des neurones. Elles détectent les signaux extracellulaires et jouant un rôle important dans le maintien de l’intégrité du cerveau. Au repos, ces cellules possèdent de longs prolongements cellulaires mobiles leur permettant de détecter les perturbations du milieu interne. Quand les cellules microgliales détectent une modification, elles entrent dans un état actif et prennent une forme plus arrondie appelée amiboïde. Cette plasticité est considérée comme une première étape importante dans la détection des changements locaux et le déclenchement de réponses spécifiques. Il existe de plus en plus d'indices suggérant que les cellules microgliales contribuent à la régulation de la balance énergétique. Ces cellules sont idéalement positionnées pour détecter et réagir aux signaux circulants car elles expriment des récepteurs pour un large éventail de nutriments, de signaux hormonaux ou immunologiques. L’objectif du projet est de déterminer si les cellules microgliales du tronc cérébral réagissent à une modification du régime alimentaire (obésité, jeûne) et de définir la cinétique de ces éventuelles modifications
Bénéfices attendus
Ce projet vise à mieux comprendre comment les cellules microgliales réagissent à une modification du régime alimentaire. Nous souhaitons également déterminer si ces modifications sont précoces et si elles précédent l’installation du surpoids et du diabète. A plus long terme, ces résultats pourraient ouvrir de nouvelles voies thérapeutiques dans le traitement de l’obésité et de ses comorbidités, en particulier le diabète de type II.
Procédures
Le projet a pour objectif de tester la contribution des cellules microgliales dans la régulation de l’homéostasie énergétique. L’accomplissement de cet objectif nécessite des pesées régulières et une manipulation des animaux qui peut être une source de stress physique. Le suivi du statut glycémique requiert des prélèvements d’une goutte de sang dans la veine de la queue. La mise à jeun de 24h est une source de stress pour l’animal accompagnée d'une sensation de faim, entrainant une perte de poids corporel chez les animaux ainsi que des modifications du statut métabolique. Une partie des animaux sera alimenté par une alimentation riche en graisse succeptible d'induire un prise de poids . Un prélèvement sanguin terminal intracardiaque sera effectué juste avant la mise à mort. Un prélèvement d'une goutte de sang sera réalisé chaque semaine au niveau de la veine de la queue sur certains animaux. La glycémie sera alors mesurée à l’aide d’un glucomètre et de bandelettes.
Impact sur les animaux
Les pesées régulières et la manipulation des animaux pourront constituer une source de stress physique. Les prélèvements répétés d’une goutte de sang dans la veine latérale de la queue pourront induire un stress physique et de la douleur. La mise à jeun de 24h est une source de stress pour l’animal induisant une sensation de faim.
Devenir
Les analyses histologiques et biochimiques post-mortem permettront de déterminer l'impact de la consommation d'un régime alimentaire gras sur l'histologie et la physiologie des cellules microgliales du tronc cérébral.
Remplacement
L’utilisation d’animaux à des fins scientifiques se justifie ici, car il n’existe pas de méthode de substitution in vitro n’utilisant pas l’animal de laboratoire et permettant l’étude de l’implication des cellules microgliales dans le contrôle de la balance énergétique. En effet il s’agit d’étudier ici la réactivité de sous-populations microgliales, aux signaux métaboliques et hormonaux complexes associés à l’obésité et au jeûne. La culture de cellules microgliales ne permettrait pas d’étudier les différentes populations de façon spécifique comme nous souhaitons le faire dans cette étude in situ. De plus, la localisation spécifique de certaines de ces populations microgliales qui conditionne sans doute leur fonctionnement ne pourrait être conservée in vitro. Enfin, les modifications métaboliques et hormonales se mettant en place au cours de l’obésité ou du jeûne ne peuvent être parfaitement mimées in vitro.
Réduction
Le nombre de souris nécessaire à ce projet est de 232. POUR LE NOMBRE DE LOTS (23 lots) : Le nombre de lots nécessaires dépend du nombre de variables testées. Dans cette étude, les différentes variables sont : 1/ le type d’animaux (souris non obèse vs souris génétiquement obèse), 2/ le statut nutritionnel ou le régime alimentaire des animaux (régime standard vs régime obésogène), 3/ le temps d’exposition au régime alimentaire spécifique et 4/ la nature des analyses post-mortem réalisées. POUR L’EFFECTIF PAR LOT : L’analyse de la morphologie des cellules microgliales et les analyses biochimiques imposent un effectif minimum de 8 animaux par lot. Dans ce projet, le critère principal d’exclusion pour les comparaisons statistiques finales repose sur l’échec de la mise en place du régime obésogène qui est compris entre 30 et 35 % ce qui implique d’ajouter 4 animaux dans les lots soumis au régime alimentaire riche en gras.
Raffinement
L’état clinique des animaux est suivi quotidiennement et tout repérage d’un état anormal fait l’objet d’une quantification par une grille de score, permettant une prise en charge adaptée. Les animaux sont habitués à la manipulation et à la contention. Les actes pouvant générer de la douleur sont réalisés sous analgésie et/ou anesthésie : La mise à mort est réalisée sous analgésie préopératoire et anesthésie générale. L’hébergement se fait en cage collective. Deux enrichissements au choix (en plus des nids composés de lanière de papier) seront placés dans la cage et modifiés toutes les deux semaines parmi : dôme, tunnel, bûchette, coton.
Choix des espèces
La souris deumeure le meilleur modèle pour les études en rélation avec la régulation de la balance énergétique et l'obésité. Ce modèle dévellope une obésité sous régime gras et est le plus documenté dans la littérature. Pour la mise en place de l'obésité grâce à un régime enrichi en graisses, des souris de 5 semaines seront utilisées. Il est important de débuter le régime obésogène peu après le sevrage pour en maximiser les effets sur la croissance pondérale. Pour les expérimentations n’incluant pas l’étude des effets du régime obésogène, des souris adultes de 8 semaines seront utilisées.
Formation d’étudiants aux bonnes pratiques en expérimentation animale sur la souris dans le cadre de l’UE « modèles animaux en cancérologie » inclus dans le Master M1 Cancérologie.
- Enseignement supérieur
- Recherche fondamentale
- Oncologie
105 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger. On leur injecte des cellules d'un cancer du poumon puis on les tue, en principe avant l'apparition de signes cliniques, pour que des étudiants de master apprennent à manipuler les souris et à pratiquer des autopsies. Le porteur reconnaît qu'en cas de développement tumoral plus rapide les souris pourraient éprouver les douleurs de la tumeur. Il juge "indispensable" que ces étudiants, futurs responsables de projets, aient manipulé des souris vivantes.
Objectifs
Ce projet constitue la partie pratique d’un programme de Master (formation Bac + 5) destinée à former des chercheurs dans le domaine de la cancérologie. Au cours de cette formation, ils apprennent les techniques les plus récentes permettant le développement de traitements et de méthodes de diagnostic des cancers. Par la suite, ces étudiants s’intégreront dans des équipes de recherche du secteur public et de l’industrie pharmaceutique, en tant que responsables de projets. Les techniques qu’ils doivent connaître font appel à plusieurs disciplines scientifiques : la physiologie, l’endocrinologie, l’anatomo-pathologie, l’immunologie, l’imagerié médicale… Les recherches en cancérologie peuvent ponctuellement faire appel à des modèles animaux. L’apprentissage des principes de base dans l’utilisation des animaux à des fins scientifiques est donc indispensable pour ces étudiants. Ils abordent ce sujet en découvrant les techniques in vitro et es techniques in vivo qui peuvent être utilisées, en parallèle. La règles des 3R est le directeur de la formation. Dans une partie pratique, les étudiants apprennent l’abord et la manipulation des souris. Au cours de travaux pratiques, ils sont sensibilisés aux difficultés techniques et éthiques que représente l’utilisation des animaux. Même s’ils ne seront pas toujours amenés à manipuler eux-mêmes les animaux, ils devront prendre la responsabilité d’en utiliser dans des programmes de recherche. Il est donc important que tous les aspects, les contraintes, les avantages, les biais éventuels liés à l’utilisation d’animaux vivants leur soient présentés. Dans notre projet, les étudiants manipuleront des souris saines pour s’initier aux techniques de base, sur des gestes peu invasifs. Chez d’autres souris, des tumeurs seront provoquées par injection de cellules cancéreuses, dans le but de montrer aux étudiants l’évolution des tumeurs et la nature des lésions. Dans ce cas, la vitesse de croissance des tumeurs étant très bien connue, les animaux seront suivis quotidiennement et ils seront euthanasiés selon une méthode non stressante avant que la tumeur ne provoque de souffrance.
Bénéfices attendus
Il est pertinent que les étudiants de ce Master apprennent à autopsier et effectuer des prélèvements adéquats sur des souris porteuses de tumeur, car il s’agit d’une pratique usuelle qui sera utile à une bonne partie d’entre eux pour leurs travaux futurs (plus de la moitié des étudiants envisagent des études in vivo l’année suivant leur formation). Ceci conduira à une meilleure compétence, au profit de la fiabilité des études et donc à terme à la réduction des effectifs expérimentaux.
Procédures
Les animaux recevront une injection 100μl de cellules tumorales en intra-veineux au niveau de la veine de la queue. Cette administration sera réalisé sur animal vigile. La contention durera moins d'une minute et l'injection environ 10 secondes. En théorie, l'euthanasie est programmée avant que le développement de la tumeur induite ne provoque des signes cliniques.
Impact sur les animaux
Nous inoculons des cellules d'une souche de cancer du poumon de la souris. On peut donc considérer l'injection comme une nuisance, qui dure entre 1 et 2 minutes. Nous connaissons cette souche et la cinétique de développement du cancer. Les souris seront euthanasiées en théorie avant l'apparition des signes cliniques mais en cas de développement plus rapide, les souris pouraient éprouvé les douleurs associées au développement de la tumeur.
Devenir
A l'issue des procédures les animaux seront euthanasiés pour le prélèvement d'organes pour des analyses macroscopiques et histologiques.
Remplacement
Ce projet correspond à un enseignement pratique sur des souris pour des étudiants en M1 cancérologie. Ces étudiants se destinent à la recherche en cancérologie et seront amenés au cours de leurs stages à manipuler des modèles murins. Cette formation a donc pour but de familiariser les étudiants avec ce modèle, notamment l’importance après sacrifice des animaux, de réaliser des examens anatomopathologiques de qualité. Il n’est pas possible de sensibiliser et former correctement des étudiants qui n’ont jamais manipulé de petits rongeurs sans les confronter à quelques spécimens vivants. Ces travaux rpratiques sont très peu invasifs pour les animaux, toutefois, ils sont toujours précédés par des démonstrations video. En ce qui concerne les prélèvements sur animaux morts porteurs de tumeurs, les étudiants sont d'abord entrainés sur d'autres cadavres sains.
Réduction
Le nombre de souris utilisées dans les procédures expérimentales associées à ce projet est réduit au maximum (à raison de 1 souris/5 étudiants) et permettra la réalisation des examens nécropsiques à acquérir ainsi que l’approche de différents modèles murins utilisés en cancérologie. Ceci conduira à une meilleure compétence, au profit de la fiabilité des études et donc à terme à la réduction des effectifs expérimentaux. Les souris utilisées seront de jeunes adultes âgées d’au moins 5 semaines, ce qui permet une pousse de tumeur répétable et standardisée.
Raffinement
Après réception, les animaux auront une période d’acclimatation d’une durée propre à l'espèce. Les animaux feront l'objet d'un conditionnement positif, basé sur des intéractions amicales avec les personnels en charge des soins, ceci afin de permettre des manipulations sans stress et avec un minimum de contraintes. Les animaux seront hébergés en groupe sociaux et recevront un enrichissement du milieu adapté à l'espèce, régulièrement renouvelé. Des évaluations cliniques sont mises en place (observation quotidienne de l’état général, du comportement, observation du site d’administration, etc...). Tout au long des études les animaux sont manipulés/observés par un personnel formé et habilité à travailler chez cette espèce. Les voies et volumes d’administration suivront les recommandations des publications reconnues. Les souris vivantes incluses dans ce projet ne sont pas manipulées par les étudiants. Le modèle tumoral ne produisant pas de trouble clinique à ce stade, la gravité de la procédure reste légère et le bien-être animal est respecté.
Choix des espèces
La souris est l’espèce animale la plus pertinente pour les études de cancérogénèse du fait de l’existence de nombreux modèles bien caractérisés. Ainsi il est indispensable dans le cursus des étudiants en M1 cancérologie d’aborder ces modèles murins. Les souris utilisées seront de jeunes adultes âgées d’au moins 5 semaines, ce qui permet une pousse de tumeur répétable et standardisée.
Interaction neuro-immune dans les ilots pancréatiques chez la souris 1/2
- Recherche fondamentale
- Oncologie
- Système endocrinien
- Système immunitaire
- Système nerveux
7 520 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Elles subissent un régime gras pendant douze semaines, des injections, des périodes de jeûne, une chirurgie abdominale et une perfusion dans le cœur, pour étudier des cellules immunitaires des îlots du pancréas. Le porteur indique que 3 630 souris sont tuées d'emblée parce que leur génotype est inutilisable, avant toute procédure. Il affirme que les modèles animaux sont "nécessaires" et rattache l'étude au diabète, sans bénéfice thérapeutique précis annoncé.
Objectifs
Dans le pancreas, les ilots de Langherans sont centraux dans la régulation de la glycémie. Ces micro-organes ont pour fonction de produire les hormones permettant de réguler la glycémie. Les macrophages jouent une rôle important dans la fonction des ilots. Comme tous les tissus, les ilots sont reliés au cerveau par le système nerveux périphériques. Cependant, leur rôle dans la fonction des ilots pancréatiques n’est pas bien connu. En particulier, l’interaction entre les macrophages et le réseau nerveux n’a jamais été étudié. Dans ce projet nous proposons d’étudier les mécanismes d’interaction entre les macrophages et le réseau nerveux des ilots pancréatiques ainsi que le rôle de ces interactions dans la fonction des ilots en condition normal, ainsi que dans trois contextes de stress glycémique: le jeun, l’altération des ilots et le diabète, une maladie caractérisée par une dérégulation de la glycémie. Ce projet se déroulera dans deux établissement utilisateurs.
Bénéfices attendus
Il est aujourd'hui admis que les macrophages jouent un rôle primordial dans la régulation de la glycémie par le gras et le foie. Les macrophages résidant dans les ilots pancréatiques n'ont eux été décrits que tardivement et les contraintes liées à leurs techniques d'analyse font qu'ils restent encore largement ignorés. L'interaction entre les macrophages et le système nerveux a été montré comme primordiale dans la fonction de multiples organes. Cependant de part la difficulté d'étudier les macrophages des ilots pancréatiques, cette interaction n'est pas encore décrit dans les ilots. Ce projet permettra de mieux comprendre les interaction macrophage/réseau nerveux dans la fonction ilots pancréatiques et leurs implication dans le stress glycémique.
Procédures
Etablissement utilisateur 1: 1 biopsie de queue, 1 prélèvement de sang à la joue (10s), 1 régime riche en gras (12 semaines), 9 injection intra-péritonéale (20s), 1 injection sous-cutanée, 1 jeun (6h ou 16h) , 1 injection intra-veineuse, 12 prélèvement de sang à la queue (3s), 1 anesthésies gazeuses (10min), 1 perfusion intra-cardiaque. Etablissement utilisateur 2: 1 anesthésie gazeuse (2h), 1 chirurgie abdominale (2h).
Impact sur les animaux
-Injections intrapéritonéale (ip) : douleur légère due à la piqure. -Injection iv rétro-orbitale (iv) : gêne, douleur légère au point de prélèvement. Les animaux sont sous anesthésie gazeuse au moment du prélèvement. -Injection sous-cutanée (sc) : douleur légère due à la piqure. -Diabète : prise de poids progressive. Les souris peuvent devenir moins actives. Le souris urinent plus souvent. -Chirurgie abdominale : Douleur modérée. Les souris recevront un analgésique opioïde 15min avant la procédure. - Perfusion intra-cardiaque : Douleur modérée. Les souris recevront un analgésique opioïde 15min avant la procédure. - Mise à jeun : gêne due à la sensation de faim. - Micro-coupure à la queue : douleur modérée au moment de la réalisation de la coupure. -Prélèvement de sang à la joue : douleur légère. -Biopsie de queue : douleur modérée.
Devenir
Procédure 1 : 3630 souris seront mises à mort car leur génotype ne sera pas utilisable. 2280 souris auront le génpotype requis et seront utlisées dans les procédures 2 à 5. Procédure 2 à 5 : Toutes les souris seront mises à mort pour permettre le prélèvement des organes d'intérêts.
Remplacement
Cette étude a pour but d'étudier l'interaction des macrophages avec le système nerveux des ilots pancréatiques en condition normale et de stress glycémique, tels que le diabète. Les ilots pancréatiques répondent à la prise de poids et au dialogue entre différents organes. Cela implique donc d’étudier différents paramètres dans différents organes. Ainsi les modèles animaux sont nécessaires pour mener à bien ce projet.
Réduction
Le nombre d’animaux a été déterminé pour permettre l’analyse des résultats selon des tests statistiques adaptés. Des tests in vitro ainsi que des études pilotes avec des petits nombres d’animaux ont été inclues pour mettre en place des protocole adaptés et réduire le nombre d’animaux.
Raffinement
Dans les cages les souris bénéficient de coton et de « maisons » afin d’augmenter la diversité de leurs activités et qu’elles puissent se construire un nid. Les animaux seront hébergés avec leurs congénères (5 par cage maximum). Lorsque nécessaire, la douleur et la gêne des souris sont réduites à un niveau modéré par l’administration d’opioïdes et par l’anesthésie. Les souris sont surveillées régulièrement et lors des procédures, les paramètres de santé qui peuvent être affectés sont évalués et notés régulièrement
Choix des espèces
La souris est le modèle animal de référence dans l'étude de l'obésité. De nombreux outils sont disponibles chez la souris. Les souris sont utilisées entre l’âge de 10 jours et 22 semaines.
Etude des mécanismes des récepteurs du glutamate sur la régulation de l’activité des neurones : EU 2/2
- Recherche appliquée
- Troubles nerveux
- Recherche fondamentale
- Éthologie / comportement / biologie animale
- Oncologie
- Système nerveux
1 360 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Elles subissent une ou deux chirurgies du cerveau pour implanter des électrodes et injecter des virus, puis des enregistrements de leurs neurones pendant l'éveil et le sommeil, pour étudier un récepteur au glutamate. Le porteur indique que les souris implantées sont maintenues isolées, une autre souris pouvant endommager les électrodes, et signale une douleur post-opératoire de 48 heures et des risques liés à l'anesthésie. Il renvoie au long terme les retombées, des traitements des troubles anxieux liés au sommeil, et affirme qu'aucune alternative au rongeur ne préserve un réseau neuronal intact.
Objectifs
La présente demande concerne un projet préalablement autorisé pour lequel nous devons effectuer une étape nécessitant une expertise spécifique non disponible en interne. Aucun animal supplémentaire n'est ajouté à ce projet par rapport au projet principal déjà autorisé. Le projet a pour but d’étudier des récepteurs activés par le glutamate et fortement présents dans le système nerveux central des vertébrés. Ces récepteurs jouent un rôle central dans la communication et le fonctionnement de nos neurones, ainsi que dans les mécanismes associés à l’apprentissage et la mémoire. Ces récepteurs étant également impliqués dans de nombreuses pathologies neurologiques et psychiatriques (épilepsie, neurodégénérescence, troubles cognitifs), ils constituent des cibles thérapeutiques à fort potentiel. L’objectif de ce projet est d’évaluer et comprendre le rôle et l’importance de la régulation d’un des récepteurs au glutamate dans le fonctionnement des circuits neuronaux, à la fois dans un cadre physiologique et pathologique. Nous voulons comprendre si et comment ces récepteurs participent à l’activation et au dialogue de différentes structures du cerveau durant la veille et le sommeil. Pour cela, nous réaliserons des enregistrements de l’activités des neurones chez des souris libres de leurs mouvements et endormies.
Bénéfices attendus
Les troubles anxieux sont des troubles psychiatriques très répandus et constituent une préoccupation croissante pour la santé publique mondiale. Ils sont aussi systématiquement associés à des troubles du sommeil, considérés soit comme une cause, soit comme une conséquence des symptômes. Ce projet de recherche fondamentale utilisera des modèles animaux pour développer nos connaissances sur les mécanismes neurophysiologiques précis potentiellement affectés chez les patients humains. A long terme, il permettra ainsi de développer et de mettre en œuvre des stratégies thérapeutiques précises de prévention et de guérison axées sur le sommeil dans les troubles anxieux.
Procédures
Selon la procédure considérée, les animaux seront soumis à un ou deux types de chirurgie au niveau du cerveau (implantation d’électrodes (2-6h) et/ou injection de virus (1h30)) avec ou sans enregistrement de l’activité des neurones pendant l’éveil et le sommeil sur animal vigile (2 à 8 h, 1x/jr). Ainsi, 3 options peuvent se présenter : 1) implantation d’électrodes + enregistrement de l’activité des neurones ; 2) injection de virus ; 3) injection de virus + implantation d’électrodes + enregistrement de l’activité des neurones. A la fin de chaque procédure, il sera réalisé sur chaque individu une euthanasie selon une méthode réglementaire qui permet les prélèvements et analyses ultérieurs (10min). L’ensemble des actes est réalisés sous anesthésie et analgésie.
Impact sur les animaux
Nous détaillons ci-dessous l’ensemble des dommages prévus dans ce projet. Nuisances induites par les actes effectués : Chirurgie du cerveau : implantation d’électrodes et injection de virus (légère perte de poids, problème de cicatrisation et douleur post-chirurgicale pendant 48h) ; risques anesthésiques (hypothermie, détresse respiratoire, arrêt cardio-respiratoire, etc) ; isolement (stress modéré) ; 2 transports entre les établissements utilisateurs (source de stress)
Devenir
Les animaux seront euthanasiés à l’issue de chaque procédure afin de réaliser des analyses histologiques (prélèvements et analyses sont nécessaires post-mortem). Elle sera pratiquée au sein de l'établissement d'origine des animaux. Il s'agit d'un projet déjà autorisé, réalisé sur deux établissements et n'ajoutant aucun animal supplémentaire.
Remplacement
Un impératif concernant les études sur récepteurs natifs est de conserver l’intégrité d’un réseau neuronal afin de préserver les connections synaptiques. A ces fins, il n’existe, à ce jour, aucune méthode alternative à l’utilisation de modèle rongeurs. Les techniques d'enregistrement chroniques sont invasives et ne peuvent être effectuées chez l'homme chez le sujet sain. Elles sont utilisées chez des patients épileptiques dont l'activité cérébrale est par conséquent anormale. Ceci ne permet pas d'effectuer des études systématiques car le placement des électrodes est dicté par l'impératif médical. D'autre part, l'état des connaissances actuelles et la puissance requise d'un point de vue technologique ne permettent pas de modéliser le fonctionnement de ces réseaux sur ordinateur.
Réduction
Les enregistrements électrophysiologiques de grande ampleur in vivo permettent d'enregistrer un grand nombre de neurones simultanément, ce qui augmente la puissance statistique des analyses et permet de réduire le nombre d'animaux utilisés. Pour les tests comportementaux, le nombre d'animaux proposé reste standard par rapport à la littérature existante. Le couplage entre électrophysiologie in vivo et comportement permet également de corréler les résultats comportementaux des individus avec leur activité neurale. Ceci permet de s'affranchir partiellement du problème de variabilité individuelle et de réduire le nombre d'animaux. Le calcul du nombre d’animaux a également été réalisé en fonction des travaux précédents. Au total, sur 5 ans, ce projet de recherche impliquera 1360 animaux : dont 1120 impliqués sur ce site.
Raffinement
Après leur réception, les animaux sont habitués à l’animalerie de l’Institut pendant une semaine avant de débuter toute procédure. Sauf si cela n’est pas approprié, toutes les procédures expérimentales du projet sont pratiquées sous anesthésie générale ou locale en recourant à des analgésiques. Les enregistrements en soi ne sont pas douloureux. Les administrations et prélèvements seront effectués conformément aux bonnes pratiques vétérinaires. Les animaux sont stabulés dans les conditions d'hébergements standards (enrichissement de nidification) comme défini dans l'agrément de notre établissement. Les animaux implantés seront maintenus en isolation: la présence d'une autre souris pourrait ralentir la cicatrisation et endommager les électrodes implantées chroniquement (grattage, rognage) entraînant l’euthanasie de l’animal et ne permettant pas de récolter des données. Le maintien en isolation permet donc de maximiser la quantité de données récoltées sur chaque animal et ainsi de minimiser le nombre total d'animaux pour le projet. Les animaux non-implantés servent de groupe contrôle et doivent donc être logés dans les mêmes conditions que les animaux implantés. Cependant, pour diminuer le stress lié à l’isolement les animaux sont maintenus dans des cages contenant 2 compartiments séparés par une cloison transparente percée de trous permettant ainsi à l’animal d’avoir des interactions avec l’animal isolé dans le second compartiment (contiguïté visuelle, olfactive, auditive). Afin de garantir la taille minimale réglementaire au sein d'un compartiment une fois la cloison installée, les cages utilisées sont des cages prévues pour des rats. Pour éviter toutes blessures et d’endommager les électrodes, la nourriture sera directement dispersée dans la sciure. Cette démarche aura pour avantage d’enrichir l’environnement de l’animal puisqu’il sera obligé de fouiller la sciure pour trouver les croquettes et facilitera l’accès à la nourriture. Cet enrichissement sera également complété par le dépôt de morceaux de bois dans la cage de l’animal. Une construction de lego sera mise en-dessous du biberon d’eau pour réduire la hauteur et faciliter l’accès à l’eau. Une surveillance quotidienne sera réalisée pour vérifier la bonne santé des animaux et les points limites définis. Avant le début de chaque procédure l’animal sera pesé et son état général contrôlé. En cas de signe de douleur (utilisation de l’échelle de grimace), les animaux seront exclus du protocole.
Choix des espèces
Le choix de la souris est scientifique : il s’agit d’un mammifère de petite taille, au cycle de vie reproductif rapide et qui possède un système nerveux central ‘développé’. La souris est un modèle classique pour l'étude de la physiologie des réseaux neuronaux en lien avec le comportement. Seules des souris au stade adulte seront utilisées pour ce projet (à partir de 6 semaines), plus alertes et plus prompts à explorer leur environnement que les animaux âgés.