Oncologie

816 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Elles enchaînent mises à jeun, contentions répétées, gavages et injections, et une inflammation intestinale leur est provoquée par un produit ajouté à l'eau de boisson, avant un prélèvement sanguin terminal. Le porteur décrit des signes de souffrance attendus, poil hérissé, perte de poids, léthargie, dos courbé, ataxie et tremblements. Il affirme que ces phénomènes sont "impossibles à étudier directement chez l'Homme", tout en indiquant avoir déjà utilisé des organoïdes intestinaux pour une partie des questions.

Objectifs

L’intestin est composé d’un épithélium simple, directement en contact avec le bol alimentaire et le microbiote. Il exerce trois fonctions principales, qui sont cruciales pour le maintien de l’homéostasie : i) la digestion et l’absorption des nutriments ii) un rôle endocrine et iii) un rôle de barrière sélective entre la lumière digestive et le milieu intérieur. Bien que l’hyper-perméabilité intestinale et le passage consécutif de produits bactériens dans le sang aient été proposées comme un des facteurs participant à l'inflammation chronique qui accompagne l'obésité et le diabète de type 2, les mécanismes moléculaires à l’origine des défauts d’intégrité épithéliale lors de ces pathologies demeurent mal compris. Dans ce contexte, l’objectif de ce projet est d’évaluer si la perte d'action de l’insuline, une caractéristique du diabète, conduit à une altération de la fonction barrière de l'intestin et une susceptibilité accrue à l'inflammation intestinale.

Bénéfices attendus

Le bénéfice attendu de ce projet est la mise en évidence que la perte d'action intestinale de l'insuline contribue à l'hyperperméabilité et au risque accru d'inflammation ou d'infection intestinales au cours du diabète. Notre projet identifiera à la fois les cellules cibles impliquées et les voies de signalisation permettant l'action de l'insuline dans l'épithélium intestinal, ce qui est essentiel pour la conception de stratégies préventives et thérapeutiques.

Procédures

Tous les animaux feront l'objet d'une contention et d'une prélèvement par biopsie (30 secondes) -Un 1er lot d'animaux vigiles feront l'objet d'une mise a jeun (14h), de 2 à 7 contentions (30 secondes chacune), de 0 à 5 administrations orale de produit (1 min chacune), d'un prélèvement de sang (1min) et d'une injection de produit (1min). Ce 1er lot d'animaux recevra également un traitement dans l'eau de boisson (7 jours) induisant une inflammation intestinale. -Un 2ieme lot d'animaux fera l'objet d'une mise a jeun (14h), de 3 à 8 contentions (30 secondes chacune), de 0 à 5 administrations orale de produit (1 min chacune), d'un prélèvement de sang (1min) et de 2 injections de produit (1min). -Un 3ième lot d'animaux fera l'objet de 2 mises à jeun (4h et 14h), de 4 à 9 contentions (30 secondes chacune), de 2 à 7 administrations orale de produit (1min) d'un prélèvement de sang (1min) et d'une injection de produit (1min). -Un 4ième lot d'animaux fera l'objet de 2 mises à jeun (4h et 14h), de 3 à 8 contentions (30 secondes chacune) de 1 à 6 administrations orale de produit (1min), d'un prélèvement de sang (1min) et d'une injection de produit (1min). - Tous les animaux seront placés sous analgésie anesthésie profonde pour un prélèvement sanguin terminal unique (30 secondes par souris).

Impact sur les animaux

L'identification, les prélèvements, l’anesthésie/analgésie, la contention le gavage et les injections sont des sources de stress pour les animaux. Certains actes peuvent induire une sensation de douleur chez l'animal : douleur de courte durée au site d’injection (piqûre de l’aiguille) ou liées à l’inflammation intestinale. Concernant les procédures incluant l’induction d’une inflammation intestinale ou l’infection par des entéropathogènes, l’apparition de signes généraux de souffrances peut survenir : poil ébouriffé (ou hérissé), perte de poids, écoulement des yeux, léthargie, dos courbé, ataxie, tremblement.

Devenir

A la fin de chaque procédure les animaux seront euthanasiés en vu de prélevements de sang et d'organes pour des analyses ultérieures.

Remplacement

Dans ce projet, les modèles animaux seront développés dans le but d'obtenir des modèles de pathologies métaboliques (diabète) et inflammatoires (inflammation intestinale, infections entériques). Les dérégulations métaboliques et la réponse inflammatoire sont des phénomènes complexes faisant intervenir de nombreux dialogues inter-organes. Les animaux seront donc utilisés quand les questions soulevées par le projet ne pourront pas être résolues par des systèmes de culture in vitro. Ils permettent d'obtenir une représentation simplifiée de systèmes biologiques impossibles à étudier directement chez l'Homme. Cependant, nous avons utilisé des systèmes de culture tridimensionnelle à partir d'organoides intestinaux pour démontrer que la perte d'action de l'insuline altère certaines fonctions propres à l'épithélium intestinal.

Réduction

L'étude statistique permettant de calculer au plus juste le nombre d'animaux a été réalisée. L'étude comprend 816 animaux. Les analyses statistiques seront réalisées avec un logiciel approprié. La "significativité" des différences expérimentales sera évaluée par des tests adaptés à la comparaison de deux groupes ou plus. De plus, pour caractériser la réponse de l’intestin à l’insuline, nous avons utilisé une technique qui ne nécessite pas de traitement sur animaux vigiles et qui permet à partir d’une seule souris d’étudier plusieurs parties de l’intestin (duodénum, iléon et colon), et l'effet de plusieurs traitements, réduisant ainsi considérablement le nombre de souris.

Raffinement

La durée et dose des traitements seront réalisées selon les protocoles préétablis et maitrisés par notre équipe. Les animaux disposent de nourriture et d’eau ad libitum. Le milieu est enrichi à l’aide de coton de nidification et de petite maison. Nous nous efforçons à chaque instant de raffiner nos procédures (analgésiques, anesthésiques) afin de garantir le bien-être des animaux en cours de procédure grâce à une surveillance attentive et des soins adaptés. L’application des points limites établis (apparence, mobilité, comportement, changement de poids, suivi post- opératoire) pour chaque procédure de ce projet sera effectué.

Choix des espèces

La souris est un modèle de choix pour les études ayant attrait à la caractérisation de pathologies métaboliques et inflammatoires. Seule cette espèce possède des modèles présentant une délétion spécifique du récepteur de l'insuline dans des tissus d’intérêt, permettant ainsi la caractérisation de l'action de l'insuline au cours de ces pathologies. Les souris utilisées seront âgées de 8 à 10 semaines pour toutes les procédures. Nous avons choisi de travailler sur des souris adultes afin qu’elles aient un tractus intestinal totalement mature.

280 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Elles subissent contentions, biopsies, mises à jeun, gavages, prélèvements de sang et injections, certaines recevant une pompe osmotique implantée chirurgicalement sous la peau et un diabète induit provoquant polydipsie et glycosurie. Le porteur décrit des signes de souffrance possibles comme un poil hérissé, une perte de poids et une léthargie, avant un prélèvement sanguin terminal. Il indique que les dérégulations métaboliques et inflammatoires sont "impossibles à étudier directement chez l'Homme" et recourt à l'animal quand la culture in vitro ne suffit pas.

Objectifs

L’intestin est composé d’un épithélium simple, directement en contact avec le bol alimentaire et le microbiote. Il exerce trois fonctions principales, qui sont cruciales pour le maintien de l’homéostasie : i) la digestion et l’absorption des nutriments ii) un rôle endocrine et iii) un rôle de barrière sélective entre la lumière digestive et le milieu intérieur. Bien que l’hyper-perméabilité intestinale et le passage consécutif de produits bactériens dans le sang aient été proposés comme un des facteurs participant à l'inflammation chronique qui accompagne l'obésité et le diabète de type 2, les mécanismes moléculaires à l’origine des défauts d’intégrité épithéliale lors de ces pathologies demeurent mal compris. Dans ce contexte, l’objectif de ce projet est d’évaluer si la perte d'action d’un facteur qui médie les effets du glucose, conduit à une altération de la fonction barrière de l'intestin et une susceptibilité accrue à l'inflammation intestinale.

Bénéfices attendus

Le bénéfice potentiel de ce projet serait de mieux comprendre la fonction d'un facteur relayant habituellement les effets du glucose dans l'intestin. Il permettrait de notamament de comprendre si son blocage pourrait suffir à renforcer la barrière formée par l'intestin et ainsi empêcher l'augmentation de la perméabilité intestinale en cas d'hyperglycémie, ce qui est essentiel pour la conception de stratégies préventives et thérapeutiques, dans le contexte clinique des patients diabétiques et/ou obèses.

Procédures

Tous les animaux feront l'objet d'une contention et d'une prélèvement par biopsie (30 secondes). Un 1er lot d’animaux feront l’objet de deux mises à jeun (5h et 14h), de 6 administrations orales de produit (1min chacunes), de 3 prélèvements de sang (1min pour le prélèvement mandibulaire et 30sec par prélèvementcaudal) et de 2 injections de produit (1min chacun). ; 1 minute par prélèvement mandibulaire et 30sec par prélèvement caudal), Un 2ieme lot d’animaux feront l’objet de deux mises à jeun (5h et 14h), de 6 administrations orales de produit (1min chacunes), de 3 prélèvements de sang (1min pour le prélèvement mandibulaire et 30sec par prélèvementcaudal) et de 2 injections de produit (1min chacun). ; 1 minute par prélèvement mandibulaire et 30sec par prélèvement caudal), Ces animaux seront également placés sous anesthésie et analgésie pour la réalisation d’un acte chirurgical (implantation sous cutanée d'une pompe osmotique, 20 minutes). Un 3ieme lot d’animaux feront l’objet de trois mises à jeun (deux de 4h et une de 14h), de 8 administrations orales de produit (1min chacune), d’un prélèvement de sang (1min) et d’une injection de produit (1min). Un 4ieme lot d’animaux feront l’objet de trois mises à jeun (deux de 4h et une de 14h), de 8 administrations orales de produit (1min chacune), d’un prélèvement de sang (1min) et d’une injection de produit (1min). -Tous les animaux seront placés sous analgésie et anesthésie profonde pour un prélèvement sanguin terminal unique (30 secondes par souris).

Impact sur les animaux

Les prélèvements, l’anesthésie, la contention le gavage et les injections sont des sources de stress pour les animaux. Certains actes peuvent induire une sensation de douleur chez l'animal : douleur de courte durée au site d’injection (piqûre de l’aiguille) ou encore les douleurs post-opératoire (implantation de la pompe) ou liées à l’inflammation intestinale. De plus, la chirurgie comporte un risque pour l'animal lié à l'anesthésie (réveil, dépression respiratoire, hypothermie). Les souris rendues diabétiques présenteront une polydipsie associée à une glycosurie. L’implantation des pompes osmotiques en sous cutanée peuvent entraîner localement une inflammation (rougeur, gonflement) ou une infection (écoulements). L’infection par des entéropathogènes, ou l’induction d’un diabète, peut entraîner l’apparition de signes généraux de souffrance : poil ébouriffé (ou hérissé), perte de poids, écoulement des yeux, léthargie, dos courbé, ataxie, tremblement.

Devenir

A la fin de chaque procédure les animaux seront euthanasiés en vu de prélevements de sang et d'organes pour des analyses ultérieures.

Remplacement

Dans ce projet, les modèles animaux seront développés dans le but certaines caractéristiques de pathologies métaboliques (diabète) et inflammatoires (inflammation intestinale, infections entériques). Les dérégulations métaboliques et la réponse inflammatoire sont des phénomènes complexes faisant intervenir de nombreux dialogues inter-organes. Les animaux seront donc utilisés quand les questions soulevées par le projet ne pourront pas être résolues par des systèmes de culture in vitro. Ils permettent d'obtenir une représentation simplifiée de systèmes biologiques impossibles à étudier directement chez l'Homme.

Réduction

L'étude statistique permettant de calculer au plus juste le nombre d'animaux a été réalisée. Les analyses statistiques seront réalisées avec un logiciel approprié. L'étude comprend au total 280 animaux. La "significativité" des différences expérimentales sera évaluée par des tests adaptés à la comparaison de deux groupes ou plus. De plus des expérimentations ont préalablement été effectuées pour caractériser les conséquences intestinales de la perte d’action du glucose à partir d'organoides intestinaux issus de souris dont l’intestin ne répond pas au glucose.

Raffinement

La durée et dose des traitements seront réalisées selon les protocoles préétablis et maitrisés par notre équipe. Les animaux disposent de nourriture et d’eau ad libitum. Le milieu est enrichi à l’aide de coton de nidification et de petite maison. Nous nous efforçons à chaque instant de raffiner nos procédures (analgésiques, anesthésiques) afin de garantir le bien-être des animaux en cours de procédure grâce à une surveillance attentive et des soins adaptés. L’application des points limites établis (apparence, mobilité, comportement, changement de poids, suivi post- opératoire) pour chaque procédure de ce projet sera effectué.

Choix des espèces

La souris est un modèle de choix pour les études ayant attrait à la caractérisation de pathologies métaboliques et inflammatoires. Seule cette espèce possède des modèles présentant une délétion spécifique du récepteur de l'insuline dans des tissus d’intérêt, permettant ainsi la caractérisation de l'action de l'insuline au cours de ces pathologies. Les souris utilisées seront âgées de 8 à 10 semaines pour toutes les procédures. Nous avons choisi de travailler sur des souris adultes afin qu’elles aient un tractus intestinal totalement mature.

2288 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Des mutations sont introduites par électroporation dans le cerveau de souris nouveau-nées pour y induire un glioblastome, avant une euthanasie par perfusion intracardiaque précédée d'une thoracotomie sous anesthésie. Le porteur affirme n'avoir jamais observé d'effet dommageable jusqu'à six semaines, tout en décrivant au-delà une prostration et un poil hérissé qui le conduisent à ne pas garder les animaux plus longtemps. Il conclut qu'aucun modèle cellulaire ne récapitule les niches où se développent ces tumeurs et justifie l'étude sur l'animal entier.

Objectifs

Les glioblastomes (GBM) représentent la forme la plus fréquente et la plus agressive des tumeurs primaires du cerveau avec un pronostic de survie très bas. Lors d’experiences pilotes décrites dans une DAP précédente, nous avons établi un modèle de GBM chez la souris, qui permet d’étudier les étapes précoces de l’apparition des tumeurs. Ces tumeurs se déclanchent à cause de mutations qui surviennent dans des cellules souches du cerveau. Notre équipe travaille depuis longtemps sur ces cellules souches et nous sommes capables d’introduire des mutations en utilisant la méthode d’électroporation in vivo du cerveau de nouveaux-nés décrite dans les procédures et que nous utilisons régulièrement depuis plus de 10 ans. L’analyse de ces cellules ainsi modifiées sera effectuée à différents temps après l’induction des mutations et permettra de caractériser les évènements cellulaires et moléculaires qui interviennent pendant la période d’induction et de développement précoce des GBM.

Bénéfices attendus

Grâce à notre méthode qui permet d’introduire des mutations dans les cellules souches du cerveau, nous avons le moyen unique de pouvoir étudier les étapes précoces du développement des glioblastomes chez l’animal entier, possibilité qui n’existe pas à l’heure actuelle. Notre modèle pourra être utilisé pour tester l’effet de molécules particulières dans le développement précoce de ces cancers ou dans leur régression. Enfin, nous pourrons générer un modèle adulte des glioblastomes reflètant plus fidèlement ce qui se passe chez les patients atteints de ce type de cancer, dans le but ultime d’identifier des pistes thérapeutiques.

Procédures

Interventions: 1) electroporation du cerveau: geste réalisé sous anesthésie générale. Durée de l'acte: 1 minute maximum, effectué sur 2288 animaux nouveau-nés, 1 seule fois par animal. 2) Injection intrapéritonéale, durée moins de 1minute, effectuée 1 fois sur 336 animaux vigiles âgés de 2 à 30 jours, ou 2 fois sur 108 animaux âgés de 21 à 35 jours. 3) Thoracotomie dans le cadre d'une euthanasie par perfusion intracardiaque. Geste réalisé sous anesthésie générale sub-létale (surdosée) après une pré-médication avec un analgésique morphinique. Durée: 5 minutes, 1 seule fois car conduit à la mort de l'animal, sur 2288 animaux.

Impact sur les animaux

Les procédures sont appliquées sur des animaux nouveaux-nés qui sont euthanasiés entre 2 et 77 jours après. Nous pratiquons en routine depuis une douzaine d’année les procédures décrites dans ce projet et nous n’avons jamais observé d’effets nuisibles conséquents à ces actes sur la santé et le bien être des animaux. L’animal peut ressentir un stress au moment de sa contention et lorsqu’on introduit une aiguille fine dans son abdomen mais au regard de la durée extremement courte de l’intervention (moins d’une minute) nous pouvons estimer que le stress et la douleur induits sont très limités dans le temps. Les produits injectés n’entrainent pas d’effet indésirable sur les animaux. Nous n’avons jamais observé d’effet toxique du tamoxifène (molécule qui permet de réguler le récepteur à l’hormone oestrogène) injecté à des animaux dans d’autres projets. Les lignées transgéniques que nous utilisons dans ce projet sont non dommageables. Les autres effets indésirables attendus sont les effets du développement des tumeurs cérébrales. Dans un précédent projet, nous avons réalisé des expériences pilotes sur plusieurs animaux pour évaluer la taille des tumeurs et leurs conséquences sur leur santé et nous n’avons jamais observé d’effet dommageable selon la grille de score sur des animaux jusqu’à 6 semaines après l’induction des glioblastome malgré que la tumeur occupe une partie importante du cerveau. Il est possible que la tumeur engendre une augmentation de la pression intracranienne mais sans impact visible sur la santé de l'animal. Toutefois, nous avons observé sur quelques animaux l’effet de la tumeur après 6 semaines, qui apparait de façon soudaine et se caractérise par le comportement prostré de l’animal ayant un poil hérissé. Cependant nous ne gardons pas les animaux au-delà de ces 6 semaines car notre projet ne nécessite pas de garder des animaux présentant des tumeurs délétères pour leur santé.

Devenir

Tous les animaux sont euthanasiés à la fin de chaque procédure pour prélever leur cerveau en vue de leur analyse

Remplacement

Le but de notre projet est d’étudier les mécanismes cellulaires et moléculaires intervenant dans les phases précoces de développement des GBM dans le contexte écologique de l’avènement des tumeurs en ciblant les cellules souches neurales de la ZSV des ventricules latéraux qui sont à l’origine de ces GBM. La prolifération et la différenciation de ces cellules souches sont contrôlées par des facteurs extrinsèques ou environnementaux présents au niveau de niches cellulaires qui entourent ces cellules. Ces facteurs sont sécrétés par exemple par les cellules gliales ou celles du système vasculaire. Malheureusement il n’existe pas de modèles cellulaires capables de récapituler ces niches cellulaires.

Réduction

Nous utiliserons une approche expérimentale simple et rapide qui permet de modifier l’information génétique des cellules souches directement dans le cerveau de souris nouveau-nés sans avoir besoin de créer des animaux transgéniques. Cette méthode par électroporation des cerveaux in vivo est utilisée en routine depuis plusieurs années dans le laboratoire. Grâce à notre expérience et notre maitrise de cette technique, notre taux de réussite est optimal et nous pouvons estimer au plus juste le nombre d’animaux suffisants à utiliser pour avoir des résultats reproductibles et tenant compte du taux d’échec des expériences réalisées par la suite sur les échantillons biologiques. Les groupes témoins et les groupes tests seront constitués à partir de mêmes portées, sans distinction de sexe, afin d’optimiser le nombre de nouveaux-nés utilisés par portée et donc de réduire le nombre de portée par expérience. Pour les analyses histochimiques, le nombre d’animaux nécessaires à l’étude a été réduit grâce au fait que chaque cerveau prélevé servira à l’analyse de plusieurs marqueurs. Le nombre d’animaux a été estimé en s’appuyant sur des tests statistiques appropriés pour ce type de procédure (test non paramétrique adapté aux petits échantillons, qui ne sont pas distribués selon une loi normale). De plus grâce à notre expérience concernant l’analyse statistique de résultats obtenus en utilisant ces méthodes dans d’autres projets, le nombre d’animaux pour ce projet a pu être réduit au strict nécessaire.

Raffinement

Selon les recommandations règlementaires, les souris sont élevées en groupes sociaux, dans des environnements enrichis par la présence de tunnel en carton, carré de coton et dôme pour la nidification, au sein d’une animalerie exempte de pathogènes et dont les paramètres physiques et sanitaires sont strictement contrôlés. 5 personnes sont dédiées à l’organisation, l’entretien des élevages et le soin aux animaux. Les animaux sont systématiquement anesthésiés avant toute procédure. Après l’expérimentation, ils sont hébergés dans une salle spécifiquement dédiée à la stabulation post-expérimentation, avec un suivi clinique quotidien. Les souriceaux d’une portée continuent d’être élevés tous ensemble avec leur mère. Tout au long de l’expérimentation et de la surveillance post-expérimentation nous nous attacherons à reconnaître douleur et anxiété et à les soulager si elles apparaissent, à agir lorsque les points limites prédéfinis sont atteints, à noter les observations faites et les actions entreprises. -Lors de la perfusion intracardiaque, pour éviter toute souffrance, une prémédication de buprénorphine est administrée avant la perfusion, puis les animaux sont anesthésiés par un surdosage d’anesthésique. L’acte n’est réalisé qu’après s’être assuré que l’animal est sans réaction.

Choix des espèces

De façon générale, la souris est le modèle mammifère le plus utilisé par la communauté scientifique pour établir des modèles de cancers in vivo permettant l’étude des mécanismes cellulaires et moléculaires des phases précoces de développement de cancer. Le modèle d'induction de glioblastome par mutation de 3 gènes critiques a déjà été décrit chez la souris par d'autres équipes scientifiques et mime différentes caractéristiques cellulaires et moléculaires de la genèse et du développement des glioblastomes. Ce modèle est donc réalisable et pertinent. De plus, grâce à notre adaptation basée uniquement sur l’électroporation, nous pouvons étudier les étapes d’induction et de développement précoce des glioblastomes dans des contextes génétiques mutants existant uniquement chez la souris. Tous les animaux seront électroporés au stade nouveau-né car c’est le stade où les cellules souches neurales qui bordent les ventricules latéraux sont extrêmement nombreuses et peuvent être modifiées génétiquement en introduisant facilement des molécules d'ADN. Les animaux seront euthanasiés à différents temps après l’électroporation, de 2 jours jusqu’à un maximum de 11 semaines, pour suivre l’évolution des cellules génétiquement modifiées. Toutefois la plupart des animaux sera euthanasiée avant 4 semaines.

3720 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Une inflammation est déclenchée pendant la gestation par injection, avec un risque de fausse-couche pouvant atteindre 40 %, puis la descendance subit une série de tests comportementaux dont un conditionnement de peur, pour étudier le rôle des microglies dans les troubles neurodéveloppementaux. Le porteur indique que ces tests provoquent un stress léger à modéré et prélève ensuite les structures cérébrales après mise à mort. Il conclut que les modèles in vitro ne reproduisent pas ces étapes du développement et qu'un recours à des animaux non-humains vivants est nécessaire.

Objectifs

Les troubles neurodéveloppementaux ont des causes multiples y compris environnementales. Un lien entre des épisodes inflammatoires pendant la gestation et une augmentation du risque de développer des troubles neurodeveloppementaux chez le descendant ont été démontrés. Récemment, le rôle des microglies (cellules immunitaires du cerveau) dans ces troubles a été mis en évidence chez la descendance mâle. Cependant, aucune donnée sur la descendance femelle, ni sur les troubles cognitifs de la descendance n'ont été générées. Ce projet se base sur un modèle d'inflammation gestationnelle couramment utilisé et maîtrisé par les porteurs du projet. L'objectif est d'étudier le rôle des microglies dans les troubles cognitifs neurodéveloppementaux chez le mâle et la femelle.

Bénéfices attendus

Ce projet permettra d'établir le rôle des microglies dans la mise en place des troubles cognitifs à l'âge adulte des descendants mâles et femelles après inflammation gestationnelle. Cette étude permettra d'obtenir des données concrètes sur les deux sexes, ce qui n'est actuellement pas disponible mais également sur la sphère cognitive, très peu documentée à ce jour. L'approche par renouvellement des microglies permettra par ailleurs d'établir une nouvelle approche thérapeutique dans le traitement des troubles neurodéveloppementaux.

Procédures

Prélèvement de sang unique de quelques secondes sur animal vigile pour la présélection des femelles. Injection unique de quelques secondes durant la gestation pour la mère gestante. Tests comportementaux à la période juvénile quotidien durant en tout moins de 15 minutes afin d'évaluer les comportements émotionnels et le développement général (6 tests en juvénile), pouvant engender un léger stress chez l'animal. Tests comportementaux à l'âge adulte afin d'évaluer les capacités de mémoire et les comportements émotionnels ( 5 tests, un test par jour, espacés d'au moins un jour entre les tests, sur une période de 2 semaines– quelques minutes par test), pouvant engender un léger stress, voir modéré lors de l'apprentissage de peur conditionné chez l'animal.

Impact sur les animaux

Le modèle d'inflammation gestationnelle présente un risque de fausse-couche pouvant atteindre 40% sans impacter la survie des mères. Les mères gestantes injectées peuvent présenter une baisse de leur prise de poids sans signe majeurs de comportement de maladie. Les bébés mâles présentent généralement un poids inférieur par rapport aux contrôles. Aucune différence de poids n'est trouvée chez les femelles. Aucune mortalité après mise bas n'est documentée sur ce modèle. Les autres tests comportementaux réalisés ne durent que quelques minutes, peuvent entraîner un léger stress notamment durant les deux tests sur les réponses émotionnelles, mais n’induisent pas d’altération de l’état général des animaux.

Devenir

Les animaux seront mis à mort pour récupérer les structures et/ou cellules et/ou vésicules extracellulaires nécessaires pour les études cellulaires et moléculaires.

Remplacement

L’étude des phénotypes microgliaux au cours du développement nécessite des modèles non humains. L'étude des effets de l’inflammation maternelle ne peut se faire de manière fine chez l'homme et nécessite de fait l'utilisation d'animaux vivants. Les modèles in vitro ne permettent pas de modéliser ces étapes du développement cérébral et la recherche bibliographique indique que la réponse inflammatoire correspondant à nos modèles n'est pas développée in vitro à ce jour. La proximité des signatures microgliales entre l'homme et l'animal permettra un transfert à l'homme à la suite de ce projet, ce qui reste notre priorité et notre objectif scientifique premier : comprendre chez l'homme le développement des microglies durant les phases développementales.

Réduction

Afin de réduire le nombre d'animaux utilisés pour ces expériences, nous avons utilisé le site Idele.fr permettant de calculer la taille des effectifs en prenant en compte le nombre de groupes, une significativité à 5%, une puissance statistique à 80% et des moyennes et écarts types fictifs basés sur nos expériences passées. Nous avons alors choisi un nombre permettant un équilibre entre la robustesse des données omiques générées malgré la faible puissance statistique liée au nombre de groupes générés. Réduire ce nombre serait prendre le risque de générer des données non concluantes, ce qui pousserait à reproduire ces expériences avec un nombre plus grand et donc à terme consommerait plus d'animaux. La pertinence du nombre de destinations expérimentales repose sur la limite de détection du matériel que nous cherchons à évaluer sur une population cellulaire triée à partir de structures cérébrales. Nous ne pouvons réduire ce nombre au risque de passer sous la limite de détection des appareils de mesure. Les femelles sont également étudiées, ce qui nous permet d'utiliser tous les animaux générés durant cette étude.

Raffinement

Les expérimentateurs formés porteront une attention particulière au raffinement des procédures afin de limiter la douleur et la soulager si elle ne peut être évitée par l’utilisation d’antalgiques (buprénorphine à 0.1 mg/kg) les plus adaptés à chaque procédure, optimiser les procédures, soulager le stress des animaux et leur fournir les meilleures conditions de vie tout au long du projet. Une anesthésie par injection intrapéritonéale de pentobarbital (Exagon 300 mg/kg, 100ul/10g de poids corporel) avec une prise en charge de la douleur préalable par utilisation de buprénorphine (0.1 mg/kg) 30 min avant sera utilisée pour réduire la douleur des animaux. Pour leur bien-être, les animaux vivent en groupes sociaux le plus longtemps possible. Ils auront à leur disposition des éléments d’enrichissement de leur milieu. L’ensemble des animaux est surveillé quotidiennement avec une surveillance renforcée après les différentes expérimentations. Des points limites suffisamment précoces seront définis pour éviter des souffrances aux animaux avec la mise en place de mesures pour les soulager comme une réhydratation, le réchauffement, des traitements vétérinaires si nécessaire. Enfin, nous avons déjà inscrit ce projet dans un consortium de travail international visant à partager les données afin de limiter les doublons expérimentaux et de conduire à un raffinement des approches de recherche dans la communauté scientifique.

Choix des espèces

Ce projet s'inscrit dans la continuité des recherches menées par les porteurs du projet. Leurs données préliminaires ont été générées chez la souris et l'accrétion de données nouvelles sur modèle murin permettra de raffiner les données existantes par leur analyse commune avec les nouvelles données générées. De plus, les microglies de la souris et de l'homme partagent de nombreux gènes en commun et permettent de conduire à une valorisation des données chez l'animal par transfert chez l'homme, rendant cette étude pertinente au vu du choix du modèle animal. Les analyses seront conduites au cours de la période post-natale pour le comportement juvénile et à l'âge adulte pour l'évaluation comportementale et les études biologiques subséquentes.

840 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Spontanément diabétiques, elles reçoivent chaque semaine pendant quatorze semaines une injection de protéines à tester, subissent un test de tolérance au glucose et des prélèvements de sang répétés, avant une ponction aortique terminale. Le porteur signale le stress lié aux manipulations, au gavage et aux mesures de glycémie, et rappelle que ces souris résistent tardivement à l'acidocétose. Il affirme qu'il est "nécessaire" de démontrer l'efficacité des composés dans un modèle proche de la maladie humaine avant tout essai clinique.

Objectifs

En 2021, le nombre de diabétiques de type 1 (DT1) dans le monde était de 8,4 millions dont 20% ont moins de 20 ans. Plus de 500 000 nouveaux cas apparaissent chaque année et ce chiffre est en constante augmentation. A ce jour, le seul traitement des DT1 approuvé à ce jour est l’insuline. Néanmoins, des complications sévères peuvent se développer et l’espérance de vie des DT1 est réduite de 10 à 15 ans comparé à un individu non diabétique. Le DT1 survient suite à la destruction auto-immune de la plupart des cellules bêta β. Néanmoins, il persiste un petit nombre de cellules bêta fonctionnelles même 50 ans après le diagnostic. Il a par ailleurs été montré, en particulier dans un modèle de DT1 présentant des caractéristiques proches du DT1 humain, la souris diabétique, qu’activer la prolifération des cellules bêta prévenait l’apparition du DT1 dans ce modèle.

Bénéfices attendus

Ce projet devrait permettre de sélectionner une nouvelle molécule présentant un effet antidiabétique grâce à l’augmentation de la masse des cellules bêta pancréatiques, seul ou en combinaison avec les traitements existants et ainsi ouvrir de nouvelles perspectives thérapeutiques chez le patient diabétique de type 1.

Procédures

Chaque animal recevra une fois par semaine pendant 14 semaines une injection des protéines à tester ou du véhicule (14 injections) plus une administration de glucose le jour du test de tolérance au glucose, test qui dure 120 minutes. Des prélèvements de sang seront effectués sur chaque animal vigile : - 1 goutte de sang une fois par semaine pendant 14 semaines pour la mesure de la glycémie (durée de prélèvement 2-5 secondes) - 6 prélèvements de sang le jour du test de tolérance au glucose (durée de prélèvements 2-5 secondes, ou de 30 à 60 secondes pour les 4 temps où l'insuline sera dosée dans le plasma). Un prélèvement de sang sur animal anesthésié : ponction aortique immédiatement avant l'euthanasie.

Impact sur les animaux

Ce projet nécessite l’utilisation d’animaux avec un diabète de type 1 (DT1), qui apparaît spontanément dans le modèle utilisé. La principale complication du DT1 est l’acidocétose diabétique, résultant de l’accumulation de corps cétonique dans le sang. Cependant, les souris utilisées ont la particularité d’être résistante à l’acidocétose, ou du moins son apparition est tardive (souris de plus d’un an); et leur utilisation dans ce projet est à 6 mois d’âge au maximum. Les nuisances attendues liées aux expérimentations sont: le stress dû aux multiples manipulations et mesures de glycémie, au gavage et éventuellement au point d'injection pour l'administration d'insuline. Les techniques employées dans ce projet pour suivre la glycémie sont des techniques utilisées également chez l’homme, comme le test de tolérance au glucose.

Devenir

A l’issue de chaque procédure, les souris seront euthanasiées afin de prélever les tissus d’intérêt, tels que le pancréas pour mesurer la masse des cellules bêta et évaluer l’infiltration par les cellules immunitaires et le thymus et la rate pour réaliser un profil immunologique.

Remplacement

L’objectif final du projet est d’évaluer le potentiel thérapeutique de composés sélectionnés au préalable sur des tests in vitro pour le traitement du diabète de type 1. Cependant, avant tout essai clinique, il est nécessaire de démontrer l’efficacité de ces composés dans des modèles physiopathologiques dont les caractéristiques sont proches de la pathologie humaine.

Réduction

Les produits testés dans le projet sont des produits qui auront montré un effet positif significatif dans des tests in vitro (lignées de cellules bêta pancréatiques et îlots de Langerhans). Des études précédentes sur les souris spontanément diabétiques montrent que l’utilisation d’un minimum de 14 à 16 animaux par groupe de traitement est nécessaire pour obtenir une puissance statistique suffisante et donc des effets significatifs sur la glycémie, sachant que l’incidence du diabète est de 60 à 80% chez la souris femelle spontanément diabétique que nous allons utiliser. Pour limiter le nombre d‘animaux utilisés, 3 protéines seront testées par étude, évitant ainsi de multiplier le nombre de groupes contrôles. Par la suite, la protéine d’intérêt sélectionnée sera testée en combinaison avec une seule dose de produit commercial (dose usuelle dans la littérature) afin de limiter le nombre d’animaux par étude.

Raffinement

Une réduction de la douleur, la souffrance et l’angoisse est mise en place dès que cela est possible. Les animaux sont hébergés à au moins 3 par cage, afin de favoriser leur interaction sociale et réduire leur stress. De plus, un enrichissement de leur milieu sera effectué par un ajout de tunnels, de matériaux de nidification et de bûchettes de peuplier à ronger. Un suivi quotidien de tous les animaux sera réalisé par les zootechniciens (observation comportement, état de santé général et état sanitaire de leur cage). Les points limites sont les suivants : troubles du comportement; signes d'absence de toilettage (poil hirsute, pelage sale); perte de poids supérieure à 20%. L’ensemble des procédures de ce projet vise à concilier une interprétation fiable des résultats et le respect du bien-être animal. Les conditions d’hébergement sont conformes à la réglementation.

Choix des espèces

Les souris ont une physiologie métabolique proche de l'homme notamment en ce qui concerne la régulation de la glycémie et sont souvent utilisées comme modèles de pathologie humaine comme le diabète. Nous utiliserons une lignée de souris spontanément diabétique comme le modèle de choix du DT1, de par leur susceptibilité au développement spontané d’un diabète auto-immun avec des caractéristiques similaires au diabète humain de type 1. Il s'agit de jeunes adultes, âgés de 6 à 9 semaines à la livraison, qui seront traités pendant 14 semaines par les molécules à tester ou le placebo. Après acclimatation au sein de notre animalerie pendant au minimum une semaine, les traitements commenceront à l’âge de 9 – 10 semaines. A cet âge les souris sont déjà diabétiques mais sans que la maladie ne soit trop grave et provoque une acidocétose. Chez l'Homme, le diabète de type 1 apparait majoritairement chez les adolescents et jeunes adultes.

739 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Une partie reçoit une greffe de tumeur du pancréas par chirurgie, puis des injections de chimiothérapie et un traitement par ultrasons de puissance pendant cinq semaines, avec un suivi par imagerie sous anesthésie. Le porteur indique que la croissance tumorale peut causer une perte de poids et des signes de souffrance, pris en charge par analgésie, et qu'une soixantaine d'animaux subissent une chirurgie supplémentaire pour l'implantation de sondes. Il affirme que les cultures cellulaires en 3D ne représentent pas la physiologie tumorale et juge le modèle animal seul capable de la reproduire.

Objectifs

Le cancer du pancréas est une maladie grave avec près de 100% de décès dans les 5 années suivant le diagnostic. La raison principale de ce mauvais pronostic est que l’environnement de la tumeur (appelé stroma) est très dense et empêche la chimiothérapie d’atteindre sa cible. Ainsi modifier cet environnement tumoral pour le rendre moins dense permettrait à la chimiothérapie d’être plus efficace. Les ultrasons de puissance, focalisés, permettent de modifier cet environnement tumoral dans des zones précises, sans impacter les tissus sains. En l’appliquant aux tumeurs du pancréas nous souhaitons savoir si ces ultrasons de puissance permettet d'améliorer l'efficacité de la chimiothérapie. Le projet se déroulera en deux phases : une première phase déterminera les paramètres ultrasonores optimaux augmentant l'efficacité de la chimiothérapie dans des tumeurs greffées. La deuxième phase utilisera ces réglages pour les appliquer dans un modèle génétique de tumeurs du pancréas, plus proche de la maladie humaine, mais pour lequel il est compliqué d’avoir suffisamment de tumeurs comparables en même temps pour réaliser une étude et nécessitant un nombre important d'animaux à élever. Ce projet de recherche translationnelle d’une durée de 3 ans mettra en œuvre un maximum de 739 souris.

Bénéfices attendus

Ce projet doit permettre de valider le système de traitement ultrasonore ainsi que les conditions de son utilisation pour envisager des essais chez les patients pour traiter le cancer du pancréas par endoscopie.

Procédures

Pour la première phase de l'étude, des souris dépourvues de système immunitaire seront utilisées. Parmi ces souris, certaines se verront injecter des cellules tumorales par injection sous-cutanée (210 animaux). La croissance de ces tumeurs peut prendre jusqu'à 6 semaines . Les autres seront opérées sous anesthésie générale et analgésie pour greffer dans le pancréas des fragments tumoraux issus de ces tumeurs sous cutanées (489 animaux). Ces tumeurs mettent 3 semaines à se développer. Ces souris recevront ensuite des injections intra-péritonéales de chimiothérapie ainsi qu'un traitement par ultrasons de puissance pendant 5 semaines. Pour suivre la croissance des tumeurs dans le pancréas et leur réponse au traitement, les souris seront examinées par imagerie non-invasive sous anesthésie générale. Pour mesurer de manière précise les effets des ultrasons de puissance, certains animaux greffés (60) subiront une opération chirurgicale sous anesthésie générale pour appliquer des sondes de mesure directement dans la tumeur, les animaux seront mis à mort à la fin de l'expérience. Pour la deuxième phase de l'étude, des souris génétiquement modifiées seront croisées pour obtenir une mutation conduisant au développement de tumeurs du pancréas. Ces 40 souris voient appraître des tumeurs entre 10 et 20 semaines et seront ensuite traitées 5 semaines par injection intra-péritonéale de chimiothérapie et par ultrasons de puissance sous anesthésie générale. Tous ces animaux seront suivis par imagerie non-invasive pour suivre la croissance des tumeurs, et caractériser l'effet du traitement.

Impact sur les animaux

La croissance des tumeurs dans le pancréas peut entrainer des pertes de poids et des signes de souffrance si celles-ci sont trop importantes, d'où un suivi précis par imagerie non-invasive et une prise en charge de la douleur par analgésiques. La chirurgie du pancréas induit une douleur liée au geste chirurgical, prise en charge par une analgésie adaptée.

Devenir

Tous les animaux de la procédure 1 sont mis à mort et les tumeurs prélevées seront utilisés pour les procédures 2 à 7. Tous les animaux des procédures 2 à 8 sont mis à mort en fin d'étude pour analyser les tumeurs qu'ils portent et caractériser les effets du traitement.

Remplacement

Des études in vitro ont été réalisées pour déterminer la plage de fonctionnement à utiliser pour les ultrasons de puissance et documenter leur impact couplé à la chimiothérapie dans des modèles de culture cellulaire 3D. Toutefois ces techniques ne peuvent représenter correctement la physiologie du développement tumoral (vascularisation, potentiel métastatique, réponse immune), seul un modèle animal le permet.

Réduction

Le nombre de souris suivies est réduit à ce qui est nécessaire pour être significatif à l'aide de test statistiques adaptés. Des outils d’imagerie non invasive seront utilisés pour suivre le développement tumoral, évitant des mises à mort séquentiels et limitant le degré de souffrance des animaux, les tumeurs étant détectées très tôt. Les résultats de cette étude permettront de réduire par la suite le nombre d’animaux sur le modèle de référence.

Raffinement

Le suivi de la douleur et du stress sera réalisé un à deux fois par semaine et des points limites clairs ont été définis, entrainant la mise à mort si nécessaire. Un suivi plus fréquent est prévu en suite opératoire et après injection des traitements. Les procédures d’imagerie et de chirurgie seront réalisées sous anesthésie avec une analgésie adaptée. Dans ce projet de mise au point, les principaux organes seront prélevés afin de déceler d’éventuelles métastases. Les animaux seront hébergés dans des cages disposant d’enrichissement (tubes en carton et cotons compactés).

Choix des espèces

La souris est un bon modèle de tumeurs du pancréas et nous avons besoin de lignées spécifiques n'existant pour certaines que chez la souris. Les animaux utilisés pour les greffes de tumeur du pancréas seront utilisés à l’âge adulte (8 à 10 semaines), les animaux transgéniques développant des tumeurs à partir de l'âge adulte (au delà de 10 semaines).

170 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Elles reçoivent une greffe de tumeur dans le coussinet adipeux mammaire sous anesthésie, puis des injections répétées trois fois par semaine pendant un mois d'un pro-médicament expérimental activé par les espèces réactives de l'oxygène. Le porteur ne détaille guère les nuisances liées à la croissance tumorale au-delà de la mention des greffes, et prévoit des points limites précoces. Il affirme qu'il est "absolument nécessaire" d'utiliser un modèle in vivo, le système immunitaire étant selon lui impossible à reconstituer in vitro.

Objectifs

Le mode d'action de la majorité des agents chimiothérapeutiques, qui ont été cliniquement approuvés pour le traitement de cancers hématologiques, reposent sur un ciblage rapide des cellules en croissance. Cependant, en dehors des cellules cancéreuses, certains types de cellules non malignes présentent également une telle propriété. Par conséquent, bien que de grands progrès aient été réalisés dans ce domaine au cours des dernières décennies, la spécificité des chimiothérapies est encore faible. Ce problème peut être approché en utilisant des médicaments anti-tumoraux ciblés. Cependant, les cancers qui dépendent d’un seul récepteur ou enzyme sont rares. Un ciblage plus robuste peut être potentiellement atteint par l’activation de pro-médicaments dans le microenvironnement spécifique du cancer. Il a été démontré que la majorité des cellules cancéreuses surproduisent les ROS (espèces réactives de l’oxygène) alors que dans les cas des cellules non-malignes, leur concentration est extrêmement faible. Étant donné que la production élevée de ROS semble être une caractéristique générale du cancer,, les pro-médicaments activés par les ROS sont potentiellement applicables pour le traitement de nombreux types de cancer différents. Nous nous intéressons particulièrement à un pro-médicament, dérivé du N-alkylaminoferrocene. Cette molécule induit une mortalité cellulaire via la perturbation des lysosomes, l’augmentation de la production de ROS, l’arrêt du cycle cellulaire en phase G0/G1 et d'autres mécanismes. Le traitement avec cette molécule chez la souris greffée nous permettra de confirmer l’effet anti-tumoral constaté in vitro. L’analyse des tumeurs (microenvironnement) après traitement nous informera sur la capacité de cette molécule de stimuler les réponses immunitaires anticancéreuses et donc à rétablir une immunosurveillance défaillante caractéristique des tumeurs.

Bénéfices attendus

Nous nous attendons à une diminution de la croissance tumorale après traitement avec le médicament testé en association aux traitements conventionnels anti-tumoraux comparée aux traitements conventionnels seuls. Cela permettra de proposer de nouvelles combinaisons de traitements anti-tumoraux aux patients par la suite.

Procédures

Les animaux seront soumis à une greffe dans dans les coussinets adipeux mammaires (animal sous anesthésie générale) une fois (durée 15 minutes) puis à des injections intra-peritonéales (anesthésie locale), 3 fois par semaine pendant 1 mois (durée

Impact sur les animaux

Greffes de tumeurs en sous-cutané.

Devenir

Pour chaque procédure, les animaux seront euthanasiés à la fin pour analyses.

Remplacement

Ce projet ayant pour objectif de tester si notre composé induit une réduction de la croissance tumorale et une activation du système immunitaire, il est nécessaire d’utiliser un modèle mimant le plus fidèlement possible l’environnement tumoral et le système immunitaire. Il est actuellement impossible de reconstituer un système immunitaire in vitro/ex vivo du fait de sa complexité. Il est donc absolument nécessaire pour ce projet d’utiliser un modèle in vivo. Nous avons choisi le modèle souris car notre projet s'applique à étudier l'implication du système immunitaire dans la lutte anti cancéreuse chez le mammifère. La souris est le mammifère le plus utilisé en expérimentation animale car suffisamment petit pour en avoir un certain nombre, facile à manipuler et suffisamment grand pour pouvoir recevoir des injections de cellules tumorales.

Réduction

Pour la réalisation de ce projet, nous utiliserons des groupes permettant une évaluation statistique solide des effets analysés. Ceci a été confirmé par des calculs de puissance (puissance à de 80% et risque alpha à 5%). Pour cette expérience, on peut attendre une réduction de 20% de la taille de la tumeur dans les groupes traités par rapport au contrôle, avec une déviation standard d’environ 17%. Nous chercherons à regrouper les expériences dans le but de réduire le nombre d'animaux témoins. Les tests statistiques utilisés pour suivre la croissance tumorale seront des tests longitudinaux de suivi individuel permettant d'augmenter la puissance et de diminuer le nombre d'animaux.

Raffinement

Les animaux seront suivis quotidiennement. Le poids des souris sera mesuré avant le début des traitements, au moins une fois par semaine et avant euthanasie lors de l’expérience de croissance tumorale. Concernant l'enrichissement du milieu, les animaux disposeront de nids, de tunnels en carton. Le stress des animaux sera évalué quotidiennement par des échelles d'hétéroévaluation (évaluation des experssions faciales), et examen clinique. Des points limites précoces ont été définis et seront strictement appliqués.

Choix des espèces

Le choix de la souris se justifie par des raisons d’ordres scientifiques, pratiques et éthiques : De par sa petite taille, la souris est un animal facile à manipuler et il est possible d’en héberger un nombre relativement important. C’est aussi un animal suffisamment grand pour pouvoir recevoir des injections de cellules tumorales. La souris est l’animal dont la génétique est la mieux connue. La souris est l’animal de laboratoire le plus couramment utilisé par la communauté scientifique internationale et pour les études précliniques. La méthodologie envisagée est d’une mise en place relativement aisée et nous avons acquis une pratique expérimentale sur cette espèce. Les animaux seront utilisés au stade adulte (6-9 semaines) afin de disposer d’un organisme avec un processus de développement terminé et dont le système immunitaire est mature (développement thymique achevé).