Oncologie
- Autre recherche fondamentale
- Biologie du développement
- Éthologie / comportement / biologie animale
- Multisystémique
- Organes sensoriels
- Système cardiaque
- Système endocrinien
- Système gastrointestinal
- Système immunitaire
- Système musculosquelettique
- Système nerveux
- Système respiratoire
- Système urogénital
Effets de la température sur la physiologie et l’écologie du médaka.
- Recherche fondamentale
- Éthologie / comportement / biologie animale
- Oncologie
80 médakas vont être utilisés, tous tués à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Les poissons sont manipulés, photographiés et pesés, puis soumis par couple à une montée rapide de température jusqu'à la perte d'équilibre, pour mesurer leur tolérance thermique dans un contexte de changement climatique. Le porteur reconnaît un stress lié aux manipulations et au stress thermique, les poissons étant mis à mort après deux semaines pour prélever leurs muscles et alimenter une banque de tissus. Il affirme que l'étude de l'écologie ne peut se faire ni sur cellules ni sur tissus isolés.
Objectifs
Les effets du changement climatique sur la faune et la flore sont déjà bien visibles. Un des grands défis en écologie est donc d’identifier les effets de ce changement sur la survie des espèces et la biodiversité. L'objectif de ce projet est d’examiner comment la température influence les réponses physiologiques du poisson médaka Oryzias latipes. Nous voulons utiliser des poissons élevés à deux températures afin de réaliser des mesures de tolérance thermique (résistance à des températures chaudes) pour déterminer si les poissons peuvent s’adapter à des températures plus élevées. Nous nous attendons à ce que les poissons élevés à des températures chaudes puissent tolérer des températures plus élevées que ceux élevés à des températures froides. L’objectif de ce projet est donc de tester cette hypothèse.
Bénéfices attendus
Ce projet apportera des connaissances essentielles à propos de l’adaptation des poissons à des températures plus chaudes.
Procédures
Les poissons seront soumis à des manipulations en laboratoire (transfert entre aquariums, mesures morphométriques et pesées). Les transferts durent environ 10 secondes et le poisson est immergé dans un bac de 2L. Pour les mesures morphométriques, nous prenons des photographies des poissons dans une boite de pétri avec un fond d’eau afin que les poissons restent immergés mais sans possibilité de nager. La prise de photo prend 30 secondes. Pour peser les poissons, chaque poisson est transféré individuellement dans un bac de 2L noir opaque. Le contenant et son contenu sont ensuite pesés à l'aide d'une balance de précision. Le poisson est ensuite retourné à l'élevage. Cette manipulation est rapide (1 minute par poisson) et le poisson reste immergé. Pendant l’expérience de tolérance thermique, les poissons subiront une augmentation rapide de la température et serons sortis du groupe pour être placés en couple. L’expérience durera 4h au maximum pendant lesquelles les poissons seront exposés (par couple) à une montée rapide de la température jusqu’à la perte de l’équilibre du poisson qui est utilisée comme indicateur du CTmax. Les poissons ne feront l’expérience qu’une seule fois.
Impact sur les animaux
Tout d’abord, les poissons subiront un léger stress lors des manipulations en laboratoire (transfert entre aquariums, photographie et pesées). Les poissons subiront un stress plus important lors des expériences de tolérance thermique en raison du stress thermique et de la sortie du groupe (isolement en couple). Néanmoins, ce type d’expérience est pratiqué sur les poissons depuis des décennies et n’entraîne pas de mortalité. Dans notre cas, l’expérience sera de courte durée (4 heures maximum) et les poissons ne feront l’expérience qu’une seule fois.
Devenir
Pour cette expérience, n=80 (40 mâles, 40 femelles) individus seront utilisés au total pour la mesure de tolérance thermique. Après deux semaines de récupération, ils seront ensuite mis à mort. Leurs muscles seront ensuite utilisés pour effectuer des mesures de respiration tissulaire. De plus, tous les individus seront stockés dans une banque de tissus pour des analyses ultérieures.
Remplacement
L'écologie a pour objet l'étude des populations et des écosystèmes. Il n'est donc pas possible de substituer des cellules ou des tissus à des individus pour de telles recherches. Le modèle animal ne peut pas être remplacé pour répondre à la problématique posée (règle des 3 R : Remplacement) étant donné qu’il s’agit d’étudier les réponses comportementales et physiologiques des poissons.
Réduction
Nous prévoyons d’utiliser un total de 80 poissons. Puisque les mâles et les femelles ont des physiologies différentes, il est nécessaire de tester les deux sexes (mâles et femelles). Notre choix pour ce nombre de poisson est justifié par des tests statistiques qui indiquent que l’on doit tester 80 poissons pour pouvoir détecter une différence entre les poissons élevés à des températures chaudes et ceux élevés à des températures froides et pour détecter d’éventuelles différences entre les lignées.
Raffinement
Pour les transferts entre aquarium, nous utilisons un bac de 2L avec un fond noir pour ne pas stresser les poissons. Les transferts sont rapides (10 secondes). Pour les photographies, nous prenons des photographies des poissons dans une boite avec un fond d’eau afin que les poissons restent immergés. La prise de photo prend 30 secondes et la lumière est tamisée pour réduire le stress au maximum. Pour peser les poissons, chaque poisson est transféré individuellement dans un bac de 2L noir opaque, contenant de l’eau de l’élevage (cette eau est changée à chaque poisson pour limiter le stress lié à la production d’hormones). Le poisson est ensuite transféré dans un petit contenant noir opaque contenant 100mL d’eau. Le contenant et son contenu sont ensuite pesés à l'aide d'une balance de précision. Le poisson est ensuite retourné à l'élevage. Cette manipulation est rapide (1 minute par poisson) et est effectuée sous lumière tamisée. Les mesures de tolérance thermique seront les plus courtes possible (4 heures maximum) et les poissons ne feront l’expérience qu’une seule fois. Les poissons pourront observer leurs congénères dans les aquariums voisins ce qui permettra de diminuer leur niveau de stress. Aucun personnel ne sera présent dans la pièce pendant les mesures (surveillance par caméra). Nous contrôlerons la température et l’oxygène pendant l’expérience et nous stopperons l’expérience si la montée en température n’est pas conforme au protocole (1°C par 10 minutes) ou si la concentration en oxygène est trop faible. Le lendemain de l’expérience de tolérance, les poissons sont transférés dans des aquariums à leur température d’élevage (bacs d’eau fraîche et oxygénée). Les poissons seront mis par couple mâle/femelle avec 6 couples par aquarium afin de limiter le stress lié à l’isolement. Si nous constatons que l’hébergement par couple pose un problème (ex : male agressif envers la femelle), nous ajouterons des poissons de l’élevage de taille plus petites ce qui nous permettra d’identifier nos poissons « tests » sans utiliser de marquage. Les poissons seront ainsi maintenus et nourris dans ces aquariums pendant deux semaines afin de s’assurer de leur bonne récupération. Nous évaluerons l’état sanitaire des poissons 30 minutes et 1 heure après la perte d‘équilibre, ainsi que le lendemain de l’expérience et ensuite après 3, 7, 10 et 14 jours.
Choix des espèces
Nous avons choisi le médaka car il vit naturellement dans les milieux peu profond et riches en nutriments, typiquement les rizières (d'où le nom du genre, Oryzias). Ces milieux sont très chauds en été et très froids en hiver. Ils sont donc naturellement très rustiques. Nous utiliserons des poissons adultes à l’optimum physiologique (âgés de 200 jours) correspondant à un standard concernant les mesures physiologiques puisque ces dernières peuvent différer selon l’âge des poissons.
Rôle de la signalisation de la prolactine dans la croissance et la fonction des glandes surrénales
- Recherche fondamentale
- Oncologie
- Système endocrinien
2 480 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger à modéré. Certaines reçoivent un régime enrichi en sodium ou en potassium, d'autres subissent une contention de 30 à 90 minutes dans un tube de 50 ml, pour étudier le rôle de la prolactine dans la fonction des glandes surrénales. Le porteur qualifie cette contention de "stress psychologique modéré" et emploie des souris génétiquement modifiées privées du récepteur de la prolactine. Il affirme qu'aucun système in vitro ne reproduit un organisme entier, et les tue pour prélever organes et sang.
Objectifs
Les hormones produites par les glandes surrénales, des glandes endocrines qui se trouvent au dessus des reins, sont très importantes pour réguler les réponses de l'organisme au stress. Nous avons découvert récemment que la prolactine, une hormone produite par une autre glande endocrine, la glande hypophyse qui se trouve à la base du cerveau, a un rôle important dans le contrôle de la production hormonale dans les glandes surrénales chez la souris. De plus, la prolactine régule les surrénales de façon différente selon le sexe, avec les femelles plus affectées que les mâles. Cette fonction de la prolactine comme régulateur des hormones surrénaliennes semble conservée chez l'homme. L'objectif de notre projet de recherche est d'éclaircir les mécanismes de régulation de la production d'hormones surrénaliennes en conditions basales et de stress modéré aigu. Pour effectuer ces études, nous avons généré un nouveau modèle de souris dans lequel la prolactine ne peut pas agir spécifiquement au niveau des glandes surrénales, à cause de l'absence de son récepteur dans ces organes.
Bénéfices attendus
Notre projet va contribuer grandement à la compréhension du rôle de la prolactine dans le contrôle de la production des hormones dans les glandes surrénales et donc pourrait avoir des applications très utiles pour mieux maîtriser les réponses de l'organisme au stress.
Procédures
Certains animaux seront soumis à un régime modifié soit par l'eau de boisson avec ajout de certaines substances pendant 2 jours ou 15 jours soit par la nourriture (régime haut en sodium ou potassium) pendant 1 ou 2 semaines. Certains animaux seront soumis à une contention pendant 30 ou 90 min.
Impact sur les animaux
L'inactivation conditionnelle du gène codant pour le récepteur de la prolactine dans les glandes surrénales ne provoque pas d'effets indésirables évidents chez les souris dans lesquelles ce récepteur a été inactivé, les animaux ont un comportement normal et se reproduisent normalement. Certains animaux vont être exposés à un stress psychologique modéré provoqué par une contention dans un tube Falcon 50 ml (mobilité réduite/inactivité) pendant un maximum de temps de 90 min.
Devenir
Tous les animaux utilisés dans les procédures de notre projet seront mis à mort à la fin de ces procédures, pour la nécessité de récupérer leurs organes et leur sang pour effectuer nos analyses.
Remplacement
Malheureusement aucun système in vitro ne permet de reproduire l’ensemble des mécanismes physiologiques d’un organisme entier. Il n'est donc pas possible de remplacer ce modèle animal pour étudier les effets physiologiques de la signalisation de la prolactine sur la croissance et la fonction des glandes surrénales, y compris dans les phénomènes de réponse au stress.
Réduction
Le nombre d'animaux utilisé pour chaque procédure de notre projet sera restreint au strict minimum dans le respect des règles des 3 Rs. Le nombre d'animaux corresponds au nombre maximal nécessaire à l'obtention de résultats significatifs calculé par un logiciel de statistique. Les prédictions suggèrent 62 animaux par groupe (mâles et femelles) qui permettra une analyse statistique valide afin d'exclure toutes répétitions additionnelles.
Raffinement
Les animaux seront hébergés selon les conditions habituelles et disposeront de l’enrichissement nécessaire (abris, litière, bâtonnets de bois, ouate), avec température et hygrométrie contrôlée. Les animaux seront suivis par le personnel de notre animalerie et par les personnes en charge du projet. Nous serons vigilants quant à la détresse, ou tout comportement anormal des souris. Advenant que les animaux présentent ces signes, ils seront pris en charge selon la procédure en vigueur afin d’éviter toute souffrance.
Choix des espèces
Le choix de l'espèce animal a été déterminée par la faisabilité de l'inactivation de notre gène d'intérêt (le récepteur pour la prolactine) spécifiquement dans les glandes surrénales dans cette espèce et par la richesse et la qualité des données préliminaires présentes dans la littérature. Nous allons utiliser seulement des animaux adultes des deux sexes pour ce projet.
Evaluation de la fertilité après induction et synchronisation des ovulations en utilisant une molécule GnRH de synthèse chez la brebis
- Recherche fondamentale
- Éthologie / comportement / biologie animale
- Oncologie
- Système urogénital
60 brebis vont être utilisées, gardées vivantes à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Elles reçoivent un implant sous-cutané de mélatonine, une injection intramusculaire et dix-sept prises de sang à la jugulaire, pour évaluer une hormone de synthèse censée remplacer l'eCG dans la maîtrise de la reproduction. Le porteur reconnaît que la production de l'eCG "pose des problèmes en termes de bien-être animal" et vise à étaler la production de lait et de viande sur l'année. Il affirme que l'efficacité de ces hormones ne peut être évaluée que sur animaux vivants et qu'"aucune alternative n'existe".
Objectifs
La reproduction chez les ovins et caprins est saisonnière (en période de jours courts). Chez les deux sexes, il existe au cours de l’année une période d’activité sexuelle maximale (saison sexuelle), en général d’août à janvier, et une autre d’activité minimale ou de repos sexuel (contre-saison), en général de février à juillet. La durée de la saison sexuelle est très variable selon les races. La reproduction des brebis et des chèvres en contre-saison permet aux éleveurs d’étaler la production de lait ou de viande sur l’année, et ainsi de répondre à la demande des consommateurs. Dans le cadre de cette pratique (appelée « désaisonnement »), l’insémination animale (IA) est utilisée chez les petits ruminants quasi exclusivement après un traitement hormonal d’induction et de synchronisation des chaleurs et des ovulations (mimant les mécanismes endocriniens), méthode aujourd’hui la plus efficace pour désaisonner la mise à la reproduction. Les conditions de production de l’eCG (gonadotropine chorionique équine) utilisée dans le cadre de ce traitement posent des problèmes en termes de bien-être animal. C’est pourquoi le projet a pour objectif d’évaluer chez la brebis l’efficacité d’une molécule de synthèse (la GnRH, « Gonadotropin-Releasing Hormone » ou gonadolibérine, médicament vétérinaire) qui pourrait permettre à moyen-terme de remplacer l’eCG.
Bénéfices attendus
Le projet s'inscrit dans un contexte d'évolution des pratiques de maîtrise de la reproduction vers la réduction, voire la suppression, de l’utilisation de traitements hormonaux pour la synchronisation des chaleurs et des ovulations chez les ruminants. La recherche de méthodes alternatives est en cours, notamment via le développement et/ou l’évaluation de traitements vétérinaires (molécules de synthèse) posant moins de problème en termes de bien-être animal et d’enjeux environnementaux.
Procédures
Les brebis seront soumises à une pose d'implant sous-cutané de mélatonine (une seule fois par brebis, durée moyenne d'environ 30 secondes), à des injections par voie intramusculaire (une seule injection par brebis, durée de quelques secondes) et à des prises de sang (au total 17 prélèvements/brebis, durée de prélèvement moyenne d'environ 30 secondes par brebis).
Impact sur les animaux
Lors des prises de sang (par ponction à la veine jugulaire), des injections (par voie intramusculaire) et de la pose des implants sous-cutanés de mélatonine, les animaux peuvent ressentir une douleur légère de courte durée, mais pas de douleur chronique ou aigüe de forte intensité. Ces interventions n’entrainent pas d’altération de l’état général.
Devenir
Tous les animaux sont gardés en vie dans l'établissement utilisateur à l'issue du projet.
Remplacement
L’étude de l’efficacité des hormones gonadotropes sur l’induction et la synchronisation des ovulations chez les brebis ne peut être réalisée qu’avec l’utilisation d’animaux vivants. Aucune alternative n’existe.
Réduction
Le projet utilisera 60 brebis réparties en 3 lots : lot 1 témoin eCG (n=12 brebis), lots 2 et 3 GnRH (24 brebis/lot). Les variables étudiées seront la proportion de brebis ovulant après traitement, le jour d’augmentation de progestérone plasmatique > 0,5 ng/ml et la proportion de brebis gestantes. Des calculs de puissance ont été faits avec ces 3 variables afin de déterminer le nombre de brebis/lot. Le nombre minimum de brebis à inclure par lot est déterminé par la variable proportion de brebis gestantes après IA. L’objectif de cette étude exploratoire est de déterminer si les ovulations induites par la GnRH de synthèse sont fertiles et si la fertilité obtenue nous incite à poursuivre (ou pas) cette stratégie pharmacologique.
Raffinement
Les brebis sont hébergées dans la bergerie de l'installation. Lors de la constitution des lots expérimentaux, une habituation au parc de tri et un marquage de la toison avec une peinture adaptée (pour repérer les lots) sont réalisées. Afin de respecter la grégarité de l’espèce, les brebis sont placées ensemble en lots sur litière paillée et leur contention pour les différentes interventions est faite dans un espace réduit (entre des claies ou au parc de tri) en présence de congénères pour limiter le stress dû à l’isolement. La présence répétée des expérimentateurs en interaction positive en dehors des procédures (alimentation, soins aux animaux) est associée à une diminution du comportement de fuite de l’animal et donc de son stress face à la contention. Les brebis sont surveillées de façon journalière (état général des animaux, vérification du site de prélèvement sanguin). En cas de signes d'inflammation ou de maladie, un traitement adapté sera mis en place par les animaliers selon le protocole de soins établi par le vétérinaire conseil de l’installation expérimentale ou avec son intervention si nécessaire.
Choix des espèces
L’espèce ovine est la cible de l’étude de façon à remplacer l’utilisation de l’hormone eCG dans le cadre du traitement d’induction et de synchronisation des ovulations utilisé en élevage afin de pratiquer l’insémination animale. De façon à tester l’efficacité d’hormones gonadotropes pour contrôler le cycle oestrien des brebis, le projet utilisera des brebis adultes, sexuellement matures et ayant déjà agnelé lors d’une reproduction antérieure.
Effets de différentes modalités d’irradiation d’une tumeur implantée chez la souris dans la patte ou dans la babine (deux modèles différents) sur le phénotype des cellules endothéliales et le système immunitaire de la tumeur
- Recherche fondamentale
- Oncologie
870 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Une tumeur leur est greffée sous la peau de la patte ou de la babine, puis irradiée sous anesthésie, pour comparer les effets de types de rayonnements sur les vaisseaux et l'immunité de la tumeur. Le porteur indique que la tumeur peut gêner l'alimentation ou le déplacement et provoquer des douleurs modérées, avec mise à mort dès l'atteinte d'un point limite. Il affirme qu'il n'existe pas d'alternative non animale pour étudier la réponse des cellules dans leur environnement tumoral.
Objectifs
La radiothérapie constitue l’un des trois piliers de l’arsenal thérapeutique contre les cancers. Elle est utilisée dans plus de la moitié des nouveaux cas de cancer, ce qui représente environ 200 000 patients en France chaque année. Pour augmenter les chances de guérison, les techniques de radiothérapie se sont améliorées et diversifiées depuis les premières thérapies qui ont vu le jour quelques mois seulement après la découverte des rayons X il y a plus d’un siècle. Aujourd’hui, la plupart des traitements utilisent des rayons X. Mais depuis quelques années, l’utilisation d’autres types de rayonnements permet un ciblage plus précis des tumeurs grâce à des propriétés physiques particulières. Les conséquences de ces rayonnements sur les tumeurs sont également différentes, mais assez mal connues d’un point de vue biologique. En se développant, les tumeurs acquièrent des vaisseaux sanguins qui leur permettent d’être irriguées et nourries, ce qui permet également au système immunitaire d’entrer en contact avec les cellules tumorales, considérées comme anormales, et de les combattre. Le système immunitaire constitue un système de défense essentiel contre les tumeurs, mais il peut être bloqué par les cellules tumorales. La radiothérapie peut détruire les nouveaux vaisseaux sanguins de la tumeur, et ainsi bloquer sa croissance, mais aussi permettre au système immunitaire de se mettre en place plus efficacement. Dans ce projet, nous proposons de comparer les effets cellulaires et moléculaires de trois types de rayonnements différents sur des tumeurs implantées puis irradiées chez la souris. Nous étudierons les effets de ces irradiations sur les cellules des vaisseaux sanguins et sur les cellules immunitaires de la tumeur implantée, et la façon dont les cellules des vaisseaux communiquent avec les cellules immunitaires pour favoriser leur venue dans la tumeur. L’étude présentée dans ce projet s’intéressera à l’une des trois modalités d’irradiation, la plus utilisée en radiothérapie, car les études des effets des autres rayonnements ne seront pas réalisées dans notre laboratoire mais dans d’autres établissements où ces types d’irradiation, qui nécessitent des installations spécifiques et complexes, sont possibles.
Bénéfices attendus
Pour ce qui concerne le projet dans sa globalité, les résultats obtenus permettront de préciser les conséquences de trois types de rayonnements utilisés en radiothérapie sur les vaisseaux sanguins et la réponse immunitaire au sein de la tumeur. De plus, cela permettra de proposer des solutions pour améliorer les protocoles qui combinent la radiothérapie, et l’immunothérapie, une thérapie en plein essor qui favorise la réponse immunitaire contre la tumeur et permet d’augmenter le pouvoir de la radiothérapie. En effet, les schémas actuels d’administration de l’immunothérapie, de même que le fractionnement associé, sont réalisés de façon empirique avec un faible niveau de preuve. Une meilleure compréhension de la réponse immunitaire conduira à l’amélioration de ces schémas de traitement.
Procédures
Des injections de cellules tumorales seront réalisées chez tous les animaux, soit au niveau de la patte soit au niveau de la babine. Les cellules tumorales seront injectées sous la peau dans les deux modèles. Les souris seront préalablement anesthésiées (moins de 5 minutes). Les animaux porteurs des tumeurs subiront des irradiations localisées au niveau des tumeurs. Pour cela, elles seront anesthésiées pendant le temps de l’irradiation qui dure environ 4 min.
Impact sur les animaux
Des effets indésirables chez les animaux seront occasionnés par l’injection des cellules tumorales et par la croissance des tumeurs. Des difficultés d’alimentation pour les souris avec une tumeur au niveau de la babine sont possibles, ainsi que des douleurs modérées. Pour le modèle de tumeur au niveau de la patte, la croissance de la tumeur peut engendrer une difficulté à se déplacer et des douleurs modérées. Pour ces raisons, Nous avons mis en place des stratégies d'expérimentation et d'observation nous permettant de déterminer des points limites suffisamment précoces afin de limiter la douleur au maximum. A cette fin, les animaux seront surveillés quotidiennement.
Devenir
Tous les animaux seront mis à mort à la fin des procédures expérimentales afin de réaliser les prélèvements de tissus et tumeurs pour analyses ultérieures.
Remplacement
Dans sa globalité, ce projet a pour but d’identifier les réponses de cellules des vaisseaux exposées à trois types de rayonnements utilisés en radiothérapie à l’aide d’expérimentations in vitro. Les données obtenues seront étudiées dans deux modèles précliniques de souris greffées avec différentes tumeurs des voies aérodigestives supérieures (VADS) qui seront irradiées avec les trois types rayonnements. Dans ce projet, les modèles animaux permettront d’étudier les relations entre les différentes cellules (tumorales, immunitaires et endothéliales) au sein d’une tumeur qui s’est implantée et développée dans un organisme vivant. Ainsi, ce projet défrichera les questions posées par les expériences réalisées in vitro, ce qui permet d’envisager une expérimentation animale plus ciblée, mais nécessaire. Il n’existe en effet pas d’alternative non animale à ce jour concernant l’étude de la réponse moléculaire des cellules endothéliales et des cellules immunitaires dans leur environnement tumoral, ce qui justifie l’utilisation d’animaux vivants dans cette étude.
Réduction
Les modèles animaux d’expérimentation pour l’étude des tumeurs implantées présentent un certain taux d’échec de prise de greffe et sont d’autre part influencés par la physiologie des animaux, ce dont nous devons tenir compte pour établir les effectifs de souris par groupe. La tumeur d’un même animal sera partagée en trois parties afin de réaliser trois types d’analyses différentes ce qui permettra de réduire le nombre d’animaux total pour cette étude. Selon les analyses réalisées des groupes de 20 ou de 30 animaux seront nécessaires afin d'assurer une puissance statistique suffisante.
Raffinement
Nous avons mis en place des stratégies d'expérimentation et d'observation afin de réduire au maximum les conséquences des procédures sur les animaux. Les souris seront hébergées en groupe. De plus, l'environnement des animaux sera enrichi en permanence par du coton et des niches en carton afin de diminuer leur angoisse et favoriser leur bien-être. Les animaux seront pesés régulièrement pour évaluer leur état de santé. Les points limites seront strictement appliqués. Le développement de la tumeur ainsi que les signes de toxicité (perte de poids, prostration) seront évalués 3 fois par semaine et l’euthanasie des souris sera nécessaire dès qu’un point limite sera atteint.
Choix des espèces
La souris est l’espèce animale de référence pour les études de biologie des rayonnements. Elle est parmi les plus utilisées pour étudier les réponses immunitaires pendant le développement tumoral. Les outils de biologie sont très développés chez la souris, ce qui permet des études poussées. La physiologie et la génétique de la souris sont de mieux en mieux connues et de nombreuses études ont déjà validé des découvertes faites chez cette espèce en les appliquant pendant des essais cliniques, ce qui promeut et facilite le transfert des résultats obtenus vers des applications cliniques. Les souris seront âgées de 8 à 10 semaines, âge auquel les souris sont suffisamment matures pour ce type d’étude.
Étude des conséquences métaboliques d’un traitement par ORY-1001, inhibiteur de lysine demethylase KDM1A (Multisite 2/2)
- Recherche fondamentale
- Oncologie
- Système endocrinien
32 rats vont être utilisés, tous tués à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Ils reçoivent des injections quotidiennes pendant quarante-deux jours, des prélèvements sanguins hebdomadaires et des tests de tolérance au glucose et à l'insuline, pour étudier une molécule contre le diabète et l'obésité. Le porteur précise que l'étude porte d'abord sur des animaux sains, une étude sur animaux diabétiques pouvant suivre, et attend un ralentissement de la prise de poids. Il affirme qu'aucune méthode in vitro ne peut remplacer l'étude du métabolisme in vivo, et les tue pour prélever tissu adipeux et pancréas.
Objectifs
Le projet a pour but d’étudier une nouvelle stratégie thérapeutique dans le traitement des pathologies comme l'obésité ou le diabète de type 2. Actuellement, les enjeux actuels de la prise en charge de ces maladies sont de trouver de nouveaux traitements pouvant agir sur la perte de poids et sur le contrôle glycémique. De nombreuses études se sont penchées sur la régulation des hormones secretée par l'estomac qui stimulent la sécrétion d'insuline après le repas. Le traitement qui sera étudié peut augmenter la secretion d'insuline après le repas en augmentant la sensibilité à ces hormones secretées par l'estomac. L’objectif de notre étude est d'étudier ce nouveau traitement en vue de l'utiliser comme un traitement du diabète ou de l'obésité.
Bénéfices attendus
Ce travail permettra d’étudier dans un premier temps les effets de ce nouveau traitement sur la glycémie, le poids et différents marqueurs des maladies métaboliques comme le diabète et l'obésité. Au décours de cette première étude sur des animaux sains, une étude similaire sur des animaux diabètique pourra être réalisée. Ainsi l'ensemble de ce travail pourrait ouvrir de nouvelles pistes thérapeutiques dans les maladies métaboliques telles que le diabète et l'obésité.
Procédures
- A l’âge de 8 semaines, les animaux seront divisés en deux sous-groupes : "Traitement" et "Placebo". Les animaux traités recevront le traitement 7 jours sur 7. Le groupe placebo recevra un soluté salé isotonique. Ces traitements seront administrés par injection pendant 42 jours. - Le poids des animaux sera relevé et un prélèvement biologique sera réalisé tous les 7 jours. - Avant l’arrêt du traitement, un test de tolérance glucidique et un test de sensibilité à l’insuline espacés de 72h incluant différents prélèvements toutes les 15 minutes pendant 120 seront réalisés. - Les paramètres morphologiques métaboliques seront étudiés dans des cages métaboliques dont l’objectif est d’étudier la prise d’eau de et de nourriture, ainsi que le dépense énergétique des animaux.
Impact sur les animaux
L'administration du traitement et les prises de sang pourront être source de douleur au moment de l'injection qui sera prevenu par l'utilisation d'une anesthésie locale avant les injections et avant les prises de sang. Une prise de poids en fonction de l'âge moins importante pourra être observée dans le groupe recevant le traitement (nous estimons cette différence entre 10 et 20 % par rapport à un animal recevant un placebo).
Devenir
A l’issu de ces deux procédures, les animaux seront euthanasiés afin d’étudier les conséquences de l’administration du traitement sur les tissus cibles de ce traitement tel que le tissu adipeux et le pancréas.
Remplacement
L’utilisation de modèles animaux dans l’étude du métabolisme est nécessaire pour reproduire au mieux le métabolisme humain. Il n'existe à ce jour aucune méthode alternative ou substitutive qui permette un remplacement in vitro et l’étude de nouvelles stratégies thérapeutiques doit nécessairement être faite in vivo. Le métabolisme et l’homéostasie glucidique représentent des systèmes intégrés qui ne peuvent être étudié uniquement in vitro : en effet, l’utilisation d’animaux permettra d’étudier de manière simultanée les conséquences de l’inhibition de KDM1A sur différents tissus essentiels à l’homéostasie métabolique comme le pancréas, le tissu adipeux, et le foie.
Réduction
Le nombre d’animaux par groupe a été déterminé en utilisant un test statistique utilisant les études de faisabilité du traitement afin de garantir l'observation d'un effet du traitement. Grâce à ce test, nous obtenons n = 16 animaux par groupe. Les animaux seront suivis de manière longitudinale et les mesures répétées au cours du temps permettant de diminuer le nombre d'animaux à inclure.
Raffinement
La prise de poids des animaux et les prélèvements biologiques qui auront lieu tous les 7 jours seront réalisés simultanément pour limiter au maximum le stress des animaux. La tolérance des animaux sera évaluée quotidiennement. Les injections et les prelevements seront précédés d'une anesthesie locale afin de diminuer au maximum la douleur pouvant être engendrée par la procédure. Les cages sont pourvues de tubes ainsi que du coton de nidation et des bâtonnets de bois raffinant ainsi les conditions de vie des animaux.
Choix des espèces
Nous utiliserons des rats Wistar Han largement disponibles et dont le métabolisme se rapproche du métabolisme humain. Ces animaux representent un modèle d'étude polyvalent. Les procédures seront débutées à l’âge de 8 semaines (âge adulte des animaux).
Evaluation des effets des vagues de chaleur estivales et tests de stratégies d’adaptation chez le porc
- Recherche fondamentale
- Autre recherche fondamentale
- Oncologie
320 porcs vont être utilisés, la moitié tuée à l'issue et l'autre renvoyée en élevage, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. La moitié est opérée sous anesthésie pour la pose d'un cathéter jugulaire et d'un capteur de température, subit des prélèvements sanguins de 140 ml par cinétique et une exposition à des chaleurs de 30 à 35 °C, pour étudier les effets des vagues de chaleur sur l'élevage porcin. Le porteur indique qu'une hyperthermie au-delà de 41,5 °C entraîne l'euthanasie et héberge chaque porc seul dans une loge de 2 m². Il précise que 160 porcs équipés d'un cathéter ne seront "pas commercialisables" et destine les résultats à la filière porcine.
Objectifs
Le dernier rapport du GIEC confirme les tendances globales d’une augmentation de la température moyenne et de la fréquence d’évènements extrêmes (anomalies thermiques de type vagues de chaleurs, sécheresses prolongées, tempêtes, etc..) dans le futur. Il est maintenant acquis que les perturbations bioclimatiques dues au changement climatique auront un impact sur les systèmes de production via des effets cumulés sur les ressources alimentaires, sur l’environnement sanitaire et sur les performances et le bien-être des animaux. A moyen et long termes, l’adaptation des systèmes d’élevage au changement climatique est donc un enjeu majeur pour garantir la durabilité des exploitations et des filières animales. Chez le porc, les effets d’une exposition prolongée à la chaleur sont bien connus. La réduction des performances est en grande partie liée à une réduction de la consommation d’aliment qui est considérée comme une adaptation pour réduire sa production de chaleur métabolique. Contrairement aux effets d’une exposition prolongée, les effets à court, moyen et long termes d’un stress thermique aigu de type vague de chaleur sont peu décrits chez les porcs. Par ailleurs, nos premiers résultats indiquent qu'il est nécessaire de mettre en place des stratégies d'adaptation spécifiques pour limiter les effets à court et long terme des vagues de chaleur estivales. L'objectif de ce projet est de conduire des études pour poursuivre la caractérisation des effets d'un stress thermique aigue sur la physiologie, le bien-être et les performances des porcs et de tester des stratégies alimentaires pour atténuer ces effets et améliorer la récupération des animaux dans les semaines suivant la ou les vagues de chaleur.
Bénéfices attendus
Au-delà de la production de connaissance sur un sujet émergent et important pour la filière porcine, les résultats de ces essais devraient nous permettre de faire des préconisations auprès des différents acteurs de la filière (firmes services, fabricants d'aliment, éleveurs)
Procédures
Opérations chirurgicales sous anesthésie générale (durée =1 heure) pour équiper les animaux d'un cathéter veineux et d'un capteur de température interne. 50 % des animaux déclarés dans la demande d'autorisation de projet seront concernés. Prélèvements de sang en cinétique via le cathéter jugulaire (durée totale de 6 heures) : nous allons réaliser une cinétique de prélèvements 5 fois pendant l'essai. Pour chaque cinétique, 20 prélèvements de 7 mL seront effectués au cours de 24 h, soit un volume total de 140 mL par porc à chaque cinétique, correspondant à 3 % du volume circulant. Tous les animaux équipés d'un cathéter sont concernés. Prélèvements de sang via le dispositif vacutainer : dans les essais consacrés à la mesure des performances et du comportement des animaux. Dans ce cas, nous effectuerons au maximum 3 prélèvements par porc durant un essai (durée d'un prélèvement < 1 min). A chaque fois, 10 mL de sang sont prélevés. Seuls 50% des animaux déclarés dans la demande d'autorisation de projet sont concernés. Prélèvements de salive : 3 prélèvements/jours 5 fois pendant l'essai à l'aide d'un tampon à mâcher (durée du prélèvement = 2 min). Tous les animaux déclarés dans la demande d'autorisation de projet sont concernés.
Impact sur les animaux
Une partie des effets indésirables attendus sur les animaux est liée à leur exposition à la chaleur (de 30 à 35°C, selon les essais). Le suivi en continu de la température interne et les mesures ponctuelles du rythme des ventilations pulmonaires nous permet de détecter très rapidement les animaux en hyperthermie grave (>41,5°C pour la température interne et > 200 ventilations/min pour le rythme ventilatoire). Quand ces points limites sont atteints, les animaux sont d'abord mis hors expérience et relogés dans des conditions thermoneutres. En cas d'hyperthermie persistante, les animaux sont euthanasiés. Par ailleurs, pour des raisons liées à l'expérimentation et à la nécessité de réalisée des mesures individuelles non compatible avec un élevage en groupe (consommation d'aliment, comportement alimentaire, rythme des ventilation pulmonaires, prises de sang sériées), il est nécessaire d'héberger les animaux (60 kg en moyenne) individuellement durant toute la durée des essais dans des loges de 2 m². Dans ces conditions, les animaux ont la liberté de se mouvoir et de voir et d’interagir avec ces congénères logés dans la même salle via des "fenêtres" à barreaux (0.5*0.5) localisées dans les parois qui séparent deux loges. Enfin, le dernier risque identifié est celui lié à l'anesthésie (anesthésie gazeuse avec un mélange d'oxygène / isoflurane) pour implanter les dispositifs de contrôle de la température interne et les cathéters à la jugulaire. Le protocole de monitoring des animaux en place dans l'unité expérimentale (suivi de la spo2, rythme cardiaque) permet d'appréhender ce risque. Les prélèvements de sang et de salive étant réalisés par du personnel compétent dans le cadre de procédures où les points limites sont définis, nous ne nous attendons pas à des nuisances particulières liées aux différents prélèvements.
Devenir
Sur les 320 porcs, 160 animaux ne seront pas commercialisables car équipés d'un cathéter et de par la nécessité de réaliser des prélèvements de tissus une fois l'animal euthanasié.
Remplacement
Le remplacement n’est pas possible car l’utilisation d’animaux est inhérente au type d’étude (mesure des impacts du changement climatique et en particulier des vagues de chaleur estivales et test de stratégies d'adaptation) impact de la conduite alimentaire sur les réponses des porcs charcutiers aux vagues de chaleur).
Réduction
Dans chaque étude du projet, nous avons réduit le nombre d’animaux au minimum statistique en fonction des mesures effectuées. Le nombre de sujets nécessaires/traitement expérimental à inclure dans une étude afin d'obtenir des résultats statistiquement significatifs pour une puissance de test donnée a été calculé en utilisant une procédure mathématique adaptée pour deux caractères d'intérét majeur (l'ingestion rapportée au poids métabolique et la température interne). Ces calculs basés sur la moyenne et l'ecart type des 2 caractères mesurés à partir des essai précédents indiquent qu'il est nécessaire de mesurer au moins 8 animaux/traitement pour mettre en évidence des différences significatives entre nos traitements. En d'autres termes, sur une étude de 32 animaux, 4 traitements pourront être testés.
Raffinement
Toutes les mesures seront réalisées par du personnel formé et expérimenté. Les animaux bénéficieront d’un suivi très proche par les techniciens en expérimentation ainsi que par les différents intervenants. Toute intervention potentiellement douloureuse ou stressante sera contrôlée, et les animaux suivis dans les minutes ou heures qui suivent. En cas de souci de santé, le vétérinaire sera consulté et les animaux traités en conséquence. Le suivi des animaux via un capteur de température embarqué en remplacement d'une prise de température manuelle, nous permet de limiter les interactions avec les animaux et le stress engendré par ce type de mesure tout en améliorant la qualité de la mesure. Le recours à une cathéterisation veineuse pour faire des cinétiques sanguines permet de réduire significativement le niveau de stress induit par un prélèvement ponctuel de sang qui demande une immobilisation de l'animal au lasso nasal. En accord avec le principe d'amélioration, des points limites sont fixés pour chaque interventions sur les animaux. Ces points limites declanchent automatiquement une ou des décisions pour minimiser la souffrance des animaux selon un plan de prise en charge détaillé prévue au moment de la rédaction du plan de l'étude. Ce plan inclus notamment des critères explicites et détaillés de décisions, qui seront utilisés pour déterminer si l'animal sera retiré de l'étude, soigné ou euthanasié.
Choix des espèces
- Le porc ne peut pas être remplacé par une espèce modèle compte tenu de la spécificité de ses réponses de thermorégulation (le porc ne possède pas de glandes sudoripares actives). - Nous avons choisi de travailler sur le porc en croissance finition car ce stade représente la plus grande partie des effectifs animaux au sein d'un élevage de porc et est connu pour être très sensible à la chaleur (en particulier en finition) - Nous avons choisi de travailler sur des animaux croisés et à la fois sur les mâles entiers et les femelles pour produire des résultats compatibles avec les populations en production. - Nous travaillerons sur des animaux avec un poids vif moyen minimal de 60 kg ce qui correspond au poids vif moyen des porcs en élevage commercial.
Rôle du microbiote intestinal dans les troubles fonctionnels digestifs associés aux troubles du comportement alimentaire (TRANSMIC-TCA)
- Recherche fondamentale
- Multisystémique
- Oncologie
- Système gastrointestinal
768 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré à sévère. Isolées en cage individuelle pendant quinze jours, elles reçoivent par gavage un microbiote intestinal humain, puis sont soumises à un modèle d'anorexie par restriction alimentaire ou à un modèle de boulimie, pour tester le lien entre microbiote et troubles du comportement alimentaire. Le porteur indique que la restriction peut provoquer fatigue, prostration et forte perte de poids, une chute de plus de 20 % sur trois jours déclenchant la mise à mort. Il affirme que le recours aux modèles animaux est "indispensable", faute d'un autre modèle étudiant ces aspects "dans leur globalité".
Objectifs
Les Troubles du Comportement Alimentaire (TCA) constituent des pathologies graves de l’adolescence et des jeunes adultes, avec un impact fort en termes de morbidité et de mortalité à long terme. Les TCA regroupent différentes formes : l’anorexie mentale, la boulimie et l’hyperphagie boulimique. La prévalence mondiale de ces maladies atteint 8,4% chez les femmes et 2,2% chez les hommes, ce qui en fait un enjeu de santé publique très important. Les mécanismes moléculaires à l’origine des TCA sont encore mal compris. Ce sont des maladies complexes et impliquant différents facteurs biologiques, psychologiques et socio-culturels. Le microbiote intestinal, qui correspond à l’ensemble des micro-organismes vivant à l’intérieur de l’intestin, pourrait être un de ces facteurs. En effet, ces micro-organismes interagissent et communiquent de façon très étroite avec l’intestin mais également avec le cerveau. Ce microbiote intestinal joue également un rôle dans la digestion, dans la régulation de la prise de poids et dans le comportement alimentaire. Il a été montré que la composition du microbiote intestinal de patients souffrant de TCA était modifiée par rapport à des individus sains. Ces changements pourraient avoir un impact sur la physiologie intestinale, notamment en favorisant l’apparition de troubles fonctionnels digestifs (une comorbidité fréquemment retrouvée chez les patients avec TCA). Notre projet de recherche propose donc d’étudier le rôle du microbiote intestinal dans l’apparition et la persistance de ces maladies et de certaines de leurs comorbidités. Notre projet de recherche reposera sur l’utilisation d’approches expérimentales de type « greffes de microbiote intestinal », de l’Homme vers la Souris, ainsi que sur l’utilisation de plusieurs modèles animaux reproduisant différents aspects des TCA étudiés : un modèle de boulimie et d’hyperphagie chez la souris C57Bl/6 (modèle murin « Binge Eating Disorder » ou BED) et un modèle d’Anorexie chez la Souris C57Bl/6 (modèle murin « Activity-Based Anorexia » ou ABA). L’ensemble des connaissances apportées par ces expériences permettra de mieux comprendre les mécanismes d’apparition et de persistance des troubles du comportement alimentaire. Nous espérons en particulier identifier de nouvelles approches thérapeutiques basées sur la manipulation du microbiote intestinal, qui viendront compléter les approches psychologiques et nutritionnelles actuellement utilisées pour lutter contre ces maladies.
Bénéfices attendus
L’ensemble des approches expérimentales présentées dans ce projet nous permettront de déterminer s’il existe un lien de cause à effet direct entre les altérations du microbiote intestinal et l’apparition de troubles du comportement alimentaire. Les résultats obtenus permettront d’améliorer notre connaissance de la physiopathologie des Troubles du Comportement Alimentaire et ouvriront de nouveaux axes de recherche sur le développement de thérapies innovantes contre ces maladies, basées sur la modulation du microbiote des patients.
Procédures
- Tous les animaux de ce projet (768 souris) seront séparés en cages individuelles après une semaine d’acclimatation à l’animalerie. - Tous les animaux de ce projet (768 souris) seront pesés quotidiennement (animaux vigiles), soit 16 pesées pour chaque animal. Pour cela, les animaux seront extraits de leurs cages et pesés sur une balance adaptée. - L’ensemble des animaux de la procédure 2 (448 souris) et de la procédure 3 (224 souris) seront gavés oralement à 3 reprises (1 fois pour la première greffe de microbiote à J0, 1 fois pour la deuxième greffe de microbiote à J1 et 1 dernière fois à J16). Pour cela, les animaux (vigiles) seront extraits de leurs cages et maintenus en contention pendant quelques secondes. - Tous les animaux de ce projet (768 souris) seront extraits de leurs cages le dernier jour du protocole et maintenus en contention pendant 2 minutes (animaux vigiles) pour effectuer l’analyse de leur composition corporelle. - Tous les animaux de ce projet (768 souris) seront extraits de leurs cages le jour de la mise à mort et maintenus en contention pendant quelques secondes pour la réalisation d’une injection intrapéritonéale d’anesthésiques.
Impact sur les animaux
- L’ensemble des expérimentations prévues nécessitent d’héberger les animaux pendant plusieurs jours en cages individuelles (15 jours). Cet isolement est indispensable pour pouvoir suivre la prise alimentaire et hydrique de chaque souris et évaluer leur activité physique. - La réalisation de greffes de microbiote intestinal par gavage oral chez la Souris nécessite de prendre les animaux en contention, ce qui peut engendrer un stress de quelques secondes. La mesure de composition corporelle (par Echo-MRI) nécessite également une contention d’une durée deux minutes. Ces différentes contentions seront réalisées par des expérimentateurs expérimentés afin de réduire au maximum le stress des animaux. - Le modèle murin d’anorexie « Activity-Based Anorexia » est un modèle très utilisé et bien documenté dans la littérature (Schalla et al., Front Nutr, 2019 ; doi: 10.3389/fnut.2019.00069). Suite à la restriction alimentaire imposée, les animaux peuvent présenter une fatigue, une prostration et une perte de poids importante. Tous ces paramètres sont pris en compte dans l’évaluation du bien-être animal. Le poids corporel sera suivi quotidiennement et fera également l’objet d’un point limite. - Le modèle murin de boulimie/hyperphagie boulimique « Binge Eating Disorder » est également bien documenté. L’accès intermittent à une nourriture riche en sucre et riche en graisse peut induire un stress lié au développement d’un comportement de type addictif. Cet aspect sera également pris en compte dans l’évaluation du bien-être animal.
Devenir
A la fin du protocole, l’ensemble des animaux seront mis à mort afin de pouvoir évaluer différents paramètres physiologiques et marqueurs biologiques et collecter un maximum d’information à partir de ces séries expérimentales.
Remplacement
Ce projet est un projet de recherche en physiologie intégrée visant à étudier les interactions entre les bactéries du microbiote, l’intestin et le cerveau. Ce projet se concentre notamment sur l’analyse de l’impact du microbiote sur la physiologie intestinale (particulièrement les troubles fonctionnels digestifs) et sur le comportement alimentaire. L’utilisation de modèles animaux est donc indispensable pour réaliser cette étude et atteindre les objectifs de ce projet car aucun autre modèle « non animal » actuel ne nous permet d’étudier ces aspects dans leur globalité.
Réduction
Pour nos expérimentations, le nombre d’animaux prévu est dimensionné par rapport au nombre de patients et volontaires sains qui seront inclus dans le protocole clinique (validé par le CPP Ile-de-France V). Nous avons limité ce nombre d’animaux de façon à garder une puissance statistique suffisante dans le traitement des résultats et de pouvoir conclure sur le rôle du microbiote dans l’apparition des troubles fonctionnels digestifs. Les différents paramètres physiologiques et comportementaux mesurés pour chaque lot d’animaux seront comparés. Les analyses de composition du microbiote feront l’objet d’un traitement statistique particulier adapté à ce type de données.
Raffinement
La mise en place d’un suivi strict de points limites permettra d’éviter au maximum le stress et/ou la douleur des animaux au cours des expérimentations. L'ensemble des expériences sera mené par des personnels expérimentés, dans des locaux d'hébergement respectant les standards en vigueur. Pour limiter le stress des animaux, plusieurs points seront mis en place : - Après leur arrivée dans l’animalerie, les souris resteront pendant une semaine en période d’acclimatation avant le début des expérimentations. - Le milieu de la cage sera enrichi de coton pour permettre aux animaux de réaliser des nids. - Les animaux seront observés quotidiennement pour s’assurer de leur bien-être. Deux points limites seront évalués : - Au cours du modèle ABA (modèle de dénutrition), une attention particulière sera portée à la perte de poids. Un suivi quotidien sera réalisé et permettra d'évaluer le pourcentage de perte de poids des différents animaux. Une perte de poids supérieure à 20% du poids initial sur 3 jours consécutifs entrainera la mise à mort de l'animal. - Une évaluation de la souffrance animale sera réalisée à l’aide de l’échelle « Mouse Grimace Scale » composée de 5 items faciaux. Lorsque la somme des scores de ce critère sera supérieure à 5, les animaux recevront une injection sous-cutanée d’analgésique. Si la douleur persiste plus de deux jours, les animaux seront mis à mort. Lorsque la somme des scores de chaque critère sera supérieure à 7, les animaux seront mis à mort. - Au cours du modèle murin de boulimie/hyperphagie boulimique « Binge Eating Disorder », une attention particulière sera portée au développement d’un comportement de type addictif ou de sevrage chez les animaux lié à l’accès intermittent à la diète riche en sucre et riche en graisse Ces différentes manifestations seront prises en compte lors de nos observations quotidiennes des animaux et lors des tests comportementaux réalisés au cours de notre protocole.
Choix des espèces
La lignée C57Bl/6 a été utilisée par notre laboratoire pour la mise en place des techniques de greffe de microbiote intestinal et de déplétion du microbiote endogène des animaux greffés par antibiotiques (Tirelle et al., BMC Microbiol, 2020, DOI: 10.1186/s12866-020-02018-9). Cette lignée C57Bl/6 a d’autre part été utilisée à de nombreuses reprises par notre laboratoire pour l’étude du modèle ABA (Jésus et al., Clin Nutr, 2014, DOI : 10.1016/j.clnu.2013.11.006 ; Breton et al., Clin Nutr, 2021, DOI : 10.1016/j.clnu.2020.05.002). Il est donc pertinent de développer le modèle BED et d’effectuer l’ensemble des greffes de microbiote intestinal dans cette même lignée. Les souris seront livrées à l’animalerie à l'âge de huit semaines et utilisées pour les expérimentations à l'âge de neuf semaines (après 1 semaine d’acclimatation). Cet âge correspond un stade de jeune adulte chez les souris, ce qui correspond au pic d’incidence retrouvé chez l’Homme pour les troubles du comportement alimentaire (Galmiche et al., Am J Clin Nutr 2019 ; DOI : 10.1093/ajcn/nqy342).
Rôle des connexions LC-Raphé dans la résilience au stress chronique chez la souris
- Recherche fondamentale
- Éthologie / comportement / biologie animale
- Oncologie
- Système nerveux
420 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré à sévère. Elles subissent une injection stéréotaxique de virus dans le cerveau et l'implantation de fibres optiques sous anesthésie, et cent d'entre elles sont exposées cinq minutes par jour pendant dix jours à une souris agressive, avec des blessures possibles. Le porteur indique que l'anhédonie, l'anxiété et l'apathie provoquées "ne peuvent être soulagées" car elles sont l'objet de l'étude. Il affirme qu'aucune méthode sans animaux vivants ne peut apporter le même niveau d'information.
Objectifs
La dépression touche plus de 350 millions de personnes dans le monde et représente la première cause d'invalidité dans le monde. La dépression est précipitée par des évènements stressants. Cependant, certains individus ne développent pas de profil pathologique après exposition au stress, une qualité définie comme la résilience. Une région du cerveau appelée « locus coeruleus » (LC) et libérant de la noradrénaline (NE) a un rôle majeur dans le circuit de la résilience. Comment ce système contrôle l’activité du système sérotoninergique (impliqué dans la réponse aux antidépresseurs) dans le contexte d’un évènement stressant reste à être étudié. L’objectif de ce projet est d’étudier i) la régulation fonctionnelle du système sérotoninergique par le LC et ii) le rôle de ce circuit dans la résilience au stress chronique. Le modèle de stress utilisé dans ce projet permettra d'identifer des animaux résilients dans un contexte d'aggression sociale et constitue un modèle de résilience à la dépression. Seule l’expérimentation in vivo, permettant d’étudier les conséquences neurobiologiques du stress et mettre en évidence des comportements anxio-dépressif, nous permettra de répondre à cette question.
Bénéfices attendus
Environ 30% des patients dépressifs ne répondent pas aux traitements antidépresseurs conventionnelles. Ce projet a un intérêt majeur puisqu'il permettra d'améliorer la compréhension de la neurobiologie de dépression et de la résilience afin de concevoir de nouvelles approches thérapeutiques plus efficaces pour ces patients.
Procédures
Les animaux seront soumis à 2 procédures chirurgicales: une première procédure d'injection stereotaxique de virus AAV sera réalisée chez 320 souris et une deuxième procédure d'implantation de fibres optique sera réalisées chez 280 souris, 3 semaines suite à l'injection de virus AAV. Chaque procédure aura lieu sous anesthésie pour une durée de 1 ou 2 heures chacune. Parmi les animaux, 100 souris seront également soumises à un protocole de stress chronique de défaite sociale pendant 10 jours.
Impact sur les animaux
La nature de cette expérience aboutira à une gêne (anhédonie, anxiété et apathie) qui ne peut être soulagée étant donné que l’objectif de ce projet qui est d’étudier les effets du stress et de la dépression sur le cerveau. Lors de la procédure de stress chronique de défaite sociale, les animaux (100 DBHcre) sont mis en contact avec une souris CD1 aggressives 5 minutes par jour pendant 10 jours. Des blessures ou lésions induites par les agressions physique lors de cette procédure peuvent être observées. Les souris CD1 agressives seront isolées à leur arrivé à l’animalerie pour éviter les combats entre elles.
Devenir
A l'issue des 3 procédures, les animaux seront mis à mort et les cerveaux utilisés pour des analyses immunohistologique.
Remplacement
L’objectif de ce projet de recherche étant d’étudier l’émergence de troubles psychiatriques en réponse au stress, les procédures expérimentales ne peuvent pas être remplacées par d'autres méthodes n'impliquant pas l'utilisation d'animaux vivants et susceptibles d'apporter le même niveau d'information.
Réduction
Notre projet nécessite l’emploi de plusieurs techniques expérimentales. Compte tenu de la littérature et de notre expérience, nous utiliserons les tests statistiques pour analyser nos données. Ces tests nécessitent d’avoir un nombre minimum d’animaux pour atteindre les seuils statistiques de significativité en fonction des expériences réalisées. Plusieurs paramètres peuvent induire de la variabilité ou la perte d'animaux au cours des différentes procédures expèrimentales : - Pour la procédure 1, validation de la stratègie virale et cartographie anatomique, l'injection de virus peut être déficiente, nous estimons donc que des lots de n=5 par groupe sont necessaires. - Pour la procédure 2, qui implique 2 procédures d'injection et d'implantation stéreotaxiques, le risque de perte augmente. Cette procédure implique également des enregistrement en imagerie calcique qui présente de grande variabilité entre individus en fonction de l'expression virale et du site d'implantation. Un nombre de n=20 animaux par groupe est nécessaire. - Pour la procédure 3, s'ajoute à la variabilité induite par les procédures chirurgicales et d'enregistrement, la variabilité comportementale. Par ailleurs, sachant que 30% des souris stressées sont résilientes à la défiate sociale, 80 souris stréssées sont nécessaires pour obtenir 24 souris résilientes.
Raffinement
La nature de certaines de nos expériences, en particulier celles dont le but est de déterminer les effets du stress et de la dépression sur le cerveau, aboutira à une gêne (anhédonie, anxiété et apathie) qui ne peut être soulagée. Par contre, si un animal est en souffrance, alors, il sera euthanasié. Pour limiter l’angoisse des animaux, ceux-ci seront habitues à l’expérimentateur, au dispositif et à la pièce d’expérimentation pour éviter un stress supplémentaire. Les procédures chirurgicales seront réalisées sous anesthésie générale et des protocoles analgésiques seront mis en place pour limiter la douleur des animaux. Des points limites ont été établis pour chaque procédure.
Choix des espèces
La souris est le modèle standard pour l'étude de la fonction des circuits cérébraux dans le cerveau des mammifères : i) l’anatomie et la physiologie de la souris sont suffisamment complexes pour modéliser de nombreux aspects de la biologie humaine ; ii) L'anatomie, la morphologie cellulaire, la biochimie et l'électrophysiologie du cerveau de la souris sont bien caractérisées ; iii) Il existe une vaste littérature sur le comportement de la souris, l'apprentissage et la mémoire. Par ailleurs, il est possible d'utiliser une batterie de souris Génétiquement modifiées. La souris est donc le modèle le plus adapté étant donné également sa petite taille et sa reproduction rapide. Les études seront réalisées à l’âge adulte (8-12 semaines) car nous cherchons à étudier les mécanismes neurobiologiques mis en place chez l'adultes pour conserver un état neuropsychobiologique normal en réponse à un évènement stressant. La prévalence de la dépression chez l'adulte a augmenté de 2,5 points en deux ans, ce qui représente 13,5% de le population française de plus de 15 ans.
Rôle de CD44 et de l’ostéopontine au cours des complications hépatiques liées à l’obésité
- Recherche appliquée
- Troubles endocriniens
- Troubles gastrointestinaux
- Troubles immunitaires
- Recherche fondamentale
- Biologie du développement
- Oncologie
- Système endocrinien
- Système gastrointestinal
- Système immunitaire
1 080 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Nourries d'un régime gras, elles reçoivent des injections répétées induisant fibrose puis cancer du foie, avec des prélèvements sanguins, pour évaluer le rôle de deux protéines dans les complications hépatiques de l'obésité. Le porteur résume les retombées en une phrase, la validation des "effets thérapeutiques du ciblage de ces acteurs". Il affirme qu'"il n'y a aucun modèle non animal pouvant être utilisé" et conserve les organes pour tirer un maximum de données de chaque souris.
Objectifs
L’obésité augmente le risque de développer un diabète de type 2 et des maladies cardiovasculaires mais s‘accompagne également de complications hépatiques. Ces complications sont fréquentes mais sous estimées, en raison de leur évolution « silencieuse ». Ces altérations hépatiques vont d’un simple foie gras pouvant progresser jusqu’au cancer du foie. Plusieurs facteurs ont été déjà identifiés (diabète, inflammation, modification du microbiote intestinal). Cependant, aucun traitement pharmacologique n’est encore disponible et une meilleure compréhension de l'évolution de ces complications est nécessaire pour identifier de nouvelles cibles thérapeutiques. Notre équipe de recherche s’intéresse à 2 acteurs clefs impliqués dans le développement de ces maladies. Ces acteurs peuvent agir de pair favorisant le développement de ces maladies chroniques du foie. Pour une meilleure compréhension de leurs rôles, nous évaluerons sur des animaux, l’impact potentiellement bénéfique de leur absence sur le développement et la progression de ces maladies du foie.
Bénéfices attendus
Ces études précliniques valideront les effets thérapeutiques du ciblage de ces acteurs dans les maladies chroniques du foie .
Procédures
En fonction des procédures, les animaux seront soumis à deux prélèvements sanguins maximum. Les animaux nourris avec une alimentation riche en graisses seront prélevés deux fois, en milieu et en fin de régime. Ces prélèvements ne dureront pas plus d'une minute maximum. Des injections seront également effectuées pour étudier le développement de la cicatrisation hépatique. Pour la procédure 2 : les souris recevront une injection 2 fois par semaine pendant 6 semaines à partir de 7-8 semaines d’âge. Pour la procédure 3 : une unique injection sera réalisée sur les souris mâles âgés de 2 semaines.
Impact sur les animaux
Les nuisances sont les contentions, les prises de poids régulières ainsi que les injections en fonction des procédures. Les effets indésirables attendus pourraient être principalement une faible inflammation locale au site d’injection.
Devenir
Tous les animaux seront mis à mort à la fin de chaque procédure. Nous utiliserons pour chaque procédure un nombre minimum d'animaux qui nous permet de réaliser des études statistiques robustes et pertinentes.
Remplacement
Pour répondre à l’exigence de remplacement, certains aspects du projet seront réalisés sur des cellules. Cependant, il est nécessaire de réaliser des études précliniques car les études sur cellules ne permettent pas de reproduire la maladie humaine. Ainsi, il n'y a aucun modèle non animal pouvant être utilisé pour ces études.
Réduction
Chaque procédure utilise un nombre d'animaux minimum mais nécessaire pour réaliser des études statistiques pertinentes et exploitables. Les expériences seront reproduites pour confirmer la significativité statistique. Les organes obtenus à partir des souris seront conservés et stockés pour des analyses ultérieures afin d'enregistrer autant de paramètres que possible à partir d'une seule souris.
Raffinement
Pour répondre au raffinement, l'hébergement sera réalisé dans des locaux appropriés avec un enrichissement systématique et les personnes réalisant les différentes procédures respecteront les règles éthiques lors des manipulations et mises à mort des animaux. La surveillance quotidienne des animaux par les animaliers et nos surveillances régulières (grille d’observation) nous permettront d'identifier précocément tout signe de stress ou de souffrance afin d'appliquer les points limites.
Choix des espèces
La souris est une espèce très utilisée et pertinente pour étudier ces maladies. C’est une espèce facile à utiliser grâce à sa natalité importante. Notre expertise nous permet d’avoir des locaux d’hébergement et des conditions d’expérimentation appropriés à cette espèce. La maladie développée par la souris récapitule les symptômes et les caractéristiques de la maladie chez homme. Pour la procédure 1, la mise sous régime riche en graisse débutera lorsque les souris auront 8-10 semaines d’âge. En effet, un tel régime induit une prise de poids importante et peut durer jusqu’à 32 semaines, d’où la nécessité d’avoir des animaux relativement jeunes. Cette procédure permet d’analyser la progression des maladies chroniques du foie dans un contexte d’obésité et de résistance à l’insuline. Pour la procédure 2, le traitement chimique induisant la fibrose hépatique débutera à environ 7-8 semaines d’âge. Cette procedure permettra d’étudier les mécanismes moléculaires associés à la fibrose hépatique. Pour la procédure 3, l’injection du réactif induisant le cancer hépatique sera effectuée à environ 2 semaines d’âge (âge approprié pour cette procédure) et la mise sous régime riche en graisse sera effectuée à environ 7-8 semaines d’âge (animaux relativement jeunes). Cette procédure permettra d’étudier les stades le plus avancés de la maladie dans un contexte d’obésité et de résistance à l’insuline.
Rôle des cellules natural killer au cours des complications hépatiques associées à l’obésité
- Recherche appliquée
- Troubles endocriniens
- Troubles gastrointestinaux
- Troubles immunitaires
- Recherche fondamentale
- Oncologie
- Système endocrinien
- Système gastrointestinal
- Système immunitaire
540 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré à sévère. Nourries d'un régime gras, elles subissent gavages, injections intrapéritonéales, mises à jeun et prélèvements sanguins répétés, pour étudier le rôle des cellules NK dans les complications hépatiques de l'obésité. Le porteur indique que les injections peuvent provoquer gêne, rougeur, infection ou nécrose au point d'injection, et que peuvent survenir obésité, hyperglycémie ou diabète. Il conclut qu'"aucune autre espèce ne peut être utilisée" et que les études in vitro ne reproduisent pas les interactions entre organes.
Objectifs
L’obésité augmente le risque de développer un diabète de type 2, des maladies cardiovasculaires et s‘accompagne également de complications hépatiques. Ces complications sont fréquentes mais sous estimées en raison de leur évolution « silencieuse ». Ces altérations hépatiques vont d’un simple foie gras, avec ou sans inflammation, pouvant progresser jusqu’au cancer du foie. Malgré l'importance clinique de ces pathologies, aucun traitement pharmacologique efficace n’est actuellement disponible. La mise en place d’une inflammation chronique joue un rôle crucial dans le développement de ces maladies. Les cellules immunitaires sont impliquées dans les processus inflammatoires et ces cellules sont retrouvées, entre autres, dans des organes comme le tissu adipeux et l’intestin qui participent au développement des complications hépatiques. En particulier, dans ces maladies du foie, les fonctions de l’intestin sont dégradées et ceci contribue à l’activation des cellules immunitaires hépatiques. Notre objectif est de comprendre comment une famille de cellules immunitaires participent au développement des maladies du foie associées à l’obésité. Afin de répondre à notre problématique, nous utiliserons des animaux qui n’expriment pas une molécule indispensable pour le développement de ces cellules. Nous espérons ainsi démontrer le rôle exact de ces cellules immunitaires dans ces maladies afin de proposer de nouvelles thérapies les ciblant. Ces études seront réalisées dans le souci d'utiliser un nombre raisonnable d'animaux sans compromettre les objectifs du projet et tenant compte des exigences de remplacement, réduction et raffinement. Le nombre total d'animaux utilisé dans ce projet sera de 540. Ce projet utilise un nombre d'animaux minimum mais nécessaire pour réaliser des études statistiques pertinentes. Leur bien-être sera scrupuleusement pris en compte en termes de conditions d’élevage, d’hébergement et de soins (environnement enrichi, suivis réguliers par les expérimentateurs) afin de réduire le plus possible toute douleur, souffrance, angoisse ou dommage durables que pourraient ressentir les animaux.
Bénéfices attendus
Ce projet permettra d’une part de valider in vivo le rôle exact des cellules tueuses naturelles (NK) dans le contexte de complications hépatiques liées à l’obésité et d’autre part de décrypter les mécanismes physiopathologiques dans la mise en place et la progression des maladies chroniques du foie. Nous espérons pouvoir proposer de cibler les fonctions des cellules NK comme nouvelle stratégie thérapeutique pour ces maladies qui actuellement ne disposent pas de traitements pharmacologiques.
Procédures
En fonction des procédures, les animaux seront soumis à deux prélèvements sanguins maximum. Les animaux nourris avec une alimentation riche en graisses seront soumis à un prélèvement sanguin en milieu et en fin de régime. Ces prélèvements ne dureront pas plus d'une minute maximum. Des injections seront également effectuées pour étudier le développement de la fibrose hépatique. Ces injections ne durent que quelques secondes et leur fréquence ne dépassera pas deux injections par semaine pendant 6 semaines.
Impact sur les animaux
Avant l’arrivée aux points limites décrits dans chaque procédure, les animaux pourront subir des nuisances et des effets indésirables auxquels nous serons très attentifs. Ces effets indésirables sont principalement la perte de poids chez l’animal, la contention, les mises à jeun de 4h et 6h, les injections intrapéritonéales et les gavages par voie orale, les prélèvements sanguins à la base de la queue, la survenue d'une obésité, d'une hyperglycémie ou d'un diabète. Les injections pourront entrainer des comportements significatifs d’une gêne ou d’une souffrance et des altérations locales au site d’injection (rougeur, infection, nécrose...). Des animaux agressifs pourront été également être isolés.
Devenir
Tous les animaux seront mis à mort à l'issue de chaque procédure afin d'analyser la réponse immunitaire au sein des organes d'intérêt.
Remplacement
Pour répondre à l’exigence de remplacement, des études seront réalisées in vitro sur des lignées cellulaires afin de mettre au point les différentes conditions expérimentales avant de réaliser les expériences sur les cellules primaires (effets des lipides et des dérivés bactériens comme le lipopolysaccharide sur la physiologie des cellules). Il est nécessaire de réaliser des études in vivo car les études in vitro ne permettent pas de reproduire les interactions complexes qui existent entre les différents organes et les différents types cellulaires présents dans un organe.
Réduction
Pour satisfaire à la réduction, nous utiliserons un schéma de croisement qui génère 50% de souris sauvages contrôles et 50% de souris pour lesquelles Eomes est invalidé dans les cellules NK ce qui évite la génération d’animaux inutiles. Chaque procédure utilise un nombre d'animaux minimum mais nécessaire pour réaliser des études statistiques pertinentes. Nous avons déterminé au travers de nos différents travaux publiés que le nombre adéquat d'animaux à intégrer par groupe doit être compris entre huit et dix. Ce nombre est communément admis et utilisé dans l'ensemble des études publiées dans le domaine du métabolisme. Nous choisirons dans cette demande un nombre fixe de dix animaux par groupe afin d'obtenir une puissance statistique suffisante. Les expériences seront reproduites une seconde fois pour confirmer la significativité statistique quand celle-ci est proche d'être atteinte lors du premier set d'expériences.
Raffinement
La mise en place de points limites précoces, prédictifs, adaptés à chaque nos procédures et basés sur une observation détaillée des animaux au cours de chaque procédure, permettra de limiter la sévérité de celles-ci. Les souris seront hébergées selon les mesures réglementaires pour le raffinement : en groupe (6 souris par cage, ou 5 souris par cage si une des souris fait 30g ou plus) dans des cages enrichies (igloos, ouate, baguettes de bois à ronger). La surveillance quotidienne des animaux par les zootechniciens et nos surveillances régulières nous permettront d'identifier précocement tout signe de stress ou de souffrance afin d'appliquer les points limites.
Choix des espèces
La souris est une espèce très utilisée dans les études fondamentales et métaboliques. C’est une espèce facile à utiliser grâce à sa fécondité importante. Notre expertise nous permet d’avoir des locaux d’hébergement et des conditions d’expérimentation appropriés à cette espèce. D’autre part, la similitude de son patrimoine génétique avec celui de l’Homme nous permet de pouvoir, dans la mesure du possible, extrapoler les résultats et en tirer des conclusions valables pour l’Homme. Les données in vivo de la littérature sont obtenues sur des souris et cette espèce permet d'obtenir assez de "matériel" pour réaliser des analyses protéiques, génomiques et histologiques. Aucune autre espèce ne peut donc être utilisée Nous utiliserons des souris à partir de la 7ème semaine d'âge c'est à dire à l'âge adulte avec un poids stabilisé.
Etude du métabolisme cardiaque dans le cadre des phénomènes de cardiotoxicité induite par les chimiothérapies.
- Recherche appliquée
- Cancers
- Troubles cardiaques
- Recherche fondamentale
- Oncologie
- Système cardiaque
Une souris qui perd plus de 20 % de son poids, ou atteint un score de 3 sur la grille clinique, est mise à mort avant la fin du protocole. 192 souris vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, toutes tuées à l'issue juste après une prise de sang dans le cœur sous anesthésie. Selon les combinaisons testées, elles reçoivent, éveillées, de la doxorubicine trois fois dans la veine, jusqu'à 20 injections de malonate dans l'abdomen en quatre semaines ou des inhibiteurs de BRAF et MEK par gavage, et passent jusqu'à quatre échocardiographies sous anesthésie. Le porteur écrit que "L'objectif même du projet est de travailler sur la toxicité des chimiothérapies" sur le cœur, et attend douleur, perte de poids, inactivité et stress. Les combinaisons étudiées "pourraient fortement modifier" les traitements en cancérologie selon lui, et la protection du cœur qu'il espère montrer reste au conditionnel.
Objectifs
Un grand nombre de traitements utilisés en oncologie sont cardiotoxiques et peuvent aboutir à l’émergence de maladies cardiovasculaires (MCV). Celles-ci peuvent contraindre le corps médical à diminuer voire arrêter le traitement de patients et sont à l’origine de nombreux décès à court et moyen termes. L’amélioration remarquable de la prise en charge thérapeutique de certains cancers a permis une augmentation significative des chances de survie de ces patients. Cela a conduit, pour certains cancers, à ce que les décès liés à la maladie soient dépassés par les décès causés par la cardiotoxicité des traitements. Pour ce projet, nous nous intéresserons à différentes chimiothérapies particulièrement cardiotoxiques utilisées dans de nombreux cancers (leucémies aigues myéloïdes (LAM), pancréas, sein et mélanome). Depuis quelques années, de nombreuses combinaisons thérapeutiques à base de chimiothérapies et d’inhibiteurs métaboliques ont passés le cap des essais cliniques, en particulier dans le cadre des LAM. Ces combinaisons prometteuses semblent permettre une sensibilisation des cellules cancéreuses aux traitements antitumoraux. En parallèle, la recherche sur l’insuffisance cardiaque et les MCV à aussi progressé dans la caractérisation des dépendances métaboliques liés à ces pathologies. Dernièrement, des approches d’inhibition de certaines enzymes du métabolisme ont permis d’obtenir une amélioration des capacités cardiaques dans plusieurs modèles de pathologies aigues ou chroniques. Ce projet a aussi pour objectif de dresser une carte métabolique de la réponse du tissu cardiaque aux traitements antitumoraux afin d’en détailler les dépendances précises. L’objectif final de ce projet est de déceler les dépendances métaboliques communes des cellules cancéreuses et cardiaques afin de sensibiliser les premières au traitement et de protéger les secondes. Pour cela, il est important de comprendre et d’identifier les mécanismes mis en jeux afin de rendre plus favorables la balance bénéfices/risques des traitements antitumoraux.
Bénéfices attendus
Ce projet mêlant la cardiologie à la cancérologie aura plusieurs objectifs susceptibles de bénéficier à long terme aux patients atteints par ces maladies. Dans un premier temps, ce projet a un intérêt fondamental de par la description et la compréhension du métabolisme cardiaque dans le cadre de l’utilisation de ces thérapies cardiotoxiques. Ces traitements entrainent des mécanismes de toxicité pour les cellules cardiaques connues mais dont on ne sait quasiment rien en termes de perturbation du métabolisme. En décrivant les modulations et régulations du métabolisme des cellules cardiaques nous pourrons aussi mieux comprendre les mécanismes impliqués dans l’émergence de stress (induit ou non par une chimiothérapie) pouvant aboutir à une insuffisance cardiaque. Deuxièmement, nous étudierons les effets bénéfiques potentiels des combinaisons thérapeutiques associant chimio²thérapies et inhibiteur métabolique. Ces nouvelles associations de molécules thérapeutiques sont actuellement très étudiées et pourraient fortement modifier les schémas thérapeutiques utilisés en oncologie. Si à travers ce projet nous pourrions montrer un potentiel bénéfice de cardioprotection, nous appuierions alors l’utilisation de ces combinaisons et accélèrerions possiblement leur utilisation en routine. En effet, la validation in vivo de nos hypothèses pourrait bénéficier à de nombreux domaines de la recherche médicale comme en cancérologie ou en cardiologie.
Procédures
Toutes les souris de ce projet seront manipulées de la même manière et uniquement pour des interventions d'intensité légère à modérée (IV, IP, gavage et echocardiographie) de leurs vivant. Un prélèvement de sang sera effectué en terminal, directement suivi par la mise à mort des souris. En détail : - IV = 3 fois par souris vigiles (traitement doxorubicine), durée de 1 à 2 minutes par souris - IP = maximum 20 fois par souris vigiles (traitement malonate de 4 semaines), durée de moins de 1 minute par souris - OG = 3 fois par souris vigiles (traitement inhibiteurs BRAF et MEK), durée de 1 minute par souris - Echocardiographie = maximum 4 fois par souris anesthésiées, durée de 10 minutes par souris environs - Ponction de sang = une seule fois en terminal, durée de 2 à 5 min par souris sous antalgique et anesthésiées - Euthanasie = une seule fois en terminal, durée 1-3 secondes par souris sous antalgique et anesthésiées.
Impact sur les animaux
L’objectif même du projet est de travailler sur la toxicité des chimiothérapies et de leurs combinaisons sur le cœur. Il y aura donc des évènements indésirables, que nous chercherons à réduire à travers l’utilisation des inhibiteurs métaboliques. Ces évènements indésirables, suivis grâce à un scoring rigoureux des souris, peuvent prendre la forme de douleur, de perte de poids, d’inactivité, de stress à la suite des traitement chimiothérapeutiques. Toutefois, les doses de chimiothérapies nécessaires pour obtenir ces résultats sont maintenant bien connues et permettent d’éviter les effets secondaires non voulus en cours d’expérience. Les inhibiteurs utilisés le sont déjà dans de nombreuses publications récentes aux concentrations choisies. Les souris seront uniquement manipulées pour l’injection des traitements et pour la ponction intracardiaque en terminal ; en suivant les recommandations détaillées dans les procédures expérimentales. Pour chaque expérience, nous ferons un suivi quotidien des souris avec un scoring rigoureux permettant de mesurer l’état de santé global des souris. Pour cela, chaque signe clinique sera noté selon l'échelle suivante : (aspect du poil [score 1], posture courbée [score 2], défaut de mobilité [score 3]) et la mesure du poids (perte de poids 20% [score 3]) observés et quantifiés quotidiennement serviront d’une part comme paramètres expérimentaux validant l’efficacité du traitement et d’autre part comme critères d’évaluation objectifs de la souffrance de l’animal. Ceci nous permettra de déterminer un point limite : score≥ 3 et/ou perte de poids > 20% au-delà duquel les animaux seront euthanasiés même avant la fin du protocole expérimental.
Devenir
La mise à mort des souris est necessaire pour obtenir les résultats voulu pour ce projet. Un grand nombre d'organe seront prélevés à la suite de l'euthanasie pour étudier les mécanismes déclanché par les traitement anticancéreux qui pêuvent être toxiques.
Remplacement
Une phase in vitro d’expérimentation a eu lieu avant d’envisager les expériences in vivo. Ces expériences, même si partielles, sont prometteuses et nous motivent à poursuivre nos hypothèses grâce à l’utilisation de modèle murin de cardiopathie induite par des chimiothérapies. Les modèles murins permettent d’avoir un niveau de preuve supérieur de par la complexité d’un organisme vivant en comparaison d’une culture cellulaire maintenue en vie en flasque plastique. Les données que nous mesurerons par échocardiographie sur les souris ne sont pas remplaçables et nécessaires pour démontrer une amélioration des fonctions contractiles du cœur après traitements.
Réduction
Pour chaque combinaison, nous utiliserons un nombre limité de souris (192 au total). Ce nombre reste pourtant élevé de part le domaine de recherche auquel nous appartenons, la cardiologie. En effet, les mesures fonctionnelles faites en échocardiographie nécessitent un nombre assez élevé de souris pour obtenir des résultats robustes et significatifs (8 souris par groupe). En effet, les variations fonctionnelles des paramètres cardiaques mesurés en échocardiographie sont légères (+/-10% parfois) mais ont des conséquences fortes sur l’organisme et peuvent entrainer la mort. Ce nombre de souris necessaire au bon déroulement du projet à été calculé avec l'utilisation d'un logiciel de calcul de cohorte et en utilisant des paramètres rigoureux et des tests statistiques utilisés aussi en clinique. Notre projet vise à étudier l’ajout d’inhibiteurs métaboliques à des traitement chimiothérapeutiques cardiotoxiques. Ces combinaisons sont utilisées dans différents projets d’autres équipes avec qui nous sommes en collaboration. Nous chercherons à mettre en commun certaines expériences pour réduire le nombre de souris engagées dans ce projet. Nous utiliserons au maximum chaque souris et réduirons le nombre de manipulation au strict nécessaire. Chaque souris apportera des données d’échocardiographie, d’histologie mais aussi une analyse complète du sérum et une extraction des cardiomyocytes après traitements. Pour les souris xénogreffées avec des cellules cancéreuses, nous récupérerons aussi les organes touchés par la maladie. Ces analyses s’ajouterons aux expériences initialement prévues par nos équipes collaboratives, permettant d’extraire le plus de données possibles à partir d’un nombre limité de souris.
Raffinement
L’environnement des animaux assurera des conditions d’hygrométrie et de température constantes. Les souris sont hébergées dans des cages à 20-24°C et 30-50% d’hygrométrie, en portoirs ventilés (dans des cages d’une superficie de 500cm2), avec une alternance jour/nuit de 12h/12h. La nourriture et l’eau de boisson sont fournies ad libitum. Le change de la litière est réalisé 1 fois par semaine. Des lanières de papier cartonné sont ajoutées pour leur permettre de faire un nid. Les animaux ont deux semaines d’acclimatation avant que le protocole ne débute. Les cages possèdent des dômes transparents dans lesquelles les animaux peuvent se cacher et exprimer un comportement propre à leur espèce. Les cages sont teintées en rouge de manière à apaiser les animaux. La surveillance quotidienne permettra de s'assurer que les animaux ne présentent pas des douleurs ou détresses dépassant les points limites ou nécessitant le recours à un traitement antalgique. L'hydratation et l'alimentation seront disponibles ad libitum. Le protocole d’expérimentation sera adapté afin de minimiser la morbidité et la douleur
Choix des espèces
Nous utiliserons des souris C57Bl6 (168), une souche très étudiée en cardiologie et idéale pour l’étude des cancers de par l’existence de modèles in vivo utilisés couramment. Ces modèles xénogréffés seront uniquement généré dans la zootechnie des équipes collaboratives. Nous utiliserons uniquement des souris C57Bl6 adultes de 8 à 10 semaines. Ces souris présentent toutes les caractéristiques nécéssaires à l'étude des fonction cardiaque chez l'adulte et ne necessitent pas d'hébergement longue durée que l'on pourrait avoir pour l'étude de souris agées.
Evaluation de l’efficacité de molécules contre les modifications physiologiques et comportementales induites par un stress chronique chez le rat adulte (acronyme : STCH-2023).
- Recherche fondamentale
- Éthologie / comportement / biologie animale
- Oncologie
48 rats vont être utilisés, tous tués à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance sévère. Trente-six d'entre eux subissent un stress chronique de 2 h 30 par jour pendant 21 jours, un traitement oral quotidien et cinq prises de sang sur animal vigile, pour tester des molécules contre le stress et l'anxiété. Le porteur héberge les rats stressés seuls, sans enrichissement, et précise qu'aucun analgésique ni anti-inflammatoire ne sera administré, tout en affirmant qu'aucune procédure n'engendrera de douleur. Il affirme que le remplacement n'est "pas envisageable" et que la complexité des mécanismes ne peut être appréhendée qu'in vivo.
Objectifs
Les troubles anxieux et les troubles liés au stress sont particulièrement fréquents dans les pays industrialisés. Il est estimé que 13 à 22% des habitants de ces pays développeront une pathologie anxieuse au cours de leur vie. Par ailleurs, le stress est impliqué dans l’apparition de pathologies d’ordre psychiatrique telle que la dépression, avec, au-delà de l’aspect individuel, un coût important pour la société. Selon l’Organisation Mondiale de la Santé, la dépression concerne 300 millions de personnes dans le monde et 800 000 personnes meurent en se suicidant chaque année. Les traitements disponibles concernant l’anxiété et le stress présentent de nombreuses limites dues aux effets secondaires importants et/ou à l’efficacité limitée. Dans le cas de stress chronique, différents traitements médicamenteux peuvent être prescrits mais l’indication de ces traitements n’est pas toujours prioritairement l’effet anti-stress et ils ne sont pas dénués d’effets secondaires. Dans ce contexte, la recherche de nouveaux produits plus efficaces représente donc un enjeu sociétal et économique majeur.
Bénéfices attendus
L’enjeu de ce projet est d’évaluer l’efficacité de nouveaux traitements dans la lutte contre le stress et l’anxiété qui pourront être développés pour une utilisation chez l’Homme.
Procédures
Dans cette étude, les 48 animaux seront tout d’abord soumis à un test de préférence au sucre pendant 3 jours (1h de test par jour), après mise à jeun pendant 1 heure chaque jour, et placement en cage individuelle afin d’avoir une mesure de la consommation hydrique pour chaque individu. Ensuite, 36 des 48 animaux seront soumis à un stress chronique pendant 21 jours (2,5 heures par jour). Un traitement sera administré sur les 48 animaux vigiles par voie orale pendant 23 jours (environ 1 minute par jour). Un prélèvement sanguin effectué en 1 minute environ sera réalisé sur ces 48 animaux à l’état vigileà 5 reprises au cours de l’étude. Des tests comportementaux seront réalisés à l’issue de l’étude sur 2 jours, avec une durée maximale de ces tests de 5 à 20 minutes par jour pour évaluer les effets des traitements sur le stress induit. Enfin, à la fin du projet, un ensemble d’organes sera prélevé pour analyses. Aucune procédure n’engendrera de douleur.
Impact sur les animaux
L’hébergement en cage individuelle des animaux est nécessaire durant la totalité du projet pour les groupes soumis au stress chronique. Le stress chronique induit tout au long de ces 21 jours peut entrainer une aggressivité, il est donc préférable de limiter les interactions avec leurs congénères. Les traitements par voie orale s’effectuent sur animal vigile afin d’éviter les fausses routes et aucune médication, analgésique ou anti-inflammatoire ne sera utilisée. Pour le test de préférence au sucre, une mise à jeun des animaux est nécessaire 1h avant les mesures afin de garantir le bon déroulé du test. Les séries de prélèvements sanguins comme les tests comportementaux s’effectuent sur animal vigile sans aucune médication, analgésique ou anti-inflammatoire pour ne pas perturber l’activité des animaux et les dosages qui seront réalisés.
Devenir
Tous les animaux nécessaires à la réalisation de ce projet seront mis à mort 24 jours après le début de l’induction du stress chronique, c’est-à-dire à la fin de l'unique procédure expérimentale.
Remplacement
Le remplacement des expérimentations animales par des méthodes alternatives n’est pas envisageable dans le contexte de ce projet. Les études in silico ou in vitro ne permettant pas de prédire ou d’évaluer les effets antistress d’un traitement. Le modèle rat est utilisé régulièrement par les industriels pour évaluer l’efficacité de produits contre le stress. La complexité des mécanismes mis en jeux ne sont actuellement pas modélisés par des méthodes alternatives alors qu’ils sont présents de façon similaire chez le rat. L’ensemble de ces facteurs complexes ne peut donc être appréhendé qu’in vivo sur un modèle animal.
Réduction
Nous utiliserons le nombre minimum d’animaux nécessaire à la réalisation de ce projet mais permettant d’obtenir des résultats prédictifs et représentatifs. Les données de la littérature ainsi qu’une étude de puissance statistique en amont, et notre expérience du modèle, permettent de nous assurer que nous utiliserons le nombre minimal d'animaux pour pouvoir conclure d’un effet ou non des traitements testés.
Raffinement
Les animaux seront hébergés dans des cages standards répondant aux normes européennes. Les rats du groupe Contrôle non stressé seront 3 par cage avec des feuilles de papier kraft et des briques en bois en guise d’enrichissement. Les rats des autres groupes soumis au stress chronique seront hébergés en cage individuelle sans enrichissement pour assurer le bon déroulé de l’étude. Les animaux auront un accès non restreint à la nourriture et à l’eau pendant toute la durée du projet sauf lors des 3 sessions de test de préférence au sucre où une mise à jeun d’une heure est nécessaire. Leur bien-être sera suivi bi-quotidiennement par du personnel qualifié 5 jours sur 7 et quotidiennement pendant les week-ends et jours fériés. Lors des séances d’induction du stress, à la sortie du dispositif, une attention particulière sera apportée à l’animal pour vérifier l’absence de blessure. Une attention toute particulière sera portée aux animaux pendant les tests comportementaux. Un expérimentateur surveillera en permanence l’écran vidéo situé dans le couloir jouxtant la salle de test afin d’intervenir en cas de nécessité. Les traitements oraux et les prélèvements sanguins seront effectués par du personnel ayant les compétences requises et une observation régulière des animaux sera effectuée après réalisation de chaque traitement oral ou prélèvements, week-end et jours fériés inclus. Des points limites adaptés sont fixés, si nous constatons le dépassement d’un de ces points limites, l’animal sera mis à mort dans des conditions éthiques.
Choix des espèces
Le modèle rat est utilisé régulièrement par les industriels pour évaluer l’efficacité de produits contre le stress. De plus, ce modèle est déjà très utilisé dans les tests visant à étudier les comportements de type anxieux et dépressif. Dans cette étude et afin d’être le plus représentatif possible, nous utiliserons des rats des deux sexes. Les animaux utilisés seront des rats mâles et femelles Sprague Dawley de 30 jours à l’arrivée au laboratoire (125-150 g). Nous effectuerons notre modèle sur de jeunes rats afin de pouvoir comparer les données de cette étude avec la majorité des données déjà disponibles dans la littérature scientifique sur les modèles de stress chronique.