Oncologie
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FISHOWF Évaluation de l’utilisation de l’habitat et de la connectivité des peuplements de poissons à de multiples échelles spatiales et implications pour le développement des parcs éoliens offshores
- Conservation des espèces
- Recherche fondamentale
- Éthologie / comportement / biologie animale
- Oncologie
540 poissons, des raies et des requins de six espèces, vont être capturés puis relâchés, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Ils sont marqués sous anesthésie par un émetteur acoustique, inséré dans la cavité péritonéale par incision chez les roussettes et les requins taupes, ou fixé par perçage de la nageoire chez les raies, pour suivre leurs déplacements autour des parcs éoliens en mer. Le porteur indique que le marquage peut occasionner des mortalités directes ou indirectes, qu'il présente comme rares, et que les individus sont remis à l'eau à l'endroit de leur capture. Il affirme qu'aucune méthode de remplacement n'existe pour étudier les mouvements en milieu naturel.
Objectifs
Le développement des parcs éoliens en mer est aujourd’hui en plein essor. Ces infrastructures génèrent des modifications de l’habitat au sein des écosystèmes marins ayant un impact potentiel sur la biodiversité. Ils peuvent agir comme des récifs artificiels pour certaines communautés de poissons avec des espèces présentant une forte résidence pour ces milieux. De plus, les câbles électriques sous-marins qui relient les éoliennes entre-elles et raccordent le parc éolien à la côte, peuvent générer des champs électromagnétiques et affecter le comportement d’espèces électro- et magnéto-sensibles, tel que les requins et raies. La croissance de l’éolien en mer risque d’amplifier ces effets, mais les conséquences sur les communautés ichtyologiques restent peu connues. Ce projet de 3 ans, vise à identifier et évaluer les effets des parcs éoliens en mer et leur raccordement sur les peuplements de raies et requins, espèces peu étudiées et à fort enjeu de conservation. Pour cela, ce projet se base sur l’utilisation de la télémétrie acoustique comme méthode de suivi, qui consiste à équiper un animal d’un émetteur acoustique (tag) émettant un signal sonore unique détecté par des hydrophones (récepteurs) placés dans les milieux ce qui permet d’étudier les déplacements et les comportements des individus dans le temps et l’espace. Cela permet de déterminer différents processus écologiques, notamment comment une espèce connecte et utilise les habitats, information essentielle pour mieux comprendre son rôle dans l’écosystème, ainsi que l’effet d’une modification d’habitat comme l’implantation d’un parc éolien en mer. Le projet a pour objectif d’étudier le comportement de raies et requins sur des zones de parc éolien en mer à différent stades de développement (pré-construction à exploitation). Ainsi, 6 espèces seront équipées de tags acoustiques : La raie brunette Raja undulata, la raie bouclée Raja clavata, la petite roussette Scyliorhinus canicula, la grande roussette Scyliorhinus stellaris, l’émissole tachetée Mustelus asterias et le requin taupe commun Lamna nasus. Les individus marqués seront suivis sur différents sites et habitats grâce à des récepteurs placés au sein des parcs éoliens et habitats côtiers. Ce projet servira à évaluer l’effet des parcs éoliens en mer sur le comportement de ces communautés et ainsi permettre de proposer des mesures d’amélioration pour la conservation de ces espèces et le développement des parcs éoliens offshores.
Bénéfices attendus
L’implantation d’un parc éolien en mer entraine des modifications d’habitats. Au vu de la forte croissance de ces projets de développement, il est nécessaire de mieux connaitre les effets de ces structures sur les écosystèmes marins. A terme, les résultats de ce projet permettront de comprendre plus précisément l’écologie des espèces suivies et ainsi répondre à différentes questions telles que : comment ces espèces réagissent-elles à des champs électromagnétiques générés par un câble sous-marin ? Quels sont les profils d’occurrence des espèces à enjeux de conservation dans la zone de parc éolien en mer ? Quel est le degré de connectivité entre les parcs éoliens en mer et les autres habitats marins pour ces espèces? Les individus font-ils preuve d’une fidélité pluriannuelle au site ? Comment les conditions environnementales influencent-elles ces tendances ? Il existe très peu de connaissances à ce sujet sur les raies et les requins. Ces connaissances relatives à l'écologie du mouvement de ces espèces, que le marquage en milieu naturel rend possible, serviront de cas concrets pour la mise en place de suivis pérennes des populations au sein des parcs éoliens en mer afin d’atteindre le double objectif de conservation et d'exploitation durable des espèces marines en général.
Procédures
Les petites roussettes, les grandes roussettes et les émissoles tachetées seront marquées chirurgicalement sous anesthésie générale. L'acte d'insertion de la marque acoustique (13mm de diamètre) dans la cavité́ péritonéale est relativement simple et parfaitement maitrisé par les applicateurs du projet. Seule la paroi musculaire de l’individu à marquer est ouverte pour l’insertion de la marque, aucun organe interne autre que la peau et les muscles n'est impacté par cette incision. L'incision est ensuite suturée avec du fil résorbable qui disparait en 3 à 4 semaines. L'acte de chirurgie en lui-même dure moins de 5 minutes par individu. Les raies seront marquées sous anesthésie générale pour la pose d’un émetteur externe de 13 mm de diamètre sur la nageoire pectorale de l’individu. Deux aiguilles de 3mm de diamètres perceront la nageoire de la raie pour fixer l’émetteur. Des études précédentes ont montré que ce type de marquage n’altéré pas la nage de l’individu et son comportement. L’acte de pose de l’émetteur en lui-même dure moins de 5 minutes par individu. Les requins taupes seront marqués chirurgicalement sous anesthésie locale afin de limiter le temps de la procédure et le stress de l’individu comme il est conseillé par de nombreuses études sur les requins de grande taille (>2m). L'acte d'insertion de la marque acoustique (16mm de diamètre) dans la cavité́ péritonéale est relativement simple et parfaitement maitrisé par les applicateurs du projet. Seule la paroi musculaire de l’individu à marquer est ouverte, aucun organe interne autre que la peau et les muscles n'est impacté par cette incision. L'incision est ensuite suturée avec du fil résorbable qui disparait en 3 à 4 semaines. L'acte de chirurgie en lui-même dure moins de 5 minutes par individu. Les individus seront relâchés dans la zone de capture le plus rapidement possible.
Impact sur les animaux
Au niveau individuel, cette étude nécessite un marquage (chirurgical pour les requins, externe pour les raies). Même si cela reste rare, ces procédures peuvent occasionner des mortalités directes ou indirectes. Aucun autre effet du marquage n’est à signaler.
Devenir
Tous les animaux marqués seront replacés dans leur milieu naturel, à l'endroit précis de leur capture.
Remplacement
Dans le cadre d’une étude destinée à caractériser les mouvements individuels en milieu naturel, il n’est pas possible de faire appel à des méthodes de remplacement. L’apport de la télémétrie acoustique (détection de la présence de poissons marqués à proximité d’un récepteur) devrait permettre l’amélioration de connaissance sur les habitats occupés par les espèces et de leurs mouvements. Pour atteindre le double objectif de conservation et d'exploitation durable des espèces marines, l’évaluation de l’état écologique des écosystèmes marins doit pouvoir s'appuyer sur des connaissances relatives à l'écologie du mouvement des espèces et à la fréquentation des habitats essentiels, que le marquage en milieu naturel rend possible.
Réduction
Le nombre d’individu a été réduit au minimum d’après les préconisations de la littérature pour la télémétrie acoustique. Des tests de puissance préalables ont été́ effectués permettant d'estimer la taille de l'échantillon nécessaire pour confirmer ou infirmer les hypothèses de manière significative. Le fait de marquer 30 individus par espèce et par site, permet la réalisation d’analyses statistiques fiables et robustes permettant d’extrapoler à la population. Ainsi, le comportement des individus et des espèces analysées permettra de refléter un comportement global de la population et ainsi d’évaluer les effets des parcs éoliens sur le comportement de ces espèces.
Raffinement
Dans le cadre des procédures, plusieurs mesures ont été mises en place afin de limiter la souffrance et le stress des individus lors du marquage, incluant la capture (engins sélectifs en direct, l’hameçon ou traits de chalut courts), pour limiter au maximum le temps où l’animal est en phase « capture », ainsi que des procédures d’anesthésie optimales durant les phases pré opératoire, opératoire et post opératoire. Le protocole de pêche seront adaptés pour être les moins traumatisants avec notamment la sélection d’hameçons spécifiques et un personnel spécialement formé à ce type de capture. Les individus seront surveillés de manière régulière durant toute la période de détention. Lors de leur manipulation, en plus de l’utilisation d’anesthésiant, les individus seront placés en immobilité tonique afin de limiter le stress et la douleur. Un analgésique sera aussi utilisé conjointement. Les individus seront remis à l’eau le plus rapidement possible (quelque heures maximum). Après implantation, les individus ayant subi une anesthésie générale sont gardés en bassin de réveil et surveillé individuellement au moins 30min. Aucune remise à l’eau ne sera faite avant que l’animal ait retrouvé tous ses réflexes et sa mobilité. Aucune sortie de l’eau sans anesthésie ne sera effectuée de manière prolongée (supérieur à quelques secondes). Lors des sorties de l’eau pour chirurgie, les poissons resteront en permanence en milieu humide (dos dans l’eau, flux d’eau dans la bouche). Les individus seront retirés de la procédure si les points limites préalablement établis sont atteints. Les points limites sont identifiables à travers le comportement des poissons (activité de nage anormale, absence de réaction) ou des signes extérieurs de stress (e.g. couleur de peau, plaies). La taille et le poids des marques pour chaque espèce sont choisies bien en dessous des critères normalement appliqués (>2% du poids des individus).
Choix des espèces
Les raies et les requins sont des espèces présentes dans les zones d’étude où se situent potentiellement des habitats essentiels pour ces poissons (ex. zone de reproduction, aire de nourrissage). Ces espèces électrosensibles sont aussi susceptibles d’être impactées par les champs électromagnétiques générés par les câbles sous-marins des parc éolien en mer. L’ensemble de ces espèces sont présentes sur les différents sites d’étude et présente des degré de mobilité diffèrent (territoriale/résidentes à fortement migratrice). Les espèces sélectionnées sont exploités ou présentes dans les pêcheries et sont considérées comme robuste avec une capacité de récupération rapide. La méconnaissance sur l’écologie de ces espèces limite notre capacité d’évaluation de leur statut de conservation. Il est important de les étudier en milieu naturel afin d’apporter les connaissances nécessaires permettant d’établir le statu des populations et leur vulnérabilité face aux pressions des activités humaines. Seules les adultes de chaque espèce seront marqués car leurs conditions physiologiques sont jugées plus robuste que le stade juvénile.
Une étude pour évaluer si le dosage des anticancéreux selon un régime de Thérapie Adaptative (AT) permet de réduire la progression tumorale et la résistance dans des cancers
- Recherche fondamentale
- Oncologie
200 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Elles reçoivent une greffe de cellules de cancer du sein ou du poumon, puis un traitement par gavage pendant trois à six semaines, pour comparer un dosage adaptatif des anticancéreux au dosage maximal habituel. Le porteur indique que la greffe provoque une douleur modérée sous anesthésie et que la tumeur sera limitée à 2 000 mm3, toutes les souris étant tuées pour analyser les cellules tumorales. Il affirme avoir déjà travaillé sur cellules en culture et par modélisation mathématique, mais juge le passage à l'animal nécessaire pour reproduire la formation des tumeurs.
Objectifs
Le cancer du sein est la première cause de mortalité des femmes par cancer en France, avec plus de 12.000 décès par an. Chez l’homme, le cancer du poumon est le plus mortel avec > 22.000 décès / an. L’échec thérapeutique dans les deux cancers est causé par le développement d’une résistance cellulaire aux drogues. L'approche conventionnelle d'administration d'anti-cancéreux consiste à donner les Doses Maximales de drogues Tolérées par les patients (MTD). Toutefois, en raison du grand nombre de cellules cancéreuses et de leur hétérogenéité, cela conduit inévitablement à une sélection de cellules qui sont adaptées pour résister aux traitements, et qui sont responsables des rechutes. Cette sélection des cellules résistantes par les thérapies est un problème d’écologie, et les écologistes ont conclu que le meilleur moyen de limiter les effets néfastes des éléments nuisibles est de les contrôler plutôt que de tenter de les éradiquer. Transposé au cancer, cela consisterait à appliquer des régimes adaptatifs de drogues où l'on diminue la dose si la charge tumorale diminue. Cela permettrait de maintenir une compétition cellulaire entre cellules sensibles aux traitements et cellules résistantes, tout en limitant les effets secondaires des drogues. Bien que cette "Thérapie Adaptative" (AT) connait déjà des succès dans la clinique, les paramètres essentiels pour l’implémenter, et les mécanismes cellulaires et moléculaires en jeu, restent inconnues. Nous avons récemment montré par une combinaison de modélisation mathématique et d'expériences à partir de cellules cancéreuses en culture, que la compétition entre cellules sensibles et résistantes est réelle et détermine l’efficacité de l’AT. Dans nos expériences, des régimes avec des faibles doses de drogues contrôlaient mieux la croissance des cellules cancéreuses dans le temps que des doses plus élevées, tout en évitant l'apparition de cellules résistantes. Ces expériences sont publiées dans une revue internationale. Comme il s'agit d'utilisation exclusive de cellules en culture, notre stratégie est conforme à la première règle des 3R (remplacement). Cependant, il est important de maintenant procéder aux expériences chez l’animal pour mieux reproduire la tumorigénèse, afin de mieux comprendre comment implémenter l’AT chez l’homme. Le but de ce projet est de tester les avantages et mécanismes de l'AT in vivo chez la souris dans des modèles cliniquement relevants de cancers du sein et du poumon.
Bénéfices attendus
La réussite de ce projet serait d'une importance majeure, car il permettrait d'envisager des essais cliniques avec des drogues déjà autorisées mais jusqu'à présent inefficaces pour lutter contre la résistance. Les avantages de l'AT seraient un gain de temps de survie des patients et la diminution des effets secondaires. L’AT est potentiellement applicable à n'importe quel cancer et n'importe quelle drogue.
Procédures
Greffes de cellules cancéreuses une fois, et traîtement avec des inhibiteurs de kinases par gavage orale une fois par jour pendant 3 à 6 semaines.
Impact sur les animaux
La greffe des cellules tumorales chez la souris engendrait une douleur modérée mais sera réalisée sur souris anaesthésiées. La croissance des tumeurs sera limitée à une taille maximale de 2000mm3, ce qui n'engendre pas de douleur. L'application des drogues par le gavage des animaux implique une nuisance transitoire mas pas de souffrance sévère ni durable. Les drogues utilisées n'ont pas d'effets secondaires chez la souris aux doses utilisées.
Devenir
L'intégralité des animaux sera mise à mort pour éviter de dévélopper des souffrances et pour permettre l'analyse des cellules cancéreuses des tumeurs.
Remplacement
Nous avons déjà analysé in vitro des paramètres relevants des cellules de cancer mammaire (4T1) et du poumon (PC9) sensibles ou résistants aux drogues, et avons également réalisé la modélisation mathématique de ces données. L'ensemble de ces études nous a permis d'identifier et préselectionner les conditions d'intérêt. Mais il n'existe pas d'approches, autre que l'expérimentation in vivo chez l'animal, pour évaluer l'efficacité des différents régimes de drogues sur la diminution de la progression tumorale et de la résistance.
Réduction
Nous avons conçu les expériences pour utiliser le minimum d'animaux permettant de tirer des conclusions statistiquement robustes. Dans chaque expérience, nous comparerons la progression tumorale dans les souris nude entre deux groupes. Chaque expérience prévoit l'utilisation de 10 souris dans le bras AT et 10 dans le bras MTD, à répéter une fois si les résultats sont prometteurs. Ceci donne lieu à 80% puissance pour détecter un effet de différence de 10% avec une confiance p
Raffinement
Les expériences sont conçues pour éviter la souffrance des animaux, selon la règle 3R (raffinement): par exemple en arrêtant les expériences avant les signes de souffrance et en surveillant quotidiennement les animaux pour les points limites correspondant à des signes de souffrance. Les conditions d'hébergements sont les suivantes: 5 animaux par cages (501 cm2) avec pour litière un mélange de sciure de peuplier et de copeaux de peuplier
Choix des espèces
Les modèles choisis (greffe sous cutanées dans des souris nude) sont cliniquement relevants, ayant conduit à des essais cliniques qui ont permi l'approbation des drogues utilisées chez les patients. 8 semaines : il faut des souris adultes jeunes et du même stade pour les expériences de tumorigénèse afin de réduire la variance et diminuer le nombre d'animaux utilisés.
Implication de l’inflammation intestinale dans le développement et la résistance aux traitements du glioblastome
- Recherche fondamentale
- Oncologie
380 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance sévère. Elles reçoivent une injection de cellules de glioblastome dans le cerveau, parfois suivie d'une résection de la tumeur puis de séances de radiothérapie et de chimiothérapie, avec des prélèvements de sang et de selles chaque semaine. Le porteur indique que la tumeur cérébrale et les traitements peuvent provoquer douleur, anxiété, troubles de la mémoire et signes neurologiques invalidants, comme la désorientation et le déséquilibre. Il présente ce travail comme une étude du lien entre l'intestin et le cerveau dans ce cancer, les souris étant tuées pour analyser leurs tissus cérébraux et intestinaux.
Objectifs
Le glioblastome (GB) est la forme la plus agressive des tumeurs cérébrales de l'adulte. La survie médiane est de seulement 14-15 mois. L’objectif du projet est d’identifier in vivo le rôle de l’axe intestin – cerveau dans l’initiation, le développement et la résistance aux traitements du glioblastome, avec un focus sur le microbiote, l’inflammation intestinale et la sérotonine. Le but est de pouvoir améliorer la prise en charge des patients atteints de ce cancer de mauvais pronostic.
Bénéfices attendus
Les facteurs à l’origine de l’étiologie du glioblastome (GB) sont peu connus. Leur identification permettrait d’apporter de nouveaux éléments pour prévenir ce cancer de mauvais prognostic. Ce projet a pour objectif d'apporter des éléments quant à l'implication de l'axe microbiote-intestin-cerveau (MIC), et notamment du microbiote, des métabolites dont la sérotonine et de l'inflammation intestinale, dans le développement du GB et au cours du protocole standard de traitement (résection + TMZ/irradiation). Cette thématique de recherche n’est que très peu développée actuellement et pourrait, à long terme, permettre d'identifier de nouvelles cibles thérapeutiques pour améliorer les traitements actuels et la survie des patients atteints de GB.
Procédures
Les animaux vont subir une procédure chirurgicale : injection intra-cérébrale de cellules de glioblastome associée ou non à l’utilisation d’un agent promouvant l’inflammation intestinale. Certains animaux subiront également un protocole préclinique de résection tumorale suivi d’un traitement par radio et chimiothérapie. - Les chirurgies d'implantation cérébrales sont des procédures qui durent environ 25 minutes et seront réalisées deux fois dans le cas des résections. - Les souris seront soumises à des injections intrapéritonéales de chimiothérapie 2 fois par jour pendant 3 jours, puis le lendemain de l'irradiation un cycle de 5 jours de traitement sera réalisé. L'injection dure 1 minute par souris. - Les souris seront soumises à des rayonnements ionisants 2 fois. Cela dure 5 minutes par souris. - Les souris seront soumises à des prises de sang chaque semaine. Cela dure 5 minutes par souris. - Les souris seront soumises à des prélèvements de fèces chaque semaine. Cela dure 5 minutes par souris.
Impact sur les animaux
Les injections intra-cérébrales peuvent atteindre le bien-être animal en terme d'alimentation. L'irradiation et le Témozolomide peuvent induire des symptômes ressemblant à l'anxiété, des troubles de la mémoire spatiale et d'apprentissage chez la souris. Les souris seront exposées à des douleurs post chirurgie à l’issue des 2 injections intra-cérébrales (implantation et résection). Le développement de tumeurs cérébrales peut générer des souffrances se manifestant par des pertes d’appétit donc de poids, des signes neurologiques invalidants (désorientation, déséquilibre). De manière générale, chaque manipulation est génératrice de stress. C’est pourquoi l’administration d’un analgésique sera réalisée dès les premiers signes de souffrance, en complément d’une réhydratation et de mise à disposition de nourriture sous forme de poudre enrichie dans la cage. Durant les interventions chirurgicales, la couverture analgésique est permanente depuis le début de la procédure jusqu’au rétablissement de l'animal, un tapis chauffant est utilisé lorsque l’animal est anesthésié et de l’Ocry gel est appliqué pour éviter le dessèchement des cornées.
Devenir
Les animaux seront mis à mort à la fin de l'expérimentation afin de pouvoir collecter et analyser les tissus cérébraix et intestinaux.
Remplacement
Ce projet se propose d’étudier l’axe intestin – cerveau qu’il est, pour le moment, très compliqué de modéliser in vitro. Il nécessite donc l’utilisation de souris. De plus, pour l’étude de l’invasion du glioblastome dans le cerveau, il n’existe pas de meilleure méthode alternative, l’utilisation de méthodes in vitro de culture cellulaire ne permettant pas d’apporter tous les éléments de réponse.
Réduction
Le nombre d’animaux a été calculé pour atteindre une significativité statistique et correspond à un total de 380 souris sur 5 ans, chaque groupe expérimental étant accompagné d’un groupe contrôle.
Raffinement
À leur arrivée, les animaux sont hébergés en cages collectives, garnies de litières leurs permettant de reproduire un comportement naturel de fouissage et d’un enrichissement constitué d’un nid végétal et de tubes de cartons, pour leur permettre d’explorer, de jouer et de ronger. Ces cages offrent aux animaux un espace important pour se redresser. Après un premier contrôle de leur état, les souris bénéficient d’une période d’acclimatation. Un suivi quotidien limites (week-ends, vacances et jours fériés inclus) des souris sera effectué par les soigneurs de l’animalerie pour prévenir tout inconfort, souffrance ou comportement anormal des animaux. En cas de douleurs post-opératoire, une injection d'antalgique sera réalisée.
Choix des espèces
Nous utilisons un modèle de souris immunodéficientes car les cellules humaines se développent de manière très reproductible dans le modèle, gage d’utilisation de moins d’animaux pour nos expériences. Nous avons une grande expérience d'implantation de cellules de glioblastome dans ce modèle et nous avons l'habitude du développement du glioblastome dans ces souris. Ce modèle est idéal d'un point de vue pré-clinique car nous reproduisons grâce aux cellules humaines, des caractéristiques complexes observées chez les patients humains. Afin de travailler également sur un modèle immunocompétent et possédant donc tous les composants de la réponse immunitaire qui pourrait avoir un impact sur l’axe intestin-cerveau, nous étudierons des souris immunocompétentes dans lesquelles nous implanterons des cellules murines. Nous utiliserons des souris de 7 à 9 semaines pour avoir une croissance tumorale optimale. En effet, les expériences peuvent s’étaler sur plusieurs mois, donc l’implantation dans de jeunes animaux permet de s’affranchir de l’affaiblissement d’individus plus âgés.
Etude du rôle de deux gènes dans le développement et la résistance au traitement du mélanome.
- Recherche fondamentale
- Oncologie
360 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger. Elles reçoivent une greffe de cellules de mélanome sous la peau, puis un traitement administré dans leur alimentation, pour étudier le rôle de deux gènes dans la résistance de ce cancer aux traitements. Le porteur indique que la tumeur se forme sur le flanc sans gêner les déplacements et que toutes les souris sont tuées en fin de procédure pour analyser la tumeur. Il affirme que seul un modèle vivant permet d'étudier la croissance tumorale et la résistance, tout en réalisant des analyses complémentaires sur des prélèvements de patients.
Objectifs
Le mélanome malin cutané est la forme la plus agressive des cancers de la peau. Aujourd'hui, le seul traitement efficace reste la chirurgie pratiquée à un stade précoce car une fois disséminées, les cellules de mélanome deviennent résistantes aux chimiothérapies conventionnelles. Les espoirs apportés par l'essor des thérapies ciblées et de l’immunothérapies ont été fortement nuancés par des cas de non-réponse ou rechutes rapides. Il est donc aujourd'hui crucial de comprendre les mécanismes de résistance mis en place par ces cellules cancéreuses. La capacité des cellules tumorales à s’adapter aux traitements anti-cancéreux, est régulée par un ensemble de gènes. Nous avons identifié deux gènes fréquemment altérés dans le mélanome et impliqués dans la capacité d’adaptation des cellules. Des expériences préliminaires dans des cultures cellulaires de mélanomes montrent que ces deux gènes influent sur la migration des cellules, ainsi que sur leur résistance aux thérapies ciblées, utilisées en clinique pour le traitement du mélanome. Le premier gène étudié augmente la migration et la résistance des cellules, le second, à contrario, les diminue. Ce projet a pour but de décrypter comment l’adaptation des cellules médiée par ces deux gènes dans le mélanome affecte la formation, le développement et la résistance aux thérapies des tumeurs chez la souris. Cette étude permettra de mieux comprendre les mécanismes par lesquels les cellules de mélanome s’adaptent et résistent aux traitements actuels et pourra ouvrir la voie pour le développement de nouvelles stratégies thérapeutiques dans le mélanome.
Bénéfices attendus
Malgré l’essor récent des thérapies ciblées et de l’immunothérapie dans le traitement du mélanome, la plupart des patients rechutent avec un mélanome résistant. Identifier de nouveaux acteurs impliqués dans la résistance permettra me mieux comprendre la capacité d’adaptation des cellules de mélanome et de développer de nouvelles approches de combinaison thérapeutique.
Procédures
Les animaux seront soumis à une injection unique en sous-cutanée de cellules tumorales. En procédure 2, un traitement d'une durée allant jusqu'à apparition d'un point limite ou d'une régression de la tumeur sera administré par voie orale sous forme de croquette.
Impact sur les animaux
Les nuisances attendues sur les animaux sont l'apparition de tumeur localisée sur le flanc arrière droit mais qui n'entravera pas le déplacement de l'animal. Le traitement, déjà utilisé dans dans des précédents protocoles, n'induit pas d'effet secondaire entrainant une dégradation de l'état général de l'animal.
Devenir
Tous les animaux seront mis à mort à la fin de chaque procédure car la tumeur devra être récupérée pour être analysée.
Remplacement
Nous avons étudié les effets moléculaires et phénotypiques de la dérégulation de 2 gènes in vitro dans des lignées cellulaires de mélanome. Seul un modèle in vivo chez l’animal peut permettre d’étudier la capacité tumorigénique et la résistance aux traitements dans une tumeur. En parallèle des analyses complémentaires seront réalisées in vitro dans des lignées de mélanome, et sur des prélèvements tumoraux de patients, permettant ainsi de réduire le nombre d’animaux utilisés.
Réduction
Le nombre maximal de souris utilisées dans ce projet (n=360) a été réduit au minimum nécessaire et suffisant pour obtenir des résultats statistiquement interprétables et reproductibles. Pour chacune des procédures expérimentales présentées, le nombre de souris par groupe a été défini à minima afin de permettre une analyse statistique des résultats adaptée selon le cas. De plus, un animal permettra d’obtenir des résultats dans plusieurs expériences (pousse tumorale, réponse au traitement, analyse histologique de la tumeur).
Raffinement
La bonne connaissance des modèles expérimentaux, le suivi adapté des points limites précoces et clairement définis, et la manipulation des animaux sans stress par des personnes compétentes en expérimentation animale permettent de limiter au maximum toute douleur ou souffrance des souris. Nous évaluerons l'état de bien-être ou de souffrance des animaux au minimum 2x/semaine. L'environnement sera enrichi avec du coton cardé. De plus, nous utiliserons des croquettes thérapeutiques afin de remplacer la technique de gavage et ainsi réduire le stress de l'animal. Aussi, le phénotype dommageable des souris Nude ne s'exprime pas dans les conditions ventilées de l'animalerie dans laquelle elles sont hébergées
Choix des espèces
La souris est l’espèce animale la plus pertinente pour les études de mélanomagenèse car c'est un modèle proche de la pathologie humaine reproduisant les caractéristiques histologiques. De plus, l'évaluation d'effet thérapeutique sur des xénogreffes de lignées s'inscrit dans la démarche classique de tests précliniques. Enfin, nous disposons d'outils, d'expériences et de compétences solides pour réaliser cette étude dans les meilleures conditions chez la souris. Nous utiliserons des souris âgées de 6 semaines, âge standard dans l'étude du mélanome. Le sexe n’a pas d’importance dans notre étude, mais pour éviter les risques de combat et de blessures nous utiliserons uniquement des souris femelles.
Etude de l’effet de variants d’une cytokine sur la modulation de la réponse immunitaire anti-tumorale dans des modèles murins
- Recherche appliquée
- Cancers
- Troubles immunitaires
- Recherche fondamentale
- Oncologie
- Système immunitaire
8 040 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger à modéré. Elles reçoivent des injections de cellules humaines et de cellules tumorales, des traitements répétés et des prélèvements de sang au sinus de l'œil jusqu'à sept fois par expérience, pour tester des variants d'une cytokine en immunothérapie anticancéreuse. Le porteur indique que la greffe de cellules humaines peut déclencher une réaction du greffon contre l'hôte avec perte de poids et de poils, et que les prélèvements répétés peuvent entraîner une inflammation, une cécité ou un choc par manque de sang. Il affirme que le passage par la souris reste "réglementairement obligatoire" malgré les modèles de tumeurs en trois dimensions déjà utilisés.
Objectifs
L’absence de réponse de certains patients aux chimiothérapies conventionnelles et l’étude approfondie des cellules immunitaires infiltrant la tumeur a conduit au développement de nouvelles molécules thérapeutiques destinées à mobiliser le système immunitaire du patient afin qu’il reconnaisse les cellules cancéreuses et les détruises. Cette stratégie est appelée immunothérapie. Ces stratégies thérapeutiques ont permis aux patients traités d’avoir une augmentation drastique de leur survie faisant des immunothérapies des traitements révolutionnaires. Notre molécule d’intérêt est une cytokine qui agit sur différentes populations de cellules du système immunitaire, en particulier sur les cellules effectrices, qui attaquent les cellules cancéreuses ou qui activent d’autres cellules pour aider à les éliminer ; et les régulatrices, qui contrôlent la réponse immune. Cette cytokine d’intêret est déjà utilisée en oncologie à forte dose depuis plusieurs années pour sa capacité à activer les cellules effectrices. Cependant, la toxicité reste importante et la faible efficacité est due à l'activation non désirée des cellules régulatrices qui diminuent la réponse immune effectrice. Toutefois, à faible dose la cytokine agit préférentiellement sur les cellules régulatrices et peut être utilisée comme médicament immuno-inhibiteur (actuellement testée en clinique pour le diabète de type 1, le lupus érythémateux disséminé et la réaction du greffon contre l’hôte). Cependant, le principal défi dans ce domaine est la dissociation des effets opposés de la cytokine : activation des cellules effectrices et activation des cellules régulatrices. Pour cela, en nous appuyant sur nos résultats antérieurs, l'équipe a modifié génétiquement la cytokine (variants de la cytokine) en la combinant à d’autres acteurs de la réponse immunitaire, afin d’étudier l’effet anti-tumoralde ces variants générés, dans différents modèles de souris. Pour cela, nous allons utiliser des modèles de cancers humains et murins puisque nous avons développé un ensemble de cytokines humaines et murines modifiées. Enfin, nous souhaitons également agir sur d’autres points de contrôles de la réponse immunitaire afin d’optimiser nos cytokines modifiées.
Bénéfices attendus
Plusieurs bénéfices peuvent découler de notre projet. En effet, si l’injection des immunocytokines et/ou en combinaison avec des anticorps anti-checkpoint immunitaire dans les modèles tumoraux de souris humanisées conduisent à une régression tumorale dans les souris, nous pourrons passer aux étapes de développement clinique pour les patients atteints de cancer. De plus, l’analyse de la réponse immunitaire au sein du micro-environnement tumoral avec les différents traitements nous permettra de faire progresser les connaissances scientifiques dans le domaine de l’immuno-oncologie.
Procédures
-Injection des cellules humaines par voie voie rétro-orbitale : sur animal endormi sous anesthésie gazeuse; 1936 souris, une fois par expérience. La durée du geste est de 30 secondes par souris. -Prélèvements sanguins : sur animal endormi sous anesthésie gazeuse, 5976 souris, 2 à 7 fois par expérience (à raison de 2 à 4 points de sang) sur une durée de 11j à 2 mois. La durée du geste est de 15 secondes par souris. -Injection des cellules tumorales : sur animal vigile, sans anesthésie. 7392 souris, une fois par expérience. La durée du geste est de 30 secondes par souris. -Injection de traitements par voie intrapéritonéale : sur animal vigile, sans anesthésie. 8040 souris, 1 à 2x/semaine et entre 6 ou 9 injections au maximum. La durée du geste est de 20 secondes par souris. -Mesure de la taille tumorale avec pied à coulisse : sur animal vigile, sans anesthésie. 7392 souris, 2x/semaine sur une durée d’environ 2 mois maximum . La durée du geste est de 15 secondes par souris. -Poids des animaux : sur animaux vigiles, sans anesthésie. 7392 souris. 2x/semaine sur une durée d’environ 2 mois maximum. La durée du geste est de 30 secondes par souris.
Impact sur les animaux
Certains effets indésirables peuvent apparaître sur les animaux. En effet, la reconstitution du système immunitaire de la souris avec des cellules humaines peut conduire au développement d’une GvHD (maladie du greffon contre l’autre) par la présence d’une perte de poids 2-3 semaines après l’injection des cellules pour les modèles PBMCs, ainsi que des signes cliniques tels que mobilité réduite, perte de poils, posture voûtée, … La durée des symptômes varie entre chaque animal. En ce qui concerne l'injection de cellules tumorales par voie sous-cutanée cela conduit au développement d’une tumeur. Les prélèvements sanguins répétés au niveau du sinus rétro-orbital peuvent éventuellement entrainer une inflammation, une cécité ou un choc hypovolémique.
Devenir
A l'issue de chaque procédure les animaux seront mis à mort. Des tissus seront prélevés post-mortem pour analyses.
Remplacement
Afin de remplacer et de limiter l’utilisation des souris pour évaluer l’effet de nos composés, nous avons mis en place plusieurs méthodes alternatives. En effet, nous sommes actuellement en train d’évaluer l’effet des immunocytokines grâce à plusieurs technologies in vitro : sur des tumeurs 3D et sur des organoïdes de tumeurs. A cette fin, nous avons établi des collaborations avec des équipes de recherche et des entreprises spécialisées dans les modèles de tumeurs in vitro. Cependant, bien que ces méthodes alternatives nous apportent des informations quant à l’effet de nos composés sur les cellules tumorales, nous devrons quand même tester les immunocytokines les plus prometteuses dans des modèles murins afin d’être dans un système plus physiologique, ce qui est réglementairement obligatoire avant d’envisager d’aller en clinique. En ce qui concerne l’évaluation des agonistes de la cytokine, il n’existe de nos jours aucune méthode alternative permettant d’évaluer l’effet des agonistes sur le développement d’une maladie auto-immune. En effet, ces dernières ont souvent des manifestations cliniques affectant un grand nombre d’organes, ce qui nécessite d’avoir un organisme vivant pour analyser leur effet. Nous sommes donc dans l’obligation de tester la cross-réactivité et la capacité à expandre les cellules T régulatrices de nos molécules avant de les tester dans des modèles murins d’auto-immunité.
Réduction
Pour réduire le nombre d’animaux dans notre projet, nous avons mis en place plusieurs mesures : 1) Nous avons analysé in vitro la capacité des différentes immunocytokines à se fixer au récepteur de haute affinité des cellules T régulatrices humaines et murines et leur capacité à antagoniser la fixation de la cytokine non modifiée. Nous avons également mesuré la capacité des immunocytokines à induire une réponse dans les cellules T régulatrices (induction de la voie de signalisation). Seules les immunocytokines remplissant les deux conditions seront pré-sélectionnées pour cette procédure (fixation sur le récepteur de haute affinité et blocage de la voie de signalisation des cellules T régulatrices). En parralèle, des expériences ex vivo sur des modèles 3D de tumeurs ou organoïdes, nous permettra de mieux comprendre l’effet thérapeutique de notre molécule et ainsi de n’utiliser que celles validées in vitro et ex vivo dans les souris. 2) Selon les procédures, le nombre de souris par groupe est de 6 à 12 afin que les résultats obtenus puissent présenter une puissance statistique suffisante pour mettre en évidence l’efficacité thérapeutique. Le nombre de souris sélectionnées pour chaque expérience tient compte de la nécessité 1/ d'utiliser le minimum de souris et 2/ de pouvoir limiter l’impact de la variabilité entre les donneurs (souris immunodéficientes greffées avec des cellules immunitaires humaines). La comparaison de la survie après greffe de tumeurs sera évaluée à l'aide du LogRank test et les analyses des populations de cellules immunes ou la comparaison des tailles de tumeurs à des points précis de la cinétique seront évalués à l'aide des tests non paramétriques Anova et Kruskal Wallis par GraphPad Prism. 3) Dans la procédure 1, 3 et 5, nous avons également décidé d’analyser plusieurs immunocytokines/cytokines agonistes par expérience afin de limiter le nombre de souris recevant des traitements contrôles. 4) Enfin, nous utiliserons des souris femelles pour réduire l’aggressivité et les conflits entre les individus, qui sont généralement le cas chez les souirs mâles, entrainant moins de lésions chez les individus.
Raffinement
Les souris sont surveillées régulièrement et elles sont mises à mort lorsque les points limites énoncés dans la grille de score de chaque procédure sont atteints. De plus, tous les animaux doivent faire l’objet d’une période d’acclimatation d’au moins 72h afin de réduire le stress lié au transport des animaux. De plus, nous utiliserons des souris femelles pour réduire l’aggressivité et les conflits entre les individus, qui sont généralement le cas chez les souirs mâles, entrainant moins de lésions chez les individus. Concernant l’enrichissement, les souris bénificieront dans leurs cages des élements suivants, selon leur disponibilité à l’animalerie : bâtonnets de coton et/ou maison en carton et/ou bâtonnetes de bois. Enfin, les prélèvement de sang se réaliserons sous une rapide anesthésie gazeuse et la cage sera sous un tapis chauffant après leur réveil.
Choix des espèces
La souris est une espèce de choix pour les expériences menées en thérapeutique du cancer et elle a depuis longtemps servi à l'étude de thérapies anti-tumorales, notamment car la physiologie de la souris est proche de celle de l'Homme. La connaissance complète du génome murin permet d'utiliser de nombreux outils bien caractérisés, dont les souris génétiquement modifiées pour des protéines spécifiques permettant d'identifier des cibles précises pour la thérapie. En effet, il existe un grand nombre de modèles de tumeurs transplantées ainsi que des modèles de tumeurs spontanées qui sont disponibles. Les souris NSG seront utilisées à l’âge de 5-7 semaines afin que les souris aient fini leur croissance, et que les résultats ne soient pas affectés à cause de modifications dues à un âge trop avancé des animaux. De plus, cet âge est adapté pour générer des modèles de tumeurs spontanées et/ou induites par le transfert de lignées de cellules tumorales (Procédure 1, 3, 5). Les souris huCD34-NOG-EXL et huCD34-SGM3 seront utilisées à l’âge adulte, entre 18 à 24 semaines, délai dû à la reconstitution en cellules immunitaires à partir de cellules CD34+. Cette méthode de reconstitution est plus lente ce qui entraîne cette différence d’âge avec le modèle NSG (Procédure 1, 3, 5). Les souris C57BL/6 et Balbc seront également utilisées à l’âge de 5-7 semaines (Procédure 2, 4, 5).
Trouble neuroendocrine dans l’encéphalite murine à anticorps anti-RNMDA, interactions tPA/RNMDA et implications du tPA dans les barrières cérébrales
- Recherche fondamentale
- Oncologie
- Système endocrinien
- Système immunitaire
- Système nerveux
490 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures allant du sans réveil au niveau de souffrance sévère. Elles subissent des injections dans les ventricules du cerveau, une immunisation reproduisant une encéphalite auto-immune, des tests comportementaux et des séjours en cage métabolique isolée, avant une mise à mort par ouverture du thorax et perfusion du cœur. Le porteur indique que l'immunisation provoque une perte de poids allant jusqu'à 12 %, de l'anxiété et des troubles de la mémoire. Il écrit ne pas pouvoir "souscrire au principe de remplacement" et juge "nécessaire d'utiliser des animaux" pour tester ces paramètres.
Objectifs
Nos données préliminaires montrent des troubles de la prise alimentaire dans notre modèle murin d'encéphalite. En effet les souris développent un comportement anorexique en comparaison de leur contrôle sham, seulement l'origine de ce comportement est inconnu au sein de cette pathologie. Aussi nous avons pu montrer la présence en grande quantité de tPA (tissue Plasminogen Activator), dans les épendymocytes et dans les neurones du noyau arcqué, en moindre quantité dans les tanycytes. Ainsi nous désirons déterminer les rôles du tPA au niveau des échanges et des flux entre LCR et parenchyme cérébral, mais aussi dans la plasticité de la barrière épendymaire et tanycytaire situées dans la région médiobasale de l'hypothalamus, où il existe un carrefour de signaux métaboliques impliqués dans le comportement alimentaire et la reproduction. De plus la mise en évidence du récepteur NMDA à la surface des tanycytes suggère une implication dans la plasticité de la barrière hémato-épendymaire, par l'interaction du tPA et du récepteur NMDA. Enfin, il existe chez l'homme d'autres troubles neuro-endocrines associés à cette pathologie. L'étude du sommeil et des variations de la température corporelle dans notre modèle nous permettrons d'établir des liens avec la pathologie chez l'homme et ainsi de permettre une étude de ces troubles visant à leur compréhension et à une meilleure prise en charge thérapeutique.
Bénéfices attendus
En premier lieu, en tant que bénéfice à long terme, nous pensons d'après nos résultats préliminaires, que le récepteur NMDA tanycytaire pourrait avoir un rôle similaire à celui des récepteurs NMDA que l'on trouve sur les cellules endothéliales des vaisseaux sanguins cérébraux. En effet, ceux-ci possèdent un rôle dans la plasticité de la barrière hémato-encéphalique, l'interaction entre le tPA (tissue Plasminogen Activator) et le récepteur NMDA entraine une ouverture de la barrière. Ainsi la modification de la barrière tanycytaire sous l'influence du récepteur NMDA et du tPA, constituerai une nouvelle cible de traitement thérapeutique des pathologie liés aux troubles de de la prise alimentaire, en vue des résultats observés lors de l'analyse du métabolisme du modèle murin d'encéphalite anti-récepteur NMDA. En effet l’utilisation de l’anticorps Glunomab (en cours de développement pour une utilisation chez l’homme), permettrai d’empêcher cette interaction en tPA et récepteur NMDA. Secondement, à court terme nous pourrons déterminer les bénéfices liés à la présence du tPA épendymocytaire. C’est un évènement nouvellement mis en évidence, nous n’avons alors, aucunes informations quant à son rôle dans ce type cellulaire. Ainsi nous pourrons mettre en évidence de nouvelles fonctions de cette protéase, qui pourrait être lié à la motilité des cils des épendymocytes, et donc aux flux de LCR dans les ventricules et le parenchyme, à la recapture d’ions et autres molécules présents dans le LCR favorisant la clairance de celui-ci, enfin il peut aussi interagir avec d’autres cellules bordants les ventricules mais aussi dans les espaces du parenchyme en bordure des zones perméable des ventricules cérébraux (e.g. murs latéraux du 3e ventricule).
Procédures
1. Injection intraventriculaire de molécules fluorescentes, de MPIO ou Gadolinium (traceur IRM), et des AAV (30 minutes, n=390) 2. Immunisation active avec ou sans peptide GluN1 359-378 (15 minutes, n=220) 3. Tests comportementaux (de 5 à 30 minutes, n=150) 4. Cages métaboliques (6 jours à 3 semaines, n=160) 5. Injection dans la cisterna magna de Dextran fluorescents (15 minutes, n=90) 6. Pose d'un cathéter intraveineux pour injection de molécules fluorescentes (30 minutes n=90) 7. Mise à mort par thoracotomie et perfusion intracardiaque (10 minutes, n=220) 8. Imagerie par Résonance Magnétique (IRM) (1 heure ou 20 minutes, n=90) 9. Mesure du sommeil par système piezoeclectric (15 jours, n=30) 10. Implantation sous cutanée d'un capteur de température corporelle (30 minutes, n=30).
Impact sur les animaux
Selon la procédure, des nuisances ou effets indésirable sont à prévoir sur les animaux : Toutes les douleurs liées à des lésions de la peau des animaux (incision, perforation) seront empêchées par l’utilisation de la lidocaïne en spray 10 minutes avant le geste (procédure 1, 2, 5, 6, 7, 10). Ces douleurs seront temporaires et se résorbe sous 48h. Aussi, pour diminuer la douleur en post-opératoire, les animaux auront, accès à une eau dans lequel a été dilué le paracétamol durant 24h à raison de 300mg/kg (procédure 1,5,6,10). Pour les procédures pour lesquels la douleur est plus importante, nous utiliserons la buprénorphine en injection sous cutanée, à raison de 150ul avec une concentration de 0.5mg/kg, sous forme d’une injection unique. Nous observons une perte de poids 24h après immunisation (procédure 2) jusqu'à 12% de leur poids total, mais retrouve un poids d’origine 48 à 72h après immunisation. De plus, deux semaines après immunisation, des comportements anormaux apparaissent chez les animaux. Ils développent une anxiété, une résilience et des troubles mnésiques. Ces troubles deviennent plus légers 3 semaines après immunisation et inexistant 4 semaines après immunisation (procédure 2). Les procédures 3, 4 et 9 sont indolores, mais peuvent engendrer un léger stress qui ne perdure pas dans le temps, due soit à un nouvel environnement (procédure 3) soit à l’isolement social (procédure 4 et 9). Les animaux retournent à un état basal dès qu’ils sont de retour dans leur cage et leur boxe de stabulation. Toutes les procédures sont effectuées sous anesthésie générale grâce à l’Isoflurane 1% N2O/O2 (80%/20%), aucune souris ne sera vigile lors des procédures.
Devenir
A la suite des procédures 1, 2, 3, 4, 9, 10, les animaux sont maintenus en vie. La procédure 7 est la procédure d'euthanasie, les procédures 5 et 6 sont de classes sans réveil.
Remplacement
Nous ne pouvons souscrire au principe de remplacement dans ce protocole. En effet, il est nécessaire d'utiliser des animaux dans le cadre de notre protocole. Que ce soit pour les effets de l'immunisation ou bien encore du comportement, il est important de pouvoir tester ces paramètres chez l'animal. De plus, cette étude utilisant des animaux se base sur une bibliographie pertinente rendant cette étude sérieuse et fondée sur des bases déjà établies. Egalement, le système immunitaire est bien connu chez la souris. Il existe notamment d'autres modèles de maladie auto-immunes touchant le système nerveux central tel que l'encéphalomyélite auto-immune expérimentale (EAE) mimant une sclérose en plaque. Ce modèle est bien connu et décris dans la littérature scientifique ce qui en fait un modèle pertinent et sérieux au regard de notre travail. Néanmoins, il y a des paramètres que nous devons étudier et qui n'ont pas fait l'objet de publication dans le monde scientifique, notamment le métabolisme des animaux suite à l'immunisation.
Réduction
Nous utiliserons le nombre minimal d’animaux afin de souscrire au principe de réduction. Le nombre d’animaux utilisé est déterminé en fonction de la spécificité/sensibilité des méthodes utilisées, et selon nos travaux précédents publiés et la littérature. 490 souris seront nécessaires pour réaliser cette étude, et l’utilisation d’outils d’imagerie non invasive permettant de mesurer les lésions cérébrale et l'activité in vivo des flux cérébrales permet de réduire significativement le nombre d’animaux utilisés.
Raffinement
Afin de souscrire au principe de raffinement, les animaux seront anesthésiés et sous une couverture analgésique adaptée au niveau de sévérité du geste, durant chaque procédure. Les expériences seront réalisées par du personnel qualifié en respectant les règles de bonnes pratiques de laboratoire pour le respect des animaux, tout en veillant à ne pas dépasser les points limites fixés au préalable. Le bien-être des animaux sera suivi bi-quotidiennement par du personnel qualifié 5j/7 et quotidiennement pendant les weekends et jours fériés et cela pendant toute la durée du projet. Les animaux seront hébergés dans des cages standards répondant aux normes européennes actuelles (Directive 2010/63/UE). Pour éviter de stresser les animaux, les cages seront isolées de tout bruit extérieur et l’accès à l’eau et à la nourriture sera ad libitum. Enfin, une importance particulière sera apportée au bien-être des animaux, notamment par l'hébergement en groupes sociaux de 5 ou 6 animaux, l'enrichissement de leur environement avec maison et matériel de nidification. Tout sera mis en oeuvre pour réduire l’angoisse, la souffrance et la douleur de chaque animal, pouvant être occasionnées pendant le projet. Les principes éthiques et les standards de raffinement seront utilisés jusqu’à la mise à mort de l’animal.
Choix des espèces
La souris (Mus musculus) est l’espèce animale qui a été étudiée dans le modèle d'encéphalite à anticorps anti récepteur NMDA par immunisation active (Wagnon et al., 2020). L’ensemble des connaissances et des acquis dont nous disposons au laboratoire et dans la littérature rend cette espèce particulièrement intéressante pour étudier le métabolisme. Aussi L’anatomie du système nerveux murin et la physiologie de la souris sont également bien connus et sont proches de celles de l’Homme, ce qui fait des modèles utilisés dans ce projet des approches expérimentales fiables. Les expériences envisagées nécessitent l’utilisation d’animaux transgéniques tPA WT, tPA Null, de GluN1 Flox +/+ et -/-. Ces modèles transgéniques ne peuvent être réalisés que chez la souris (Mus musculus). Les animaux seront utilisés au stade jeunes adultes. En effet c'est à ce stade du développement que les animaux sont classiquement utilisés dans la littérature pour des modèles de pathologie auto-immune. En effet le modèle spécifiquement utilisé a été développé chez des animaux de 8 semaines (Wagnon et al., 2020). De plus, l'encéphalite à anti-récepteur NMDA concerne majoritairement chez l'Homme une population de jeunes adultes, rendant le développement de la pathologie et la symptomologie plus approrié pour une étude translationnelle.
Etude de l’impact du diabète induit sur la fonction auditive chez la souris CBA/JRj
- Recherche fondamentale
- Oncologie
- Organes sensoriels
- Système endocrinien
- Système nerveux
40 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Un diabète leur est provoqué par injection de streptozotocine, puis elles subissent des prélèvements de sang hebdomadaires à la queue et des explorations auditives sous anesthésie, par otoémissions acoustiques et potentiels évoqués, pour mesurer l'atteinte de l'audition. Le porteur indique qu'une souris perdant plus de 20 % de son poids ou montrant un mal-être sera tuée, et que toutes seront tuées en fin d'étude pour prélever les os de l'oreille. Il affirme que ces tests fonctionnels sur l'audition ne peuvent se faire que sur l'animal vivant et qu'aucune méthode alternative ne peut remplacer ce protocole.
Objectifs
L’objectif de ce projet est de préciser l’impact du diabète sur la fonction auditive sur un modèle de souris : la souris de souche CBA/J Rj (ayant une fonction auditive stable sur près de 2 ans).
Bénéfices attendus
Le diabète représente aujourd’hui la plus fréquente des maladies chroniques puisqu’elle touche près de 6 % de la population. Le diabète est une maladie métabolique qui se caractérise par un excès du taux de sucre dans le sang (hyperglycémie). Actuellement le patient diagnostiqué et pris en charge dispose de nombreuses propositions thérapeutiques plus souples d’utilisation et l’innovation pharmacologique est au coeur des progrès dans le traitement du diabète. Cependant au fil du temps, un diabète mal surveillé et mal géré peut entrainer des conséquences dont les plus fréquentes et les plus connues sont la cécité et les amputations des extrémités (doigts et orteils) ou des membres. Ces complications semblent être induites par la détérioration et l’obstruction des petits vaisseaux ou la dégénérescence des nerfs. Cette atteinte des nerfs est classiquement appelée neuropathie. Par ailleurs, les données de la littérature concernant la prévalence de la surdité chez les patients diabétiques (de type 1) sont contradictoires. Selon une récente méta-analyses, la prévalence de la surdité serait évaluée entre 5.17% et 48% chez les patients diabétiques de type 1. Une autre étude clinique ne révèle aucune différence significative de la prévalence de la surdité chez les patients diabétiques de type 1 comparativement aux sujets non diabétiques. Les outils d’exploration audiologiques sont-ils assez sensibles pour détecter l’installation d’une atteinte auditive subtile ? De nombreuses études pré-cliniques ont révélé que des pertes massives de cellules ciliées internes, ou de fibres nerveuses pouvaient être sans conséquence sur les seuils liminaires (seuils de détection, déterminés par l’audiométrie). L’atteinte auditive chez les patients diabétiques pourraient donc être sous-estimées car mal évaluée. Il semble donc indispensable de documenter du point de vue fonctionnel et histologique plus précisément sur des modèles murins cette complication « silencieuse » du diabète.
Procédures
- La glycémie sera déterminée par des "prélèvements capillaires" sanguins (gouttes de sang) suite à une légère piqûre au niveau de la queue de l'animal (utilisation de lecteur de glycémie identique au lecteur clinique humaine avec bandelette de prélèvement stérile à usage unique). Cette procédure dure moins de 5 minutes. Cette procédure de détermination de la glycémie est réalisée de façon hebdomadaire. - Injection intrapéritonéale de streptozotocine (1 fois en moins de 2 minutes). Le test pour évaluer si un diabète a été induit par l'apparition d'une neuropathie périphérique, sera effectuée à 3 reprises (pour une reproductiblité) sous anesthésie gazeuse d'isoflurane (induction à 4% et maintien de l'anesthésie à 1,5%). Par l'insertion de deux paires d'électrodes distantes (une stimulatrice et une enregistreuse du signal) au niveau de la queue de l'animal, une réponse éléctrophysiologique du nerf caudal sera mesurée afin de montrer une possible neuropathie périphérique liée à l'induction du diabète. Une asepsie sera pratiquée sur la queue des animaux par une application d'alcool 70°. Les explorations auditives sont effectuées à 3 reprises (pour une reproductiblité) sous anesthésie gazeuse d'isoflurane (induction à 4% et maintien de l'anesthésie à 1,5%) . Les deux méthodes utilisées dans ces explorations fonctionnelles sont : -Les otoémissions acoustiques : lorsqu’une stimulation acoustique calibrée est appliquée dans le conduit auditif externe, il est possible de recueillir en retour une réponse physiologique acoustique issue d’une population particulière de la cochlée : les cellules ciliées externes. Cette technique de réalisation simple et rapide (5min par animal) renseigne sur la fonction cochléaire et sur la physiologie des cellules ciliées externes. -Les potentiels évoqués auditifs précoces : il est possible à l’aide d’électrodes intradermiques (3 électrodes placées : au niveau de la mastoïde (électrode active), du vertex et au niveau dorsal) de recueillir la réponse électrophysiologique de la cochlée et des voies nerveuses auditives périphériques. Ainsi à l’aide de stimulations calibrées adéquates il est possible de déterminer des seuils auditifs (corrélat de l’audiogramme clinique, pour les fréquences de 8, 10, 16, 24 et 32kHz) et de déterminer des latences de conduction des voies nerveuses (temps de réalisation 15-20min par animal).
Impact sur les animaux
Si les animaux sont diabétiques, une altération de leur état de santé général peut être visible (perte de poids supérieur à 20% du poids corporel initial, une attitude inhabituelle traduisant un mal-être (prostration, agressivité, pilo érection,…), l’apparition d’une altération de l’état de santé général (tumeur, excroissance, prolapsus…)).
Devenir
A la fin des explorations fonctionnelles, l’euthanasie de tous les animaux sera réalisée au moyen d’une injection léthale d'euthanasiant chimique en vue de prélèvement des os temporaux pour une étude histologique des cochlées. Les animaux ayant reçu une injection de streptozotocine mais ne développant pas un diabète seront euthanasiés (inhalation gazeuse de CO2). Les animaux présentant une altération de leur état de santé général (perte de poids supérieur à 20% du poids corporel initial, une attitude inhabituelle traduisant un mal-être) seront euthanasiés (inhalation gazeuse de CO2).
Remplacement
Ce projet a pour but d'évaluer l'impact du diabète induit sur l'appareil auditif chez deux souches de souris (étude fonctionnelle et histologique). Le modèle de diabète induit par la STZ fait référence dans la communauté scientifique. Du fait d’une grande similitude de la fonction auditive de la souris avec celle de l’homme, cette espèce a depuis longtemps été retenue dans notre équipe de recherche. Pour mieux caractériser l'impact du diabète sur l'audition d'un point de vue fonctionnel, les tests auditifs doivent être réalisés sur des animaux vivants. Aucune méthode alternative ne permet de remplacer ce protocole : ces études, menées chez l’animal anesthésié, sont nécessaires pour appréhender des mécanismes intégrés et pour évaluer la pertinence de traitements dans de prochains projets.
Réduction
Afin de réduire le nombre d’animaux utilisés au minimum, nous projetons d’employer les mêmes animaux diabétiques (n=20) et témoins (n=10) pour les tests fonctionnels auditifs et pour les analyses histologiques. Cependant, dans un premier temps, nous devons déterminer si une seule injection intra-péritonéale de 150mg/kg de streptozotocine induit un diabète chez la souche de souris CBA/J Rj (10 animaux). Pour cela, la glycémie (prélèvement sanguin caudal -1goutte par dosage – animal vigil légèrement contraint) des animaux traités par STZ sera évaluée quotidiennement sur 6 semaines pour déterminer le statut « diabétique » définitif des animaux (selon la souche). Les animaux seront euthanasiés dès statut «diabétique » confirmé (inhalation de CO2). L’étude statistique sera réalisée à l’aide d’un test de Student en comparant les valeurs obtenues de chaque groupe exposé avec les valeurs du groupe témoin pour chaque test fonctionnel aux différents temps du suivi.
Raffinement
Les animaux seront pesés et observés tous les jours (mobilité dans la cage et/ou immobilité, prostration, prise alimentaire). Le comportement général de l’animal, son apparence, la présence d’eau et de nourriture dans chaque cage seront surveillés quotidiennement (7j/7). Si besoin, les souris diabétiques recevront une injection sous-cutanée (s.c.) d’insuline (dissoute dans du sérum physiologique, 0,6UI/souris) tous les deux jours, afin de leur assurer un statut clinique satisfaisant et de limiter l’inconfort dû au diabète. Les explorations fonctionnelles seront effectuées sous anesthésie gazeuse. L’animal sera euthanasié s’il présente un des symptômes suivants : -une perte de poids supérieure à 20% du poids initial, -une attitude inhabituelle traduisant un mal-être (prostration, agressivité, pilo érection,…), -l’apparition d’une altération de l’état de santé général (tumeur, excroissance, prolapsus…). En référence au document « points limites » (The reporting of clinical signs in laboratory animals), tout comportement de léchage excessif, d’autotomie, de prostration ou de vocalisation conduira à l’euthanasie rapide des animaux par inhalation gazeuse de CO2. Les animaux seront habitués à la zone d’expérimentation et aux expérimentateurs la semaine suivant leurs arrivées avant la réalisation des tests et des injections. C’est une procédure habituelle avant toute expérmentation.
Choix des espèces
La souris de souche CBA/J Rj est connue pour posséder une fonction auditive stable sur près de 2 ans. Les animaux utilisés sont âgés de 6 semaines à l'initiation des expérimentations (réception à l'âge de 5 semaines, 1 semaine d'habituation aux conditions d'hébergement). L'appareil auditif de la souris est mature à l'âge de 30 jours.
Relevance de la modulation de la cytokine MIF dans l’immunothérapie en cancer
- Recherche fondamentale
- Oncologie
- Système immunitaire
312 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Elles reçoivent des greffes de tumeurs murines ou humaines, sous anesthésie, pour étudier le rôle de la protéine MIF dans la réponse à l'immunothérapie anticancéreuse. Le porteur indique que la croissance tumorale sera limitée à 300 mm2 pour les tumeurs solides et que les animaux seront tués lorsque les points limites seront atteints, celles qui n'y parviennent pas étant considérées comme "protégées" et tuées elles aussi. Il justifie le recours à la souris par l'impossibilité de reproduire fidèlement l'environnement tumoral et par l'accès aux modèles transgéniques et humanisés.
Objectifs
L’immunothérapie anticancéreuse est une approche dont le succès en clinique a récemment été validé avec l’approbation de stratégies d’immunothérapie visant à traiter des cancers avancés. Ces immunothérapies sont basées sur l’inhibition des points de contrôle immunitaires qui permet d’activer le système immunitaire et sur le transfert adoptif des cellules immunitaires du patient qui ont été modifiées pour reconnaitre la tumeur. Ce projet est dans la continuité de nos études précédentes au cours desquelles nous avons montré que l’une protéine du système immunitaire, appelée MIF, peut contrôler les réponses anticancéreuses de type immunitaire du patient. Ce projet comporte deux parties : 1) Évaluation de la qualité du système immunitaire dans un contexte d’immunothérapie bloquant les immuno-checkpoints chez des souris avec une expression plus ou moins forte de MIF. 2) Étude de l’efficacité anticancéreuse des cellules immunitaires humaines activées in vitro et injectées dans des souris porteuses de tumeurs humaines. Les résultats obtenus devraient donner des informations pour améliorer les immunothérapies en cancer.
Bénéfices attendus
La recherche qui est proposée dans ce projet a par objet d’améliorer les thérapies anticancéreuses de type immunothérapie en ciblant l’effet bénéfique de MIF dans l’activité des cellules T . Nos résultats ont démontré que la cytokine pro-inflammatoire MIF est essentielle pour la réponse à l’immunothérapie anti-PD-1 et l’immunothérapie par transfert adoptif en cancer. Nous avons aussi montré que cette réponse est potentiellement dépendante de l’expression élevée de MIF et que la basse expression de MIF pourrait avoir un effet délétère. Nous avons des agents thérapeutiques qui peuvent reverser l’effet d’une basse expression de MIF et potentiellement reverser l’effet délétère. Les résultats qui découleront de ce projet et permettront d'accroitre nos connaissances sur les immunothérapies en cancer et d’améliorer leur efficacité.
Procédures
Aucun prélèvement sera fait et non plus de procédures chirurgicales. Toutes les procédures seront réalisées lorsque les points limites seront atteints comme décris dans les procédures.
Impact sur les animaux
Les souris seront soit injectées avec des tumeurs murines (MC38,B16) dans les cas des souris 5CATT et 7CATT ou avec des tumeurs humaines (NALM6, Raji ou A549 ) pour les souris NSG. L’injection des tumeurs se fera sous anesthésie à l’isoflurane et la croissance tumorale ne dépassera jamais les 300 mm2 pour les tumeurs solides et plus de 25% des cellules tumorales dans le sang (~3 semaines) dans le cas des tumeurs sanguines.
Devenir
A l’issue de chaque procédure, lorsque les points limites seront atteints, tous les animaux seront mis à mort. Lorsque l’effet thérapeutique est étudié, les animaux qui n’auront pas atteint le point limite seront considérés protégés et seront mis à mort également par anesthésie à l’isoflurane et dislocation cervicale.
Remplacement
Nous avons réalisé des expériences in vitro (remplacement) au préalable qui nous ont permis de déterminer l’importance de MIF dans notre modèle et le potentiel dans l’immunothérapie en cancer. Pour valider nos résultats nous devons passer dans un modèle de souris pour étudier notre hypothèse dans l’environnement tumorale
Réduction
Les groupes expérimentaux sont constitués de n=6 individus/condition et l’expérience sera réalisée 2 fois ce qui donnera une force statistique fiable. Le fait que ces animaux soient génétiquement les mêmes, permet de réduire la taille des groupes tout en ayant des résultats fiables. Le test statistique utilisé sera celui de Wilcoxon univarié en raison de la taille des groupes. L’utilisation des souris de manière indépendante nous permettant d’avoir une réelle puissance statistique. Les expériences ne seront réalisées que deux fois et les rates, et les tumeurs seront analysées sur les mêmes animaux ce qui permettra de réduire le nombre d’animaux de l’étude.
Raffinement
Les souris chez lesquelles les tumeurs solides et sanguines sont implantées seront examinées tous les jours pour limiter leur inconfort (taille de la tumeur gênant la mobilité, isolation du groupe, absence de toilettage). De plus les animaux seront hébergés à raison de 6-10 souris par cage en présence des éléments nécessaires à la fabrication d’un nid. De la nourriture et de l’eau seront ajoutés à la cage. Également des points limites spécifiques seront appliqués. Ces mesures assureront le raffinement de l’étude
Choix des espèces
Il est impossible de nos jours de reproduire avec fidélité l’environnement tumoral et sa réponse à l’immunothérapie. Pour prouver les mécanismes immunitaires impliqués dans la maladie et tester l’efficacité de l’approche thérapeutique pour améliorer la maladie, nous devons recourir à l’utilisation d’un modèle animal et l’utilisation de la souris nous permet d’avoir accès à des modèles transgéniques et des modèles humanisés. Les animaux seront utilisés à l’âge adulte (entre 6 et 12 semaines d’âge) pour la mise en œuvre de modèles expérimentaux stables et reproductibles avec des animaux possédant un système immunitaire mature
Liens émergents entre la sénescence cellulaire, la transition épithéliomésenchymateuse, et l’invasion tumorale précoce
- Recherche fondamentale
- Oncologie
136 souris immunodéprimées vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Elles reçoivent une injection de cellules cancéreuses humaines dans la glande mammaire sous anesthésie, puis un gavage répété d'une molécule, avant d'être tuées pour prélever leurs tissus. Le projet cherche à établir un lien entre sénescence cellulaire et invasion tumorale, avec des retombées thérapeutiques renvoyées au long terme et à une "preuve de concept". Le porteur affirme qu'on ne peut pas recréer in vitro la complexité d'un "organisme entier".
Objectifs
La sénescence cellulaire ou vieillissement cellulaire est associée à un arrêt de la croissance cellulaire. Le cancer est considéré le plus souvent comme une maladie du vieillissement. La transition épithélio-mésenchymateuse (TEM) au cours de la cancérogenèse consiste à faire passer les cellules cancéreuses d’un état non agressif à un état agressif caractérisé par la capacité des cellules cancéreuses à se déplacer dans l’organisme et à former des métastases. La formation des métastases est responsable de 90% des décès des patients atteints de cancer. La sénescence et la TEM pourraient ainsi se produire dans les mêmes cellules cancéreuses, ce qui nous fait penser que la sénescence pourrait être un prérequis à la TEM. Notre projet vise à démontrer que la sénescence et la TEM peuvent se produire dans les mêmes cellules cancéreuses, à disséquer les régulateurs communs à ces deux processus, et à étudier si l'élimination des cellules en sénescence empêchera la TEM. Nous utiliserons différents types de cellules cancéreuses que nous cultiverons et que nous injecterons à la souris de façon à reproduire le développement d’un cancer dans un organisme entier. Les résultats obtenus seront validés à l'aide d'échantillons de cancers humains présentant une TEM. Différentes approches de biologie cellulaire seront utilisées pour manipuler la sénescence et la TEM.
Bénéfices attendus
Les résultats attendus de ce projet devraient établir fermement le lien entre la sénescence des cellules tumorales et la transition épithélio-mésenchymateuse (TEM), et fournir de nombreuses informations critiques sur le processus impliqué dans l'étape précoce de dissémination et d'invasion des cellules tumorales. Les travaux pourraient conduire à la découverte que la TEM et la sénescence cellulaire, pourraient être deux processus coexistant qui apparaissent et participent à une réponse biologique commune impliquée dans la dissémination et l'invasion précoces des cellules tumorales. La « preuve de concept » d'un lien direct entre la TEM et la sénescence cellulaire, aura un impact sur la biologie du cancer en reliant divers domaines d'investigation et en ouvrant de nouvelles voies de recherche. Ces travaux devraient également ouvrir la voie au développement de stratégies innovantes pour prévenir la progression précoce des tumeurs en ciblant la sénescence cellulaire. Les travaux devraient donc fournir des pistes prometteuses pour de nouvelles stratégies thérapeutiques visant à prévenir ou à retarder la progression tumorale et les métastases, augmentant ainsi la durée de vie des patients atteints de cancer. Ce projet devrait donc permettre de décrypter le rôle de la sénescence dans la TEM. À long terme, cela pourrait aider à identifier des médicaments ciblant les cellules en sénescence pour bloquer l’agressivité d’un cancer et ainsi la formation des métastases. Comprendre comment les métastases se forment est un enjeu majeur de santé publique, et notre projet devrait apporter des éléments dans la compréhension de la formation des métastases.
Procédures
Les animaux seront soumis aux interventions suivantes : - une injection unique de cellules cancéreuses humaines dans la glande mammaire sous anesthésie générale (10-12 minutes/animal) ; - un gavage d’une molécule (ou son solvant) qui intervient 3 semaines après l’injection des cellules à raison de 5j/7 ou 3j/7 durant 1 à 7 semaines selon les groupes de traitements (1 minute/animal). Les animaux seront ensuite euthanasiés par une méthode réglementaire afin de réaliser les différents prélèvements et analyses nécessaires pour répondre à la question scientifique.
Impact sur les animaux
Les nuisances ou effets indésirables attendus sur les animaux peuvent être une inflammation au site d’injection des cellules tumorales, une détresse respiratoire lors de l’anesthésie de l’animal, un amaigrissement de l’animal ou une gêne de l’animal en raison du développement de la tumeur. Les traitements seront administrés par gavage pouvant induire un stress léger mais non traumatique.
Devenir
A l’issue des temps de traitement prévus, les animaux seront tous euthanasiés par une méthode réglementaire afin de réaliser les différents prélèvements et analyses nécessaires pour répondre à la question scientifique.
Remplacement
Un système vivant est nécessaire pour étudier les acteurs mis en jeu dans la progression tumorale qui est au cœur de ce projet. Il n’est pas possible de recréer in vitro la complexité d’un organisme entier avec tous les acteurs cellulaires rentrant en jeu. Le modèle d’injection intraductale des cellules tumorales à la souris SCID reste un des meilleurs modèles à ce jour pour étudier spécifiquement l’invasion tumorale in vivo
Réduction
Le projet impliquera un total de 136 animaux. Nous limitons au maximum le nombre d’animaux par groupe de façon à obtenir des résultats statistiquement fiables. A cause des variabilités inter-animales et intergroupes, un nombre trop restreint d’animaux engendrerait des résultats trop variables et non valides. Compte tenu des données de la littérature (variabilité attendue) et des effets espérés, un test de puissance statistique (test de comparaison des portions binomiales) a été utilisé pour déterminer le nombre minimum d’animaux nécessaire pour cette étude. Nous adapterons chaque test statistique en fonction du type de résultats et d’analyse à effectuer.
Raffinement
Dans la réalisation de ce projet, l’ensemble des procédures ont été mise au point afin de permettre une interprétation fiable dans le respect du bien-être animal, en limitant la douleur et le stress (anesthésie, analgésie, etc.). Les conditions d’hébergement sont conformes à la réglementation (surveillance quotidienne 7j/7, contrôle des températures/hygrométrie, nombre d’animaux par cage, etc.), les animaux disposent de nourriture et d’eau ad libitum. Le milieu est enrichi à l’aide de coton de nidification ou de maison de type igloo. Nous nous efforçons à chaque instant de raffiner nos procédures afin de garantir le bien-être des animaux en cours de procédure grâce à une surveillance attentive (point limite) et des soins adaptés (anesthésie, analgésie, etc.).
Choix des espèces
Justification de l’espèce : Nous travaillons avec des souris immunodéprimées car ces animaux acceptent la xénogreffe de cellules tumorales humaines et constituent des modèles validés pour l’étude la progression tumorale. Description du ou des modèle(s) : La souris SCID est le standard pour les études précliniques relatives à l'évaluation in vivo des effets d'anti-tumoraux sur des cellules humaines. Stade de développement : Les souris seront utilisées à 10 semaines d'âge après 1 à 2 semaines d’acclimatation au sein de l’établissement utilisateur. Cet âge est optimal pour notre étude. En effet, la formation des tumeurs in situ à 4 semaines et des tumeurs invasives à 10 semaines a été rapportée après injection intraductale des cellules tumorales mammaire à des souris SCID femelles âgées de 10 semaines.
Étude de l’impact du traitement des leucémies aigues myéloïdes sur l’expression du génome silencieux
- Recherche appliquée
- Cancers
- Recherche fondamentale
- Oncologie
210 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Elles subissent une irradiation corporelle totale, une injection de cellules leucémiques ou de moelle humaine, des prélèvements sanguins hebdomadaires et des cures de traitement injectées dans l'abdomen sur animal vigile, puis sont tuées pour analyser leur moelle osseuse. Le porteur indique que les souris porteuses de leucémie peuvent présenter des signes de souffrance selon la progression de la maladie. Il affirme que le modèle murin reste "indispensable", le contrôle d'une moelle saine traitée étant selon lui impossible à obtenir autrement.
Objectifs
Le génome silencieux (qui ne permet pas la production de protéines) représente plus de 50% du génome. Il est composé de fragments d’ADN capables de se déplacer dans le génome. Chez l’homme comme dans d’autres espèces animales, il est démontré que ces séquences peuvent interférer avec le génome codant pour des protéines avec un retentissement fonctionnel. Dans le cancer, les insertions de ces séquences dans des gènes suppresseurs de tumeurs peuvent être responsables de la cancérogénèse mais elles peuvent également interagir avec des séquences codantes de l’ADN pour produire de nouveaux antigènes (néoantigènes) spécifiques de la tumeur. Lorsqu’une séquence d’ADN ne doit pas être exprimée, la cellule le signale en marquant cette séquence avec une étiquette appelée méthylation. Ce phénomène de marquage est très présent sur le génome silencieux dans des maladies comme les leucémies aigues myéloïdes (LAM) limitant sa capacité d’interaction avec le reste du génome. A l’heure actuelle une partie des traitements utilisés dans ces maladies est connu pour avoir la capacité de retirer ce marquage. Notre hypothèse principale soutenue par des travaux préliminaires est que ces traitements pourraient favoriser l’interaction du génome silencieux avec le reste de l’ADN induisant des erreurs qui seraient faciles à repérer par le système immunitaire afin d’éliminer la maladie. L’objectif de ce projet est d’étudier de manière systématique l’expression du génome silencieux dans les leucémies aigues myéloïdes (LAM) soumis à un traitement. Il permettra tout d’abord une meilleure compréhension des mécanismes d’actions de ces traitements mais les erreurs favorisées par le traitement peuvent également constituer une source de cibles pour des thérapies spécifiques et contribuer à améliorer le pronostique effroyable de ces hémopathies.
Bénéfices attendus
Les bénéfices attendus de ce projet sont multiples. Sur le plan scientifique, il permettra la description fine des mécanismes d’action des traitements qui retirent les marquages sur l’expression du génome silencieux dans les LAM et permettra une comparaison à des moelles saines traitées, impossibles à obtenir en dehors du cadre murin. Il permettra également d’établir un modèle de souris atteintes de LAM d’origine humaine afin de pouvoir tester d’éventuels traitements spécifiques des cibles identifiées dans le cadre d’un autre projet. Sur le plan médical, il peut permettre la découverte de cibles thérapeutiques permettant l’amélioration du pronostic de ces hémopathies.
Procédures
Les souris seront soumises à une irradiation corporelle totale (1 fois) suivie d’une injection de cellules tumorales ou de moelle saine. Des prélèvements sanguins hebdomadaires seront réalisés sur une partie des animaux. Des traitements seront administrés aux autres animaux. Ces traitements seront injectés directement dans l’abdomen à raison d’une fois par jour pendant 5 jours consécutifs. Deux cures seront réalisées avec 2 jours de repos entre chaque cure. Tous ces gestes seront réalisés sur animaux vigiles. Les gestes seront inférieurs à 2 minutes pour les injections/prélèvements. L’irradiation des animaux n’excédera pas 5 minutes au total
Impact sur les animaux
La réalisation des injections et prélèvements peut être source de douleur pour les animaux au moment de la piqûre. Les souris étant irradiées, le risque de toxicité en particulier digestive est présent avec une durée de quelques jours. Cependant, la dose d’irradiation étant faible, ce risque est très modéré. Les souris étant injectées avec des leucémies aigues myéloides, elles peuvent présenter des signes de souffrance dans le cas d’une progression de la leucémie.
Devenir
Tous les animaux sont mis à mort à la fin des expériences pour analyse post mortem de la composition de leur moelle osseuse
Remplacement
L’analyse transcriptomique sera au préalable réalisée sur les mêmes lignées de LAM traitées in vitro. Cependant, le contrôle nécessaire qui est celui d’une moelle saine traitée par les mêmes agents est impossible à obtenir en dehors de la souris, ce traitement n’étant administré qu’à des patients malades. Par ailleurs, ni les modélisations mathématiques, ni les systèmes in vitro ne permettent de reproduire l’environnement auquel est soumis la cellule tumorale. L’utilisation du modèle Souris reste donc indispensable pour le projet.
Réduction
Le nombre d’expériences et donc d’animaux utilisés seront réduits au minimum pour permettre la reproductibilité des phénomènes observés en assurant la puissance statistique nécessaire en tenant compte de la variabilité expérimentale du modèle employé. L’analyse statistique entre les différentes conditions s’appuiera sur l’étude de l’expression différentielle des gènes en utilisant des modèles de régression linéaires. Les organes hématopoïétiques (moelle osseuse et rate) seront analysés chez toutes les souris après mise à mort.
Raffinement
Les animaux seront suivis tous les 2/3jours afin d’assurer leur bien-être et pour monitorer les éventuels signes de douleur, de souffrance ou de stress. Des points-limites ont été établis et une grille de score permettra d’évaluer de manière objective l’état des animaux.
Choix des espèces
Dans le cadre de notre projet, la souris est le modèle de choix pour ces expériences qui étudient la cancérogénèse et la recherche en thérapeutique du cancer. C’est la seule espèce présentant une souche exprimant les facteurs de croissances hématopoïétiques humains permettant une bonne prise de cellules myéloïdes à partir de moelle osseuse humaine saine dans un environnement médullaire proche de celui de l’être humain. Les souris seront utilisées à l’âge adulte (6 à 12 semaines après la naissance). Nous n’attendons pas d’effet lié à l’âge des souris sur la croissance tumorale.
Utilisation de paraprobiotiques et d’un dérivé de la sérine dans le traitement des dérèglements métaboliques observés dans des modèles murins de prédiabète.
- Recherche appliquée
- Troubles endocriniens
- Recherche fondamentale
- Oncologie
- Système endocrinien
- Système gastrointestinal
432 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Elles reçoivent chaque jour pendant dix jours un gavage ou une injection intrapéritonéale, subissent deux tests de tolérance au glucose, une coupure d'un à deux millimètres au bout de la queue et un prélèvement sanguin, avant d'être tuées pour prélever leurs organes. Le projet vise à comprendre l'effet anti-hyperglycémiant de paraprobiotiques en vue d'un complément alimentaire pour l'homme. Le porteur affirme que le recours à l'animal est "nécessaire", aucun modèle in vitro ne simulant selon lui les interactions entre organes qui règlent la glycémie.
Objectifs
Des résultats préliminaires ont mis en évidence un effet anti-hyperglycémiant de bactéries non pathogènes naturellement présentes dans l’intestin, inactivées par la chaleur (appelé paraprobiotiques) et d’un métabolite dérivé de la sérine (présent chez les bactéries et les plantes) dans un modèle in vivo de prédiabète induit par un régime riche en graisse mais également dans un modèle de souris saine. Un des objectifs de notre projet est de déterminer le mécanisme biologique impliqué dans cet effet anti-hyperglycémiant. Ce projet a pour objectif final le développement d’un complément alimentaire pour prévenir le prédiabète et ainsi le développement du diabète. Pour ce faire, plusieurs paraprobiotiques ainsi que des métabolites dérivés de la sérine seront administrées par gavage ou injection intrapéritonéale à un modèle de souris saines afin d’élucider le mécanisme d’action et les tissus cibles mis en jeu.
Bénéfices attendus
Ce projet permettra de determiner le mécanisme mis en jeu par les bactéries sélectionnées ou le métabolite bactérien dérivé de la sérine pour obtenir cet effet anti-hyperglycémiant. La mise en evidence de ce mécanisme est incluse dans un projet de maturation qui vise, à terme, à developper un complément alimentaire, pour l’homme, à partir de ces paraprobiotiques et/ou de ce métabolite. Ce complément alimentaire jouerait un rôle anti-hyperglycémiant au stade de pré-diabète et permettrait ainsi de prévenir le développement du diabète.
Procédures
Les animaux seront gavés ou recevront une injection en intra-péritonéale quotidiennement pour une durée totale de 10 jours (deux fois 5 jours). Les animaux seront soumis également à deux tests de tolérance au glucose (test de tolérance orale (gavage oro-gastrique du glucose, de quelques secondes) ou test de tolérance avec injection de glucose en intra-péritonéale (de quelques secondes). Pour ces tests de tolérance au glucose les souris subiront une petite coupure unique à l’extrémité de la queue de 1 à 2mm (1 seconde). Un prélèvement de sang sera effectué sur animaux vigiles, au niveau de la veine submandibulaire une seule fois avant de l’euthanasie (15 secondes). Les animaux seront mis à jeun des animaux avant les tests (6h) en période diurne.
Impact sur les animaux
Les animaux seront soumis à un stress sur un temps très court (moins de 10 secondes) au cours de la contention nécessaire lors des gavages et à de l’injection en IP sur une période de 5 jours. Les gavages et l’IP seront réalisés par du personnel expérimenté. D’après les résultats préliminaires du laboratoire, ces gavages avec les différents composés n’induisent pas de perte de poids. Le poids des souris sera de plus contrôlé deux fois par semaine. Comme nous devrons mettre les souris à jeun avant les tests de tolérance orale au glucose, afin d’éviter une période de jeûne trop drastique, celui-ci ne sera pas réalisée durant la phase nocturne mais en phase diurne durant 6h.
Devenir
L’ensemble des animaux sera euthanasié à la fin de chaque procédure et certains de leurs organes et tissus seront prélevés pour des analyses, ncessaires au projet.
Remplacement
Il n’existe pas aujourd’hui de modèle ou de technique in vitro permettant de simuler les interactions inter-organes impliquées dans la régulation de la gycémie d’un individu. Le recours à des animaux est donc nécessaire pour intégrer l’ensemble des données obtenues à partir du sang (glycémie), des tissus du système digestif (l’intestin) et des organes internes impliqués dans la régulation des taux de glucose dans le sang (pancréas, foie et muscle).
Réduction
Nous avons prévu d’inclure 12 souris par groupe expérimental, car d’après les études déjà menées au laboratoire, ce nombre apparait nécessaire afin de permettre la mise en évidence de différences statistiques significatives (P value de 5% avec une puissance de 80%) compte-tenu de la variabilité connue du paramètre « glycémie » mesuré. De plus, nous avons fait le choix d’utiliser les mêmes groupes de souris contrôles et de souris traitées avec la metformine pour les deux expériences de la procédure 1 et le même groupe de souris contrôles pour les deux expériences de la procédure 2 afin de réduire le nombre d’animaux utilisés : au total 2 groupes de 12 souris contrôles et 2 groupes de12 souris traitées avec de la metformine sur les deux procédures = 48 souris au lieu de de 4 groupes de 12 souris contrôles et 4 groupes de souris 12 traitées avec de la metformine sur les deux procédures, soit 96 souris (nombre divisé par 2). Des études de biochimie sur des bactéries disponibles au laboratoire nous ont permis d’identifier des protéines de la surface des paroies bactériennes potentiellement intéressantes dans le contexte de la régulation de la glycémie (ces protéines ont des structures proches d’une autre protéine bactérienne connue pour ses effets améliorateurs de la glycémie). Ces protéines sont présentes sur huit souches d’intérêt (alors que nous disposons d’une collection de 40 souches donc cela nous a permis de réduire le nombre de paraprobiotiques à tester). Des points limites ont été définis pour chaque procédure.
Raffinement
Les animaux bénéficieront d’un enrichissement avec du papier absorbant à déchiqueter, d’un bâton à ronger et d'un abri en propylène rouge. Les animaux seront surveillés 2 fois par semaine (surveillance visuelle plus suivi du poids). Une perte de poids dépassant 20 % du poids initial de l’animal sera considérée comme un point limite. De même des comportements atypiques de type poil hérissé, prostration, absence de toilettage ou léthargie pendant plus de deux jours ou stéréotypie seront également considérés comme des points limites entrainant l’arrêt précoce du protocole sur les animaux concernés et leur euthanasie. Les souris seront 3 par cage pour éviter l'isolement et réduire le stress.
Choix des espèces
Le modèle souris est largement utilisé pour les recherches sur les maladies métaboliques en raison de ses réponses reproductibles due à une moins grande variabilité individuelle. Nous disposons également de données préliminaires sur ce modèle animal. Nous avons choisi de travailler sur des animaux de 8-12 semaines d’âge afin de travailler sur des animaux adultes ayant un microbiote stabilisé et car nos données préliminaires ont été réalisées sur des animaux du même âge.
Un enrichissement environnemental innovant pour la santé et le bien-être de la truite en élevage
- Recherche appliquée
- Bien-être animal
- Recherche fondamentale
- Éthologie / comportement / biologie animale
- Oncologie
- Système immunitaire
288 truites arc-en-ciel vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger à modéré. Elles sont isolées de leurs congénères dans un test de réactivité émotionnelle conçu comme une situation anxiogène, reçoivent une injection d'immunostimulant, subissent des prises de sang répétées et une mise à jeun de 24 à 48 heures, avant d'être tuées par surdose d'anesthésiant pour prélever leurs organes. Le projet teste un rideau de bulles censé améliorer le bien-être des truites en élevage. Le porteur affirme qu'il n'existe "pas d'alternative" à l'expérimentation, une étude sur le bien-être des poissons qui se solde par la mise à mort des 288 individus.
Objectifs
La recherche de méthodes préventives et durables conciliant le contrôle de pathogènes et le bien-être des poissons devient une priorité pour la filière piscicole. L’enrichissement du milieu vise à améliorer les besoins psychologiques et physiologiques d’un animal captif par la complexification de son environnement. Si cette pratique existe déjà chez les espèces de rente terrestres, la filière piscicole ne l'a pas encore adoptée, sans doute par manque de connaissances scientifiques et de réglementations spécifiques au bien-être des poissons. Par ailleurs, l’enrichissement consistant à ajouter des dispositifs physiques dans le bassin rend difficile son entretien et peut constituer un réservoir bactérien altérant la santé des poissons, ce qui expliquerait aussi la réticence de la filière pour la mise en place de ces pratiques. Dans ce projet, nous étudierons les effets d’un enrichissement innovant consistant à introduire dans le bassin dès les premiers stades de vie un dispositif de bullage constitué d’un tuyau générant un rideau de bulles, puisque des observations préliminaires ont montré l’attrait des poissons dans des zones où sont diffusées des bulles. Nous évaluerons l’impact à court et à long terme de ces rideaux de bulles sur la croissance, la cinétique de la réponse immunitaire, le parasitisme, ainsi que sur les comportements et la réponse au stress des poissons. Nous allons pour cela réaliser des enregistrements vidéo du comportement des poissons pendant deux périodes d’élevage (2,5 mois et 4.5 mois d’élevage), à l’issue desquelles des tests de comportements pour la mesure des réponses émotionnelles seront réalisées, ainsi que des injections de différents immunostimulants pour mesurer les capacités de réponse immunitaire innée des poissons. L’accent sera mis sur l’observation des comportements agressifs que nous pensons ainsi pouvoir limiter car ils peuvent être sources de lésions et de stress impactant le système immunitaire. Ce type d’enrichissement permettrait d’intégrer la notion de « positive welfare » en élevage en favorisant l’expression de comportements de jeu, tout en garantissant un entretien facile et un bon état de santé des poissons.
Bénéfices attendus
Le projet a pour but d'évaluer l'impact d'un nouvel enrichissement du milieu de vie des poissons sur leur bien-être et leur santé. La stratégie d'enrichissement que nous proposons de développer serait facile à mettre en place en élevage et les contraintes liées à l'entretien seraient limitées contrairement aux structures complexes habituellement testées et proposées pour enrichir les bacs d'élevage.
Procédures
Test de réactivité émotionnelle : le test consiste à introduire un individu dans un nouvel environnement séparé de ses congénères, ce qui représente une situation anxiogène pour l'animal, et vise à analyser la perception que l'animal se fait de cet environnement par analyse comportementale sur vidéo. Les poissons seront filmés pendant les 20 premières minutes, puis laissés 20 min supplémentaires avant d’être immédiatement mis à mort par surdose d'anesthésiant. Evaluation de la réponse immunitaire innée : Un immunostimulant est une substance qui stimule les défenses immunitaires (vaccin par exemple). Pour comparer la capacité des animaux à induire une réponse immunitaire, il est nécessaire de les stimuler de manière contrôlée en injectant des immunostimulants (bactériens ou viraux) puis en mesurant par qPCR les gènes de l’immunité exprimés dans le sang ou les organes du système immunitaire (rein antérieur et rate). Les animaux subiront une unique injection (50µl) d'immunostimulant (ou du PBS, lot contrôle), puis des prises de sang répétées seront réalisées à J+1 puis à J+5. Chacune de ces interventions sera réalisée sous anesthésie par du personnel expérimenté et dure 10 secondes au maximum. La dernière prise de sang ets les prélèvements d'organes seront réalisés sur l’animal mort.
Impact sur les animaux
Lors du test comportemental de Réactivité Emotionnelle (procédure 2), les nuisances attendues sont le stress induit par la pêche des poissons, et l'isolement social en environnement nouveau que nous cherchons précisément à mettre en évidence à travers les réponses émotionnelles des poissons. Ces tests dureront 40 minutes (20 min d’observation vidéo et 20 min avant la pêche). Par expérience, nous savons que ces tests d'isolement de seulement 40 min créent un stress mais le pic de cortisol reste bien en-deçà des niveaux atteints lors des procédures classiques induisant un stress aigu (confinement prolongé). La cortisolémie revient à un niveau basal après 2h; Cette nuisance attendue est classée légère. Pour l’évaluation de la réponse immunitaire innée (procédure 1). Les nuisances attendues sont une douleur induite par les injections d’immunostimulants et qui seront surveillées de près, ainsi qu’une une émersion des animaux qui sera réalisé après anesthésie et ne durera pas plus de 10 secondes pour réaliser les injections d’immunostimulants. Il en sera de même pour les deux prises de sang, qui seront répétées sur les mêmes individus en l’espace de 4 jours à l’issue de la deuxième période uniquement. La somme des nuisances attendues lors de cette procédure est classée modérée. Enfin, les animaux seront également mis à jeun entre 24 et 48 heures avant toute manipulation pour éviter des problèmes de régurgitations des poissons pouvant survenir lorsque l'estomac est plein.
Devenir
Il y aura des prélèvements d’organe sur une partie des animaux ayant subi une injection d'immunostimulants. Ces prélèvements nécessitent une mise à mort. Aucun poisson ne sera ré-utilisé à l'issue de ce projet. Ils seront donc tous mis à mort.
Remplacement
Il n’existe pas d’alternative à cette expérimentation animale puisque le but de cette étude est principalement d’observer le comportement des poissons en réponse à la présence ou à l’absence d’un enrichissement de l'environnement dans l’optique d’une application future en élevage. Les réponses émotionnelles et immunitaires des poissons à cet enrichissement nécessitent également de manipuler des animaux vivants.
Réduction
Le nombre d’animaux prélevés ainsi que le nombre de bacs d'élevage par traitement (lorsque le bac devient l'unité statistique pour l'observation du groupe à la vidéo) ont été réfléchis pour permettre des analyses statistiques fiables. Le nombre d'animaux par bac a aussi été ajusté au mieux pour se rapprocher des conditions réelles en élevage mais également pour assurer une densité optimisant la stabilité hiérarchique des poissons au sein des bacs (
Raffinement
Lors des tests comportementaux de Réactivité Emotionnelle, les manipulations sont réalisées le plus rapidement possible pour limiter le stress. Un rideau opaque sera disposé autour de l’ensemble des bacs d’élevage et des bacs utilisés pour réaliser les tests comportementaux de Réactivité Emotionnelle afin de les isoler du reste de la zone d’alevinage, et limiter le stress des poissons. L’ensemble de ces dispositifs sont situés à proximité afin de limiter au minimum le stress du transfert pour réaliser les tests de comportement. Le marquage, les injections ou les prises de sang seront réalisées sous anesthésie avec de la tricaïne MS-222 et du bicarbonate de soude pour tamponner le milieu et éviter un stress d’acidité. Lors des injections, les poissons seront pêches et anesthésiés par groupe de 5, puis ils seront déposés sur une serpillère humide pour éviter la déperdition de mucus. Le corps et les yeux des poissons seront recouvert de cette serpillière pour les isoler de l’environnement ambiant. Après manipulation (injection ou prélèvement de sang), ils seront mis dans un bac de réveil, avant de rejoindre leurs congénères non manipulés dans leur bac d’élevage.
Choix des espèces
La truite arc-en-ciel (Oncorhynchus mykiss) est une espèce d’intérêt agronomique puisqu’elle représente 95% de la production française piscicole en eau douce. La question du bien-être de cet animal de rente est donc primordiale Elle est par ailleurs un modèle biologique largement diffusée dans la communauté scientifique (environ 50 000 références).