Oncologie

Pour mesurer si une consommation régulière d'édulcorants altère la perception du glucose, 208 souris sont utilisées dans des procédures d'un niveau de souffrance modéré, toutes tuées à l'issue. Pendant quinze semaines, elles sont exposées à des édulcorants, soumises à des jeûnes répétés, à des tests au gustomètre, à des prélèvements de sang à la queue et à l'application linguale d'un lentivirus sous anesthésie jusqu'à six fois. Les animaux subissent un stress chronique lié à l'isolement et à chaque mise à jeun pouvant durer quinze heures, tout écart clinique entraînant leur retrait puis leur mise à mort. Le projet revendique une portée pour les politiques publiques sur l'usage des édulcorants, un bénéfice large au regard d'une question posée sur la seule perception gustative du sucre.

Objectifs

Dans notre société moderne, la nourriture riche en sucres ajoutés est présente partout et facilement accessible. L’attrait pour cette nourriture fait qu’elle est souvent consommée en absence de besoin énergétique, contribuant à l’émergence dans le monde de l’obésité et du diabète. Pour contrer ce phénomène, les sucres ajoutés sont remplacés par des édulcorants, qui produisent une perception sucrée sans apporter de calories. Cependant, les effets de la consommation régulière des édulcorants sur la santé humaine ne sont pas bien compris. Notamment, déterminer si les édulcorants produisent un goût sucré sans induire de complication métabolique, même sans apporter de calories, est l’une des problématiques les plus controversées dans la littérature. Chez les mammifères, la perception du goût sucré est médiée par un récepteur qui lie entre autres les sucres et les édulcorants. Cependant, il a été montré au niveau du système gustatif que pour le sucre simple glucose spécifiquement, ce récepteur n’est pas la seule voie de détection. Dans le corps, différents senseurs du glucose ont été caractérisés et leur rôle dans la détection et la régulation du métabolisme de ce nutriment a été défini. Récemment, la présence de ces mêmes senseurs spécifiques du glucose a été décrite dans le système gustatif, où ils sembleraient jouer un rôle dans l’intégration du signal sucré avec la prise alimentaire et/ou les réponses métaboliques. Cependant, l’impact de la consommation régulière des édulcorants sur les voies gustatives impliquant ces senseurs spécifiques au glucose n’est pas connu. Les objectifs du projet sont donc de vérifier si les voies gustatives mettant en jeu ces senseurs du glucose sont impactées par une consommation régulière d’édulcorants à l’âge adulte, amenant à une altération de la perception du glucose et du métabolisme glucidique.

Bénéfices attendus

Le projet permettra de mieux comprendre les effets de la consommation régulière d’édulcorants sur la perception gustative et la santé métabolique. Cette étude sera l'une des premières à analyser le rôle que jouent les senseurs du glucose présents dans le système du goût dans les troubles comportementaux induits par une exposition chronique aux édulcorants à l'âge adulte. Dans l'ensemble, ce projet contribuera à établir une base scientifique qui informe sur l'utilisation des édulcorants, afin d'alimenter les décisions en matière de politiques publiques.

Procédures

Exposition aux édulcorants ou saccharose en plus de la nourriture habituelle et de l’eau : dose journalière admissible fixée par l’Union Européenne pendant 15 semaines ; Mise à jeun alimentaire de 12h à 15h en phase nocturne : 7 fois par souris ; Entrainements et tests dans le gustomètre : 20 minutes – 7 fois par souris ; Mise à jeun alimentaire de 5h en phase diurne : 7 fois par souris ; Prélèvements de sang à la queue sur animal vigile : 1 minute – 2 x 5 par souris (car deux tests) ; Administration linguale de lentivirus sous anesthésie générale gazeuse : 10 minutes maximum – 6 fois par animal concerné ; Injections intrapéritonéales : 30 secondes – 3 par animal

Impact sur les animaux

Les effets sur les animaux seront : - Une perturbation de la tolérance au glucose lors de l’exposition aux édulcorants/sucres. - Un stress chronique pour les animaux individualisés (procédures 1 et 3), qui sera atténué par un enrichissement supplémentaire dans la cage d’hébergement. - Un stress (maximum une demi-journée) au réveil de l’anesthésie générale effectuée pour l’application sur la langue du lentivirus induisant une diminution d’expression de la protéine d’intérêt. - Une douleur locale et passagère (maximum 5 minutes) lors des injections systémiques ainsi que lors de prélèvements sanguins. - Un stress chronique et une perte de poids à chaque mise à jeun alimentaire des animaux lors des tests comportementaux (maximum 15 heures chacune).

Devenir

A la fin de chaque procédure, les animaux seront mis à mort par injection d’un euthanasiant, puis les tissus seront prélevés rapidement après arrêt cardiaque pour analyse.

Remplacement

L’étude du rôle précis des senseurs linguaux du glucose dans les modifications comportementales induites par la consommation d’édulcorants ne peut être réalisée que sur des animaux vivants. La motivation à consommer des aliments ainsi que la régulation du métabolisme impliquent une communication entre différents organes. Il n’existe pas actuellement de modèle de substitution permettant d’étudier les dialogues inter-organes. Ce projet sera donc réalisé chez la souris, modèle de référence pour les études métaboliques et de physiologie alimentaire.

Réduction

Le nombre optimal d’animaux, c’est-à-dire nécessaire à l’obtention de résultats significatifs sans être trop élevé, est calculé grâce à des analyses de puissance statistique. Les tests statistiques de type t-test ou ANOVA et tests de comparaison à posteriori seront utilisés pour analyser les différences significatives entre les groupes expérimentaux. Lorsque cela est possible, les mêmes animaux sont utilisés pour plusieurs tests comportementaux, après une période de repos et de récupération.

Raffinement

Dès la réception des animaux à l’animalerie, tout est mis en place pour réduire leur stress et inconfort. A leur arrivée, une semaine d’acclimatation au nouvel environnement et personnel, sans expérimentation, sera observée. Les animaux individualisés (procédures 1 et 3) seront élevés en environnement enrichi grâce à un dôme de nidation, un bâton et un carré de coton par cage. Un suivi quotidien par le personnel compétent sera effectué. Les animaux seront manipulés régulièrement par les expérimentateurs dans le but de réduire le stress. Le poids corporel et la prise alimentaire seront également contrôlés trois fois par semaine pour s’assurer de l’état de santé des animaux. Les différentes manipulations seront réalisées par du personnel compétent, conformément à la législation. Lors des prélèvements de sang, la douleur des animaux sera diminuée grâce à l’application locale d’un analgésique. A la fin des expériences, les animaux seront mis à mort. Tout au long des expérimentations, si un animal présente un comportement anormal (perte de poids, prostration, piloérection, activité ralentie, …), il sera surveillé avec attention et retiré de l’étude. Si son état clinique ne s’améliore pas, il sera mis à mort selon le tableau des points limites mis en place avec la SBEA de l’établissement.

Choix des espèces

Les résultats préliminaires obtenus ainsi que les données bibliographiques dans ce domaine d’étude sont pour la grande majorité réalisés avec le modèle souris. Afin d’éviter la duplication inutile de travaux déjà publiés, et de pouvoir effectuer des comparaisons avec les travaux précédents, il est important de continuer sur des modèles similaires. Des souris seront donc utilisées dans ce projet de recherche. Des souris âgées de 9 semaines seront utilisées. Cela correspond au stade de l’état jeune adulte, la maturité sexuelle est atteinte par les deux sexes. Il n’y aura pas d’effet confondant sur les résultats dû au développement du système du goût ou du système nerveux central lors de la phase juvénile et adolescente de la souris.

Rendues immunodéficientes pour accepter une greffe de cellules leucémiques humaines, 60 souris développent une leucémie, avec anémie, amaigrissement et grossissement de la rate, dans des procédures d'un niveau de souffrance modéré. Elles reçoivent une injection de cellules cancéreuses puis jusqu'à six prises de sang sur trois mois, avant d'être toutes tuées pour analyse de la moelle osseuse. Le porteur consacre de longs développements aux méthodes sans animaux, cultures et bases de données, tout en concluant qu'un "modèle biologique complet" reste nécessaire. Le résumé enchaîne surtout des bénéfices présentés pour de futurs patients.

Objectifs

Il s’agit d’étudier l’impact de l’absence d’une enzyme sur le développement des leucémies aiguës myéloblastiques.

Bénéfices attendus

Bénéfices attendus du projet Ce projet vise à améliorer la compréhension et le traitement des leucémies aiguës myéloblastiques (LAM), un type de cancer du sang. 1 - Avancées scientifiques • Mieux comprendre comment l'absence d’une enzyme influence le développement des leucémies. • Étudier l’impact de cette enzyme sur la survie des cellules cancéreuses. • Tester ces découvertes dans un modèle de souris pour confirmer les résultats obtenus en laboratoire. 2 - Développement de nouveaux traitements • Identifier de nouvelles cibles pour des traitements contre la leucémie. • Concevoir des médicaments capables de ralentir la progression de la maladie. 3 - Amélioration du diagnostic et du suivi des patients • Trouver de nouveaux indicateurs permettant de mieux prédire la résistance aux traitements. • Adapter les soins en fonction du profil biologique de chaque patient. 4 - Impact pour les patients • Développer de nouvelles options thérapeutiques pour les patients qui ne répondent pas aux traitements actuels. • Réduire les effets secondaires des chimiothérapies en combinant différents types de traitements. • Mettre en place une meilleure surveillance après le traitement pour éviter les rechutes. • Proposer des soins plus personnalisés et adaptés à chaque patient. 5 - Retombées sociétales et économiques • Faire avancer la recherche sur les leucémies et d'autres cancers. • Réduire les coûts des traitements en diminuant les hospitalisations et en évitant l'utilisation de médicaments inefficaces. Conclusion En résumé, ce projet pourrait permettre de mieux comprendre la leucémie, d'améliorer les traitements actuels et de proposer de nouvelles approches thérapeutiques plus ciblées.

Procédures

1 - Contention • Les souris seront manipulées avec précaution pour minimiser le stress lors des différentes interventions, en utilisant des techniques adaptées de contention douce. • Une attention particulière sera portée à la durée de la contention afin de limiter son impact sur les animaux. 2 - Greffe de cellules leucémiques • Les souris recevront une injection de cellules leucémiques pour reproduire un modèle de la maladie. • Nombre d’animaux concernés : 60 souris • Durée : une seule injection, environ 1 minute. 3 - Suivi de la maladie • Des prises de sang seront réalisées toutes les deux semaines (jusqu’à 3 mois après l’injection des cellules leucémiques) afin de surveiller l’évolution de la leucémie et d’analyser la réponse immunitaire. Nombre total maximum de prélèvements : 6. • Nombre d’animaux concernés : 60 souris • Durée : environ 1 minute par prise de sang

Impact sur les animaux

Malgré toutes les précautions prises pour assurer leur bien-être, certains effets secondaires sont attendus en raison de la nature de l’étude. Effets liés aux interventions expérimentales • Les traitements administrés avant l’injection des cellules leucémiques peuvent provoquer une fatigue passagère et une légère perte de poids. • Les prises de sang régulières, nécessaires au suivi de la maladie, peuvent entraîner un certain stress. Pour limiter cet inconfort, des techniques adaptées seront utilisées. Effets liés au développement de la maladie • La progression de la leucémie peut causer une anémie (diminution des globules rouges), une perte d’énergie, un amaigrissement et une augmentation de la taille de certains organes comme la rate. Effets liés à l’immunodéficience • Les animaux utilisés dans cette étude sont des souris immunodéficientes, ce qui les rend particulièrement sensibles aux infections opportunistes.

Devenir

Mise à mort des animaux pour analyses scientifiques Toutes les souris seront mises à mort pour des analyses approfondies qui concernent principalement la moelle osseuse et le sang, éléments essentiels pour comprendre l’évolution de la maladie. • Justification : ces examens sont indispensables pour valider les hypothèses scientifiques du projet et pourraient aider à identifier de nouvelles stratégies thérapeutiques contre la leucémie. • Méthode : la mise à mort sera réalisée selon des protocoles stricts garantissant une mort rapide et sans douleur, conformément aux réglementations en vigueur sur le bien-être animal.

Remplacement

Stratégies de remplacement de l’expérimentation animale Afin de limiter autant que possible le recours aux animaux, plusieurs méthodes alternatives seront utilisées pour mener cette étude sur la leucémie. 1. Expériences en laboratoire sur des cellules humaines • Des cultures de cellules leucémiques humaines seront utilisées pour observer comment une enzyme influence leur croissance et leur évolution. • Des modèles plus avancés, appelés cultures 3D et organoïdes de moelle osseuse, seront développés pour recréer un environnement proche de celui du corps humain. Cela permettra d’obtenir des résultats plus réalistes sans utiliser d’animaux. 2. Analyses informatiques et exploitation des données existantes • Des bases de données contenant des informations sur des patients atteints de leucémie seront analysées afin de repérer d’éventuels liens entre l’expression d’une enzyme et la progression de la maladie. • Ces approches bioinformatiques permettront de générer des hypothèses solides avant de tester de nouveaux traitements, réduisant ainsi le besoin d’expériences sur des animaux. 3. Études sur des cellules humaines en dehors du corps (ex vivo) • Des cellules souches du sang seront cultivées dans des conditions spécifiques pour étudier le rôle d’une enzyme sans passer par des tests sur des souris. • Des échantillons de moelle osseuse prélevés chez des patients atteints de leucémie permettront de valider les résultats obtenus en laboratoire. Conclusion L’objectif est d’utiliser autant que possible ces alternatives avant d’envisager l’expérimentation animale. Cependant, certaines questions scientifiques nécessitent encore un modèle biologique complet pour être étudiées, ce qui justifie l’utilisation de souris lorsque les autres méthodes ne suffisent pas.

Réduction

Ce projet met en place plusieurs approches pour limiter au maximum le nombre d’animaux utilisés, tout en garantissant des résultats fiables et exploitables. 1. Optimisation des protocoles expérimentaux • Une planification minutieuse des expériences permettra de réduire le nombre de souris nécessaires tout en obtenant des données statistiquement significatives. • Chaque animal sera utilisé pour plusieurs types d’analyses afin de maximiser les informations obtenues, évitant ainsi d’avoir recours à un plus grand nombre de sujets. 2. Expériences préliminaires avant les tests sur animaux • Des tests seront d’abord réalisés sur des cultures cellulaires (in vitro) et des échantillons biologiques (ex vivo), afin d’identifier les conditions expérimentales les plus pertinentes avant de passer à des essais sur animaux. • Cela permettra d’éviter des expériences inutiles et de limiter le nombre de souris impliquées. 3. Utilisation de méthodes statistiques avancées • Des outils statistiques performants seront employés pour garantir des résultats fiables avec le plus petit nombre d’animaux possible. • Ces méthodes permettent d’optimiser les groupes expérimentaux en veillant à ce que chaque test apporte un maximum d’informations. 4. Partage des ressources et des résultats avec d’autres laboratoires • Une collaboration avec d’autres équipes de recherche permettra d’éviter de répéter des expériences déjà réalisées ailleurs. • L’exploitation de bases de données existantes sur la leucémie permettra d’affiner les hypothèses sans multiplier les tests sur animaux. Conclusion Grâce à ces stratégies, le recours aux animaux sera limité au strict nécessaire. Ces mesures s’inscrivent dans une démarche responsable et éthique, visant à réduire l’impact de l’expérimentation animale tout en poursuivant des avancées scientifiques essentielles pour la lutte contre la leucémie.

Raffinement

Afin de limiter le stress et la souffrance des animaux tout en garantissant des résultats scientifiques fiables, plusieurs mesures seront mises en place. 1. Techniques expérimentales adaptées pour minimiser l’inconfort • Les injections et prélèvements sanguins seront réalisés avec des techniques optimisées pour réduire la douleur et le stress des animaux. • Les expérimentateurs seront spécialement formés pour effectuer ces manipulations rapidement et avec le plus grand soin. 2. Surveillance attentive pour prévenir la souffrance • Les animaux seront observés régulièrement afin de détecter rapidement tout signe de détresse ou de douleur. • Des critères stricts seront appliqués : si un animal montre des signes avancés de souffrance ou de détérioration de son état de santé, il sera mis à mort de manière éthique et sans douleur pour éviter toute souffrance prolongée. 3. Amélioration des conditions de vie • Les souris seront élevées dans un environnement enrichi, comprenant des tunnels, des cachettes et une litière adaptée, afin de favoriser leur bien-être et de réduire leur stress. • Elles seront logées en petits groupes compatibles pour éviter l’isolement et favoriser un comportement naturel. • Les souris utilisées étant immunodéficientes, elles seront hébergées sous couvercle filtrant pour limiter le risque infectieux, qui pourrait altérer leur bien-être ainsi que les résultats expérimentaux. 4. Formation et encadrement des chercheurs • Tous les chercheurs impliqués recevront une formation continue aux meilleures pratiques en expérimentation animale, pour garantir des manipulations respectueuses et éthiques. • Un dialogue constant sera maintenu avec le comité d’éthique et les spécialistes du bien-être animal, afin d’améliorer en permanence les protocoles et de s’assurer qu’ils respectent les dernières recommandations en matière de protection animale. Conclusion Grâce à ces mesures, l’impact des expériences sur les animaux sera réduit au minimum, tout en garantissant des conditions de vie optimales et un suivi rigoureux de leur bien-être.

Choix des espèces

La souris a été choisie pour cette étude car elle représente un modèle particulièrement adapté à la recherche sur la leucémie humaine. Pourquoi utiliser la souris ? • Une grande similarité avec l’humain : le système de production des cellules sanguines (hématopoïèse) chez la souris fonctionne de manière très proche de celui de l’être humain. Cela permet de reproduire fidèlement les mécanismes impliqués dans le développement de la leucémie. • La possibilité de modifier son patrimoine génétique : grâce à des modèles génétiquement modifiés, les chercheurs peuvent étudier avec précision l’effet de l’absence d’une enzyme sur la maladie. • Une expérimentation contrôlée : la souris permet de tester l’évolution de la leucémie dans un organisme vivant, en réalisant des injections de cellules leucémiques, des traitements et des analyses de sang dans des conditions proches de celles utilisées en milieu clinique. • Un modèle rapide et efficace : les souris ont une durée de vie courte et se reproduisent rapidement, ce qui permet d’obtenir des résultats en un temps relativement réduit et d’évaluer l’évolution de la maladie sur plusieurs générations de cellules. Pourquoi utiliser des souris adultes ? Les études seront débutées sur des souris à un âge compris entre 8 et 12 semaines, car : • À cet âge, leur système sanguin est totalement formé et stable, ce qui permet d’obtenir des résultats fiables et reproductibles. • Leur taille et leur maturité physiologique facilitent les procédures expérimentales, comme les prélèvements et injections.

Soumises à une pression mécanique et à une source de chaleur provoquant des réactions réflexes, à des tests d'anxiété et à un isolement de 72 heures, 528 souris vont toutes être tuées, dans des procédures d'un niveau de souffrance modéré. Chaque animal est génétiquement modifié pour ne pas exprimer une enzyme dont le rôle dans le cerveau reste inconnu. Les prélèvements finaux se font sous anesthésie générale, après une injection d'analgésique. Le bénéfice avancé se limite à ouvrir de nouvelles voies de recherche.

Objectifs

Nos molécules d'intérêt coupent certains lipides présents dans les membranes des cellules. Chez l’humain, il existe plusieurs gènes codant pour différentes formes des molécules auxquelles nous nous intéressons. Elles participent à de nombreux processus biologiques, même si leurs rôles précis ne sont pas encore entièrement compris. Elles sont aussi intéressantes pour la recherche médicale, car elles jouent un rôle important dans la production de molécules qui régulent l’inflammation. Notre protéine d'intêret, une forme particulière de ces enzymes, est surtout présente dans le cœur, les muscles et certaines cellules du système immunitaire. Elle contribue notamment à réguler l’inflammation en favorisant la production de molécules pro-inflammatoires. Elle intervient également dans le fonctionnement du système cardiovasculaire, en influençant le tonus des vaisseaux et en participant à des processus comme l’athérosclérose ou l’infarctus. Elle a aussi été impliquée dans certains aspects du métabolisme, comme la régulation du glucose et la résistance à l’insuline. Cependant, toutes ces fonctions ont été étudiées en périphérie, c’est-à-dire en dehors du cerveau, et on ne sait pas encore ce que fait notre molécule d'intêret dans le cerveau. Des études récentes ont montré que chez la souris, son expression est limitée à deux zones cérébrales particulières à l'interface sang-cerveau. Le projet que nous souhaitons mener vise à étudier les conséquences comportementales d’une déficience en la molécule d'intêret dans le cerveau.

Bénéfices attendus

Nos résultats permettront de révéler des rôles cérébraux jusqu'ici inconnus pour la molécule d'intêret et permettraient d'ouvrir de nouvelles voies de recherche.

Procédures

176 souris maximum seront exposées à un stress transitoire lié à: l’isolement temporaire (1 fois chacune, 30 min max), l'anxiété (2 fois chacune, 30 min la 1ere fois, 8 min la seconde). 176 souris maximum seront hébergées individuellement (avec stimuli auditifs et olfactifs) transitoirement (72h chacune, 1x). 176 souris maximum seront soumises à une douleur mécanique et thermique qui provoqueront un inconfort momentané et des réactions réflexes (2x20 min par souris) . D’autres facteurs de stress incluent les transferts, les manipulations répétées et le changement d’environnement. A la fin des procédures, toutes les souris recevront une première injection (1x par souris, 10 sec) 15 mn avant une seconde (1 fois par souris, 10 sec). Elles subiront ensuite des prélèvements sous anesthésie générale.

Impact sur les animaux

176 souris max seront exposées à: - l’isolement temporaire (1 fois chacune, 30 min max) qui entrainera un stress léger et transitoire - l'anxiété pour l'open-field (1 fois chacune, 30 min) qui entrainera un stress léger et transitoire - l'Y-maze (1 fois chacune, 8 min) qui entrainera un stress léger et transitoire 176 souris max seront exposées à: - l'isolement temporaire (72h chacune, 1x) qui entrainera un stress léger et transitoire. 176 souris max les souris subiront: - une pression mécanique (20 min par souris) entrainant une douleur mécanique évitable - une chaleur provoquant un inconfort momentané et des réactions réflexes (20 min par souris). D’autres facteurs de stress incluent les transferts, les manipulations répétées et le changement d’environnement. A la fin des procédures, les souris recevront une injection d'analgésique (1x par souris, 10 sec) 15 mn avant l'induction de l'anesthésie par une injection (1 fois par souris, 10 sec). Les contentions nécessaires entraîneront un léger stress et les injections une faible douleur de courte durée.

Devenir

Tous les animaux seront mis à mort à la fin de la procédure afin de procéder à des prélèvements biologiques ou des analyses histologiques.

Remplacement

Les phénomènes étudiés dans ce projet, tels que la sociabilité, la cognition, le métabolisme et la douleur, nécessitent l’observation de comportements complexes intégrant le système nerveux central et périphérique, ce qui ne peut être reproduit de manière fiable par des modèles in vitro ou informatiques. Par conséquent, l’utilisation de souris est indispensable pour obtenir des données physiologiquement pertinentes et transposables.

Réduction

Le nombre d’animaux par groupe a été déterminé à l’aide d'un logiciel de calcul de puissance statistique. Les critères représentent un compromis raisonné entre robustesse statistique, faisabilité expérimentale et respect du principe de Réduction, conformément aux recommandations méthodologiques en expérimentation animale.

Raffinement

Des mesures de raffinement seront mises en place pour minimiser la souffrance et le stress des souris : - Habituation préalable à la salle, au matériel et aux manipulations avant les tests. - Manipulations douces et standardisées par du personnel expérimenté. - Durée d’isolement minimale dans les cages métaboliques et les tests individuels. - Surveillance attentive des animaux pendant tous les tests, avec critères d’arrêt définis pour toute détresse. - Espacement suffisant entre les tests stressants ou nociceptifs pour permettre la récupération. Une grille de score a été établie afin de définir des points limites adaptés, des mesures correctives à mettre en place et des critères d'arrêt de souffrance en cas de besoin.

Choix des espèces

Les souris ont été choisies car elles permettent d’étudier des fonctions complexes intégrant le système nerveux central et périphérique, comme la cognition, la sociabilité, le métabolisme et la douleur, dans un organisme intact. Leur physiologie et leur génétique sont bien caractérisées, ce qui rend les résultats transposables et comparables à d’autres études. Les alternatives in vitro ou informatiques ne permettent pas de reproduire ces interactions complexes entre tissus et organes, ni d’évaluer de manière fiable les comportements ou la nociception. Les expériences seront réalisées sur des souris âgées de 8 à 10 semaines, correspondant à l’âge adulte jeune où les systèmes nerveux, métabolique et sensoriel sont pleinement développés. Cet âge permet d’obtenir des données stables et comparables tout en évitant les variations liées à la croissance ou au vieillissement.

Toutes tuées à l'issue pour prélever leurs reins et d'autres organes, 456 souris vont être utilisées dans des procédures d'un niveau de souffrance modéré. Une partie est rendue diabétique par injection de streptozotocine, placée en cage à métabolisme sur grille pendant plusieurs jours, puis opérée sous anesthésie sans réveil. Le porteur reconnaît que l'hébergement individuel sur grille génère des nuisances et que la chirurgie comporte un risque d'arrêt cardio-respiratoire. L'objectif est de décrire la composition en lipides de segments du rein et le rôle d'une enzyme dans la néphropathie diabétique.

Objectifs

Les lipides constituent une classe hétérogène de molécules tant du point de vue structurel que de leurs fonctions biologiques. Chaque catégorie de lipide présente des propriétés chimiques distinctes qui déterminent leurs rôles biologiques variés. Ils sont les composants des membranes cellulaires, servent de stockage d’énergie et peuvent aussi être des hormones. L’analyse de l'ensemble des lipides, d’un organe, d’une cellule ou même d’un organite a conduit à la définition de signatures lipidiques qui peuvent être spécifiques des fonctions ou de l’état de l’objet considéré. Ainsi, les segments du tubule rénal, ayant des fonctions différentes, présentent des signatures différentes. De surcroit, cette signature est modifiée par l’obésité, ce qui tend à prouver que cette caractéristique est modifiable et présente une capacité à changer qui pourrait expliquer en partie les pertes de fonction rénale et l’apparition d’hypertension artérielle souvent associé à ce contexte. Un des segments testés a pour caractéristique d’être enrichie en lipides particuliers, Ce qui pourrait influencer le fonctionnement des transporteurs ioniques présents dans ce segment dont le rôle dans le maintien des fonctions du rein est essentiel. Ainsi, cette surabondance de lipides pourrait impacter directement la réabsorption de sel Nos données préliminaires indiquent que la présence d’une enzyme pourrait expliquer l’accumulation de ces lipides. Ce projet vise donc à décrire l’ensemble des lipides des segments rénaux dans différentes conditions et d'étudier le rôle de cette enzyme dans la fonction du rein.

Bénéfices attendus

Cette étude contribuera à une meilleure compréhension du rôle des lipides dans la fonction rénale, et permettra d’identifier le rôle d’une enzyme du métabolisme lipidique dans la physiologie au quotidien et la néphropathie diabétique, maladie extrêmement répandue (qui touche un tier des diabétiques) et qui est la première cause d’insuffisance rénale terminale dans les pays occidentaux.

Procédures

Certains animaux seront soumis à des traitement pharmacologiques (via la nourriture ou l’eau de boisson) et à des changements de régime alimentaires pour une durée de 15 jours. Certains seront rendus diabétiques par injection unique d’une substance pharmacologique en intrapéitonéal. Pour vérifier l’installation du diabète, une prise de sang aura lieu sur animaux vigile sous contention (deux minutes par animal). Suite à ces traitements, les animaux sont répartis en lot pour les expériences subséquentes. Une partie des animaux traités ou non subira une chirurgie terminale (moins de 10 minutes) sous anesthésie et analgésie, à des fins de recueils de tissus/organes. Ils seront euthanasiés sous anesthésie et analgésie à la fin de la procédure. Pour une autre partie des animaux traités ou non, trois périodes de recueils urinaires sur animal vigile sera effectué, nécessitant de les placer, pour la première période 4 jours en cage à métabolisme (2 jours d’habituation et 2 jours pour le recueil), puis ils retourneront en cages à métabolisme pour une journée, 7 jours après traitement pour la deuxième période et 14 jours après traitement pour la troisième période. Ces mêmes animaux seront utilisés pour évaluer la filtration glomérulaire à la fin de la troisième période de recueil, ce qui nécessite l’injection d’un produit fluorescent sous anesthésie et la pause d’un enregistreur de fluorescence transdermal sur le flanc de l’animal (10 minutes/animal). Suite à leur réveil et après 2h d’enregistrement, l’enregistreur est retiré et l’animal retrouve sa cage de stabulation originelle avec ses congénères avant d’être anesthésiés et euthanasiés. Pour un lot d’animaux rendus diabétiques, la mesure de filtration glomérulaire telle que décrite ci-dessus se fera sans que les animaux ne soient passé en cages à métabolisme préalablement. Un autre lot d’animaux traités ou non subira 2 prélèvements sanguins à 7 jours d’intervalle sur animal anesthésié (1 minute par animal). Suite au deuxième prélèvement, alors que les animaux sont anesthésiés, ils seront euthanasiés.

Impact sur les animaux

Les effets indésirables des interventions prévues sont connus car déjà testés chez la souris dans d’autres contextes que celui de la présente demande. Ainsi, une partie des animaux subiront des modifications de diète qui pourront entrainer une baisse de la consommation alimentaire et d’eau de courte durée lors du changement de régime (néophobie de la souris). Certains animaux pourront ressentir une douleur de courte durée lors de l’introduction de l’aiguille sous la peau lors des injections de composés pharmacologiques (streptozotocine, anesthésique) et lors de la mesure de la glycémie par incision superficiel de la peau. Certains traitements (streptozotocine, régime fort en sel) vont également engendrer des désagréments tels qu’une augmentation de la diurèse et de la consommation d’eau. Pour le prélèvement de leurs reins, certains animaux seront également sujet à une chirurgie sans réveil sous anesthésie et antalgie susceptible d’entrainer une insuffisance respiratoire (risque d’arrêt cardio-respiratoire). En fonction des groupes expérimentaux, une partie des animaux subira un prélèvement de sang sous anesthésie et analgésie (risque d’arrêt cardio-respiratoire) pouvant entrainer une hémorragie (stress hémodynamique). En fonction des groupes expérimentaux, certains animaux seront hébergés individuellement permettant ainsi de recueillir leur urine et leur fèces. Ce type d’hébergement génère des nuisances sur les animaux car ceux-ci sont isolés et se déplacent sur une grille métallique de surface réduite. Une partie des animaux subira un prélèvement de sang sous anesthésie et analgésie pouvant entrainer une hémorragie. La mesure de la filtration glomérulaire nécessite d’équiper les animaux avec un enregistreur fixé sur le flanc pendant 2h pouvant entrainer un léger inconfort.

Devenir

A la fin de chaque procédure, les animaux sont euthanasiés afin, par exemple, de pouvoir utiliser leurs organes à des fins d’études post-mortem.

Remplacement

Dans la mesure du possible, le remplacement des animaux par des méthodes alternatives (par exemple des cellules en culture) est préférable. Une partie du projet scientifique global consiste d’ailleurs à utiliser des cellules en culture. Toutefois, seules des études sur des animaux nous permettront d’étudier les conséquences de différences ou de traitements systémiques (mâles/femelles, traitements pharmacologiques, diète) sur la composition lipidique et la fonctionnalité d’un segment du tubule rénal. En effet ces processus font intervenir des systèmes complexes qui travaillent de concert et qui agissent également les uns sur les autres. L’identification de l’implication possible de ces différents acteurs pourra ouvrir de nouvelles possibilités pour développer des stratégies thérapeutiques novatrices.

Réduction

Ce projet a une durée de 5 ans et nécessitera l’utilisation de 456 souris. Nous avons calculé, en nous appuyant sur notre expérience des méthodes envisagées, la connaissance de leur reproductibilité et des calculs de puissance le nombre d’animaux dans chaque groupe expérimental nous permettant d'obtenir des résultats statistiquement robustes. Des tests statistiques seront effectués pour garantir des interprétations fiables et non biaisées de nos résultats Nous réduirons le nombre d’animaux en réalisant des expériences sur les mêmes animaux en limitant toutefois les expériences qui aboutiraient à des souffrances trop importantes et et/ou qui pourraient impacter négativement certains résultats, les rendant inexploitables. Par ailleurs, le nombre d’animaux utilisé est susceptible d’évoluer à la baisse 1/ si nous constatons qu’il n’existe pas de dimorphisme sexuel, ce qui permettra de mélanger les résultats des souris mâles et femelles 2/ si nous constatons que l’inhibition de notre protéine candidate n’a pas d’effet sur la composition lipidique, ceci annulera l’intérêt d’une grande partie du projet et 3/ si nous constatons que l’induction d’une néphropathie diabétique n’a pas d’effet sur la composition lipidique des tubules rénaux, ce qui annulera également l’intérêt d’une partie du projet.

Raffinement

Les animaux auront un accès libre à la nourriture et à de l’eau filtrée, et seront placés dans des cages ventilées. Leur environnement sera enrichi avec au moins deux objets : du nid végétal et/ou des cylindres en carton et/ou des bouts de bois et/ou des maisons en plastique. L'hébergement en cages à métabolisme sera réalisé dans l'établissement utilisateur. Afin de limiter les désagréments liés à la grille, nous plaçons une coupelle en verre de 6 cm de diamètre ce qui permet à la souris de dormir ou de se réfugier sans être en contact avec la grille. Nous avons vérifié que la majorité des souris s’installent dans les coupelles pour dormir mais que cela ne change en rien les recueils d’urine et de féces. Ces cages sont situées sur des racks qui permettent aux souris de maintenir un lien olfactif, visuel et sonore entre elles. La détermination régulière du poids, de l’apparence physique et du comportement des animaux nous permettra de définir les points limites et de replacer l’animal en stabulation s’ils sont dépassés. Le cas échéant, l’euthanasie de l’animal pourra être envisagée Le poids corporel avant tout traitement servira de référence et cette mesure sera répétée quotidiennement jusqu’à 3 jours post-traitement puis8 et 15 jours post-traitement. Une diminution égale ou supérieure à 20 pourcents du poids de référence sera considérée comme la limite provoquant l’interruption de la procédure. Par ailleurs, l’aspect général des animaux (vivacité, capacité à se mouvoir, propreté du pelage etc…) sera observé au moment de la mesure de poids corporelle et toutes anomalies sera prise en compte pour sortir l’animal considéré de la procédure ou lui fournir le soin adéquat. Les actes invasifs sont effectués par un personnel qualifié et formé à l’expérimentation animal et à la chirurgie avec utilisation d’antalgique.

Choix des espèces

Le modèle animal permet de réaliser des expériences de physiopathologie rénale de mammifère en prenant en compte tous les paramètres physiologiques qui existent in vivo. Les analyses in vitro ou in silico ne sont pas suffisantes en ce qui concerne l'étude des fonctions rénales qui ont des effets systémiques. Nous avons choisi de mener nos expériences chez la souris, car les modèles d’invalidation des gènes susceptibles de nous intéresser ont été générés chez la souris et pourrais nous être utiles pour la suite de ce projet. De plus, ces expériences ont pour objectif d'être associées ou comparées à des expériences déjà réalisées dans le laboratoire sur ces mêmes lignées de souris. Nous utilisons des souris mâles et femelles commerciales standards âgées de 8 à 15 semaines afin d’évaluer les facteurs qui contribuent aux modifications du contenu en acide gras du rein et le rôle d'une protéine particulière dans ce processus. Les animaux seront donc matures sexuellement.

1 550 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures d'un niveau de souffrance modéré. Elles reçoivent une greffe de cellules tumorales sous la peau, des injections intrapéritonéales quotidiennes pendant environ quatorze jours, des gavages et une irradiation de la tumeur sous anesthésie générale. Les retombées annoncées, faire de la triple combinaison un traitement de référence de certains cancers, sont renvoyées au conditionnel. Le porteur affirme que le recours à un modèle animal est "indispensable", les interactions du microenvironnement tumoral ne pouvant selon lui être reproduites in vitro.

Objectifs

Le but du projet consiste en l’étude de l’efficacité antitumorale de la radiothérapie associée à un médicament inhibiteur ainsi qu’à une immunothérapie. Le rôle de la ferroptose dans les effets observés précédemment et comment mieux exploiter cette mort cellulaire afin de potentialiser les effets de la triple combinaison de traitement. L'immunnothérapie permet d'inhiber une molécule qui induit une polarisation des lymphocytes T du microenvironnement tumoral vers un phénotype anti-inflammatoire et pro-tumoral. De récentes études montrent que l’association de la radiothérapie et d’une immunothérapie ciblant cette voie est susceptible d’améliorer la réponse antitumorale en comparaison avec l’immunothérapie seule. De plus, d’autres études ont montré que l’utilisation de cet inhibiteur combiné avec la radiothérapie, entrainait une réponse antitumorale

Bénéfices attendus

Les résultats de ces expériences pourraient, en expliquant le mécanisme d’action des interactions des traitements, ouvrir la voie à de nouveaux schémas thérapeutiques, dans lesquels la triple combinaison thérapeutique pourrait constituer un traitement de référence dans certains cancers. De plus, l’utilisation d’inducteur ou d’inhibiteur pourront nous permettre (i) d’exploiter cette mort cellulaire dont les cellules sont particulièrement dépendantes et (ii) d’élucider la proportion que représente la ferroptose dans les effets observés en réponse à notre triple combinaison de traitement.

Procédures

Les animaux seront soumis à une injection sous-cutanée (anesthésie locale) de cellules tumorales, à des injections intrapéritonéales quotidienne (anesthésie locale) durant environ 14 jours ainsi qu'à trois gavages lors des différentes procédures. Pour finir les souris subiront également sous anésthésie générale une irradiation localisée de la tumeur.

Impact sur les animaux

Le developpement de tumeurs sous-cutané chez la souris peut entrainer une gêne chez ces dernières lorsque la tumeur sous-cutané va grossir. De plus, les diférentes injections sous-cutanées, intra-péritonéales ainsi que les gavages sont suscetibles d'entrainer chez l'animal un stress du a la manipulation de l'animal et aux différents traitements appliqués ainsi qu'une douleur légère et temporaire. Il en est de même pour l'irradiation des tumeurs des souris qui va déclencher un stress chez les animaux.

Devenir

Tous les animaux seront euthanasiés à la fin de chaque procédures, pour examens sur tissus post-mortem.

Remplacement

L’utilisation d’un modèle animal est indispensable car les interactions au sein du microenvironnement immunitaire tumoral est au centre des effets de la triple combinaison, impliquant des composantes cellulaires et moléculaires impossibles à reproduire actuellement dans des modèles ex-vivo. Nous allons donc procéder à des expériences in vivo utilisant des modèles murins, mais aussi des expériences in vitro complémentaires en utilisant le modèle de culture d’organoïdes murins.

Réduction

Pour chaque point expérimental nous utiliserons le nombre minimal d’animaux nécessaire pour obtenir des résultats significatifs d’un point de vue statistique. Nous comptons utiliser 4 lignées cellulaires tumorales (génétiquement modifié pour les différentes voies de signalisation étudiées). Le nombre mnimal d'animaux, nécessaire et suffisant, a été déterminé grâce à un calcul de puissance.

Raffinement

Les animaux seront élevés en groupe, avec un équipement et des conditions sanitaires adéquates. Pendant la durée de l’expérience, ils restent dans leur environnement habituel. Les animaux seront en groupes sociaux de 5. Les protocoles d’exposition aux agents anticancéreux ont déjà été utilisés chez les souris et ne donnent pas lieu à des manifestations de gêne ou de douleur chez les animaux. Les animaux seront suivis quotidiennement pour observer leur comportement, et dès l'apparition d'un signe de douleur, ils recevront un antiinflammatoire non stéroïdien ou un analgésique. Toutes les procédures sont réalisées sous anesthésie générale ou locale pour limiter la douleur et le stress des animaux. Les injections seront réalisées après anesthésie locale (Lidocaïne). Les animaux seront hébergés en groupe dès leur réveil et recevront nourriture et boisson ad libitum. Des point limites adaptés et des critères d'arrêt précoces de souffrance ont été définis et seront strictement appliqués.

Choix des espèces

Dans ce type de combinaison thérapeutique, le recours à l’utilisation d’un modèle animal (organisme vivant entier), est indispensable car les interactions entre radiothérapie et immunothérapie au sein d’une tumeur obéissent à des processus cellulaires complexes impliquant de multiples voies immunitaires et métaboliques impossibles à reproduire in-vitro.