Oncologie
- Autre recherche fondamentale
- Biologie du développement
- Éthologie / comportement / biologie animale
- Multisystémique
- Organes sensoriels
- Système cardiaque
- Système endocrinien
- Système gastrointestinal
- Système immunitaire
- Système musculosquelettique
- Système nerveux
- Système respiratoire
- Système urogénital
Evaluation de la réponse thérapeutique de mélanomes cutanés dans un modèle de souris.
- Recherche fondamentale
- Oncologie
7 960 souris immunodéficientes vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dont 7 800 dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Chacune reçoit sous la peau un fragment de tumeur prélevé sur une personne atteinte de mélanome métastatique, puis un traitement quotidien par injection ou gavage pouvant se poursuivre pendant cinquante semaines. Le porteur mentionne comme suites l'inflammation locale et les plaies que les souris se font en se grattant à cause de la tumeur, et indique que certaines seront tuées quand elles seront trop âgées pour la reproduction. Les bénéfices annoncés tiennent en deux lignes, mieux comprendre la biologie du mélanome et tester des combinaisons thérapeutiques, pour un effectif de près de huit mille souris dont le calcul ne s'appuie que sur "un outil mathématique".
Objectifs
L’objectif de ce projet est d’évaluer l’efficacité de nouveaux traitements sur les mélanomes cutanés. Ceci permettra de proposer des solutions à des patients en échec thérapeutique et d’étudier les mécanismes de la croissance tumorale in vivo. POur cela nous avons besoin d'implanter dans des souris des fragments de tumeurs issus de patients atteint de mélanome métastatique afin de pouvoir tester de nouvelles combinaisons thérapeutiques dans les conditions les plus proche possible de la pathologie humaine.
Bénéfices attendus
Ce projet permettre une meilleure compréhension de la biologie du mélanome et de tester de nouvelles combinaisons thérapeutiques qui pourronts bénéficier aux patients atteint de ce type de cancer.
Procédures
La principale nuisance sera due à l'implentation de tumeur sous-cutanée après anesthésie/analgésie des animaux ainsi qu'aux traitements quotidiens avec des molécules à visé thérapeutique. La durée maximale des traitement sera de 50 semaines. Ces administrations par injection ou gavage ne prendront pas plus de 10 secondes par animal.
Impact sur les animaux
Les nuisances possibles seront: - léger inconfort produit par les contention, injections et gavages. Ces opérations auront une durée maximum de 10 secondes chacunes; - implantation de tumeur sous-cutanée; - inflammation locale due à la croissance tumorale; -plaies dues à une prurit cutané consécutif à la croissance tumorale.
Devenir
Les animaux seront tous mis à mort lorsqu'ils seront trop âgés pour la reproduction ou à la fin des procédures expérimentales, afin de pouvoir prélever les tumeurs et réaliser des analyses immunohistochimiques.
Remplacement
Nous caractériserons et testerons tout d’abord nos composés in vitro, puis nous sélectionnerons les plus efficaces sur les cellules tumorales et les moins toxiques pour les cellules normales. Il sera ensuite nécessaire de passer à l'expérimentation sur des rongeurs afin d'avoir une approche plus physiologique. Nous pourrons ainsi déterminer les traitements les plus efficaces avec les modèles cancéreux utilisés. Cette étape est cruciale avant de développer ces molécules chez l’homme, ce qui permettrait de pallier l’échec des traitements actuels.
Réduction
Les nombres d’animaux utilisés dans nos groupes expérimentaux ont été déterminés en utilisant un outil mathématique qui permet de définir l’effectif d’unités expérimentales à prévoir afin d’obtenir des résultats statistiquement fiables.
Raffinement
Les souris seront maintenues dans un milieu enrichi (igloo, tigettes qui permettent aux souris de réaliser un nid). Elles seront hébergées en portoirs ventilés à raison de 5 souris par cage. Nous réaliserons aussi un suivi quotidien des animaux qui permettra l’arrêt de l’expérience dès que les souris présenteront un mal-être ou une souffrance. Les souris sont maintenues et manipulées dans un environnement stérile. Leurs alimentation et leur eau de boisson est également stérile. L’ensemble de ces conditions d’hébergement permettent ainsi d’éviter aux animaux de contracter des pathologies infectieuses.
Choix des espèces
La souris est un mammifère dont le patrimoine génétique présente de nombreuses similitudes avec celui de l’homme. De plus, elle a un cycle de vie court, un cycle de reproduction rapide et une taille réduite, ce qui facilite son hébergement. Nous utiliserons un modèle de souris immunodéficiente (c'est-à-dire dépourvue de système immunitaire), un modèle préclinique permettant l’étude in vivo des effets de traitements sur le développement de tumeurs chez les patients. L’injection de cellules tumorales sera réalisée sur des animaux âgés de 6 à 12 semaines, afin d’éviter toute interférence entre la formation de tumeurs et la croissance et le développement de l’animal.
Compréhension des mécanismes de l’oncogenèse du cancer de foie pédiatrique grâce à la technique d’injection hydrodynamique dans la veine de la queue de souris.
- Formation professionnelle
- Recherche appliquée
- Cancers
- Recherche fondamentale
- Oncologie
- Système gastrointestinal
Une injection sous pression de plasmides dans la veine de la queue déclenche la formation de tumeurs du foie chez 890 souris, dont 600 dans des procédures impliquant un niveau de souffrance sévère, toutes tuées à l'issue. Les animaux reçoivent ensuite des anticancéreux à l'état vigile, jusqu'à une fois par jour pendant quinze à trente jours, avec une séance d'imagerie hebdomadaire sous anesthésie gazeuse. L'objet est d'identifier les gènes qui déclenchent le cancer du foie pédiatrique et de tester jusqu'à dix candidats-médicaments en cinq ans. Le porteur écrit qu'aucun signe de souffrance n'est détecté chez ces souris passé la demi-heure qui suit l'injection, alors que 600 d'entre elles sont déclarées en souffrance sévère.
Objectifs
Le carcinome hépatocellulaire (CHC) et notamment le cancer pédiatrique (hépatoblastome) sont des pathologies complexe, en raison de ses caractéristiques qui influencent son évolution et la résistance aux traitements. A ce jour le seul traitement pour l’hépatoblastome est la chimiothérapie avec une efficacité limitée et des effets secondaires et une toxicité non-négligeable. L'identification de gènes impliqués dans le déclenchement du processus de tumorigenèse est difficile en raison de la présence de plusieurs altérations qui n'ont pas d'impact fonctionnel. Nous avons généré un modèle murin qui récapitule le programme du développement du cancer du foie pédiatrique. L'utilisation de ce modèle à des stades précoces (avant l'apparition des tumeurs) permet de tester l'implication fonctionnelle de gènes qui coopèrent pour induire la formation de tumeurs. Nous avons conçu un programme de recherche interdisciplinaire pour identifier les gènes fonctionnellement impliqués dans l'initiation des tumeurs hépatiques et leur évolution en cancer du foie, ainsi que leur mode de coopération. Ces objectifs seront réalisés en exprimant dans les cellules du foie les différents gènes d’intérêt. Ce projet nous permettra de tester l’implication fonctionnelle de nouveaux gènes (seuls ou en combinaison) agissant comme régulateur du processus de cancérisation dans le foie sain. Cette stratégie nous permettra de tester directement l’implication de gènes candidats dans la formation des tumeurs pédiatriques dans un foie sain et d’évaluer de nouveaux candidats médicaments qui permettraient une meilleure réponse au traitement des tumeurs.
Bénéfices attendus
Ces études nous permettront d'identifier les gènes fonctionnellement impliqués dans la formation et l'évolution de tumeurs hépatiques pédiatriques ainsi que leur mode de coopération entre gènes. L'analyse par imagerie non-invasive permettra de suivre de manière longitudinale la formation, l'évolution et la régression des tumeurs. L’évaluation de nouveaux candidats-médicaments permet d’augmenter les taux de réponses et de cibler un maximum de la population pédiatrique atteinte du cancer du foie et ainsi de réduire la mortalité et morbidité de ce cancer. Nous prévoyons de faire un maximum de 2 études de nouveaux candidats par an, soit 10 nouveaux candidats médicaments sur 5 ans.
Procédures
Les souris subiront 1 seule injection de plasmides (qui véhiculent nos gènes d’intérêt) dans la veine de la queue pour une durée inférieure à 5 secondes. Certaines de ces souris seront traitées avec des drogues anti-cancéreuses, administrées en état vigile, selon les recommandations fournies pour chaque drogue. Après administration, la souris est placée en observation dans sa cage. La fréquence des injections dépend du type de traitement (variant de 1/jour à 1/semaine) pour une durée approximative d’entre 15 et 30 jours. Les analyses par imagerie non-invasive seront effectuées 1 fois par semaine sous anesthésie gazeuse. Chaque séance d'imagerie durera environ 5 minutes.
Impact sur les animaux
Cette technique d’injection est couramment utilisée dans plusieurs laboratoires situés dans le monde entier. Les nuisances attendues sont : 1) Nuisance globale de l'expérience d'injection qui n'est que temporaire (inférieure à 30 minutes). Au-delà de cette période, les souris ne montrent plus aucun signe de souffrance. A ce stade initial du développement de la tumeur, aucun signe de souffrance n'est détecté chez les animaux ; 2) l’administration d’agents médicamenteux pourrait entraîner une douleur légère pendant quelques secondes au moment de l’injection. ; 3) Formation et évolution des tumeurs pourrait entrainer des malaises pour la souris, d’où l’importance d’un suivi quotidien avec une grille de score qui tient compte des différents signes de souffrance pour y remédier; 4) Injection du réactif pour imagerie, peut induire une doleur légère temporaire au cours de l’administration ; 5) Anesthésie volatile pour les techniques d'imagerie. Un petit groupe de souris sera concerné para les nuisances liées à la biopsie pour le génotypage : douleur temporelle de quelques secondes pendant le prélèvement sous anesthésie gazeuse.
Devenir
Toutes les souris seront euthanasiées afin d'analyser les tumeurs d'un point de vue moléculaire et histologique.
Remplacement
Concernant les objectifs de ce projet, nous testerons certains gènes dans des modèles in vitro (culture d'hépatocytes immortalisés établis au laboratoire, lignées cellulaires, organoïdes de cellules de foie). Ces systèmes in vitro nous permettront de limiter nos études in vivo, en se focalisant sur les gènes candidats les plus pertinents, notamment ceux rapportés comme étant altérés chez les patients. Cette étape de validation in vivo, chez la souris, est indispensable pour valider dans un contexte physiologique l'implication des gènes candidats dans les processus de tumorigenèse et notamment dans des cas cliniques où leur altération a été décrite. En outre, l'analyse dans ce contexte in vivo est une étape obligatoire pour comprendre comment ces gènes influencent également l'environnement tumoral, notamment les cellules immunitaires.
Réduction
Dans cette étude, quand possible nous utiliserons l’imagerie in vivo (échographe) similaires aux appareils utilisés chez les patients, mais adaptés à la taille de notre modèle rongeurs. Ces imageries nous permettent de suivre l’évolution des animaux, en particulier la croissance tumorale, sur plusieurs semaines et de réaliser plusieurs types de mesures, ce qui nous permet de minimiser le nombre d’animaux nécessaire pour avoir des résultats utilisables. Afin de limiter le nombre d’animaux utilisé au maximum tout assurant des résultats statistiquement exploitables, nous avons calculé qu'un effectif maximum de 10 animaux par groupe serait suffisant pour les expérimentations d’efficacité et 6 animaux par groupe pour les expériences de toxicité. Le nombre d’animaux utilisés est déterminé afin d’obtenir des résultats statistiquement significatifs. Cet outil d’analyse statistique nous permet d’estimer le nombre d’animaux nécessaires, selon la variabilité des réponses obtenues. De plus, nous procèderons à une utilisation maximale des données obtenues sur chaque animal en réalisant des analyses post-mortem sur les tissus récupérés (foie, tumeurs, poumons, rate, sang, moelle osseuse). En outre, nous procèderons à une utilisation maximale des données obtenues sur chaque animal en réalisant des analyses biologiques, biochimiques et histologiques sur le même animal. Enfin, le contrôle des paramètres environnementaux et du statut sanitaire des animaux permettra de limiter la variabilité des résultats obtenus et de réduire le nombre d’animaux nécessaire à l’obtention de résultats statistiquement valables. Nous envisageons de mutualiser des groupes contrôles pour les différents tests, lorsque ce sera possible. Par exemple : 1) le groupe "plasmide contrôle" dans le cas où le même vecteur est injecté, 2) dans le cas d'injection
Raffinement
L'état de santé des souris sera quotidiennement surveillé ce qui nous permettra d’intervenir rapidement dès le moindre signe éventuel de souffrance pour les prendre en charge. Des stratégies d’optimisation seront mises en place au cours du projet afin de garantir le bien-être chez l’animal. La formation et l'évolution des tumeurs sera suivie au cours du temps par imagerie non invasive. En cas de souffrance de l’animal, des analgésiques seront administrés. Tout signe et/ou comportement anormal sera signalé et pris en charge par des compléments alimentaires ou une médication adaptée. Si les signes cliniques ne s’améliorent l’animal sera sorti du protocole. Les conditions d’hébergement classiques seront enrichies en alternance par afin d’enrichir l’environnement et d’éviter les comportements de stéréotypie.
Choix des espèces
Nos études nécessitent l’utilisation d’animaux et ne peut recourir à des stratégies de remplacement puisque la thématique principale de notre laboratoire est de comprendre les mécanismes impliqués dans des étapes d'initiation et d'évolution du cancer. Les modèles animaux que nous utiliserons représentent des alternatives prometteuses pour obtenir des résultats plus pertinents en ce qui concerne la compréhension du cancer chez l'Homme. En particulier, les approches utilisées dans notre équipe, combinant des études in vitro avec des analyses in vivo réalisées chez la souris, permettent d'identifier de nouveaux gènes, leur implication dans le développement de tumeurs hépatiques, et de mettre en évidence des nouveaux mécanismes de coopération entre gènes, comme nous l'avons déjà démontré. Les souris seront utilisées au stade jeune (moins de 2 mois). Cet âge permet d'évaluer l'initiation et l'évolution tumorale dans des individus pédiatriques, pour récapituler le contexte de l’hépatoblastome.
Evaluation de stratégies thérapeutiques pour les tumeurs ténosynoviales à cellules géantes dans un modèle induit par l’injection intra-articulaire de cellules mutées de patient chez la souris NMRI Nude.
- Recherche appliquée
- Cancers
- Recherche fondamentale
- Oncologie
- Système immunitaire
- Système musculosquelettique
Dépourvues de défenses immunitaires, les souris de ce projet reçoivent dans l'articulation du genou des cellules tumorales prélevées sur des patients, sans risque de rejet. 267 d'entre elles vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, toutes tuées à l'issue. Chaque animal subit ensuite jusqu'à quatre semaines d'injections hebdomadaires ou de gavage quotidien, avec un prélèvement de sang chaque semaine. Le porteur indique que la tumeur peut faire souffrir l'animal, restreindre l'amplitude de ses mouvements et parfois dégrader son os, et que toutes les souris seront tuées pour analyser les tissus.
Objectifs
Le projet a pour but de mettre au point un modèle fiable de tumeur ténosynoviale à cellules géantes (TGCT) par injection dans l’articulation du genou de souris de cellules de patients atteints de ces tumeurs. Dans un second temps, ce modèle permettra d’évaluer l’efficacité de différents traitements. Ces différentes molécules sont, soit déjà utilisés pour le traitement des TGCTs chez l’homme, soit pertinentes dans d’autres pathologies proches et ont donc un potentiel pour être utilisées dans le traitement des TGCTs. Dans le cas de molécules déjà validées, ce modèle nous permettra d’évaluer l’efficacité de leur administration locale (intra-articulaire). Cette voie est peu utilisée pour l’instant dans le traitement des TGCTs mais pourrait permettre de grandement réduire les effets secondaires de ces traitements qui sont le frein majeur à leur utilisation.
Bénéfices attendus
La prise en charge des patients atteints de TGCT est insuffisante avec de nombreux patients souffrants d’effets secondaires ou non répondeurs aux thérapeutiques actuelles. Ce projet permettra de mettre en évidence l’efficacité de nouveaux traitements dans un modèle adapté et de valider que l’administration locale (intra-articulaire) permet une efficacité au moins équivalente en réduisant les effets secondaires pour les molécules déjà utilisées. Ces nouveaux traitements et modes d’administration pourront ensuite être proposés pour des essais cliniques chez l’homme.
Procédures
Les animaux seront soumis à une seule injection intra-articulaire sous anesthésie (induction + geste + réveil = 5 min) dans le cadre de la mise en place du modèle. Pour tester les traitements, ils subiront en plus des injections hebdomadaires (intra-articulaire ou intra-veineuse) ou un gavage quotidien ainsi qu’un prélèvement sanguin hebdomadaire. Les injections intra-articulaires et leurs contrôles en intra-veineuses seront également réalisées sous anesthésie (induction + geste + réveil = 5 min). Les autres interventions seront réalisées sur les animaux vigiles, avec environ 30 secondes de manipulation par animal comprenant une dizaine de secondes de contention pour réaliser le geste. Le temps de traitement total reste à définir mais ne devrait pas excéder 4 semaines.
Impact sur les animaux
Les molécules à tester sont connues pour induire comme effets secondaires potentiels les plus graves une baisse du nombre de neutrophiles dans la circulation sanguine et une atteinte du foie. Les différents points limites (changement de poids corporel, apparence physique, comportement) seront attentivement surveillés, particulièrement dans les heures et jours suivants les injections. Une induction efficace de la tumeur pourrait amener l’animal à ressentir la douleur associée à son développement. Ces tumeurs, d’évolution généralement lente, entrainent surtout une restriction de l’amplitude de mouvement mais peuvent dans certains cas induire de la dégradation osseuse. Le suivi de la mobilité des animaux sera un point de vigilance particulier pour s’assurer que l’accès à la nourriture ou la capacité à interagir ne sont pas affectés.
Devenir
A l’issue de la procédure, tous les animaux seront euthanasiés afin de collecter et analyser les tissus.
Remplacement
L’articulation se compose de différents tissus qui jouent tous un rôle important dans son fonctionnement et peuvent aussi participer au développement de maladies comme les TGCTs. Le test de molécules d’intérêts thérapeutiques, en particulier avec l’analyse de la voie d’administration la plus adaptée pour réduire des effets secondaires, ne peut pas être pleinement réalisé sur des modèles in vitro et ex vivo. Le recours aux souris ayant une immunité réduite, est un modèle de choix pour l’injection de cellules humaines sans souci de rejet.
Réduction
La réalisation d’un étude pilote permettra de définir la faisabilité et les meilleures conditions de réalisation du projet. Le nombre d’animaux est réduit au minimum suffisant (8 animaux par groupe) pour démontrer des différences statistiquement significatives et reproductibles entre les groupes en utilisant les tests statistiques adaptés. Ensuite, le nombre de molécules se limitera aux plus pertinentes pour l’application chez l’homme (molécules déjà validées à tester en injection intra-articulaire et nouvelles molécules pouvant offrir un bénéfice thérapeutique).
Raffinement
Les souris seront hébergées par cage de 5 maximum avec l’enrichissement nécessaire à la nidification. Les animaux sont maintenus dans un cycle jour/nuit de 12h/12h avec un accès à l’eau et à la nourriture à volonté. Pour les injections intra-articulaires, une injection d’analgésique est réalisée pour prévenir la douleur. Les souris sont ensuite anesthésiées par la méthode permettant l’induction et le réveil le plus rapide, et maintenus sur un tapis chauffant pendant la durée de la procédure. Des points limites adaptés ont été définis et seront appliqués.
Choix des espèces
La souris est un modèle de référence pour la recherche fondamentale ainsi que pour les examens pré-cliniques. De nombreux outils génétiques et biologiques sont disponibles pour analyser les cellules dans la tumeur qui viendront de l’animal. Elle permet la constitution de groupes d'animaux suffisamment larges pour pouvoir effectuer des calculs statistiques pertinents et reproductibles. Les souris utilisées permettent la greffe de tissus et de cellules humaines en évitant les phénomènes de rejet et constituent en cela un modèle reconnu. Des souris adultes de 9 semaines seront utilisées pour modéliser les TGCTs qui affectent principalement des adultes.
« Restauration d’une race de Poule à partir de cellules germinales primordiales »
- Recherche appliquée
- Maladies animales
- Recherche fondamentale
- Éthologie / comportement / biologie animale
- Oncologie
La sauvegarde annoncée des races locales menacées s'accompagne d'un autre objectif, monter une plateforme de service pour les entreprises de sélection et leurs lignées parentales. 315 poules et coqs vont être utilisés dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, tous tués à la fin. Chaque animal est gardé jusqu'à la maturité sexuelle pour des tests de fertilité, de ponte et de production de semence, les mâles passant jusqu'à six semaines en cage individuelle. Le porteur indique qu'il faut partir de 1 080 animaux pour obtenir ces 315 individus finaux, et que ceux-ci seront tués parce que la protéine fluorescente verte qui les marque interdit de les replacer.
Objectifs
L’objectif de ce projet est d’établir le protocole optimal pour restaurer une race de poules à partir de cellules germinales primordiales. Plus spécifiquement, il s’agit d’évaluer si les trois génotypes considérés — lignée pondeuse, lignée chair et race locale — peuvent être restaurés avec le même hôte, ou si des contraintes physiologiques limitent cette compatibilité. Jusqu’à présent, les restaurations réussies de Gallus ont été réalisées au sein de races similaires, par exemple en injectant des cellules germinales primordiales issues d’une souche pondeuse dans un embryon hôte également de souche pondeuse. Parallèlement, nous perfectionnerons la technique d’injection des cellules germinales primordiales dans l’embryon hôte afin d’augmenter à la fois les taux de succès de colonisation gonadique et la survie embryonnaire. L’aboutissement de ce projet offrira une réponse innovante aux menaces que représentent l’influenza aviaire et d’autres épizooties pour les cheptels de lignées pures issus de la sélection génétique, ainsi que pour les races locales à faibles effectifs. Il contribuera à sécuriser durablement ce patrimoine génétique en proposant un protocole standardisé, plus rapide et moins coûteux. En effet, les biotechnologies de la reproduction utilisant des cellules germinales primordiales cryoconservées permettront une restauration en une seule génération, contre environ cinq générations lorsqu’on utilise uniquement de la semence congelée, tout en mobilisant un nombre réduit d’animaux.
Bénéfices attendus
Ce projet vise à développer un protocole optimisé, fiable et économiquement accessible pour la sauvegarde et la restauration de lignées pures — qu’il s’agisse de lignées grand-parentales ou parentales utilisées par les entreprises de sélection, des races locales majoritairement menacées d’extinction, ou encore des lignées expérimentales. Au-delà de l’innovation technique, notre objectif est de préserver et transmettre un savoir-faire stratégique : prélèvement, culture, congélation-décongélation et injection des cellules germinales primordiales. À l’issue du projet, ce protocole et ces compétences seront partagés et pérennisés au sein d’un réseau d'établissements. Cette collaboration structurante ouvrira la voie à la création d’une plateforme de service unique, au bénéfice des industriels, des gestionnaires de races locales souhaitant garantir la conservation à long terme de leurs souches.
Procédures
Les coqs et les poules conservés (315 animaux en tout) jusqu'à la maturité sexuelle pour les tests de fertilité, de ponte et de production de semence auront chacun une prise de sang d'une durée inférieure à 10 secondes.
Impact sur les animaux
Un stress lié au passage en cage peut être observé chez nos animaux, entraînant notamment des troubles du comportement alimentaire qui durent généralement de 48 à 72 heures. Au cours des élevages de longue durée comme ici, il est aussi possible d’observer une dégradation de l’état général d’un individu aux causes parfois non définies avant une autopsie. La capture, la contention et la prise de sang sont des stress pour l’animal, qui n’auront lieu qu’une seule fois dans cette procédure. L’isolement en cage individuelle constitue un autre stress. Il ne sera imposé qu’une seule fois aux mâles pour une durée maximale d'isolement de 6 semaines incluant 2 semaines habituation,. Les coqset les poules bénéficieront de la proximité de leurs congénères dans une même salle et de la mise à disposition d’un objet à picorer dans leur cage. Les prélèvements de semences peuvent éventuellement engendrer du stress.
Devenir
Les 315 animaux finaux seront euthanasiés à la fin du projet car étant marqué par une protéine fluorescente verte ils ne pourront pas être replacés.
Remplacement
L’objectif de notre projet est de comprendre, avec un haut niveau de précision, le mécanisme de transmission germinale des cellules germinales primordiales . Cela implique d’étudier, in vivo, la manière dont des cellules germinales exogènes injectées interagissent et entrent en compétition avec les cellules germinales endogènes de l’hôte, tout au long du développement embryonnaire et jusqu’à la formation des gonades fonctionnelles. Ce type d’étude ne peut pas être remplacé par des modèles in vitro ou par de la modélisation informatique pour plusieurs raisons fondamentales : 1.Complexité des interactions biologiques La colonisation des gonades par les cellules germinales primordiales résulte d’une succession d’événements biologiques finement régulés : migration cellulaire à travers des tissus en développement, signaux moléculaires spécifiques à chaque étape, interaction avec les cellules somatiques gonadiques, et intégration dans un environnement immunologique particulier. À ce jour, aucune plateforme in vitro ne permet de reproduire simultanément l’ensemble de ces signaux et contraintes mécaniques dans leur contexte physiologique réel.
Réduction
Le plan expérimental comprend neuf combinaisons hôte–donneur (3×3). Nous visons 35 animaux par lot en fin d’étude pour disposer d’une puissance correcte sur les critères principaux. Ces ordres de grandeur convergent vers un objectif de 35 sujets par lot comme compromis robuste couvrant l’ensemble des critères. Le démarrage à 120 animaux par lot est dimensionné pour atteindre ces 35 finaux sans répéter d’essais : — deux échantillonnages intermédiaires planifiés (≈ 40 animaux à J7 pour la colonisation post-éclosion ; ≈ 40 animaux à 12–14 semaines pour la compétition exo/endogène) laissent ~40 animaux ; — une attrition attendue de 10–15 % (pertes sanitaires, exclusions techniques) conduit à ~35 animaux disponibles par lot pour la phase adulte (fertilité, ponte, production de semence). Ainsi, le total 1 080 animaux au départ (9×120) est le minimum permettant d’obtenir 315 animaux finaux (9×35), d’assurer la puissance statistique sur tous les critères avec un seul plan intégré, et d’éviter des réitérations expérimentales supplémentaires.
Raffinement
Raffinement de l’hébergement : Les animaux seront maintenus en groupes sociaux tout au cours de l’élevage. Les animaux au sol auront à leur disposition diverses combinaisons d’enrichissement : perchoir, bloc à piquer, des chaînettes métalliques, des bandelettes de tissus pour stimuler le jeu. Les poules et coqs hébergées en cages individuelles pendant 6 semaines au maximum bénéficient d'un milieu enrichi par un jouet à picorer et de la proximité avec leurs congénères permettant des échanges visuels, olfactifs et auditifs. Pour limiter les phénomènes de picage, des répulsifs dit anti picage pourront être appliqués sur les animaux victimes de picage. Les animaux seront soumis à une observation soutenue, plusieurs fois par jour, afin de détecter le plus précocement possible toute dégradation du bien-être. Un arbre de décision visant à faciliter la gestion quotidienne des animaux (atteinte ou non du point limite) et une grille d'évaluation ont été développés et seront fournis aux zootechniciens chargés du suivi des animaux.
Choix des espèces
Pour étudier le meilleur génotype pour restaurer les souches de poules à partir de cellules germinales primordiales du poulet l’espèce receveuse la plus adaptée est le poulet. Une partie des animaux sera utilisé après 7 jours de vie, afin d’étudier la colonisation des gonades par les cellules germinales primordiales injectées durant le développement embryonnaire. Une partie des animaux sera utilisée à 12 semaine de vie afin d’analyser et de comprendre la compétition entre les cellules germinales primordiales exogènes (injectées) et endogènes. Une partie des animaux sera utilisée à l’âge adulte pour la reproduction et pour étudier le pourcentage des cellules germinales primordiales injectées devenues des gamètes fonctionnels.
Métacognition temporelle chez les rats
- Recherche fondamentale
- Éthologie / comportement / biologie animale
- Oncologie
- Système nerveux
Maintenus autour de 90 % de leur poids pour les motiver, 192 rats sont entraînés une heure par jour, cinq jours sur sept, pendant quatre mois. Vient ensuite une chirurgie d'une heure trente pour implanter des électrodes dans deux régions du cerveau, puis une semaine de récupération, deux semaines de réentraînement et un mois d'enregistrement pendant la tâche, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Le porteur qualifie de faible l'impact de la restriction alimentaire sur le bien-être des rats, tout en indiquant qu'elle doit leur laisser "une légère sensation de faim". Tous sont tués à la fin pour que leur cerveau soit analysé.
Objectifs
La perception du temps est essentielle pour planifier et coordonner de manière optimale ses actions et donc adopter un comportement pertinent. Ce projet visera à identifier et étudier les réseaux neuronaux responsables de la planification et du contrôle temporel des actions chez le rat. Sur la base de données récentes, nous faisons l’hypothèse d’un réseau neuronal de trois structures cérébrales qui va requérir, dans un premier temps, une prise d’information temporelle qui sera ensuite évaluée en tant qu’erreur et permettra l’ajustement de la production temporelle. Grâce à l’enregistrement des neurones de ces structures lors d’une tâche comportementale temporelle, nous chercherons à caractériser la signature neuronale d’un tel comportement et des erreurs faites.
Bénéfices attendus
Ce projet apportera une information précieuse sur les réseaux neuronaux impliqués dans la planification et le contrôle temporel des actions. De plus ce projet s’articule dans une recherche transversale plus vaste menée par notre équipe, qui permettra de transposer les résultats obtenus chez le rat, chez l’homme et nous permettra, grâce aux enregistrements neuronaux précis, de guider nos investigations chez l’homme. Outre son intérêt en recherche fondamentale, ce projet devrait aussi fournir des indications précieuses en recherche translationnelle. En effet, chez les personnes avec troubles du spectre autistique (TSA), on observe un déficit d’évaluation des performances temporelles sans altération de la production temporelle. Notre connaissance de ces mécanismes d’évaluation nous permettra ainsi de mieux comprendre les TSA.
Procédures
Dans ce projet, tous les rats seront entraînés à réaliser une tâche comportementale qui nécessite un apport de nourriture contrôlé (4 mois) à raison d’une séance d’une heure par jour au moins 5 jours sur 7 puis subiront une intervention chirurgicale sous anesthésie générale (durée environ 1h30) pour implanter des électrodes dans deux régions d’intérêt. Après une semaine de récupération, ils seront ré-entrainés à la même tâche comportementale (2 semaines) puis enregistrés pendant la réalisation de cette dernière (un mois).
Impact sur les animaux
La tâche comportementale n’est pas stressante en soi, mais nécessite que l’animal ait une certaine motivation pour explorer l’environnement et chercher le renforcement positif (récompense alimentaire). Pour être au plus près du comportement naturel et favoriser la motivation, nous procéderons à une alimentation contrôlée, en donnant la nourriture immédiatement après la séance comportementale en quantité suffisante de façon à ce qu’il n’y ait pas de reste de nourriture le lendemain, mais que l’animal ait une légère sensation de faim garantissant la motivation des animaux à obtenir une récompense alimentaire. Cependant, pour amorcer leur motivation à effectuer la tâche, les animaux seront restreints dans les premiers jours de la tâche comportementales de façon à les maintenir autour de 90% de leur poids. Le poids de l’animal est vérifié quotidiennement juste avant la tâche (donc au moment le plus éloigné de la dernière ration) et la quantité de nourriture est ajustée si le poids descend en dessous de 90% deux jours consécutifs. La nourriture sera ensuite progressivement augmentée de manière à ce que les rats réatteignent leur poids de forme théorique. Cette restriction temporaire est en partie compensée par la nourriture obtenue au cours de la tâche comportementale et impacte très peu leur bien-être. Un autre point de vigilance concerne la chirurgie. La chirurgie d’implantation des électrodes est faite sous antalgique et anesthésie générale, mais présente un risque de diminution du bien-être animal dans les moments/jours qui suivent la chirurgie (inconfort, fatigue et parfois douleur).
Devenir
Tous les animaux seront mis à mort à la fin de la procédure (pour analyse des cerveaux).
Remplacement
Ce projet de recherche fondamentale s’inscrit dans le champ des Neurosciences comportementales. En effet, l’évaluation comportementale et neurobiologique de la planification temporelle d’actions nécessite l’utilisation d’organismes entiers et vivants. L'utilisation d'animaux dans ce projet est nécessaire car nous ne pouvons pas déterminer les codes neuronaux sous-tendant le comportement sans faire appel à l’implantation d’électrodes qui ne peut se faire chez des sujets humains. De plus, les espèces d'invertébrés n'ont pas la capacité pour les comportements décisionnels étudiés dans ce projet et, à l'heure actuelle, ces comportements n'ont été démontrés que chez les mammifères et les oiseaux. De même, l’approche neurocomputationelle faisant appel à la modélisation est utile, mais complémentaire des approches invasives in vivo permettant de vérifier la véracité des modèles prédictifs. Dans ce contexte il demeure nécessaire d’avoir recours à l’expérimentation animale.
Réduction
Le nombre d’animaux utilisés sera minimisé autant que possible grâce à l’étude de plusieurs paramètres chez le même animal. Nous avons calculé le nombre de rats minimal par groupe pour obtenir des résultats significatifs et exploitables, en tenant compte de la perte de certains animaux (comportement temporel instable, perte à la chirurgie, mauvaise localisation des électrodes). Pour l’ensemble des données, une analyse statistique consistant pour l’essentiel à une analyse de la variance sera effectuée.
Raffinement
Après quelques jours d’acclimatation à leur arrivée dans l’animalerie, les rats sont manipulés et pesés quotidiennement au moins une semaine avant le début de l’entraînement à la tâche comportementale, afin de les habituer à l’expérimentateur et de laisser les rats s’habituer à la quantité contrôlée de nourriture. Pour la procédure chirurgicale, des protocoles appropriés d’analgésie et d’anesthésie seront appliqués. Le suivi postopératoire sera effectué quotidiennement par l’expérimentateur ou les zootechniciens pour s’assurer de la récupération complète des rats. Des points limites associés à des actions sont identifiés pour le cas où les mesures de prises en charge de la douleur et de l’inconfort pouvant résulter de l’étape chirurgicale ne seraient pas suffisantes. Une grille de score (fournie en annexe) sera utilisée pour évaluer la douleur et l’inconfort des animaux notamment pendant le suivi post-opératoire. Concernant la mise à mort, nous utilisons une overdose d’euthanasiant et vérifions que les réflexes sont abolis avant de procéder au prélèvement du cerveau. Nous avons aussi optimisé les équipements comportementaux pour permettre aux animaux porteurs d’implants cérébraux de se mouvoir avec le maximum de confort (mangeoire de haute taille). De plus nous avons dessiné et imprimé à l’imprimante 3D des supports d’implants cérébraux améliorant là aussi le confort des animaux en réduisant les possibilités d’accroches dans l’environnement de test. L’enrichissement des rats implantés est aussi modifiée (maison en carton à la place des tunnels de plastique) pour empêcher les rats de se faire mal en se coinçant l’implant. Nous réduirons au maximum les techniques douloureuses ou stressantes. Chaque animal sera suivi tout au long de l’expérience afin de détecter tout indicateur de souffrance et déterminer si besoin l’arrêt de l’expérimentation en accord avec le SBEA (Structure chargée du Bien Etre des Animaux) et les conseils vétérinaires.
Choix des espèces
D’une façon générale, les rongeurs sont un bon modèle d’étude des circuits neuronaux des processus cognitifs, largement conservés le long du phylum. De plus, de nombreuses épreuves comportementales spécifiques permettent de modéliser chez le rongeur des aptitudes cognitives complexes. Les rats ont été sélectionnés pour ce projet car la littérature sur l’apprentissage temporel, dont nos propres publications, est majoritairement basée sur des études chez le rat, fournissant une base de connaissances solide. Les analyses anatomiques et fonctionnelles dans ces expériences s'appuient sur une richesse de connaissances sur la structure anatomique et la neurochimie du rat. Par ailleurs, le rat est généralement considéré comme ayant des capacités cognitives plus évoluées que la souris et la taille supérieure du rat nous permet de réaliser des interventions plus spécifiques au niveau central. Ce modèle animal est donc le plus approprié à la fois pour les études comportementales et neurobiologiques. Nous utilisons pour ce projet de jeunes adultes âgés de trois mois environ au début des expériences. Des rats jeunes adultes (~3 mois) seront utilisés pour s’assurer que le cortex préfrontal et sa connectivité soient matures dès le début de l’apprentissage de la tâche comportementale.
Evaluation de l’effet anti-obésité de molécules biosourcées chez la souris sous régime obésogène.
- Recherche fondamentale
- Éthologie / comportement / biologie animale
- Oncologie
- Système endocrinien
- Système gastrointestinal
Pour comparer des molécules biosourcées à un traitement de référence contre l'obésité, 200 souris mâles sont rendues obèses par un régime gras pendant dix à quinze semaines, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, et toutes tuées à l'issue. Chacune subit treize prélèvements de sang obtenus en coupant un millimètre du bout de sa queue, neuf à quinze injections sous la peau, et des gavages de solution sucrée qui peuvent irriter la gorge. S'y ajoutent six privations d'eau de six heures, trente-six heures au total, et des isolements de quatre heures deux fois par semaine pour mesurer leurs préférences alimentaires. L'enjeu déclaré est de retenir l'une des deux molécules candidates pour la production pharmaceutique et le passage aux essais cliniques.
Objectifs
Des études montrent que l’obésité modifie le goût et augmente la préférence pour les graisses alimentaires. Pour y remédier, des composés d’origine naturelle ont été synthétisés pour diminuer la consommation des graisses alimentaires et augmenter la satiété. L’objectif de cette étude est de comparer l’effet des composés synthétisés à partir d’un ingrédient d’origine naturelle à un traitement de référence contre l’obésité sur la gestion de l’alimentation et du poids. Elle vise également à fournir des données comparatives entre différents molécules biosourcées. Les principaux buts de l’étude sont : 1. Évaluer l’impact des molécules biosourcées sur les préférences alimentaires chez des souris. 2. Comparer l’effet des molécules biosourcées à celui du traitement de référence et voir si leur combinaison aide à maintenir une perte de poids durable chez des souris obèses. 3. Vérifier si les molécules biosourcées peuvent prévenir la reprise de poids après l’arrêt d’un traitement contre l’obésité.
Bénéfices attendus
Ce projet permettra de comparer des molécules biosourcées par rapport à un traitement existant et de les évaluer en tant que traitement adjuvant ou d’entretien dans la gestion du poids. Nous évaluerons également des molécules biosourcées B et C et validerons l’un d’eux (B ou C) pour la production pharmaceutique et la réalisation des études cliniques.
Procédures
Les souris sous régime (obésogène ou standard), seront pesées hebdomadairement et subiront : - une mesure de glycémie toutes les deux semaines pendant 10-15 semaines (prélèvement d’une goutte de sang environ : technique de mesure peu invasive nécessitant une simple contention pendant 1 minute), - un isolement ainsi qu’une privation d’eau pendant 6 heures avant chaque test de préférence entre deux choix, à raison de 3 tests par semaine pendant 2 semaines (soit 6 périodes de restriction hydrique, totalisant 36 heures). Une privation d’eau de 6 heures sera également appliquée avant la réalisation du test pour mesurer leur réaction au sucre (test de tolérance au glucose). Pour la mesure du taux de sucre dans le sang, chaque souris subira 5 à 8 prélèvements. Les souris seront soumises à un test de tolérance au sucre impliquant une brève contention pour l’administration du sucre par gavage, suivie de cinq prélèvements sanguins de faible volume réalisés au niveau de la queue sous anesthésie locale. Un prélèvement sanguin d’un volume important sera réalisé sous anesthésie générale juste avant la mise à mort (elle aussi réalisée sous anesthésie générale). Après le décès de l’animal, certains de ses organes seront prélevés.
Impact sur les animaux
- Les souris recevront une alimentation pouvant les rendre obèse (grosse) et provoquer un certain inconfort. Mais cette période ne durera que le temps nécessaire pour voir si les substances testées fonctionnent, soit entre 10 et 15 semaines (incluant 2 semaines sans subir aucun protocole pour s’habituer à leur nouvel environnement et entre 8 et 13 semaines de test). Cela permet de limiter au maximum les effets désagréables pour les souris. - Les souris peuvent ressentir un peu de stress à cause de certaines manipulations. Par exemple, elles peuvent recevoir entre 9 et 15 petites piqûres sous la peau, ou plusieurs petites prises de sang au niveau de la queue : entre 5 et 8 pour mesurer le sucre dans le sang, et 5 autres pendant un test de tolérance au sucre (pour voir comment leur corps réagit au sucre) qui dure 2 heures. Elles peuvent aussi être mises seules dans une cage pendant 4 heures, deux fois par semaine, pendant 2 semaines, pour un test sur leurs préférences alimentaires. - Pour faire les tests, on doit prélever un peu de sang aux souris, environ la taille d’une petite goutte. Pour cela, on coupe un petit bout du bout de leur queue, à peine un millimètre, ce qui peut leur faire un peu mal et parfois provoquer une petite infection, mais c’est surveillé de près. Au total, chaque souris aura 13 prises de sang : 8 pour suivre l'apparition du diabète, faites toutes les deux semaines, et 5 autres pendant un test pour voir comment leur corps réagit au sucre. - Les administrations par la bouche de solution sucrée induisent un stress chez les animaux et sont susceptibles de provoquer une irritation au niveau de la gorge.
Devenir
À la fin de l’expérience, les animaux seront mis à mort pour pouvoir prélever des tissus et des organes nécessaires aux analyses scientifiques. Ces examens, notamment ceux qui regardent les cellules et les organes au microscope, ne peuvent pas se faire sur un animal vivant. La mise à mort est faite sous anesthésie générale pour que les animaux ne ressentent ni douleur ni stress.
Remplacement
L’obésité est une maladie qui touche plusieurs parties du corps en même temps et qui modifie la façon dont l’organisme utilise les graisses, les sucres et contrôle l’appétit. Pour comprendre tous ces changements, il faut les étudier dans un corps vivant, car ils dépendent de la communication entre les organes. Ainsi, les modèles cellulaires ne peuvent pas entièrement remplacer l’utilisation d’animaux vivants pour cette étude. En effet, bien que des résultats aient été obtenus sur des cellules en laboratoire, cela ne suffit pas pour comprendre les réactions complexes du corps, comme la manière dont il perçoit les saveurs et réagit à ce qu’il mange. C’est pourquoi on a besoin d’étudier ces effets chez des animaux vivants.
Réduction
En utilisant des cellules en laboratoire (in vitro), on a pu faire une partie des tests sans animaux. Cela nous permettra d’en utiliser moins pour comprendre comment les substances agissent dans le corps. 3. Le nombre d’animaux utilisé dans cette étude a été réduit au minimum tout en permettant d’obtenir des résultats scientifiques fiables. Après estimation, 8 souris par groupe sont nécessaires. Pour tenir compte de possibles effets du transport sur leur comportement, 2 souris supplémentaires sont ajoutées, soit un total de 10 animaux par groupe.
Raffinement
• Prise en charge et environnement : • Les souris seront hébergées en groupes dans des conditions habituelles de l’animalerie. Le calme sera maintenu dans la pièce, et les animaux seront surveillés lors des pesées (2 fois par semaine) ; • Du matériel d’enrichissement (pour la construction de nids) sera fourni en continu, avec un accès permanent à la nourriture et à l’eau ; • Pour réduire le stress lié aux manipulations, les souris seront habituées à la contention (par tunnel ou dans le creux des mains) quelques jours avant les expérimentations. • Gestion de la douleur : Pour limiter toute douleur ou souffrance, Les souris seront surveillées de près par l’équipe de recherche. Cela permettra d'intervenir rapidement en cas de problème et de garantir le bien-être des souris. Lors des tests pour mesurer le sucre dans le sang, une crème anesthésiante sera appliquée sur la queue des souris quelques minutes avant la petite coupure nécessaire pour prélever le sang. La zone sera aussi nettoyée avant et après avec un produit désinfectant. Le matériel utilisé sera désinfecté à chaque fois. Pour réduire l’inconfort et le stress lors de l’administration des substances par la bouche, des sondes souples et adaptées à la taille des souris seront utilisées. L’animal sera maintenu seulement quelques secondes, et l’expérimentateur est formé pour faire cette manipulation de façon douce et rapide. Pour assurer une hygiène optimale lors des interventions : • Le personnel portera une blouse jetable propre et des gants désinfectés à l’alcool 70 % ; • Les surfaces de travail seront nettoyées, un champ stérile sera utilisé, et les instruments seront stérilisés ; • La zone d’incision sera tondue et la peau désinfectée avant toute intervention. Des points limites adaptés seront également mis en place .
Choix des espèces
Du point de vue scientifique, la souris reste le modèle de choix dans l’étude de l’obésité car c’est un modèle qui est assez documenté, conduisant à l’apparition de syndrome métabolique comme chez l’homme. De même, la durée d’induction de l’obésité à partir de 8 semaines chez la souris est relativement courte, ce qui permet la création des groupes expérimentaux dans des délais raisonnables. D’un point de vue technique, la disponibilité des outils (Anticorps, kits de dosage etc …) contribue au choix de modèle de souris. Des souris mâles adultes âgées de 22 semaines seront utilisées dans cette étude. Certaines auront été rendues obèses en recevant une alimentation très grasse pendant plusieurs semaines. Pour évaluer leur état corporel, on utilise une méthode appelée Body Condition Score (BCS), qui donne une note de 1 à 5 (maigre à obèse) selon la quantité de graisse et de muscle. Cette estimation est faite en touchant doucement leur dos et leurs côtes. On utilise aussi un appareil de mesure spécialisé (appelé EchoMRI) pour avoir une estimation précise de la masse graisseuse. À la fin de l’étude, les animaux auront environ 37 semaines, un âge permettant d’observer les effets d’un régime riche en graisses sur le fonctionnement du corps à un stade avancé de leur développement.
Entrainement et mise au point de procédures expérimentales d’échographie (EU2/2)
- Formation professionnelle
- Recherche fondamentale
- Biologie du développement
- Oncologie
- Système cardiaque
Rats : 220
812 rongeurs, 592 souris et 220 rats, vont être utilisés dans des procédures déclarées d'un niveau de souffrance léger, les adultes tués à la fin de chaque mise au point et 212 animaux réutilisés. Des femelles gestantes subissent jusqu'à dix anesthésies gazeuses quotidiennes de trente minutes sur les vingt et un jours de gestation, et leurs nouveau-nés sont séparés d'elles jusqu'à quinze minutes pour être échographiés, au risque d'un rejet ou d'une agression au retour dans la cage. Le porteur présente l'échographie comme un raffinement qui remplacerait des dissections chez d'autres équipes, tout en visant un "catalogue de prestations techniques" et la formation d'utilisateurs. L'effectif, lui, n'est adossé à aucun calcul de puissance et correspond au "nombre moyen nécessaire et suffisant" pour évaluer la reproductibilité des mesures.
Objectifs
L’objectif de notre projet vise à prendre en charge la mise au point expérimentale de l’exploration de différents organes et phénomènes biologiques, physiologiques ou pathologiques, par échographie sur le rongeur. Une large partie de cette mise au point sera consacrée à l’exploration cardiaque où la reproductibilité des mesures est primordiale pour étudier les dysfonctions ou le vieillissement cardiaque. L’échographie sera également mise en œuvre pour la détection et le suivi du cancer (foie, pancréas, colon, sein, etc..), l’exploration du muscle (orientation, longueur de fibres, volume), l’étude de la perfusion cérébrale ou encore suivi du développement embryonnaire et du nouveau-né. Nous souhaitons également mettre au point des interventions guidées par échographie (administration et/ou prélèvement de substances dans des organes profonds) susceptibles de remplacer certaines interventions chirurgicales. La mise au point pourra aussi porter sur l’utilisation d’agents de contraste pour l’échographie (microbulles) pour mieux visualiser certaines structures ou étudier la perfusion sanguine dans de nombreuses situations. L’un des systèmes dont nous disposons permet de mesurer des différences de dureté tissulaire à l’intérieur d’un même organe et ainsi mettre en évidence de façon ultra précoce l’apparition de certaines lésions. Si cette application a été bien prise en main par les spécialistes du cancer du pancréas utilisant quotidiennement l’échographie dans le cadre de leurs recherches, nous devons la déployer sur d’autres thématiques pour la rendre accessible à des équipes non spécialistes en échographie. Notre ambition est de mettre en place un catalogue de prestations techniques aussi complet que possible et évolutif pour, in fine, pouvoir former les utilisateurs ou prendre en charge leur projet en tant qu’experts. Nous nous attacherons également à diffuser les méthodologies validées pour en faire un référentiel pour la recherche préclinique. Le projet sera mené sur deux établissements utilisateurs.
Bénéfices attendus
Cette mise au point de procédures expérimentales robustes et reproductibles d’imagerie non invasive par échographie ou échocardiographie à destination de la communauté scientifique vise à faciliter l’accès au plus grand nombre à une modalité d’imagerie non invasive, peu stressante, ne nécessitant pas d’intervention lourde sur l’animal et permettant leur suivi longitudinal. Nous espérons que cette expertise apportée aux chercheurs permettra d’augmenter le recours à l’échographie en remplacement de méthodes invasives ou terminales (dissections). Ceci aura donc un impact positif sur deux critères de la règle de 3R : 1. Réduction : Suivi d’une même cohorte au cours du temps, détection plus précise (chaque animal étant son propre contrôle) afin de réduire la taille des lots d’animaux 2. Raffinement : Modalité atraumatique, générant un stress limité puisque l’animal est sous anesthésie, détection plus précoce des pathologies pour réduire la dégradation du bien être dans le cadre de modèle chronique. Raffinement de certaines procédures précédemment réalisées par chirurgie (injection de cellules tumorales dans des organes profonds comme le pancréas).
Procédures
Pour la mise au point d’exploration échographie non invasive, les souris subiront une anesthésie générale gazeuse de 20 minutes maximum et cette anesthésie pourra être répétée 3 fois à 24h d’intervalle minimum. Pour la mise au point de procédures d’échographie avec injection d’agents de contraste, les souris subiront une anesthésie générale gazeuse qui pourra durer 1 heure maximum avec pose de cathéter veineux (5 minutes) avant début des acquisitions échographiques. Pour la mise au point d’interventions sous contrôle échographique, les souris subiront une anesthésie générale gazeuse qui pourra durer 1 heure maximum et, durant cette anesthésie, des injections ou des prélèvements seront réalisés (30 minutes). Pour l’optimisation du suivi du développement embryonnaire par échographie, les souris femelles non anesthésiées subiront deux injections d'hormones. Après fécondation, elles subiront une anesthésie générale gazeuse quotidienne de 30 minutes maximum, soit 10 anesthésies maximum sur les 21 jours de gestation. Toutes ces interventions pourront être réalisées alternativement ou successivement (à minimum 24h d'intervalle) dans les établissements utilisateurs (EU) 1 et 2. Les femelles gestantes pourront être transférées d'une EU à l'autre, par voie routière, sauf durant le dernier tiers de la gestation (à partir de 14 jours). Une échographie pourra être réalisée sans anesthésie sur les nouveaux nés (souris et rats) durant leurs premières heures de vie (moins de 48h) mais les nouveaux nés ne seront pas séparés de leur mère plus de 15 minutes. Le suivi pourra se poursuivre jusqu’au sevrage à raison d’une échographie par semaine maximum (soit 2 à 3 échographies par animal de 48 h à 21 jours de vie). Les explorations pourront se faire dans l'EU1 ou l'EU 2 mais aucun transfert ne sera autorisé avant sevrage.
Impact sur les animaux
L’exploration échographique du rongeur dans le cadre de mises au point techniques nécessite une anesthésie générale d’une durée relativement longue (20 minutes à 1h selon la procédure). La phase d’induction s’accompagne d’une phase d’excitation qui est un stress de faible niveau. La phase de réveil est également un moment critique. Selon la durée de l’anesthésie, l’animal peut voir sa température corporelle chuter. Il peut se déshydrater et perdre un peu de poids. Selon les modèles qui seront mis en œuvre, nous serons amenés à travailler sur des animaux ayant développé certaines pathologies (insuffisance cardiaque, infarctus, cancer etc.) susceptibles d’entrainer stress, gêne respiratoire, difficulté de locomotion et / ou douleur. Les injections intraveineuses d’agents de contraste échographique (microbulles) pourront induire douleur locale et inflammation au niveau du site d’injection. Dans le cadre de suivis gestationnels, l’administration d’hormones (synchronisation de l’œstrus, facilitation de la mise bas) pourra se faire sur animal non anesthésié, sous contention, susceptible d’induire un stress. L’échographie néonatale, impose de séparer le nouveau-né de sa mère et du reste de la portée pour la durée de l’exploration échographique ce qui peut induire des comportements de rejet et / ou d’agressivité de la part de la mère à la réintroduction du nouveau-né dans la cage. L’anesthésie néonatale peut entrainer une dégradation des fonctions respiratoires et cardiaques, de l'hypothermie et une hypoglycémie.
Devenir
Tous les animaux adultes impliqués dans ce projet seront mis à mort à la fin de chaque projet de mise au point expérimentale échographique. Les animaux nés au cours des projets de suivi du développement embryonnaire et/ou mise au point d'injections et/ou prélèvements sous controle échographique et dont l'état général (santé et bien-être) le permettra seront proposés pour réutilisation aux chercheurs propriétaires des lignées en question et titulaires d'une autorisation de projet en cours de validité.
Remplacement
Pour certaines applications, mesure de dureté des tissus en particulier, nous pourrions avoir recours, pour les mises au point très préliminaires, à des objets mimant les tissus vivants (fantômes d’agarose) mais l’échographie est une modalité d’imagerie clinique et préclinique reposant sur les différences d’échogénicités entre les différents organes, fluides et tissus, in vivo, le recours aux animaux reste indispensable y compris dans notre démarche de mise au point expérimentale.
Réduction
Le nombre d’animaux utilisés par groupe a été défini comme le nombre moyen nécessaire et suffisant pour être en mesure d’évaluer la reproductibilité de nos mesures. Ce nombre sera ré-évalué pour chaque nouvelle fonction étudiée, en fonction des spécificités de chaque projet et sur la base de recherches bibliographiques. Afin de réduire le nombre global d’animaux mis en œuvre, les animaux dont l’état de santé et de bien-être général le permet seront, autant que possible, réutilisés lorsque la procédure pratiquée ne remet pas en cause le bien-être et / ou la survie des animaux. Ce sont par ailleurs les mêmes animaux qui seront suivis au cours du temps pour mise au point d’un protocole expérimental donné. Tous les résultats obtenus seront mis à disposition des équipes de recherche pour servir d’études pilotes aux projets de recherches qui s’appuiront sur ces nouvelles méthodes. Ils leur permettront de déterminer la taille de leurs lots d’essais par une approche statistique.
Raffinement
L'imagerie échographique permet d’explorer et mesurer les organes, la circulation et la perfusion sanguine sans douleur avec un stress minimal lié à l’induction de l’anesthésie (isolement et perte de connaissance). Le suivi de l’évaluation de l’état de santé des animaux (à l'aide de grilles d’évaluation et de points limites adaptés à chaque modèle) sera strictement respecté et effectué quotidiennement en concertation avec les équipes de zootechnie. Pour ceux qui devront être transférés d’un établissement utilisateur à un autre, le transfert se fera par voie routière (15 à 30 minutes) dans le respect de la charte de transport établie par notre structure. Pour limiter le stress dû au transport les animaux seront transportés dans leur cage d’origine afin qu’ils conservent leurs repères olfactifs. Lors des explorations échographiques, les animaux seront maintenus sur un support d’imagerie chauffant pendant toute la durée de l’anesthésie générale. Dans le cas des nouveaux-nés, une attention particulière sera portée au maintien de l’environnement olfactif : 1/ pendant la procédure pour réduire le stress du nouveau-né et 2/ pendant la phase de réveil pour qu’il ne soit pas rejeté par sa mère après réintroduction dans la cage. Nous travaillerons sur des animaux ayant développé certaines pathologies (insuffisance cardiaque, infarctus, cancer etc.) mais dans le cadre de ce projet la phase la plus critique des mises au point expérimentales se situera dans les phases les plus précoces et ne devrait donc pas induire de nuisance particulière pour les animaux autres que celles en lien direct avec la méthode expérimentale. Si malgré tout nous devions voir apparaitre des signes de souffrances non soulagés par des traitements vétérinaires classiques (réhydratation parentérale, administration d’antidouleur de type morphiniques ou anti-inflammatoires non stéroïdiens), les animaux seraient mis à mort rapidement. Nous veillerons à limiter autant que possible le stress subi par les animaux en employant des méthodes de manipulation les plus adaptées (préhension sans contention, maintien de l'environnement olfactif pour les nouveaux nés). Tout stress causé aux animaux serait par ailleurs rédhibitoire pour prétendre mesurer des paramètres physiologiques tels que ceux caractérisant la fonction cardiaque. Certaines injections pourront se faire sur animal non anesthésié (injection d'hormones) mais la plupart seront faites sous anesthésie générale, durant la procédure d'échographie.
Choix des espèces
L'objectif de ce projet est de mettre au point et standardiser différentes procédures expérimentales d’échographie, d’échocardiographie et d’écho-élastographie ce qui ne peut se faire que chez l’animal vivant en l’absence de modèles in vitro appropriés. L'utilisation de rongeurs tels que la souris et le rat permet de reproduire les pathologies humaines telles que les maladies cardiovasculaires, les cancers ou les maladies métaboliques ou encore le suivi du vieillissement. Le rat est plus particulièrement utilisé dans des applications de neurobiologie ou l’étude de la nécrose osseuse induite lors de radiothérapie du cerveau en particulier. Les rongeurs (souris et rats), grâce à leur courte durée de gestation (21 jours) sont également des modèles particulièrement adaptés pour mener des études de suivi de développement embryonnaire. L’échographie permet de détecter l’apparition de malformations éventuellement associées à certains génotypes et/ou observer le phénomène de résorption embryonnaire pouvant expliquer l’absence de certains génotypes à la mise bas (mortalité embryonnaire). Les animaux adultes seront âgés de 7 semaines minimum à réception dans nos zootechnies. Ils ne seront utilisés qu’après 5 à 7 jours de quarantaine. Les expériences seront majoritairement conduites chez de jeunes adultes de 8 à 12 semaines mais cet âge pourra varier en fonction de l’objet de l’étude (a minima après sevrage et jusqu’à 1 an). Une des procédures, qui nécessite la mise en œuvre de femelles gestantes. Ces femelles (souris et rates) seront mises en accouplement à partir de l’âge de 8 semaines. Les embryons pourront être objets de prélèvements et / ou injections guidées par échographie à tous les stades de développement donc y compris durant le dernier tiers de gestation. Les souriceaux et ratons issus de ces gestations pourront être imagés par échographie avant sevrage (de 1 à 21 jours).
Coûts physiologiques et bénéfices antiparasitaires du comportement de « sunning » chez le pigeon biset
- Recherche fondamentale
- Autre recherche fondamentale
- Éthologie / comportement / biologie animale
- Oncologie
Sept prises de sang pour 96 des 120 pigeons bisets capturés, quatre prélèvements de plumes par oiseau, et chaque fois une contention de deux à cinq minutes sur animal vigile, sans anesthésie ni analgésie. Ces procédures, déclarées d'un niveau de souffrance léger, s'accompagnent d'une exposition de deux minutes à une source de chaleur et de lumière censée imiter un bain de soleil, tous les oiseaux étant ensuite relâchés à leur site de capture. Le porteur admet un stress et une détresse lors de la capture et des prises de sang, tolère le halètement pendant l'exposition à la chaleur et n'exclut pas des brûlures si la température visée est dépassée. Il attend de ces manipulations la description d'un comportement encore peu étudié et des données en libre accès.
Objectifs
Nos travaux de recherche appartiennent au champ disciplinaire de l'écologie, qui peut se définir comme l'étude scientifique des relations entre les organismes vivants et leur milieu. Ils portent sur l'étude de la variabilité naturelle des paramètres morphologiques et physiologiques et des comportements chez les espèces animales évoluant en milieu urbain, et donc soumises à de fortes pressions anthropiques. Plus particulièrement, le milieu urbain favorise la transmission des parasites entre individus tout comme il crée des environnements particulièrement contraignant en cas de chaleur : les îlots de chaleur urbain. Toutefois, ces pressions ne s'additionnent peut-être pas, car l'exposition à la chaleur est potentiellement une stratégie antiparasitaire via certains comportements comme le "sunning", soit l'exposition au soleil qui peut soit tuer les parasites par la chaleur, soit les obliger à se déplacer permettant à l'hôte leur détection et leur élimination. Dans ce projet, nous souhaitons mimer expérimentalement ce comportement en exposant des pigeons, connus pour réaliser ce comportement, à des conditions de température et de lumière similaires à celles d'une exposition au soleil afin d'étudier son efficacité antiparasitaire contre les poux des pigeons, son mécanisme (dissociation de l'effet de la température et de la lumière sur les poux) et ses coûts en terme de thermorégulation et de reproduction.
Bénéfices attendus
Les bénéfices du projet sont divers : (1) il va nous permettre de décrire le fonctionnement du comportement de "sunning" encore peu étudié, (2) il améliore notre compréhension des réponses des animaux à des contraintes importantes dues à l'urbanisation et au changement climatique, (3) ces mêmes données, jusqu'ici non existantes à notre connaissance, seront partagées avec la communauté scientifique via des dépôts de données en libre accès, (4) il permettra la récolte de données valorisables dans d'autres projets (mesures des éléments traces métalliques dans les plumes de pigeons parisiens et corrélation avec des mesures morphologiques).
Procédures
Les animaux seront soumis à diverses contention pour des mesures morphologiques (pesée : 1 minute, état de santé : 1 minute, 3x mesures morphométriques du tarse, de l'aile, des doigts : 10 minutes au total), ou l'exposition à notre traitement qui consiste à être maintenu 2 minutes sous une source de chaleur et/ou de lumière comme en milieu naturel. Les prélèvements réalisés sont tous peu invasifs : prélèvement de bouts de plumes (4 par oiseau, les plumes sont coupées sur des parties non inervées et non arrachées - 2 min de contention) et prélèvement sanguin (les 120 oiseaux subissent au moins une prise de sang, 96 d'entre eux en subissent 7, le sang n'est pas prélevé dans la veine mais sur la plaie après piqure par une aiguille immédiatement retirée afin de limiter la contention et la douleur - 5 min de contention au maximum, généralement 2-3 minutes). Toutes nos interventions ont lieu sur animaux vigiles afin d'éviter les effets des anesthésiants et analgésiants sur les comportements des animaux. Lors des interventions, la tête des oiseaux est couverte d'un tissu ou de la main pour les calmer.
Impact sur les animaux
Les nuisances attendues sur les animaux impliquent très majoritairement du stress et de la détresse lors de la capture et des manipulations, notamment lors de la prise de sang. Ce stress est temporaire et n'a aucune conséquence indésirable sur les individus qui retrouvent des comportements sociaux, de toilettage et d'alimentation normaux lors du retour en volière (dans laquelle ils présentent une courbe de suivi de masse normale) ou du relâché en milieu naturel. Il peut arriver que des blessures soient causées par le mode de capture (cela a été très rarement observé). Enfin, il ne peut pas être exclu que des blessures soient causées par la manipulation, bien que nous n'ayons jamais observé jusqu'ici de blessures causées par la pesée, les mesures ou la contention. Enfin, l'exposition à la chaleur pourrait causer stress voire halètement: ces nuisances ont été observées dans la nature sur des pigeons réalisant ce comportement par eux-mêmes et sont également d'intérêt pour notre étude. Le halètement sera toléré lors de l'exposition à la chaleur sauf si on observe qu'il perdure dans le temps après exposition. Cette exposition pourrait aussi causer des brûlures, dans le cas très peu probable (car suivi continu) de températures dépassant les températures visées.
Devenir
Tous les animaux seront relâchés à leur site de capture à la fin de la procédure.
Remplacement
Afin d'atteindre les objectifs scientifiques qui se focalisent sur une population de vertébrés en conditions naturelles et expérimentales, le recours à des animaux est nécessaire et il n'est pas possible aujourd'hui de les remplacer. Des organismes qui ne rentrent pas dans les limites taxonomiques de la législation sur l'expérimentation animale (comme les insectes ou les mollusques) ne présentent pas la même écologie ni la même biologie. Le comportement de sunning n'est observé que chez des organismes endothermes soit uniquement des vertébrés.
Réduction
Le nombre d'individus utilisés est choisi pour permettre d'avoir un nombre suffisant d'individus par groupe et assez de réplicats par traitement. Par exemple, si la température induit une chute du nombre de poux de 25%, nous avons une probabilité de le déceler de 99% avec 96 individus (estimation à l'aide d'un test statistique). De plus, afin de multiplier les bénéfices des captures et de nos différentes manipulations, nous avons opté pour limité le nombre de captures et d'ajouter des mesures légères et très peu invasives (prélèvement d'un bout de plume, mesures morphologiques supplémentaires) afin de répondre à des questions scientifiques supplémentaires. Cela permet de ne pas capturer plus d'individus sur la même période ou dans le futur.
Raffinement
Toutes nos procédures sont légères en terme de stress et de souffrance infligée à l'animal. De plus, les pigeons bisets sont très tolérants à la capture et à l'hébergement. L'utilisation de tissu pour les couvrir en cage et de tissus ou de la main lors de la contention est efficace pour les calmer car nos procédures sont réalisés sur animaux vigiles. Nous n'utilisons pas d'anesthésiant ou d'analgésiant afin d'éviter les effets néfastes sur le comportement. Les individus seront vus tous les jours à l'aide d'une grille d'évaluation afin d'identifier tout animal en mauvaise santé ou en condition de stress intense sur la base des points limites préalablement définis afin de le sortir des conditions expérimentales. Les volières correspondent aux critères définis pour l’élevage du pigeon biset (voir dossier d'agrément). Les pigeons seront hébergés dans une volière extérieure construite en grillage galvanisé, divisée en 16 compartiments et couverte en partie par un toit en tôle afin que les oiseaux puissent se protéger des intempéries. Chaque compartiment (L=3.10m, l=2m, h=2.40m, volume=14.88m3, surface au sol=6.2m2) peut accueillir un maximum de 12 individus. La surface au sol représente plus de 2 fois la surface recommandée par l’annexe A de la Convention Européenne (3 m2 pour 12 individus). De plus, les compartiments sont plus longs que larges, ce qui permet aux individus d’effectuer de brefs vols. Par ailleurs, chaque compartiment est enrichi de 6 nichoirs en bois brut laqué, de 4 perchoirs en bambou d’une longueur totale de 5 mètres, 1 mangeoire de 60 cm, un abreuvoir d’eau (réservoir de 7 litres) et une baignoire de faible profondeur de 30 cm de diamètre. Tous ces enrichissements permettent de réduire le stress de la captivité pendant tout le protocole. L'équipe technique et scientifique a l'expérience du travail sur cette espèce. L'ensemble des manipulateurs est formé par tutorat aux gestes décrits.
Choix des espèces
Le pigeon biset Columba livia apparaît comme étant un modèle animal idéal pour étudier les mécanismes écologiques et évolutifs en milieu urbain. En effet, c’est un oiseau issu d’élevage domestique relâché par l’homme par le passé qui s’est installé dans les zones urbaines et qui est, à priori, soumis à de fortes pressions évolutives. De par ses grandes facilités d’adaptation, il constitue le modèle vertébré « sauvage » le plus répandu en zone urbaine. Par ailleurs, cette espèce est très répandue et ne constitue pas une espèce menacée d’extinction. Les pigeons échantillonnés et prélevés en milieu naturel seront tous adultes (plus de 8 mois). Des pigeons plus jeunes ont des taux de mortalité plus élevés à court terme, il est donc possible qu'ils meurent rapidement après baguage. De plus ils sont plus sensibles au stress, notre impact serait plus grand si nous les manipulions. La reconnaissance de l'adulte se fait sur critères morphologiques : la caroncule du bec n’est pas encore blanche mais reste rosée chez les pigeons jeunes, ils sont également plus petits, une masse qui dépasse rarement 250g et ont un bréchet saillant. Dans le cas où nous doutons de l’âge d’un individu, il sera considéré comme juvénile.
Etude de l’effet anti-stress post traumatique de nouveaux neuroplastogènes chez le rat : rôle de la médiation des récepteurs 5-HT
- Recherche fondamentale
- Autre recherche fondamentale
- Oncologie
- Système nerveux
Les rats Wistar mâles sont retenus parce qu'ils réagissent plus fortement que d'autres lignées aux chocs électriques inévitables et émettent des vocalisations de détresse à 22 kHz plus régulières. 220 d'entre eux vont être utilisés dans des procédures impliquant un niveau de souffrance sévère. Chacun reçoit une série de chocs de 1 mA d'une demi-seconde destinés à installer un état de stress post-traumatique, une ou deux injections de composés psychotropes, puis passe le test du champ ouvert, un test de reconnaissance d'objet et un enregistrement de ses vocalisations ultrasonores. Tous sont tués à la fin, le porteur expliquant que les substances administrées créent des adaptations dans le cerveau qui interdisent de les réutiliser.
Objectifs
Le trouble de stress post-traumatique est une réponse anormale à un traumatisme, qui touche une part importante de la population. Dans de nombreux cas, ce trouble est associé à d'autres pathologies psychiatriques, comme la dépression, ce qui complique sa prise en charge. Il est souvent décrit comme un dysfonctionnement de la mémoire, où le souvenir du traumatisme reste envahissant au lieu de s’atténuer naturellement. Les traitements actuels, notamment les antidépresseurs classiques, restent souvent peu efficaces, en particulier chez les patients souffrant de comorbidité. Face à ces limites, de nouvelles approches thérapeutiques sont explorées. Certaines substances agissant sur la plasticité cérébrale ont montré des effets prometteurs sur les symptômes du trouble de stress post-traumatique et de la dépression associée, notamment lorsqu’elles sont utilisées à faibles doses et en complément d’un accompagnement psychothérapeutique. Dans ce contexte, notre projet vise à étudier deux composés innovants susceptibles de favoriser la récupération après un traumatisme psychologique, sans provoquer d'effets indésirables majeurs. Nous utiliserons un modèle animal de trouble de stress post-traumatique afin de mieux comprendre les mécanismes en jeu et d’évaluer l’efficacité de ces composés.
Bénéfices attendus
Le trouble de stress post-traumatique est une réponse pathologique à un traumatisme, qui touche une part importante de la population. Dans la majorité des cas, il est associé à d’autres troubles psychiatriques, notamment la dépression, ce qui aggrave le pronostic et rend la prise en charge plus difficile. Ce trouble est souvent lié à un dysfonctionnement de la mémoire : le souvenir du traumatisme reste intense et persistant, au lieu de s’atténuer avec le temps. Les traitements actuels, principalement les antidépresseurs, ne sont pas toujours efficaces, en particulier chez les patients présentant une dépression comorbide. Cela souligne l’importance de développer de nouvelles approches thérapeutiques. Certaines substances capables de stimuler la plasticité cérébrale ont montré des effets encourageants sur les symptômes résistants du trouble de stress post-traumatique et de la dépression associée, notamment lorsqu’elles sont utilisées à faibles doses et en complément d’une prise en charge psychothérapeutique. Notre projet vise à évaluer deux composés innovants susceptibles de favoriser la récupération après un traumatisme, en agissant sur les mécanismes de plasticité neuronale, sans provoquer d’effets secondaires majeurs. Nous utiliserons pour cela un modèle animal de trouble de stress post-traumatique, afin d’étudier leur efficacité et de mieux comprendre leur mode d’action. Les résultats seront également comparés à ceux obtenus avec un traitement de référence.
Procédures
Les rats seront tout d’abord exposés, ou non selon le groupe expérimental, à une session de stimuli inévitables, de faible intensité, destinés à induire un stress dans le cadre d’un modèle validé de trouble de stress post-traumatique. Cette session constitue l’étape de conditionnement au stress. Par la suite, les animaux recevront des injections de substances actives par voie intra-péritonéale et/ou sous-cutanée. Ces administrations seront réalisées sur des animaux vigiles (non anesthésiés), dans des conditions de contention manuelle douce. Chaque injection impliquera une contention brève, d’une durée estimée entre 10 et 20 secondes. Selon le groupe, les animaux recevront une à deux injections, à des temps définis (par exemple : immédiatement après le stress, ou après un délai de 24 à 48 h dans le cadre de l’évaluation d’un effet différé). Enfin, les animaux effectueront des tests comportementaux : a) le test du champ ouvert avec une durée de session de 5 minutes, b) le test de la reconnaissance d’objet avec une durée de session de 5 minutes, 3) le test de vocalisations ultrasonores avec une durée de session de 7 minutes. L’ensemble de ces interventions est conçu pour limiter le stress additionnel et garantir des conditions d’expérimentation reproductibles, tout en respectant le bien-être animal. Un suivi quotidien sera effectué afin de surveiller l’état de santé des animaux après chaque manipulation.
Impact sur les animaux
Les animaux seront soumis à plusieurs interventions selon les groupes expérimentaux, chacune étant associée à un niveau de nuisance spécifique : Stimuli inévitables : Tous les rats recevront une série de stimuli électriques brefs (1 mA, 0,5 sec) dans le cadre du protocole de stress. Cette procédure entraîne un stress modéré à intense, de courte durée, sans séquelle physique. Injections intra-péritonéales et/ou sous-cutanées : Tous les animaux recevront une à deux injections, nécessitant une contention manuelle douce d’environ 10 à 20 secondes. Ces injections induisent une douleur légère et transitoire liée à la piqûre. Administration de substances psychotropes : Certains rats recevront des composés ayant un effet sur le système nerveux central. Cela peut entraîner un inconfort passager, observé par des comportements typiques comme les head twitches, sans conséquence durable. Tests comportementaux (champ ouvert, reconnaissance d’objet, vocalisations ultrasonores) : Ces épreuves consistent à placer les animaux dans des environnements nouveaux. Elles induisent une légère anxiété transitoire, sans manipulation douloureuse ni contrainte physique. Toutes ces interventions seront réalisées dans le respect du bien-être animal, avec une surveillance quotidienne et des critères d’arrêt prédéfinis si une souffrance est détectée.
Devenir
La totalité des animaux seront mis à mort car l'administration des médicaments créant des neuro-adaptations, les animaux ne peuvent pas être réutilisés.
Remplacement
L’objectif de ce projet est de développer de nouveaux médicaments contre le trouble de stress post-traumatique destinés à un usage chez l’humain. L’étude préclinique doit donc inclure une administration chez l’animal entier, d’autant plus que les effets comportementaux de ces composés ne peuvent être évalués que chez un animal vigile. Des approches in vitro sont déjà mises en œuvre au laboratoire (évaluation de la neurogenèse, de la synaptogenèse, et électrophysiologie in vitro). Toutefois, le recours à des modèles complexes, c’est-à-dire à des animaux vivants, demeure indispensable pour analyser les réponses antidépressives induites par de nouvelles stratégies thérapeutiques.
Réduction
Le nombre d’animaux utilisés dans ce projet a été défini avec rigueur, dans une démarche éthique visant à concilier la robustesse scientifique et la réduction du nombre d’animaux. Les groupes expérimentaux sont constitués de 10 rats chacun. Cet effectif a été déterminé par une approche statistique et sur la base de nos travaux antérieurs et des données disponibles dans la littérature pour ce type de modèle. Il permet d’obtenir des résultats fiables et reproductibles, tout en limitant au maximum le nombre d’animaux impliqués. Cette estimation prend en compte la variabilité attendue des réponses physiologiques et comportementales mesurées, afin de garantir la validité des conclusions sans sureffectif inutile. Le nombre d’animaux est réduit au strict minimum nécessaire pour assurer la validité statistique des résultats, déterminé sur la base de publications antérieures et selon les recommandations du test de puissance de Dupont & Plummer, avec une puissance statistique de 0,90 et un risque alpha de 0,05. Cette méthodologie garantit la fiabilité des résultats tout en respectant les principes éthiques de réduction du nombre d’animaux utilisés.
Raffinement
Des mesures seront mises en œuvre afin d’optimiser le bien-être des animaux. Conformément aux exigences réglementaires, chaque cage sera équipée d’un enrichissement standard comprenant trois éléments : un nid végétal à base de fibres de coton, un abri teinté de type igloo, et un bâtonnet en bois à ronger. En cas de difficulté alimentaire, notamment à la suite de procédures stressantes ou de traitements susceptibles d’entraîner une baisse transitoire de l’appétit, une solution de substitution sera proposée sous forme de blédine, accessible dans une coupelle placée directement dans la cage. Les animaux seront observés quotidiennement, avec une attention particulière portée à leur apparence physique externe ainsi qu’à d’éventuels changements comportementaux. Des points limites seront définis à l’avance pour anticiper toute souffrance inutile. En cas de douleur, le vétérinaire référent examine l’animal et instaure en première intention un traitement par Metacam®, et si celui-ci s’avère insuffisant ou que l’état clinique l’exige, un antalgique plus puissant comme le Buprécare® peut être prescrit avec un suivi rapproché. La méthode utilisée associera une anesthésie générale profonde (kétamine + xylazine) à une injection d’Euthasol®.
Choix des espèces
Le choix du rat Wistar comme espèce modèle repose sur sa large utilisation en neurosciences et en biologie psychiatrique. Ce modèle est bien caractérisé, robuste, et permet une transposition pertinente des mécanismes étudiés à l’humain. Les rats Wistar sont spécifiquement privilégiés pour les expériences impliquant l’épreuve de peur conditionnée (chocs inévitables) et l’émission des vocalisations ultrasonores à 22 kHz, car ils présentent un profil de réponse émotionnelle plus marqué que d’autres lignées. Tous les animaux utilisés seront des mâles adultes, âgés d’environ 8 semaines au début des procédures. Le choix de ce stade de développement est justifié par une meilleure stabilité comportementale et hormonale, ainsi que par une correspondance avec les populations adultes humaines, principalement concernées par les traitements psychotropes. L’utilisation de mâles uniquement vise à limiter la variabilité induite par le cycle ovarien et présentent des schémas vocaux plus robustes et constants, ce qui les rend mieux adaptés aux tests standardisés en neuroscience sociale et affective.
Creation de lignées de lapins porteurs d’une invalidation d’un gène codant pour un canal ionique intestinal EU2/2
- Recherche fondamentale
- Biologie du développement
- Oncologie
- Système gastrointestinal
Nés de transferts d'embryons réalisés dans un premier établissement, des lapereaux sont transportés par camion vers une seconde animalerie, deux à trois par carton à air filtré. Ce second volet mobilise les mêmes 340 lapins et lapines, dans des procédures d'un niveau de souffrance léger pour 310 d'entre eux et modéré pour 30 autres. Les lapereaux d'un mois subissent des prélèvements de salive, de sang et de peau, avec une contention pouvant atteindre vingt-cinq minutes, puis sont génotypés et triés: ceux qui n'ont pas le gène recherché sont tués pour étudier ses fonctions. Trente femelles échappent à cette issue, gardées pour produire de nouveaux embryons.
Objectifs
Le microbiote, c'est-à-dire la flore bactérienne intestinale non pathogène, joue un rôle essentiel non seulement dans l'assimilation des résidus alimentaires non digestibles, mais aussi dans la protection de certaines infections en dialoguant avec le système immunitaire de l'hôte. Il est donc essentiel, au même titre que les cellules intestinales, à la santé humaine et vétérinaire. Ce projet a pour objectif de créer des lignées de lapins présentant une modification génétique ciblée, grâce à une nouvelle méthode qui utilise des cellules souches modifiées en laboratoire, injectées dans de jeunes embryons. Le gène que nous cherchons à désactiver, produit normalement une protéine présente dans les cellules de l’intestin, chez plusieurs espèces de mammifères. Cette protéine pourrait jouer un rôle important dans différentes fonctions intestinales et donc intervenir dans la régulation de l’environnement intérieur de l’intestin et influencer le microbiote qui est un acteur clé dans la physiologie digestive. Le gène étudié n’étant pas présent chez la souris, le lapin représente le seul modèle expérimental possible pour ces analyses, car les mini-organes intestinaux créés in vitro ne représentent pas encore la complexité des interactions entre microbiote et cellules de l’intestin. Ce projet sera réalisé dans deux établissement utilisateurs (EU1 et EU2) qui conjuguent leurs expertises.
Bénéfices attendus
Les retombées attendues de ce projet sont de trois ordres. Le premier est la validation de l'utilisation de cellules souches pour produire des lapins transgéniques, technique disponible actuellement uniquement chez les rongeurs. Le second est le développement de cette méthode pour produire des lapins modèles de maladie humaine ou de thérapie cellulaire. Enfin le troisième est la création d'un modèle animal permettant l'étude des fonctions physiologiques des cellules intestinales exprimant le gène d’intérêt dans la régulation du microbiote et de l'environnement intérieur de l'intestin.
Procédures
injections d’hormones durant 3 secondes chacune (2 minutes maximum avec la contention) sur 4 jours, 50 femelles (EU1); 2. Insémination artificielle des lapines vigiles: 1 fois par lapine, durée de la contention et de l'intervention 5 minutes maximum, 50 femelles (EU1); 3. Transferts embryonnaires sur lapines anesthésiées : 1 fois par lapine, durée de l'opération 1h15 jusqu'au réveil, 30 lapines prévues (EU1); 4. Echographie sur lapines vigiles: 1 fois par lapine opérée, durée de la contention et de l'échographie 10 minutes maximum (EU1); 5. Prélèvements de salive, de sang et éventuellement de peau sur lapereaux vigiles d'un mois avec anesthésie locale : 1 fois par animal, durée de l'expérimentation 5 minutes (25 minutes avec le temps d'action maximal de la pommade anesthésiante), 260 lapereaux (EU1 et EU2).
Impact sur les animaux
Les lapines subiront de faibles douleurs liées aux injections d’hormones ou de produits anesthésiants avec une durée de contention de 2 minutes. Elles éprouveront un léger stress lors de la réalisation d’inséminations artificielles avec une durée de contention de 5 minutes maximum et des douleurs lors des chirurgies de transfert embryonnaire (durée 1h15 jusqu'au réveil). Les lapereaux sentiront aussi un léger stress et une faible douleur lors de la réalisation de biopsies au niveau des oreilles, avec une durée de contention un peu stressante de 25 minutes maximum (10 à 20 minutes pour l'effet de la pommade anesthésiante et 5 minutes d'intervention). Les responsables de ce projet resteront attentifs à l’apparition de problèmes digestifs ou de douleurs chez les lapins dépourvus du gène d’intérêt.
Devenir
Les lapines productrices d'embryons seront euthanasiées pour récupérer les embryons de 1,5 jours. Les femelles ayant subi un transfert embryonnaire avec un développement à terme pourront être réutilisées pour des productions d'embryons. Seules, les femelles issues des transferts d’embryons microinjectées avec des cellules souches modifiées seront utilisées pour produire les lignées de lapins dépourvus du gène d’intérêt, les mâles seront eux, à ce stade, euthanasiés. La création de ces lignées de lapins nécessitera ensuite deux générations de croisement de lapins porteurs ou non du gène d’intérêt, avec une sélection après génotypages des animaux à garder ou à euthanasier. Les lapereaux issus de ces croisements et dépourvus du gène d’intérêt seront alors euthanasiés pour les études des fonctions de ce gène.
Remplacement
Le projet nécessite l'utilisation d'animaux puisqu'il vise à créer des lignées de lapins dépourvues d’un gène d’intérêt. Cependant l'utilisation de cellules souches permettra de limiter le nombre d'animaux utilisés, car l’élimination du gène peut être vérifiée et validée in vitro avant la microinjection des cellules dans les embryons, contrairement aux techniques classiques basées sur des manipulations génétiques réalisées directement sur les embryons. De plus, les cellules de l’intestin exprimant le gène d’intérêt ne peuvent être étudiées qu'in vivo, car les modèles in vitro de type mini-organes ne permettent pas actuellement de reproduire la complexité de tube digestif et de son interaction avec le microbiote. Il n’existe donc pas d’alternatives à l’expérimentation in vivo pour étudier le rôle du gène d’intérêt dans le dialogue entre les cellules de l’intestin et le microbiote.
Réduction
Le recours aux superovulations permettra de diminuer d’un tiers le nombre de lapines utilisées pour produire des embryons, avec 20 à 30 embryons obtenus en moyenne par femelle au lieu de 8 à 12. De plus, nous utiliserons des lapines ayant déjà eu des lapereaux pour transplanter des embryons, ce qui permettra d'éviter d'employer des lapines présentant des problèmes de nidation ou d’allaitement lors des transferts embryonnaires. Enfin, à chaque étape du projet, les expériences seront réalisées de façon séquentielle sur un petit nombre d’animaux, puis seront renouvelées uniquement si les résultats obtenus sont insuffisants pour poursuivre le projet.
Raffinement
Les injections nécessaires aux différentes procédures seront faites de préférence par voie sous-cutanée, moins douloureuse que par voie intramusculaire. Dès que possible (pour 1 à 3 femelles puisque nous hébergeons 3 mâles), des accouplements naturels seront réalisés à la place des inséminations artificielles pour éviter du stress et de la douleur aux femelles. Les lapines opérées seront placées par deux dans une cage propre à leur réveil. Elles seront surveillées deux fois par jour par des animaliers qualifiés et bénéficieront d'un régime alimentaire amplifié avec des croquettes adaptées, à volonté à partir du second tiers de leur gestation. Après vérification des gestations par une échographie de contrôle, les lapines seront déplacées pour être seules par cage et une boite à nid adaptée aux cages sera ajoutée 5 jours avant la mise-bas, ainsi que du papier absorbant qui leur servira à amorcer la préparation de leur nid fait avec leurs poils. Après la mise-bas, une surveillance de l'allaitement et du bien-être des lapereaux sera faite chaque matin, avec le recours à une adoption ou à une supplémentation par biberon en cas de défaillance ou d'agression de la mère. Les lapereaux seront maintenus avec leur mère jusqu'à leur sevrage, soit entre 6 à 8 semaines, puis les mâles et les femelles seront séparées. Les lapereaux issus des transferts embryonnaires seront transportés dans la seconde animalerie, par camion agréé, sous température régulée, en plaçant deux à trois lapereaux par carton à air filtré contenant du foin et un bloc d’hydrogel. Toute manipulation sera effectuée de mamnière douce, après habituation progressive des lapins aux contacts humains (animaliers et expérimentateurs). Lors de l’application des procédures expérimentales et des mises à mort, des analgésiques et/ou anesthésiants seront utilisés, afin de réduire au maximum le stress et la douleur des animaux. De même, une surveillance adaptée avec une grille de score et des points limites ont été définis pour chaque procédure et seront appliqués par des animaliers qualifiés qui surveilleront les lapins quotidiennement.
Choix des espèces
Le but du projet est de créer des lignées de lapins dépourvus d’un gène d’intérêt impliqué dans la physiologie digestive. L’intérêt de l’espèce lapin est de deux ordres : d’une part la création d’un modèle expérimental, puisque la souris ne peut être utilisée, le gène d’intérêt étant absent chez les rongeurs ; et d’autre part la validation de la technique employant des cellules souches pour créer des animaux modèles, qui a été récemment développée chez le lapin. Dans ce cadre, le lapin présente de nombreux avantages comme sa taille moyenne, sa prolificité, son intervalle de génération court et sa forte production embryonnaire. Il est physiologiquement et génétiquement apparenté à l’Homme, et présente un développement embryonnaire et une organisation du placenta identiques à ceux des primates. De ce fait, l’utilisation de cellules souches de lapin faciliterait la création de modèles de maladies humaines et de réacteurs biologiques, des lapins capables de produire des molécules pharmaceutiques dans leur lait. Enfin, ce projet est réalisé en collaboration avec un laboratoire qui s'intéresse au gène étudié dans différentes espèces, dont le lapin qui exprime ce gène dans 5% des cellules de son tube digestif. Une partie des animaux sera utilisée en âge de reproduction, soit entre 5 et 30 mois pour les mâles et entre 5 et 36 mois pour les femelles. L'autre partie sera utilisée précocement, soit à 18 jours ou 5 à 6 semaines, pour le génotypage ou les études des fonctions du gène étudié.
Développement d’un modèle murin de lymphome: exploration du mécanisme d’action des cellules CAR-T – site 1/2
- Recherche fondamentale
- Oncologie
- Système cardiaque
Construire une souris porteuse de lymphome, puis y observer l'effet de cellules CAR-T sur les microbiotes pulmonaire et intestinal: 96 souris mâles de six semaines sont utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance sévère, toutes tuées au vingt-huitième jour. Irradiées aux rayons X la veille de l'injection des cellules tumorales, elles subissent trois prélèvements sanguins, des prélèvements de selles tous les deux jours et trois séances d'imagerie sous anesthésie. Le porteur prévoit une fatigue, une perte d'appétit, une perte de poids, puis dans les cas avancés une faiblesse ou une paralysie. Il présente ce travail comme le moyen d'être "les pionniers" de ce type de modèle et d'initier un programme de plus grande envergure déposable dans des appels à projets nationaux.
Objectifs
Les immunothérapies à base de cellules génétiquement modifiées pour reconnaitre spécifiquement la tumeur a récemment révolutionné la prise en charge de certains cancers hématologiques. Néanmoins, les effets secondaires comme des infections pulmonaires sont nombreux chez les patients traités par ces celluels et conditionne l’efficacité du traitement et le pronostic vital du patient. A ce jour, aucune étude expérimentale n’a été réalisée et les mécanismes physiopathologiques sous-jacents restent méconnus. L’ambition de ce projet est de développer un modèle murin de lymphome afin d’étudier l'efficacité des cellules thérapeutiques et leurs interactions avec les microbiotes pulmonaire et intestinal. Pour cela, des souris seront ayant développées un lymphome seront traitées par ces cellules. Les objectifs sont i) de valider l'efficacité d'un traitement par ces cellules et 2) d’étudier l’impact de ce traitement sur la composition des microbiotes pulmonaire et intestinal et l'emergence de bactéries nocives . Le projet se déroulera dans 2 établissements utilisateurs: EU1 et EU2.
Bénéfices attendus
Ce projet a deux effets levier majeurs. Le premier est expérimental puisque le projet a pour objectif de développer un modèle murin pour évaluaer l'efficacité d'un nouveau traitement d'immunothérapie à base de cellules génétiqument modifiées pour reconnaitre directement la tumeur et nous permettra ainsi d’être les pionniers dans la conception de ce type de modèle expérimental. Le deuxième levier majeur est clinique puisque le projet visant à étudier les interactions entre les ces cellules génétiquement modifiées et les bactéries du microbiote a pour but générer des nouvelles pistes thérapeutiques et améliorer la prise en charge des patients traités par ce type d'approche. Ainsi, les données acquises lors de ce projet permettront d’initier un programme de plus grande envergure qui pourra faire l’objet d’un dépôt dans le cadre d’appels à projets nationaux
Procédures
Les interventions suivront un calendrier précis sur une période de 28 jours. Jour -1 :Les animaux recevront une courte exposition aux rayons X dans le but de préparer le modèle expérimental (Laboratoire de Physique de Clermont rattaché à EU1). Cette étape dure quelques minutes et ne provoque qu’une gêne transitoire. Jour 0 : Une injection sera réalisée afin d’induire le développement de la tumeur (EU1). L’intervention est rapide et effectuée sur des animaux vigiles, avec manipulation douce et réchauffement préalable pour limiter le stress. Jour 2 : Une seconde injection sera réalisée pour administrer les cellules thérapeutiques ou de contrôle (EU1). Suivi du jour 0 au jour 28 : Des prélèvements de sang seront réalisés trois fois (EU1) au cours de l’étude pour suivre la réponse biologique. Des prélèvements de selles seront effectués tous les deux jours pour l’analyse du microbiote (EU1). Une surveillance clinique quotidienne (poids, aspect du pelage, activité, comportement) permettra de détecter précocement tout signe de souffrance (EU1). Des séances d’imagerie non invasives auront lieu à trois reprises (jours 7, 14 et 21)(EU2). Ces examens nécessitent une anesthésie courte (EU2) . Après chaque séance, les animaux sont surveillés jusqu’à leur réveil complet puis replacés dans leur hébergement habituel (EU1). Jour 28 : Les animaux seront euthanasiés (EU1) selon les méthodes réglementaires, afin de permettre la collecte des organes nécessaires aux analyses prévues.
Impact sur les animaux
Les animaux pourraient ressentir un léger stress ou une gêne passagère liés aux manipulations, aux anesthésies courtes ou aux déplacements nécessaires aux observations. Ces effets sont temporaires et limités grâce à l’utilisation de cages adaptées, au suivi attentif du personnel et à des conditions d’hébergement confortables. La maladie induite par la tumeur peut provoquer une fatigue, une baisse de l’appétit, une perte de poids ou une diminution de l’activité. Dans les cas plus avancés, une faiblesse ou une paralysie peuvent apparaître. Les animaux seront observés chaque jour afin de détecter rapidement tout signe de douleur ou de détresse. Si nécessaire, un traitement adapté sera administré ou l’animal sera retiré de l’étude pour éviter toute souffrance prolongée.
Devenir
Tous les animaux seront mis à mort afin d'effectuer des prélements d'organes (poumons, intestins, foie, rate), du sang et du liquide broncho-alvéolaire et permettre des analyses immunologiques afin d'étudier l'efficacité des cellules thérapeutiques. Des analyses microbiologiques seront également effectuées par l'analyse de la composition des microbiotes dans le poumons et l'intestin.
Remplacement
Notre approche expérimentale a inclus une première analyse in vitro avec des co-cultures entre les cellules de lymphomes, les cellules genetiquement modifiées pour reconnaitre directement la tumeur mais elle reste largement insuffisante pour analyser l’efficacité du traitement par ce type d'immunothérapie, car elle n’englobe que très partiellement la complexité de l’in vivo. Le modèle murin utilisé permettra de reproduire fidèlement dans un organisme complexe le protocole d’immunothérapie par cellules modifiées qui est proposé aux patients atteints de lymphome et ainsi comprendre l’impact sur les microbiotes pulmonaire et intestinal dans ce modèle en caractérisant les effets directes (perte d’efficacité du traitement, resistance au traitement,…) mais également les effets indirectes (modification des microbiotes pulmonaire et intestinal, émergence de pathobiontes, inflammation…)
Réduction
Des tests in vitro préalables (co-cultures lymphome/cellules génétiquement modifiées pour reconnaitre la tumeur) ont permis de limiter le recours aux animaux. Le nombre d’animaux in vivo a été calculé à partir d’analyses statistiques afin d’obtenir des résultats significatifs avec des lots de taille minimale (8 souris/lot, 3 répétitions). Chaque animal sera exploité au maximum (prélèvements multiples d’organes et fluides) afin d’optimiser l’information obtenue et réduire le nombre total nécessaire.
Raffinement
Les animaux seront hébergés en cages enrichies avec un enrichissement de milieu varié (rouleaux en carton, coton pour nidification, matériaux à ronger) permettant l’expression des comportements naturels et la réduction du stress.En fonction de l’état clinique des animaux et de la progression tumorale, l’enrichissement sera adapté individuellement : raccourcissement ou retrait partiel des tubes en carton pour faciliter les déplacements en cas de mobilité réduite ;déplacement de la nourriture et de l’eau vers la zone la plus accessible ;utilisation de nourriture humidifiée ou émiettée et de gels hydratants pour maintenir la prise alimentaire et limiter la déshydratation ;ajout de matériaux de confort (nids de coton compactés) pour réduire la fatigue. Une surveillance quotidienne sera assurée (pesée, l’évaluation de l’activité, du comportement, de la posture, du pelage et de la respiration). Ces observations seront consignées dans une grille de scoring clinique spécifique au modèle de lymphome. Tout signe de souffrance ou de douleur déclenchera l’administration d’un traitement antalgique .En cas de non-amélioration, l’animal sera immédiatement euthanasié afin d’éviter toute souffrance prolongée. Les transports entre EU1 et EU2 sont de très courte durée (5 minutes). Les animaux sont déplacés dans des cages dédiées, enrichies et placées dans des cartons opaques. Ces mesures minimisent les stimuli stressants. Les trajets sont limités au strict nécessaire, réalisés par du personnel formé, avec surveillance clinique avant et après déplacement et établissement d’un certificat de transport. Les animaux regagnent leur hébergement immédiatement après chaque procédure.
Choix des espèces
Les animaux utilisés seront des souris mâles de 6 semaines, pesant environ 20 g. À cet âge, le système immunitaire est pleinement mature et fonctionnel, avec des populations lymphocytaires diversifiées et un microbiote intestinal stabilisé. Cette espèce est adaptée à l’étude des lymphomes car des lignées de cellules B tumorales y sont disponibles, et des protocoles établis permettent la modification génétique des lymphocytes T pour générer les cellules thérapeutiques in vitro. Le choix du sexe mâle est motivé par deux raisons principales : Comparabilité avec nos travaux antérieurs, déjà réalisés chez des mâles, ce qui garantit la cohérence et la continuité des données. Prépondérance masculine décrite dans les lymphomes, ce qui confère une pertinence scientifique et permet de limiter le nombre d’animaux en évitant la duplication des expériences sur les deux sexes (principe de réduction).
Creation de lignées de lapins porteurs d’une invalidation d’un gène codant pour un canal ionique intestinal EU1/2
- Recherche fondamentale
- Biologie du développement
- Oncologie
- Système gastrointestinal
340 lapins et lapines vont être utilisés dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger pour 310 d'entre eux et modéré pour 30 autres, la plupart tués à l'issue et 30 femelles réutilisées pour de nouvelles productions d'embryons. Cinquante lapines reçoivent sept injections d'hormones en quatre jours puis une insémination artificielle, trente subissent un transfert embryonnaire sous anesthésie de 1 h 15, et 260 lapereaux d'un mois sont maintenus contenus jusqu'à vingt-cinq minutes pour des biopsies d'oreille et des prélèvements de sang. Les lapines productrices d'embryons sont tuées pour récupérer des embryons de 1,5 jour, et les mâles issus des transferts le sont aussi. Le porteur affirme qu'il n'existe "pas d'alternatives" à l'expérimentation in vivo, les mini-organes intestinaux ne reproduisant selon lui pas la complexité du dialogue entre intestin et microbiote.
Objectifs
Le microbiote, c'est-à-dire la flore bactérienne intestinale non pathogène, joue un rôle essentiel non seulement dans l'assimilation des résidus alimentaires non digestibles, mais aussi dans la protection de certaines infections en dialoguant avec le système immunitaire de l'hôte. Il est donc essentiel, au même titre que les cellules intestinales, à la santé humaine et vétérinaire. Ce projet a pour objectif de créer des lignées de lapins présentant une modification génétique ciblée, grâce à une nouvelle méthode qui utilise des cellules souches modifiées en laboratoire, injectées dans de jeunes embryons. Le gène que nous cherchons à désactiver, produit normalement une protéine présente dans les cellules de l’intestin, chez plusieurs espèces de mammifères. Cette protéine pourrait jouer un rôle important dans différentes fonctions intestinales et donc intervenir dans la régulation de l’environnement intérieur de l’intestin et influencer le microbiote qui est un acteur clé dans la physiologie digestive. Le gène étudié n’étant pas présent chez la souris, le lapin représente le seul modèle expérimental possible pour ces analyses, car les mini-organes intestinaux créés in vitro ne représentent pas encore la complexité des interactions entre microbiote et cellules de l’intestin. Ce projet sera réalisé dans deux établissement utilisateurs (EU1 et EU2) qui conjuguent leurs expertises.
Bénéfices attendus
Les retombées attendues de ce projet sont de trois ordres. Le premier est la validation de l'utilisation de cellules souches pour produire des lapins transgéniques, technique disponible actuellement uniquement chez les rongeurs. Le second est le développement de cette méthode pour produire des lapins modèles de maladie humaine ou de thérapie cellulaire. Enfin le troisième est la création d'un modèle animal permettant l'étude des fonctions physiologiques des cellules intestinales exprimant le gène d’intérêt dans la régulation du microbiote et de l'environnement intérieur de l'intestin.
Procédures
Cinq types d’interventions sont prévues : 1. Traitement de superovulation sur lapines vigiles: 1 fois par lapine, 7 injections d’hormones durant 3 secondes chacune (2 minutes maximum avec la contention) sur 4 jours, 50 femelles (EU1); 2. Insémination artificielle des lapines vigiles: 1 fois par lapine, durée de la contention et de l'intervention 5 minutes maximum, 50 femelles (EU1); 3. Transferts embryonnaires sur lapines anesthésiées : 1 fois par lapine, durée de l'opération 1h15 jusqu'au réveil, 30 lapines prévues (EU1); 4. Echographie sur lapines vigiles: 1 fois par lapine opérée, durée de la contention et de l'échographie 10 minutes maximum (EU1); 5. Prélèvements de salive, de sang et éventuellement de peau sur lapereaux vigiles d'un mois avec anesthésie locale : 1 fois par animal, durée de l'expérimentation 5 minutes (25 minutes avec le temps d'action maximal de la pommade anesthésiante), 260 lapereaux (EU1 et EU2).
Impact sur les animaux
Les lapines subiront de faibles douleurs liées aux injections d’hormones ou de produits anesthésiants avec une durée de contention de 2 minutes. Elles éprouveront un léger stress lors de la réalisation d’inséminations artificielles avec une durée de contention de 5 minutes maximum et des douleurs lors des chirurgies de transfert embryonnaire (durée 1h15 jusqu'au réveil). Les lapereaux sentiront aussi un léger stress et une faible douleur lors de la réalisation de biopsies au niveau des oreilles, avec une durée de contention un peu stressante de 25 minutes maximum (10 à 20 minutes pour l'effet de la pommade anesthésiante et 5 minutes d'intervention). Les responsables de ce projet resteront attentifs à l’apparition de problèmes digestifs ou de douleurs chez les lapins dépourvus du gène d’intérêt.
Devenir
Les lapines productrices d'embryons seront euthanasiées pour récupérer les embryons de 1,5 jours. Les femelles ayant subi un transfert embryonnaire avec un développement à terme pourront être réutilisées pour des productions d'embryons. Seules, les femelles issues des transferts d’embryons microinjectées avec des cellules souches modifiées seront utilisées pour produire les lignées de lapins dépourvus du gène d’intérêt, les mâles seront eux, à ce stade, euthanasiés. La création de ces lignées de lapins nécessitera ensuite deux générations de croisement de lapins porteurs ou non du gène d’intérêt, avec une sélection après génotypages des animaux à garder ou à euthanasier. Les lapereaux issus de ces croisements et dépourvus du gène d’intérêt seront alors euthanasiés pour les études des fonctions de ce gène.
Remplacement
Le projet nécessite l'utilisation d'animaux puisqu'il vise à créer des lignées de lapins dépourvues d’un gène d’intérêt. Cependant l'utilisation de cellules souches permettra de limiter le nombre d'animaux utilisés, car l’élimination du gène peut être vérifiée et validée in vitro avant la microinjection des cellules dans les embryons, contrairement aux techniques classiques basées sur des manipulations génétiques réalisées directement sur les embryons. De plus, les cellules de l’intestin exprimant le gène d’intérêt ne peuvent être étudiées qu'in vivo, car les modèles in vitro de type mini-organes ne permettent pas actuellement de reproduire la complexité de tube digestif et de son interaction avec le microbiote. Il n’existe donc pas d’alternatives à l’expérimentation in vivo pour étudier le rôle du gène d’intérêt dans le dialogue entre les cellules de l’intestin et le microbiote.
Réduction
Le recours aux superovulations permettra de diminuer d’un tiers le nombre de lapines utilisées pour produire des embryons, avec 20 à 30 embryons obtenus en moyenne par femelle au lieu de 8 à 12. De plus, nous utiliserons des lapines ayant déjà eu des lapereaux pour transplanter des embryons, ce qui permettra d'éviter d'employer des lapines présentant des problèmes de nidation ou d’allaitement lors des transferts embryonnaires. Enfin, à chaque étape du projet, les expériences seront réalisées de façon séquentielle sur un petit nombre d’animaux, puis seront renouvelées uniquement si les résultats obtenus sont insuffisants pour poursuivre le projet.
Raffinement
Les injections nécessaires aux différentes procédures seront faites de préférence par voie sous-cutanée, moins douloureuse que par voie intramusculaire. Dès que possible (pour 1 à 3 femelles puisque nous hébergeons 3 mâles), des accouplements naturels seront réalisés à la place des inséminations artificielles pour éviter du stress et de la douleur aux femelles. Les lapines opérées seront placées par deux dans une cage propre à leur réveil. Elles seront surveillées deux fois par jour par des animaliers qualifiés et bénéficieront d'un régime alimentaire amplifié avec des croquettes adaptées, à volonté à partir du second tiers de leur gestation. Après vérification des gestations par une échographie de contrôle, les lapines seront déplacées pour être seules par cage et une boite à nid adaptée aux cages sera ajoutée 5 jours avant la mise-bas, ainsi que du papier absorbant qui leur servira à amorcer la préparation de leur nid fait avec leurs poils. Après la mise-bas, une surveillance de l'allaitement et du bien-être des lapereaux sera faite chaque matin, avec le recours à une adoption ou à une supplémentation par biberon en cas de défaillance ou d'agression de la mère. Les lapereaux seront maintenus avec leur mère jusqu'à leur sevrage, soit entre 6 à 8 semaines, puis les mâles et les femelles seront séparées. Les lapereaux issus des transferts embryonnaires seront transportés dans la seconde animalerie, par camion agréé, sous température régulée, en plaçant deux à trois lapereaux par carton à air filtré contenant du foin et un bloc d’hydrogel. Toute manipulation sera effectuée de mamnière douce, après habituation progressive des lapins aux contacts humains (animaliers et expérimentateurs). Lors de l’application des procédures expérimentales et des mises à mort, des analgésiques et/ou anesthésiants seront utilisés, afin de réduire au maximum le stress et la douleur des animaux. De même, une surveillance adaptée avec une grille de score et des points limites ont été définis pour chaque procédure et seront appliqués par des animaliers qualifiés qui surveilleront les lapins quotidiennement.
Choix des espèces
Le but du projet est de créer des lignées de lapins dépourvus d’un gène d’intérêt impliqué dans la physiologie digestive. L’intérêt de l’espèce lapin est de deux ordres : d’une part la création d’un modèle expérimental, puisque la souris ne peut être utilisée, le gène d’intérêt étant absent chez les rongeurs ; et d’autre part la validation de la technique employant des cellules souches pour créer des animaux modèles, qui a été récemment développée chez le lapin. Dans ce cadre, le lapin présente de nombreux avantages comme sa taille moyenne, sa prolificité, son intervalle de génération court et sa forte production embryonnaire. Il est physiologiquement et génétiquement apparenté à l’Homme, et présente un développement embryonnaire et une organisation du placenta identiques à ceux des primates. De ce fait, l’utilisation de cellules souches de lapin faciliterait la création de modèles de maladies humaines et de réacteurs biologiques, des lapins capables de produire des molécules pharmaceutiques dans leur lait. Enfin, ce projet est réalisé en collaboration avec un laboratoire qui s'intéresse au gène étudié dans différentes espèces, dont le lapin qui exprime ce gène dans 5% des cellules de son tube digestif. Une partie des animaux sera utilisée en âge de reproduction, soit entre 5 et 30 mois pour les mâles et entre 5 et 36 mois pour les femelles. L'autre partie sera utilisée précocement, soit à 18 jours ou 5 à 6 semaines, pour le génotypage ou les études des fonctions du gène étudié.