Oncologie

Toute souris qui perd du poids ou montre un signe de maladie est soignée ou mise à mort sur décision du vétérinaire. 1 584 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Elles reçoivent quatre, cinq ou neuf injections dans l'abdomen, dont un agent inflammatoire pour certaines, et passent une batterie de huit épreuves : locomotion en milieu nouveau pendant quarante minutes, reconnaissance d'objets, coordination motrice, trente-deux heures d'enregistrement de l'activité nuit et jour, six minutes de nage, une semaine de test de préférence pour une boisson sucrée. Le porteur écrit que "les expériences menées ici sont indolores" et qualifie les tests de non aversifs, sur un projet déclaré en souffrance modérée pour la totalité des animaux.

Objectifs

La vitamine A est une molécule très importante impliquée dans diverses fonctions vitales chez les vertébrés, notamment le développement, la croissance et l'homéostasie. La perturbation de la signalisation de la vitamine A chez l’humain ou dans les modèles murins entraîne un comportement de type dépressif et pourrait être associée à la neurodégénérescence. Bien que plusieurs études montrent que les cellules microgliales (MGC), cellules immunitaires résidentes du cerveau, sont impliquées dans les comportements dépressifs et les troubles neurologiques qui y sont associés, aucune étude n'a établi le lien entre la signalisation par la vitamine A et les MGC. Afin de combler cette lacune, nous avons développé des lignées de souris génétiquement modifiées qui nous permettent de perturber la signalisation de la vitamine A spécifiquement dans les MGC. Ce projet vise à comprendre l'importance de la signalisation de la vitamine A dans le développement des MGC et ses fonctions dans le cerveau de la souris adulte. Les résultats du projet ouvriront de nouvelles voies en matière de thérapeutique pour différents troubles neurodégénératifs en ciblant spécifiquement les MGC et leur capacité à sauver les fonctions cérébrales.

Bénéfices attendus

Les données de la recherche ont montré que certains récepteurs de la vitamine A se trouvent dans des types spécifiques de cellules microgliales - des cellules immunitaires qui vivent dans le cerveau - à différents stades du développement. D'autres études ont suggéré que les cellules microgliales sont impliquées dans les comportements liés à la dépression, et nous avons constaté que lorsque certains récepteurs des rétinoïdes sont inactivés chez les souris, les animaux présentent des comportements similaires à la dépression ou des signes de neurodégénérescence. S'il est prouvé que ces récepteurs jouent un rôle important dans d'autres cellules immunitaires (comme les macrophages), peu de recherches ont été menées sur la façon dont ils affectent directement les cellules microgliales, qui sont essentielles à la santé du cerveau. Au début de la vie, les cellules microgliales contribuent au développement du cerveau et à la formation de différents types de cellules cérébrales, tandis qu'à l'âge adulte, elles protègent le cerveau et aident à maintenir l'équilibre des fonctions cérébrales. Ce projet vise à explorer le rôle et la chronologie de ces récepteurs dans le développement et la fonction microgliale, à la fois pendant la croissance du cerveau et dans le cerveau adulte. Les résultats pourraient nous aider à mieux comprendre comment la vitamine A pourrait être utilisée dans le traitement des maladies neurodégénératives, où les cellules microgliales jouent un rôle clé dans la réponse aux lésions cérébrales et à l’évolution de la maladie.

Procédures

Injections intra-péritonéales : selon le groupe expérimental, 4 injections ou 5 injections (1 injection par jour successif). L'injection ne dure qu'une dizaine de secondes entre le moment où l'animal est saisi et le moment où le produit est injecté. Seul un sous-groupe d’animaux recevra en tout 9 injections (4 injections successives à 8 semaines d’âge, 5 injections successives à 12 semaines d’âge). Tests comportementaux non aversifs que chaque animal passera une seule fois : test 1 : 40 minutes, évaluation de la locomotion induite par la nouveauté, test 2 : 2 x 20 minutes, reconnaissance d’objets nouveaux, test 3 : 5 minutes, évaluation de la capacité d’exploration, test 4 : 3 x 5 minutes, coordination motrice, test 5 : 32 heures, mesure de l’activité spontanée nuit/jour, test 6 : 6 minutes, activité natatoire, test 7 : 1 semaine, évaluation de la préférence à une boisson sucrée, test 8 : 5 minutes, activité de toilettage.

Impact sur les animaux

Les tests comportementaux à effectuer ne sont pas susceptibles de causer des souffrances mais certains peuvent occasionnellement causer du stress. Dans ce but, l’ordre des tests est établi du moins stressant au plus stressant et certains tests nécessitant une isolation temporelle ou du contact avec de l’eau seront effectués à la fin de la batterie de tests comportementaux. Les effets stressants de l’isolation seront négligeables grâce à la réduction de temps d’isolation à la nuit, et le temps limité de durée du test de préférence à la boisson sucrée. Les injections peuvent provoquer une légère douleur et un stress chez l'animal et seront minimisées par utilisation d’aiguille très fines. Dans les cas d’injection d'agent inflammatoire, un état d'inflammation légère et transitoire sera provoqué.

Devenir

Tous les animaux utilisés seront euthanasiés afin de collecter du matériel biologique pour des analyses cellulaires et moléculaires qui complèteront les résultats obtenus à partir du comportement.

Remplacement

Le modèle murin ne peut être remplacé, et reste indispensable pour évaluer l'impact des mécanismes biologiques sur les cellules microgliales, et pour étudier leurs effets sur le cerveau dans son ensemble. La complexité biologique du cerveau et de son environnement ne permet pas de le remplacer par des modèles mathématiques ou in vitro, car ils ne reflètent pas la diversité des mécanismes biologiques observés in vivo.

Réduction

Afin de réduire au maximum le nombre d'animaux utilisés, la taille des groupes expérimentaux (n=6/condition) correspond au nombre minimum d'animaux à inclure pour obtenir des données statistiquement exploitables selon les exigences de réduction. De plus, nous utilisons les deux sexes pour éviter de produire inutilement des femelles. En l'absence de différences, nous regrouperons les données des deux sexes pour une même condition expérimentale. Ces effectifs ont été déterminés en fonction des données de la littérature et des procédures en vigueur dans l'animalerie.

Raffinement

Les injections seront réalisées par un manipulateur expérimenté et avec une aiguille fine. Les expériences menées ici sont indolores et réalisées par un personnel compétent et qualifié. Elles consistent uniquement en des études comportementales qui servent à mettre en évidence des dysfonctionnements d’origine neurologique. Les animaux seront méticuleusement surveillés quotidiennement, et leur poids sera vérifié une fois par semaine ou sur une base quotidienne si un signe de mal-être était detecté. Tout animal présentant une perte de poids ou des signes de pathologie ou de lésion sera traité selon décision du vétérinaire, ou mis à mort pour éviter toute souffrance.

Choix des espèces

Pour étudier le rôle de la signalisation de la vitamine A dans les cellules microgliales et ses implications neurologiques, la souris est un modèle optimal en raison de la similitude des génomes de la souris et de l'homme et de la disponibilité de différentes lignées de souris portant des mutations génétiques ciblées qui couvrent tous les processus physiologiques, en particulier le développement neurologique et la neurodégénérescence. De plus, les mécanismes d'action de la forme bioactive de la vitamine A sont très bien caractérisés chez la souris et divers traitements pharmacologiques sont déjà disponibles pour évaluer son mode d'action. Afin d'obtenir des résultats comparables et fiables, nous utiliserons des animaux d'âge similaire au moment des tests, à savoir 12 semaines d’âge post-natal, âge minimal reconnu par la communauté scientifique comme un stade « adulte » permettant d’obtenir des résultats fiables dans les études comportementales.

Tatouées, amputées du bout de la queue pour être identifiées, puis injectées chaque jour pendant vingt et un jours dans l'abdomen : les souris de ce projet enchaînent des gestes que le porteur qualifie de douleur légère et de courte durée. 1 440 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue pour prélever les tissus à analyser, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. L'objet est d'identifier les protéines dérégulées dans le cerveau d'un modèle de trouble du spectre de l'autisme, avec l'espoir de pistes thérapeutiques. Les tests comportementaux, cœur du dispositif puisque le porteur affirme qu'une approche comportementale n'est possible qu'à l'échelle de l'"organisme entier", ne sont à aucun moment nommés.

Objectifs

Les troubles du spectre de l’autisme sont des troubles du neurodéveloppement qui touchent 1 à 2% de la population. Ils sont caractérisés, entre autres, par des altérations dans le développement des capacités cognitives, de communication et d'interaction sociales. Ils constituent un véritable handicap pour le patient et malheureusement, à ce jour, il n’existe aucun traitement curatif car les causes de cette pathologie restent encore mal connues. Les progrès récents ont permis d’identifier plus de 200 gènes de risque liés aux troubles du spectre de l’autisme. Notre travail vise à identifier, dans le cerveau, les mécanismes de régulation qui sont à l’origine de ces troubles. Les protéines identifiées pourront être ciblés à l’avenir pour le développement de nouvelles thérapies.

Bénéfices attendus

Ce projet devrait apporter des données cruciales pour appréhender les mécanismes mis en jeu dans les troubles du spectre de l’autisme et pourrait ouvrir de nouvelles pistes thérapeutiques pour le traitement de ces pathologies.

Procédures

Injections intra-péritonéales et sous-cutanées. Identification par tatouage, biopsie de l’extrémité de la queue: stress et douleur légère de courte durée (1 fois, durée 30 seconds). Amendement 1: Injections quotidiennes intra-péritonéales pendant 21 jours: stress et douleur légère de courte durée (une fois/jour, durée 30 secondes)

Impact sur les animaux

Les tests comportementaux utilisés peuvent induire un stress léger. Injections intra-péritonéales et sous-cutanées, identification par tatouage, biopsie de l’extrémité de la queue : stress et douleur légère de courte durée.

Devenir

Tous les animaux seront mis à mort à la fin de l'expérience pour le prélèvement du tissu à analyser.

Remplacement

Cette étude nécessite une approche comportementale qui n’est possible qu’à l’échelle de l’organisme entier, nous devons donc faire appel à des modèles animaux.

Réduction

Le nombre d’animaux utilisés dans ce projet est le minimum nécessaire permettant une analyse statistique robuste des résultats grâce aux données collectées au cours d’expériences précédentes. Les résultats seront analysés avec des tests statistiques adaptés.

Raffinement

Les souris seront maintenues en groupes sociaux dans un environnement enrichi. Les souris seront observées quotidiennement et une grille précise d’évaluation des points limites sera utilisée. Tout signe de douleur, souffrance, angoisse ou stress chez les animaux sera soulagé avec des analgésiques.

Choix des espèces

L’espèce souris a été choisie car ces animaux présentent un système nerveux suffisamment développé pour permettre une extrapolation des résultats à l’espèce humaine. De plus, les modèles transgéniques utilisés dans ce projet ont été créés uniquement chez la souris. Pour toutes maladies neurodéveloppementaux il est important de comparer des animaux adolescents avec des animaux adultes car certains symptômes se manifestent différemment. Donc, nous utiliserons des animaux au stades adolescents (4 semaines) et adultes (4 mois). L’identification des animaux sera réalisée à l'âge de 7-10 jours.

Pour comparer un traitement continu à la cortisone et un traitement par cycles, 336 souris vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, toutes tuées à l'issue. Elles boivent de la corticostérone pendant deux à douze semaines et subissent un prélèvement sanguin par semaine sur animal éveillé, soit jusqu'à treize piqûres. À la fin du traitement, chacune est mise à jeun cinq heures, reçoit une charge de glucose ou d'insuline, puis cinq à sept prélèvements sanguins étalés sur deux heures. Le porteur indique que l'excès de sucre dans le sang peut faire uriner et boire davantage les souris et leur faire perdre du poids, et affirme qu'un "organisme vivant est nécessaire" pour attribuer à chaque organe sa part dans le dérèglement.

Objectifs

Les glucocorticoïdes (GC) et leurs analogues de synthèse font partie des médicaments les plus prescrits en raison de leurs propriétés anti-inflammatoires et immunosuppressives. Cependant, à fortes doses, ils sont responsables d’une prise de poids associée à des troubles du métabolisme ainsi que d’une altération des fonctions digestives et de l’homéostasie glucido-lipidique, pouvant entraîner un diabète. Les traitements par GC sont en général initiés lors des crises inflammatoires puis arrêtés suite à la résolution de la crise et remis en place lors d’une nouvelle crise, engendrant des cycles de traitement. Tandis que les conséquences métaboliques du traitement chronique aux GC ont été bien documentées, les conséquences métaboliques des traitements intermittent par cycles ont été peu ou pas étudiées sur des modèles précliniques. Notre projet a donc pour objectifs de caractériser les conséquences sur le métabolisme et les organes impliqués d’un traitement intermittent aux GC.

Bénéfices attendus

Le diabète de type 2 (DT2) est caractérisé par une résistance à l’insuline associée à une carence relative en insuline. En France, on dénombre 4,3 millions de personnes diabétiques. La prévalence augmente depuis des années et est passée de 5,6 pour cent en 2015 à 6,07 pour cent en 2021 (source Santé Publique France et Fédération Française des diabétiques). Si les tendances restent identiques, 520 000 personnes deviendront diabétiques d’ici 2027 en France. 90 pour cent des diabétiques sont atteints du diabète de type 2, maladie touchant préférentiellement les adultes et associée à l’obésité. Des traitements contre cette maladie existent avec notamment des antidiabétiques oraux pour le diabète de type 2. Il est bien connu qu’un des facteurs de risque du DT2 est le traitement chronique par les médicaments appelés glucocorticoïdes (GC). Les traitements par GC sont en général initiés lors des crises inflammatoires puis arrêtés suite à la résolution de la crise et remis en place lors d’une nouvelle crise, engendrant des cycles de traitement. Tandis que les conséquences métaboliques du traitement chronique aux GC ont été bien documentées, les conséquences métaboliques des traitements intermittent par cycles ont été peu ou pas étudiées. Notre projet permettra donc de documenter précisément les risques de développer un DT2 suite aux traitements par cycles aux GC et a donc pour objectifs de caractériser les conséquences sur le métabolisme et les organes impliqués d’un traitement intermittent aux GC et ainsi définir d’éventuelles pistes thérapeutiques pour mieux prendre en charge les patients atteints d’un DT déclenché par des traitements par cycle aux GC.

Procédures

Les animaux seront soumis à un traitement via l’eau de boisson durant 2 à 12 semaines selon les groupes concernés. Nous réaliserons des prélèvements sanguins de faible volume effectués une fois par semaine pendant toute la durée du traitement pour contrôler la glycémie. Ces prélèvements sont effectués sur animal vigile et durent moins d’une minute par animal soit 3 à 13 prélèvements selon la durée de traitement. A la fin des traitements, les souris seront soumises à l’un des deux tests pour évaluer soit la tolérance au glucose ou celle à l’insuline. Pour cela, après une mise à jeun courte (5h), les souris seront soumises à une administration (injection au niveau de l’abdomen ou administration orale) avec une solution et 5 à 7 prélèvements sanguins de faible volume (quelques microlitres) sur une période de 2h seront réalisés pour mesurer l’évolution de la glycémie au cours du temps (2h pour chaque test effectué, 1 test par souris). Le jour de l’euthanasie, les animaux seront soumis à une injection unique au niveau de l’abdomen 7 minutes avant l’euthanasie. L’injection sera effectuée sur animal vigile à raison de quelques secondes par animal. L’ensemble des animaux seront ensuite euthanasiés par une méthode réglementaire afin de réaliser les différents prélèvements nécessaires pour les analyses.

Impact sur les animaux

L’administration de corticostérone ou de la solution contrôle via l’eau de boisson pourrait induire un stress de courte durée lors de sa mise en place en raison de la peur de la nouveauté des souris (néophobie). Plusieurs semaines de traitement à la corticostérone, pourrait induire une augmentation de la concentration de sucre dans le sang pouvant impacter le bien-être des animaux avec notamment une augmentation de l’émission d’urine, de la prise de boisson et éventuellement une perte de poids. De même, le suivi glycémique longitudinal des animaux pourra induire un stress et une douleur de courte durée. Les tests métaboliques, qui comprennent une injection ou une administration orale puis plusieurs prélèvements sanguins de faible volume afin de suivre la glycémie, peuvent être source de stress et d’inconfort pour l’animal. Ils peuvent également induire un stress et une légère sensation de faim pour les animaux en raison de période courte de mise à jeun.

Devenir

Notre étude nécessite le prélèvement d’organes afin de caractériser l’effet des traitements chroniques ou intermittents sur la fonction des organes qui régulent le métabolisme énergétique. Nous ne possédons pas de moyens techniques pour étudier ces fonctions par imagerie ou autre technique non invasive à ce jour. De plus, notre étude vise à définir le répertoire d’expression de gènes dans ces organes, technique qui nécessite le prélèvement de ces organes. Ainsi, l’euthanasie des animaux est strictement nécessaire afin de répondre aux enjeux scientifiques du projet.

Remplacement

Le métabolisme glucido-lipidique implique différents organes permettant l’absorption des nutriments (par l’intestin grêle), l’utilisation et le stockage des glucides et lipides (dans les muscles squelettiques, le foie et les tissus adipeux) et le contrôle hormonal de ces processus (par le pancréas endocrine). Leur activité coordonnée permet donc la régulation fine de ce métabolisme et la perturbation de cette activité par les traitements aux glucocorticoïdes va impacter le fonctionnement de chacun de ces organes mais également les interactions entre ces organes. Un organisme vivant est donc nécessaire pour définir la contribution spécifique des organes. Il n’est pas possible de recréer en culture de cellules la complexité d’un organisme entier avec tous les acteurs cellulaires et moléculaires rentrant en jeu.

Réduction

Un total de 336 souris sera nécessaire pour la mise en œuvre de ce projet. Après traitement des souris, nous analyserons sur chaque souris le métabolisme glucidique par des tests dynamiques (tests de tolérance au glucose, test de sensibilité à l’insuline) ainsi que les différents organes impliqués dans l’homéostasie glucidique en prélevant ces organes après euthanasie des souris. Nous limitons au maximum le nombre d’animaux par groupe tout en nous assurant que nous obtiendrons des résultats statistiquement fiables. En effet, en raison des variabilités inter-animales et intergroupes, un nombre trop restreint d’animaux engendrerait des résultats trop variables et non valides. Compte tenu des données de la littérature (variabilité attendue) et des effets espérés, un test de puissance statistique a été utilisé pour déterminer le nombre minimum d’animaux nécessaire pour cette étude. Nous adapterons chaque test statistique en fonction du type de résultats et d’analyse à effectuer.

Raffinement

Dans la réalisation de ce projet, les procédures ont été mises au point afin de permettre une interprétation fiable dans le respect du bien-être animal, en limitant la douleur et le stress (formation, soins, etc.). Les conditions d’hébergement sont conformes à la réglementation, les animaux disposent de nourriture et d’eau ad libitum. Le milieu est enrichi à l’aide de coton de nidification ou de maison de type igloo. Nous nous efforçons à chaque instant de raffiner nos procédures afin de garantir le bien-être des animaux en cours de procédure grâce à une surveillance attentive (point limite) et des soins adaptés. L’administration via l’eau de boisson de glucocorticoïdes (ou du diluant seul) sera surveillée et les biberons changés 3 fois par semaine afin de garantir une bonne qualité de l’eau de boisson. Toutefois, afin de limiter les effets indésirables, les animaux seront suivis quotidiennement par du personnel formé et compétent afin de détecter toute anomalie. Un suivi du poids et de la glycémie sera mis en œuvre tout au long du projet. Des points limites ont été établis sur la base de précédentes études sur ce type de modèles expérimentaux. Les mesures appropriées seront mises en œuvre selon les observations réalisées (soins, etc.) et la structure en charge du bien-être animal ainsi que le vétérinaire pourront être sollicités, le cas échéant.

Choix des espèces

Justification de l’espèce : Nous avons montré qu’il existait des conséquences métaboliques importantes lors d’un traitement chronique aux glucocorticoïdes (GR). Nous souhaitons maintenant étudier les conséquences métaboliques d’un traitement intermittent. Afin de pouvoir comparer le traitement intermittent au traitement chronique, nous souhaitons réaliser cette étude chez des souris de même origine et de même fond génétique. Stades de développement Les études se feront avec des animaux adultes (entre 8 et 20 semaines d’âge).. En effet, l’équipe de recherche s’intéresse aux adaptations métaboliques et pancréatiques en réponse à un traitement chronique aux glucocorticoïdes, ce qui nécessite de réaliser les expériences dont le métabolisme glucido-lipidique est fixe, c’est-à-dire chez des souris adultes, post-sevrage et post-puberté.

Un cathéter maintenu jusqu'à une heure dans la tumeur, puis quinze minutes de chauffage au laser : 495 souris immunodéficientes vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, toutes tuées à l'issue. Chaque animal porte deux tumeurs greffées sous la peau, l'une chauffée, l'autre servant de témoin, ce que le porteur compte comme une mesure de réduction du nombre d'animaux. Il s'agit de détruire par la chaleur des tumeurs solides à l'aide de nanoparticules activées par la lumière, avec des risques de brûlure que le porteur dit limiter en surveillant la température en temps réel. La souris est retenue pour sa petite taille, qui permet à l'imagerie optique de capter des signaux faibles et profonds.

Objectifs

Actuellement, un large panel de technologies utilisées pour traiter les cancers est proposé. De l’ablation chirurgicale de tumeur solide à la chimiothérapie, les patients se voient souvent attribuer des combinaisons de traitements afin de maximiser leur rémission et éviter ou limiter tout risque de récidive. Parmi les nouvelles approches développées, la thermoablation émerge clairement en tant que nouvelle technique de traitement localisé en pleine expansion. Ceci provient du fait qu’un échauffement ou refroidissement important des cellules cancéreuses entraine la nécrose des tissus tumoraux. Chacune de ces technologies comportent de nombreux avantages, tels que la diminution du caractère invasif de la résection de la tumeur avec un suivi du traitement et des échauffements en temps réel par des méthodes d’imagerie biomédicales multiples. Cependant,la principale limite du traitement par échauffement est la précision et le contrôle des élévations de température exclusivement dans les tissus cancéreux. Afin de surpasser ces limites, des recherches mettent en jeux l’utilisation d’objet chimiques de taille nanométrique (nanoparticules) physiquement activables qui s’accumulent préférentiellement dans les tissus malades (zones tumorales). L’objectif majeur de ce projet est l’évaluation de l’efficacité de nouvelles nanoparticules activables par un Laser pour traiter des tumeurs solides de petites tailles. Ces nanoparticules sont capables de convertir une énergie lumineuse de faible puissance (le laser) en une énergie thermique. Cette technologie pourrait permettre la résection tumorale sans avoir recours à la chirurgie traditionnelle, souvent insuffisante et parfois incomplète. Elle permettrait également de mieux contrôler les échauffements et réduire considérablement les puissances d’illumination pouvant provoquer des douleurs et des sensations de brûlure chez les patients. Pour ce projet expérimental, l’élévation de température nécessaire pour la résection de la tumeur sur l’animal serait contrôlée en temps réel grâce à l’utilisation d’une caméra thermique puis d’une IRM couplée à la thermométrie. Ainsi nous pourrons réguler instantanément les durées d’illumination ou encore les puissances nécessaires afin d’avoir les meilleurs résultats et limiter les inconforts ou les effets non désirables.

Bénéfices attendus

Proposer une nouvelle stratégie de traitement contre des cancers solides (cancer colorectal, cancer de la prostate ou cancer du sein) en combinant l’utilisation d’objets chimiques de taille nanométrique (nanoparticules) et leur illumination avec un laser. Ces nanoparticules ont la particularité d’être activables par une source de lumière (laser) pouvant être amenée jusqu’à la tumeur par les voies naturelles du patient (urètre, rectum, œsophage, …) ou par microchirurgie peu invasive. Cette combinaison entre lumière et agent chimique induit des élévations de température améliorées, rapides et suffisamment importantes afin de provoquer une diminution de la masse tumorale. Ainsi nous souhaitons améliorer la méthode LITA (Light-Induced Thermal Therapy) de thermoablation et nous envisageons dans l’avenir que ces nanoparticules pourraient être une solution sur un traitement précis, contrôlé et transposable à l’échelle clinique.

Procédures

Injection sous la peau : une fois, moins de 30 secondes, sous anesthésie. Injection dans la veine : une fois, moins de 30 secondes, sous anesthésie. Positionnement d’un cathéter dans la tumeur sous cutané : une fois, entre 30 minutes et 1 heure, sous anesthésie. Echauffement par le laser au niveau de la tumeur : une fois, jusqu’à 15 minutes, sous anesthésie. Imagerie : 6 séances de 5 minutes, sous anesthésie.

Impact sur les animaux

La greffe des cellules cancéreuses en sous cutané peut engendrer un risque d’infection au niveau du site d’injection, une douleur ou une faible perte de poids. La présence de la tumeur peut engendrer une gêne chez l’animal. L’animal pourrait éventuellement développer une mauvaise réaction suite à l’injection des nanoparticules. Une douleur au niveau du site d’injection des nanoparticules pourrait être ressentie. Des risques de brûlures dus à une élévation de température trop importante pourraient également survenir. Ils seront limités grâce à l’utilisation d’une évaluation en temps réel des élévations de température et d’une possibilité d’adaptation de la puissance d’irradiation afin de ne pas dépasser les seuils de température néfastes à l’animal. Un risque d’hypothermie lié à l’anesthésie existe, cependant les souris anesthésiées seront systématiquement placées sur un tapis chauffant. L’immunodéficience des animaux peut entrainer une infection par des pathogènes.

Devenir

Tous les animaux seront euthanasiés afin de récupérer des prélèvements analysés ultérieurement.

Remplacement

Des premiers tests d’élévation de température ainsi que des efficacités d’échauffement ont été réalisés sur des systèmes fantômes (gels d’agar) permettant de mimer un tissu biologique. Différentes quantités d’agents chimiques pouvant provoquer un échauffement sous illumination ont été testées sur ce système. Les élévations de température obtenues étaient excellentes cependant la température initiale des gels employés (18-20°C) n’est pas comparable avec la température d’un animal et induisent donc directement à une évaluation d’efficacité d’échauffement faussée. De plus, les agents chimiques en milieu biologique peuvent également subir des dégradations pouvant engendrer une diminution de leur efficacité. Des tests sur cellules ont également été réalisés afin de vérifier que l’agent chimique rentre bien dans les cellules cancéreuses au cours du temps et qu’il n’est pas toxique. Cependant, dans les tests communément effectués, les cellules sont toutes de même nature, la densité cellulaire n’est pas comparable à un tissu, le système n’est pas vascularisé… en d’autres termes, le modèle cellulaire n’a pas l’exactitude que du modèle animal, ce qui peut conduire à de faux positifs (et de faux espoirs pour les patients). De plus, le contrôle d’élévation de température par suivi par imagerie de résonance magnétique (IRM) n’est pas techniquement applicable aux modèles cellulaires alors qu’elle est adaptée (et communément utilisée) pour l’homme. Pour ces raisons, le modèle in vivo semble inévitable.

Réduction

Les premiers tests préliminaires réalisés sur gels d’agar ont révélé d’excellents résultats. Les tests d’innocuité des nanoparticules en l’absence de lumière sur des cellules cancéreuses ont été réalisés en amont. Les souris seront porteuses de 2 tumeurs sous-cutanée afin d’avoir une tumeur contrôle et une tumeur traitée pour chaque animal ce qui nous permettra de réduire le nombre d’animaux utilisés tout en ayant une meilleure fiabilité du contrôle. Une étude pilote est prévue afin de vérifier l’efficacité des nanoparticules couplées à une activation par la lumière sur la régression des tumeurs. Si les résultats ne sont pas concluants le projet sera stoppé. L’analyse de l’élévation de la température et de l’étendue de la zone de chauffage sera mesurée. Elle nous permettra également de réduire les effectifs et de limiter les complications pouvant survenir avec des échauffements trop importants. Les tissus tumoraux après illumination et observation seront analysés post-mortem. Le suivi de la localisation du médicament au cours du temps suite à l’injection par voie sanguine sera effectué par imagerie de fluorescence qui est une méthode d’imagerie non invasive permettant de faire un suivi longitudinal (dans le temps) sur un même animal. Le nombre d'animaux a été déterminé en utilisant un logiciel dédié et des études statistiques seront réalisées.

Raffinement

Les souris seront acclimatées pendant 7 jours après leur arrivée dans l’animalerie. Les souris sont hébergées en groupes sociaux avec un enrichissement du milieu (tunnel ou maison, paille, bâton à ronger) sur un portoir ventilé. L’hébergement en portoir ventilé permet de limiter les risques d’infection des animaux par des pathogènes et/ou des opportunistes. Les étapes du projet sont réalisées sur animal anesthésié et lors de l’anesthésie l’animal est maintenu sur un tapis chauffant. Les animaux sont surveillés par le personnel de l’animalerie et par l’expérimentateur. Une feuille de score est utilisée pour le suivi de l’animal et pour scorer des points limites adaptés au projet. La feuille de score permet de définir des critères d’arrêt des souffrances et propose des mesures conservatoires bien déterminées.

Choix des espèces

La souris est une espèce de choix en imagerie optique de par sa petite taille. La souris étant un animal de petit gabarit, nous sommes capables de détecter des signaux faibles et profonds en imagerie optique. Le bioimageur utilisé pour l’imagerie de fluorescence est adapté à la souris. Les modèles de tumeurs sous cutanées utilisés dans ce projet ont été établis chez la souris. De plus, la souris étant un petit animal, cela permet de faire des tests avec des petites doses d’agent chimique. Un aspect pratique quant à la quantité d’agents thérapeutiques produits à l’échelle du laboratoire qu’il ne faut pas négliger. Les souris seront utilisées à partir d’un âge de 8-10 semaines correspondant à l’âge de jeunes adultes et à la maturité sexuelle des souris dans l’optique de traiter des cancers hormonodépendants / hormonosensibles comme le cancer de la prostate et le cancer du sein.

10 poulets de chair reçoivent à 15 jours, sous anesthésie générale, deux capteurs de température, l'un dans la cavité abdominale, l'autre sous la peau, et les descendants gardés en élevage sont exposés pendant cinq jours à des vagues de chaleur entre 25 et 32 °C, dix jours avant leur mise à mort. 260 poules et poulets vont être utilisés dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, tous tués à l'issue : 30 futures reproductrices et 32 descendants dès l'éclosion, après une prise de sang, les autres en fin d'élevage. Il s'agit de savoir si une "programmation thermique embryonnaire" des œufs de futures reproductrices rend leur descendance plus résistante à la chaleur, dans des élevages en plein air de poulets à croissance lente, à l'aide d'indicateurs comportementaux que le porteur ne détaille pas. Sous la chaleur, il cite comme possibles une hausse de la température corporelle, une perte d'appétit, de l'agitation ou de l'apathie, des tentatives d'échappement et du picage. Les carcasses pourront être "valorisées commercialement", sauf celles des 10 poulets porteurs de capteurs, indique-t-il.

Objectifs

Le projet vise à évaluer, l’impact de la « programmation thermique embryonnaire » appliquée sur des œufs embryonnés de futures reproductrices, sur leur descendance, des poulets de chair produits terminaux, exposés à des vagues de chaleur. Cette étude sera conduite sur une race à croissance lente adaptée aux conditions d'élevage en plein air, qui devrait être plus sensible aux vagues de chaleur potentielles. La capacité de la progéniture de ces femelles reproductrices soumises ou non à un traitement thermique à résister aux défis de la chaleur sera évaluée à l'aide d'indicateurs physiologiques et comportementaux qui ont été validés comme mesures de la robustesse ou de la résilience dans des environnements fluctuants et sous-optimaux.

Bénéfices attendus

L’objectif général du projet est de proposer des stratégies de programmation thermique afin de renforcer la robustesse des animaux et leur capacité d’adaptation à des vagues de chaleur. L’intérêt scientifique de ce projet réside en premier lieu dans l’approche expérimentale réalisée sur les œufs de futures reproductrices qui est relativement peu étudiée. La connaissance de l’impact d’une programmation thermique d’œufs de futures reproductrices et la transmission potentielle à sa descendance d’une meilleure capacité à s’adapter à des vagues de chaleur n’a jamais été étudié, à notre connaissance, sous l’angle complémentaire des performances zootechniques et des biomarqueurs en lien avec la robustesse, la santé et le bien-être de la progéniture.

Procédures

Une prise de sang sera réalisée à l’éclosion sur 30 femelles futures reproductrices et 32 descendants. Ces animaux sont ensuite mis à mort pour des prélèvements de tissus. Une prise de sang sera également réalisées sur les femelles avant leur entrée en ponte (1 seule prise de sang) et sur les descendants avant, pendant et après le coup de chaleur (3 prises de sang sur les mêmes individus pour suivre leur réponse aux vagues de chaleur et leur capacité d’adaptation / récupération). La pose de capteurs internes de suivi de température sera réalisée par voie chirurgicale sur des poulets à l’âge de 15 jours (2 capteurs/poulet, l’un en intrapéritonéale et l’autre en sous cutané). Les animaux seront sous anesthésie générale dont de délai prévisionnel est de 30 min, le délai de chirurgie est estimé entre 15 et 20 min par poulet. L’application de vagues de chaleur sur tous les descendants débutera 10 jours avant la mise à mort pour une durée de 5 jours. Les fluctuations oscilleront entre 32°C pendant 6h en journée et 25°C durant 6h la nuit. Ces deux plages de température sont séparées de 6h durant lesquelles la température augmente ou diminue graduellement.

Impact sur les animaux

La chirurgie peut provoquer de la douleur et de l’inconfort en cas d’insuffisance d’action de l’anesthésie. Cette dernière peut provoquer une dépression respiratoire, même si le risque est limité avec une anesthésie gazeuse. Dans nos conditions, l’apparition de complications post-opératoires est peu probable mais reste possible (risques d’infection, de rejet du capteur, ou de réponse inflammatoire excessive). La contention lors des prises de sang engendre du stress pour l’animal, une légère douleur au niveau du site de prélèvement et un éventuel hématome. L’exposition aux vagues de chaleur peut engendrer des conséquences physiologiques potentielles (augmentation de la température corporelle, déséquilibre hydro-électrolytique, réduction de l’appétit, etc.) ainsi que des conséquences comportementales (agitation, apathie, ou comportements visant à éviter la chaleur comme regroupement en zones fraîches ou tentatives d’échappement). L’élevage des animaux au sol en groupe peut entraîner des comportements agressifs, voire de picage, qui peuvent être exacerbés lors d’épisodes de chaleur.

Devenir

Suite aux prélèvements de sang à l’éclosion, les animaux seront mis à mort pour des prélèvements de tissus d’intérêt métabolique. A la fin de la procédure de chirurgie, les animaux seront replacés dans leur parquet d'origine avec leurs congénères jusqu'à la fin de l'élevage du lot. Tous les autres animaux inclus dans le protocole seront mis à mort en fin d’élevage de la bande. Les carcasses de ces animaux pourront être valorisées commercialement à l’exception de celles des 10 animaux qui auront porté les capteurs de température.

Remplacement

Aucun modèle cellulaire ou in vitro n'est capable de reproduire l'effet de la programmation thermique chez l'espère cible, le poulet de chair, et son impact durant toute la durée de vie de l'animal (physiologie, comportement, performances, etc..).

Réduction

Au niveau du volet des reproductrices, 15 femelles par traitement (N=30) seront prélevés (sang + tissus) à l’éclosion pour évaluer l’impact de la programmation thermique sur la physiologie de l’animal à l’état initial. De nouveaux prélèvements de sang seront réalisés avant l’entrée en ponte des femelles (N=15 par groupe) pour évaluer le statut physiologique et métabolique des femelles. Le nombre d’animaux expérimentaux choisi est nécessaire et suffisant pour pouvoir tirer des conclusions significatives en tenant compte de nos expériences précédentes en intégrant la variabilité interindividuelle attendue en termes de poids, composition corporelle, statut métabolique et robustesse. Nous avons volontairement choisi une puissance statistique, car en absence de challenge type conditions d'élevage dégradées ou coup de chaleur plus tard dans la vie, nous nous attendons à avoir des effets de faible amplitude mais variés. Sur la base des travaux antérieurs réalisés, les marqueurs sanguins de stress oxydatifs sont les plus variables. L’unité statistique pour les dosages de biomarqueurs sera l’animal.

Raffinement

Dès l’éclosion, les descendants seront élevés au sol sur copeaux, avec accès à l’eau et à l’aliment ad libitum, dans un bâtiment à environnement contrôlé (température, ventilation, lumière). Ce mode d’élevage favorise les interactions sociales. Les animaux seront visités au moins deux fois par jour (week-ends et jours fériés inclus). En cas de signes de détresse ou de maladie (cf grille d’atteinte des points limites), un isolement en infirmerie ou une euthanasie pourra être envisagé. L’environnement sera enrichi avec des rubans colorés à picorer et un perchoir. Lors du coup de chaleur, les pipettes seront vidangées trois fois par jour pour garantir une eau fraîche. En période de forte chaleur, une attention particulière sera portée à la baisse effective des températures pour assurer des phases de récupération. Raffinement des prises de sang : elles seront réalisées par deux opérateurs expérimentés, avec une contention calme et précise. Une garde sur l’aiguille limitera les risques de pénétration excessive et de lésions cérébrales. Raffinement de la chirurgie : une prémédication sera administrée 15 min avant l’anesthésie gazeuse (bréchet). Chaque animal sera endormi individuellement. Une antibioprophylaxie débutera la veille de l’intervention et se poursuivra pendant 3 jours post-opératoires. En cas de signes de douleur (prostration, anorexie…), une dose d'antalgique pourra être donnée. Les animaux seront isolés durant 5 jours post-opératoires en infirmerie, avec suivi individuel selon une grille dédiée à l’évaluation post-chirurgicale. Cette procédure a été testée avec succès dans un essai précédent chez des poulets à croissance lente : aucune mortalité, réintégration au parquet d’origine après traitement, et croissance équivalente aux témoins.

Choix des espèces

Le poulet de chair a été choisi comme modèle car c’est l’espèce agronomique cible du projet. Les œufs embryonnés seront mis en incubation au couvoir de l’établissement expérimentateur. Après éclosion, les animaux seront mis en place dans le bâtiment d’élevage et élevés jusqu’à 30 semaines pour la partie « reproducteurs », et jusqu’à environ 75 jours pour la descendance. L’évaluation de l’intérêt d’une programmation thermique embryonnaire lors de l’incubation se fera tout au long de la durée d’élevage des animaux sur les 2 générations (reproductrices et descendants). La mise en place de capteurs de température interne sera faite sur les descendants. L’opération se fera sur des animaux de 15 jours afin qu’il puisse supporter l’acte de chirurgie et permettre de suivre les paramètres du capteur tout au long de la vie de l’animal. Par ailleurs, l’épisode artificiel de forte chaleur sera appliqué en fin d’élevage, 10 jours avant mise à mort, âge où les animaux sont les plus sensibles aux variations/pics température. Il convient donc de suivre les critères zootechniques, comportementaux et sanitaires pendant toute la durée de l’élevage. Les poulets seront élevés de leur jour d’éclosion jusqu’à l’âge classique de mise à mort pour un élevage d’animaux labels (75 jours max).