Oncologie

Nourries au régime gras, gavées, injectées chaque jour pendant vingt-huit jours dans l'abdomen puis insérées dans un tube étroit pour l'imagerie, 390 souris vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. 325 sont tuées pour les analyses post-mortem et 65 réutilisées. Un seul test impose sept prélèvements de sang en deux heures, chacun par une incision de la queue. Le projet cherche par quels mécanismes un double agoniste des récepteurs aux incrétines améliore le sucre et les graisses, dans une famille de médicaments déjà largement commercialisée. Le porteur écrit que le régime gras peut altérer la santé mentale des animaux et créer un état dépressif et de l'anxiété, et classe l'ensemble du projet en souffrance modérée.

Objectifs

Afin d’améliorer la quantité trop importante de sucre dans le sang, chez le diabétique de type 2, plusieurs approches médicamenteuses sont possibles. Parmi elles, il existe une famille de molécules proches d’hormones naturellement produites par l’intestin. A l’heure actuelle, les médicaments de cette famille sont nombreux sur le marché, mais ne cible généralement qu’un seul site d’action. La molécule de cette étude est la première capable de cibler deux sites à la fois, lui conférant ainsi un potentiel thérapeutique plus important que les médicaments actuellement le marché. L’avantage d’avoir deux cibles réside dans le fait que des mécanismes d’action différents et complémentaires pourraient exister et donc permettre une efficacité supérieure. L’étude de l’action de ce type de médicament a mis en lumière le fait qu’en plus d’améliorer le diabète, elles étaient capables d’améliorer le métabolisme des graisses, souvent perturbé chez le diabétique. En effet, l’accumulation de graisses dans le foie, est un phénomène courant chez le diabétique et a des effets délétères sur l’organe mais aussi sur le diabète en général. Le but de ce projet est d’identifier comment la molécule étudiée dans ce projet ciblant deux sites améliore le métabolisme à la fois du sucre et des graisses chez un modèle de souris obèse/diabétique et en particulier d’identifier quels sont les mécanismes d’action permettant ces améliorations au niveau du foie en essayant de discriminer l’implication de l’un ou l’autre site d’action. Pour permettre la mesure des paramètres pertinents pour cette étude, ce projet se déroulera sur 2 établissements utilisateurs.

Bénéfices attendus

La prise en charge et le traitement du diabète de type 2 et de ses complications est un enjeu de santé publique de plus en plus prégnant. Les stratégies médicamenteuses bien que multiples voient leurs limites dans le fait qu’elles ne ciblent généralement qu’un site d’action et donc qu’un point précis du métabolisme, limitant ainsi les effets. Les études préliminaires sur les effets de la molécule de cette étude semblent montrer une efficacité accrue en raison de sa capacité à cibler simultanément les deux sites d’action. L’intérêt d’un tel ciblage est que l’activation des deux sites entraîne des effets différents et complémentaires. Là où deux molécules étaient nécessaires, avec la molécule de notre étude une seule serait suffisante. De plus, d’un point de vue « pratique », les études montrent qu’une prise hebdomadaire chez l’Homme est suffisante pour permettre d’avoir les effets escomptés. Néanmoins, certains effets bénéfiques en relation avec le métabolisme lipidique et notamment avec un site d’action particulier restent à déterminer En résumé, le développement et la compréhension du mécanisme de la molécule de cette étude devrait permettre de contrôler plus efficacement le diabète de type 2 et d’apporter un confort au patient par l’administration d’une prise hebdomadaire unique de la molécule.

Procédures

Pour les tests nécessitant un gavage, les animaux vigils recevront un bolus unique par gavage. Cette manipulation prendra une dizaine de secondes. Pour chaque test nécessitant des mesures sur le sang, un prélèvement de sang se fera sur animaux vigiles et consistera : - en un prélèvement unique de 100 µl sur 2 minutes à J-4. - ou de 7 prélèvements de 30 secondes sur 2h à J+25 ou J+27 selon le test utilisée Pendant les 28 jours de traitements, les drogues seront administrées par injection dans la partie abdominale sur les animaux vigils, qui auront été habitués à leur manipulateur. Cette intervention prend moins de 10 secondes par animal. En ce qui concerne l’imagerie, les souris, vigiles, seront insérés dans un tube permettant la contention et la mesure indolore durera 3 minutes. Toutes les interventions citées ici exceptée la dernière se tiendront dans l’EU1, La technique d’imagerie se tiendra dans l’EU2.

Impact sur les animaux

En plus d’une perturbation du métabolisme, un régime gras de longue durée peut entrainer une prise de poids importante et altérer la capacité des animaux à se Le régime gras peut également altérer la santé mentale des animaux et créer un état dépressif et de l’anxiété. Les gavages nécessitent la contention de la souris, celui-ci peut provoquer un stress. De plus le gavage peut provoquer une fausse route. Les prélèvements de sang au cours des différents test de tolérance (glucose, insuline et lipides) nécessitent une petite incision à la queue qui peut provoquer une douleur légère et passagère. L’imagerie se fera par insertion de la souris dans un tunnel sombre qui permet la mesure. Cet environnement étroit et nouveau, peut entraîner un stress durant la mesure.

Devenir

Les animaux sont mis à mort à la fin de la procédure afin de procéder aux analyses post-mortem et déterminer les mécanismes d’actions mis en jeux. Les animaux qui ne seront pas entrés dans le protocole de traitement, suite au régime serviront pour l’enseignement ou des mises au point techniques.

Remplacement

L’obésité et le diabète de type 2 sont des maladies multifactorielles entraînant une élévation incontrôlée du sucre dans le sang, ce qui a des conséquences dramatiques sur de nombreux tissus et organes. Afin d’étudier les conséquences de cette pathologie, il est indispensable de travailler sur l’organisme vivant en entier ce qui justifie ainsi la nécessité de réaliser des expérimentations in vivo. Ainsi, aucun modèle cellulaire ne peut être utilisé pour substituer totalement l’utilisation de modèles animaux. Par ailleurs l’utilisation de modèles cellulaires in vitro, issus des animaux obèses diabétiques nous permettra de mieux comprendre l’impact direct des traitements sur les différents organes et évitera l’utilisation d’un certain nombre d’animaux supplémentaires pour les études in vivo.

Réduction

Le nombre d’animaux a été calculé sur la base de projets similaires précédemment réalisés. Grâce à notre expérience du travail sur les molécules antidiabétiques, nous avons pu au cours des projets réduire le nombre d’animaux par groupe en optimisant les temps et doses de traitement. En effet, il ne nous est plus nécessaire de tester beaucoup de doses, ni de multiplier les temps de traitements pour ce type de molécule. De plus, l’utilisation des animaux a été réfléchie afin qu’un maximum de données soient obtenues avec un minimum de douleurs et de stress pour les animaux. Ainsi des tests in vivo et des prélèvements d’organes seront réalisés chez les mêmes animaux. Pour ces raisons, avec une seule dose et un seul temps de traitement, nous avons réduit le nombre d’animaux pour mener à bien ce projet et obtenir un puissance statistique suffisante. En ce qui concerne le travail in vitro nous avons essayé d’optimiser le nombre pour permettre de travailler sur l’ensemble des tissus d’intérêts aux différentes doses et temps escomptés. Grâce à notre expérience de ce type de traitement et au nombre important d’animaux issu de la partie préliminaire (suite au régime et avant la division en groupe pour le traitement), nous pourrons limiter les tests à une partie seulement des souris : petit nombre d’animaux pour avoir des résultats significatifs. Notre expérience dans ces techniques in vitro nous permet de rationaliser ce nombre pour ne pas multiplier les conditions expérimentales.

Raffinement

Par expérience, nous appliquerons des conditions optimales à l’obtention du modèle en permettant de maintenir le bien-être nécessaire. Afin d’éviter le stress de l’isolement, les animaux seront plusieurs par cage (5 à 10). De plus, les animaux auront à disposition dans les cages des objets permettant l’enrichissement nécessaire : des tunnels en plastique permettront de diminuer le stress et de réduire l’ennui en stimulant l’activité et permettant un sentiment de sécurité. De plus de la « frisette »de carton, permettra aux animaux de créer un nid et de s’y réfugier, renforçant le bien-être et ce sentiment de sécurité. Les animaux auront libre accès à un biberon d’eau et des objets d’enrichissement de milieu seront placés dans les cages. Une partie de la nourriture pourra directement être placée dans la cage pour permettre aux souris obèses ayant des problèmes de mobilité d’avoir accès à la nourriture plus facilement. Les tunnels d’enrichissement seront aussi placés à proximité de la nourriture et l’eau pour permettre aux souris de monter sur ces objets et de leur donner un accès plus facile. Pour ce qui est de l’anesthésie, nous utiliserons un anesthésique chimique lors des procédures 2, 3 et 4 qui se tiendront dans l’EU 1 et un gaz anesthésiant lors de la procédure 1 qui se tiendra dans l’EU 2. Pour le transport des animaux entre les deux EU (fin de procédure 1), les souris seront mises dans une cage contenant du coton avec un couvercle filtrant et transportées dans l’EU2 qui se trouve en face du lieu où les souris sont hébergées (EU1). Le temps de trajet estimé est de moins de 5 minutes. Au cours de ce transport, les cages seront mises dans un sac noir afin de préserver les souris de l’environnement extérieur en termes de température et de stress. Nous veillerons aussi au points limites du projet engendré par le diabète de type 2 qui consiste principalement en une déshydratation, en veillant à réhydrater ces derniers en cas de besoin. Enfin, en ce qui concerne les traitements et prélèvements, le personnel maitrise très bien les gestes techniques nécessaires au bon déroulement du prélèvement de sang servant à la mesure de la glycémie ainsi que la mise en œuvre des injections intrapéritonéales. Tous les animaux de l’étude seront suivis par un personnel compétent selon les modalités mise en place par la structure chargée du Bien-être Animal du Centre de zootechnie.

Choix des espèces

L’étude d’une pathologie a pour but d’en comprendre les mécanismes afin d’établir des stratégies thérapeutiques applicables à l’Homme. C’est pourquoi, le choix des modèles est important. Ainsi, il apparait logique de choisir un modèle de vertébré dont la physiologie est le plus proche possible de celles de l’Homme. C’est le cas pour la souris. Leur métabolisme au sens large présente de nombreuses similarités avec celui de l’Homme. De plus, cette espèce animale fait partie des espèces les plus étudiées avec des données bibliographiques abondantes ce qui diminue le risque de duplication inutile de travaux et veille à réduire au mieux le nombre d’animaux utilisés. Les animaux utilisés seront des jeunes males de 4 semaines. L’utilisation d’animaux jeunes se justifient par le fait qu’à cet âge, l’efficacité du régime est optimale car ils sont en pleine croissance. Ceci permet donc de limiter le temps de régime et donc le stress et les nuisances engendrées. Par conséquent, les traitements qui auront lieu par la suite seront réalisés sur ces mêmes souris devenus adultes (20 semaines)

Gavées cinq jours d'affilée, opérées pour certaines, échographiées et piquées jusqu'à deux fois par semaine pendant cinq semaines, 3 864 souris vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Elles portent une modification génétique qui leur fait développer spontanément un cancer du pancréas. Toutes sont tuées pour analyser leurs tumeurs, leur foie, leurs poumons et leur diaphragme, le projet cherchant à comprendre pourquoi les chimiothérapies atteignent mal ces tumeurs. Le porteur écrit que "le développement des tumeurs n'a pas d'impact sur l'animal", sauf au moment où un point limite est atteint.

Objectifs

Les animaux utilisés dans ce projet correspondent à des modèles d’étude du cancer du pancréas pour lequel aucun traitement efficace n’est à l’heure actuelle disponible et qui est le 4ième cancer le plus mortel. Quatre-vingt-dix pour cent des patients diagnostiqués sont décédés à 5 ans, qu’ils aient été opérés ou non, et l’incidence de ce cancer est en hausse. Il s’agit donc d’une pathologie de santé publique. Comprendre la résistance aux traitements est un axe de recherche qui devrait permettre d’améliorer ce terrible pronostic. Des études récentes démontrent que l’inaccessibilité des drogues à la tumeur serait au moins en partie responsable de l’absence d’effet thérapeutique des chimiothérapies dans ce cancer, et ce du fait d’une très faible vascularisation de ces tumeurs. Cette faible vascularisation serait la conséquence d’une fibrose (la transformation du tissu en un tissu composé de fibres) dont l'origine est l'activation des fibroblastes. Le projet proposé consistera en l’identification de potentielles cibles thérapeutiques (exprimées soit par les cellules tumorales, soit par les cellules stromales) impliqués dans la résistance aux traitements du cancer du pancréas. Notre objectif est de tester l'hypothèse du rôle clé du microenvironnement tumoral du cancer du pancréas, et plus particulièrement des fibroblastes, dans la résistance aux traitements, et d'identifier et comprendre le rôle de chacun des types cellulaires impliqués (notamment les cellules immunitaires) afin de développer de nouvelles thérapies. Dans ce contexte nous avons déjà identifié, in vitro, plusieurs potentielles cibles thérapeutiques exprimées par les fibroblastes (soit les pancreatic stellate cells (PSC) soit les cancer-associated fibroblasts (CAFs)) et impliquées dans la résistance aux traitements.

Bénéfices attendus

Identifier et comprendre les processus mis en place dans le microenvironnement tumoral aboutissant au développement de résistances aux thérapies afin de développer de nouvelles stratégies.

Procédures

Dans cette étude, un traitement est donné par la bouche (gavage) aux souris pendant cinq jours (moins de 30 secondes). Certaines souris subissent une chirurgie (30 min). Une échographie pourra être réalisée une à 2 fois par semaine (10 minutes). Les animaux pourront recevoir jusqu’à deux injections par semaine pdt cinq semaines maximum (3 à 5 minutes). Une prise de sang pourra être réalisée, maximum une fois par semaine (1 à 2 secondes ou 2 min pour prélèvement terminal.

Impact sur les animaux

Dans cette étude, certaines souris développeront naturellement des tumeurs du pancréas en raison de leur modification génétique. Le développement des tumeurs n’a pas d’impact sur l’animal, sauf possiblement au moment de l’atteinte d’un des seuils critiques (appelés "points limites") où une modification de l’état général pourrait être observée. La chirurgie pourra provoquer un léger inconfort. Les traitements par chimiothérapie peuvent provoquer certains effets secondaires chez les souris, comme une perte de poids, de la douleur ou dans certains cas rares une atteinte cutanée de la queue.

Devenir

Tous les animaux seront euthanasiés à la fin de la procédure afin de procéder à l’analyse des tissues. En effet, nos recherches nécessitent l’analyse des organes des animaux. Les expériences sont conçues pour permettre la récupération de la tumeur ainsi que des organes de métastases. Les tumeurs seront collectées soit pour des analyses histologique, soit pour l’analyse des cellules immunitaires présentes dans la tumeur.

Remplacement

L'identification des phénomènes de résistances aux thérapies ne peut être réalisée que directement chez l’animal car il met en jeu des intéractions entre de nombreuses populations cellulaires (interactions cancer / microenvironnement (réaction fibreuse) / réaction de l’hôte) qui ne peuvent pas encore être mimées in vitro, notamment le rôle complexe du système immunitaire. Cependant, dès que possible, nous remplacerons les études faites sur les modèles murins par des expérimentations réalisées sur des cultures de cellules isolées de nos modèles murins, qui peuvent être maintenues plusieurs semaines en culture et permettront de tester nos hypothèses. Ce projet est multidisciplinaire et vise à mieux comprendre le rôle des cellules du système immunitaire dans le contrôle d'un modèle murin mimant le cancer du pancréas. De ce fait nous devrons travailler avec des animaux vivants afin de pouvoir analyser le rôle des différents organes et différents types cellulaires suspectés d'être impliqués dans le développement de cette pathologie et dans l'immuno- et chimioresistance.

Réduction

Nous avons calculé que le nombre minimum nécessaire pour obtenir des résultats fiables, reproductibles et statistiquement interprétables est de 8 souris par groupe, avec trois répétitions indépendantes de chaque expérience afin de valider la robustesse des résultats. Nous avons pris plusieurs mesures pour réduire autant que possible le nombre d’animaux utilisés, tout en maintenant la qualité des données : 1- maximisation des analyses par animal en réalisant plusieurs types d’analyses sur un même animal afin d’optimiser chaque inclusion expérimentale, incluant des analyses histologiques sur plusieurs tissus atteints (pancréas, foie, poumon, diaphragme), des analyses immunologiques multiparamétriques par cytométrie en flux pour caractériser la nature, le phénotype et la fonctionnalité des cellules immunitaires post-mortem, ainsi que des analyses sanguines ; 2- optimisation du design expérimental, avec un protocole conçu pour limiter la variabilité inter-individuelle, permettant ainsi d’avoir un nombre réduit d’animaux par groupe tout en conservant une puissance statistique suffisante ; 3- réutilisation de données biologiques, les mêmes échantillons biologiques (sang, tissus) pouvant dans certains cas être utilisés pour plusieurs types d’analyses complémentaires. Le nombre total d’animaux a donc été défini en tenant compte d’un équilibre rigoureux entre nécessité scientifique, réduction des effectifs animaux et qualité des données attendues.

Raffinement

Afin de minimiser les effets indésirables liés aux procédures expérimentales, plusieurs mesures spécifiques de raffinement sont mises en œuvre à chaque étape du protocole. À leur arrivée, les animaux sont placés en pièce d’acclimatation et observés quotidiennement par le personnel zootechnique. Ils sont logés par groupes de 5 dans des cages enrichies (abris, matériaux de nidification, objets à ronger), favorisant leur bien-être et réduisant le stress. Tous les actes expérimentaux sont réalisés par du personnel formé et expérimenté. Le gavage est effectué avec des sondes souples à extrémité arrondie, réduisant les risques de lésion œsophagienne. L’administration par gavage est limitée à 5 jours consécutifs avec un volume adapté au poids de l’animal. Lors des greffes, les animaux sont prémédiqués avec un antalgique et une anesthésie locale est réalisée. L’anesthésie générale est assurée par inhalation avec contrôle du plan anesthésique et prévention de l’hypothermie grâce à un tapis chauffant. Une pommade oculaire est appliquée pour prévenir le dessèchement des yeux. Les chirurgies sont limitées à une seule par animal. En postopératoire, les animaux sont surveillés jusqu’à reprise complète d’activité, et une seconde injection d’antalgique est prévue 8h plus tard, puis selon les besoins. Les injections sont réalisées avec du matériel adapté et par du personnel entraîné. Les volumes administrés respectent les seuils recommandés. L'apparition d'effets secondaires (perte de poids, masses tumorales) est anticipée par un scoring de la douleur permettant une intervention rapide (analgésie, traitement local, ou mise à mort si seuil critique atteint). Le suivi des tumeurs par échographie est non invasif et réalisé sous anesthésie légère, deux fois par semaine au maximum. Des prélèvements sanguins de faible volume sont réalisés selon des intervalles sécurisés pour limiter la perte sanguine. Chaque animal est utilisé de façon optimale pour collecter un maximum de données afin de limiter le nombre total d’animaux requis.

Choix des espèces

Les études antérieures de la littérature et de notre équipe de recherche ont démontré que les modèles murins décrits dans ce projet étaient très proches de la pathologie humaine, et récapitulent la complexité du microenvironnement tumoral, ce qui n’est pas le cas des modèles in vitro ou ex-vivo. L'utilisation des souris permet d'avoir acces à des modèles proches de la pathologie humaine. Pour la majorité des expériences, les animaux seront utilisés entre 8 et 12 semaines ce qui correspond à de jeunes adultes qui possèdent un système immunitaire bien développé et mature.

36 souris privées d'un fragment d'ADN vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Elles passent huit heures à 4 °C, suivent quatorze semaines de régime riche en graisses, subissent deux prélèvements de sang sur animal vigile et deux anesthésies de quinze minutes, avec un isolement en cage individuelle pouvant durer quatre jours. Les bénéfices avancés, de nouvelles cibles contre l'obésité, le diabète ou les troubles rénaux, tiennent au conditionnel et supposent que ce fragment d'ADN joue bien le rôle qu'on lui prête. Le porteur affirme que ces fonctions métaboliques ne sont modélisables que dans un organisme complet, et que seul un mammifère permet une première collecte de données.

Objectifs

Ce projet a pour but de mieux comprendre le rôle d’une partie de l’ADN qui ne code pas pour une protéine, et qui était autrefois considérée comme peu utile. Pourtant, des recherches récentes suggèrent qu’elle pourrait jouer un rôle important dans le fonctionnement du corps, notamment dans la gestion de l’énergie, la régulation de la température corporelle et le bon fonctionnement des reins. Pour étudier cela, nous utiliserons des souris chez lesquelles cette portion de l’ADN a été supprimée. Elles passeront une série de tests pour évaluer leur métabolisme, leur comportement, leur poids et d’autres aspects de leur santé. Elles seront ensuite soumises à un régime alimentaire enrichi pendant 14 semaines, avec un suivi régulier. À la fin de l’étude, plusieurs organes seront analysés afin de mieux comprendre les effets de cette absence. Ce projet pourrait ainsi ouvrir la voie à de nouvelles pistes de recherche sur les maladies métaboliques ou rénales.

Bénéfices attendus

Dans ce projet, nous utilisons une approche complète pour étudier l’impact d’une portion particulière de l’ADN qui ne produit pas de protéine. En combinant des tests sur le comportement, l’activité du métabolisme, des analyses sanguines et l’étude de plusieurs organes à la fin de l’expérimentation, nous espérons obtenir une vision globale de son rôle dans le corps. Si cette partie de l’ADN est effectivement impliquée dans la régulation de la température, la production d’énergie ou le bon fonctionnement des reins, elle pourrait devenir une cible intéressante pour développer de nouveaux traitements contre des maladies comme l’obésité, le diabète ou les troubles rénaux. Les résultats de cette recherche pourraient aussi nous permettre d’améliorer la détection de certains problèmes de santé grâce à de nouveaux marqueurs biologiques, ou même de proposer des traitements plus ciblés à l’avenir.

Procédures

Les animaux seront exposés à un environnement à 4 °C pendant 8 heures. Ils suivront ensuite un régime riche en graisses pendant 14 semaines. Deux prélèvements sanguins seront réalisés sur animaux vigiles par contention, chaque prélèvement durant environ une minute. Les animaux seront également soumis à deux anesthésies médicamenteuses d’une durée de 15 minutes chacune.

Impact sur les animaux

Parmi les nuisances attendues, des contentions seront pratiquées, ce qui entraîne un stress léger. Les prélèvements sanguins peuvent entraîner une légère douleur. Les animaux seront isolés, ce qui entraîne un léger stress. Les animaux seront soumis au froid, pouvant entraîner une diminution transitoire de leur température corporelle.

Devenir

Les animaux seront mis à mort en fin de procédure afin de collecter les tissus pour réaliser des analyses moléculaires.

Remplacement

Ce projet vise à mettre en évidence l’impact de l’inhibition d’un gène sur des fonctions métaboliques complexes. Celles-ci ne sont modélisables que dans un organisme complet, capable d’exprimer l’ensemble des fonctions physiologiques de régulation (thermorégulation, fonction hépatique, fonction rénale). Seule une approche sur un mammifère permet une première collecte de données concernant les mécanismes physiologiques complexes mis en jeu dans cette étude (régulation des lipides, des glucides, dérèglements mitochondriaux et biochimiques, balance inflammatoire), fournissant de nombreuses informations qui pourront ensuite être utilisées dans une approche translationnelle visant à mieux comprendre la physiologie humaine..

Réduction

Le nombre d'animaux par groupe expérimental a été déterminé au fur et à mesure de notre expérience. Nous avons ainsi effectué des analyses permettant de déterminer la puissance statistique des paramètres mesurés et avons conclu que cet effectif de 9 par groupe constitue un bon compromis entre puissance d'analyse et réduction de nombre d'animaux utilisés. Durant cette étude, nous allons générer des données qui seront analysées à l'aide de tests statistiques. Nous avons aussi conçu notre protocole afin d'utiliser une seule cohorte d'animaux qui suivra un ensemble de tests, afin de réduire autant que possible les animaux employés pour répondre à notre problématique scientifique

Raffinement

Nous suivrons l'état général des animaux, incluant le toilettage, la posture et la présence de vocalisations. Tous ces éléments nous permettront d'évaluer l'atteinte de points limites, pouvant entraîner l’euthanasie de l'animal afin d'éviter toute souffrance. Les animaux seront maintenus en groupes dans des conditions d'animalerie optimales, avec un accès illimité à la nourriture, à l'eau et à un environnement enrichi (nids en quantité suffisante, bâtons et balles à ronger). Si nécessaire, des soins locaux seront administrés. En cas de douleur, un antalgique pourra être administré conformément aux recommandations vétérinaires. Les animaux seront pesés chaque semaine, en plus du suivi quotidien habituel. Lors des prélèvements sanguins, le volume prélevé sera compensé par l'injection de sérum physiologique. Concernant les tests deux d’entre eux se déroulent dans des cages d’hébergement individuelles. La seule contrainte est donc l’isolement des animaux pendant 4 jours maximim. A la fin de ces tests, les animaux sont remis dans leurs cages d’origine avec les mêmes dispositions d’avant le test (les mêmes souris dans la même cage, et les cages sont gardées dans le même état qu’avant le début du test, et ceci afin que les animaux retrouvent leur environnement), les animaux sont surveillés afin de vérifier qu'ils ne se battent pas. . Les souris seront soumises à une température de +4 °c pendant 8h. Les souris s’adaptent bien au froid, leur température corporelle pouvant descendre de 37°C à 34°C. Néanmoins, tout animal dont la température corporelle chuterait en dessous des 34°C, montrant son incapacité à s’adapter au froid, sera sorti du test et remis quelques minutes dans un environemment à 37°C.

Choix des espèces

La souris est un animal dont la modification génétique est aisée et nous disposons justement du modèle d'intérêt porteur de modifications génétiques sur le gène d'intérêt. Par ailleurs, ce mammifère permet une première approche informative concernant les mécanismes physiologiques, fournissant de nombreuses données qui pourront ensuite servir dans une approche translationnelle afin de mieux comprendre la physiologie humaine Les animaux démarreront leur protocole en tant que jeune adulte, à partir de 10 semaines. A ce stade, ils ont déjà une régulation métabolique qui est mise en place.

800 souris vont être utilisées, chacune mise à jeun quinze à seize heures avant de subir neuf prélèvements de sang au cours d'une séance de deux à six heures, l'opération étant répétée une semaine plus tard. Les procédures relèvent d'un niveau de souffrance modéré et toutes les souris sont tuées pour prélever leur pancréas. Après anesthésie locale, la queue est incisée, puis vient une injection de glucose et, pour certains lots, un gavage avec une solution lipidique. Le porteur reconnaît que les contentions et le jeûne stressent les animaux, que les incisions font mal et que le gavage irrite l'œsophage. Les retombées annoncées, savoir s'il suffira un jour de greffer les seules cellules productrices d'insuline chez des personnes diabétiques, restent une perspective lointaine face à ces atteintes immédiates.

Objectifs

Les objectifs de ce projet sont de comprendre l’influence d'un type particulier de cellules des îlots pancréatiques sur le maintien du taux de sucre sanguin dans des valeurs « normales » à la fois dans les conditions physiologiques (régime normal) et dans les conditions physiopathologiques (régime gras classiquement utilisé pour mimer des conditions diabétogènes).

Bénéfices attendus

Le diabète est une maladie grave qui s’étend. Il est lié à une augmentation anormale et prolongée de la concentration de sucre dans le sang : c’est l’hyperglycémie. Les petits organes qui libèrent les hormones régulant la concentration de sucre dans le sang (la glycémie) s’appellent les îlots du pancréas. Ils sont constitués de plusieurs types des cellules, les principales cellules des îlots sécrétent l’insuline, la seule l’hormone qui diminue la glycémie. Dans le diabète de type 1, ces cellules sont absentes. Dans le diabète de type 2, elles fonctionnent mal. En ce sens, ces cellules ont toujours été au centre des études sur la régulation glycémique en conditions normales et pathologiques. On connait donc très peu le rôle des autres cellules du pancréas dans ces mécanismes et surtout la manière dont elles influencent les cellules produisant l’insuline. Une autre limite de la plupart des études est d’avoir été centrées uniquement sur les effets du sucre (le glucose). En effet, l’alimentation contient d’autres nutriments : protéines, lipides…. Dans le présent projet, les chercheurs disposent de souris dont la particularité est de pouvoir supprimer certaines des autres hormones pancréatiques que l’insuline. La manière dont ces souris régulent leur glycémie suite à une administration de glucose combiné ou non avec d’autres nutriments pourra donc être étudiée et surtout comparée avec celle des souris « normales » qui ont dans leurs îlots tous les types d’hormones. Ceci apportera des informations cruciales sur le rôle de ces cellules dans ces processus. Pour mieux comprendre les interactions entre les différents types de cellules pancréatiques dans le diabète, certaines souris seront soumises à un régime gras qui mime certaines conditions favorisant le diabète de type 2. Les informations fournies par ce projet seront aussi cruciales par rapport au diabète de type 1. En effet, dans la perspective des futures thérapies cellulaires, nous saurons s’il suffit de greffer seulement les cellules produisant l’insuline ou un mélange équilibré des différentes cellules pancréatiques.

Procédures

Pour les tests de tolérance au glucose, 2 expériences effectuées à 1 semaine d’écart (durée du test de 2 à 6h) : animaux mis à jeûn la veille au soir (durée 15 à 16h), le jour J, une incision (2 secondes) de la queue sera faite après anesthésie locale , s’en suivra une injection (10 secondes) de glucose avec ou sans autres nutriments, 6 prélèvements très légers de sang (10 à 30 secondes) pour détermination glycémie (espacés de 15min à 1h) seront effectués et 3 prélèvements (1 à 2minutes) un peu plus importants de sang pour la détermination d’hormones (espacés de 15min à 45min), prélèvements de sang effectués dans le respect de la réglementation. Pour les animaux de certains lots, 1 gavage (20 secondes) avec une solution lipidique sera effectué (après injection de glucose).

Impact sur les animaux

Les contentions pourront être sources de stress, les mises à jeûns source de faim et de stress, les injections et les incisions sources de douleur et les administrations orales d'irritation de l’œsophage. Nous veillerons à réduire le stress au maximum, tous les gestes seront effectués par une personne formée et expérimentée et un anesthésique local sera appliqué avant les incisions. Dans les 24h suivant les expérimentations, si une perte de poids >10% est constatée, une alimentation enrichie sera mise à disposition des animaux concernés. Cette alimentation enrichie sera maintenue jusqu’à ce que ces animaux aient recouvré leur poids d’avant les tests. Des souris de ce type sont actuellement en élevage pour un autre projet, et d'après notre expérience avec ce type de protocoles, aucun effet délétère n’a été observé chez ces animaux.

Devenir

A l'issue de la procédure, les souris seront mises à mort en utilisant une méthode réglementaire et leur pancréas sera prélevé pour diverses expérimentations ex-vivo.

Remplacement

Même si des modèles in vitro à 2 organes se développent, les systèmes d’organes sur puce sont pour l’instant incapables de reproduire la complexité de l’homéostasie nutritionnelle des mammifères impliquant des interactions entre de nombreux organes (tractus digestif, îlots pancréatiques, foie, tissu adipeux, muscle, cerveau, rein…). Ces expériences ne peuvent donc se faire que sur un modèle de mammifère. Le modèle souris est le plus adapté car c’est le seul à ce jour permettant la suppression sélective des cellules dont nous voulons étudier le rôle dans les îlots pancréatiques. Il n’existe actuellement aucun simulateur modélisant l’homéostasie nutritionnelle qui est au cœur de cette étude. Toutefois, nous travaillons justement sur un simulateur de l’homéostasie glucidique. Les données acquises dans ce projet sur ces animaux seront entre autres destinées à enrichir ce simulateur renforçant ainsi la puissance de cette approche de simulation afin de réduire encore le recours à l’expérimentation animale dans le futur.

Réduction

Une réflexion approfondie a été effectuée pour réduire le nombre d’animaux tout en préservant une puissance statistique nécessaire sans laquelle il faudrait refaire l’étude. Les expériences effectuées lors de précédents tests montrent sans réserve la faisabilité du projet. Les tests in vivo décrits dans cette étude sont réalisés de manière courante depuis des années par notre équipe dans d’autres projets, mais sont aussi des tests courants largement utilisés dans les laboratoires qui travaillent sur le diabète au travers le monde, ils sont donc très standardisés. Il n’y a donc plus de mise au point technique et aucune perte d’animaux n’est à prévoir à ce niveau, ce qui contribue à limiter également le nombre d’animaux. Pour réduire encore le nombre de souris produites en élevage, nous réutiliserons les animaux d’un même lot pour 2 séries d’expériences ce qui permet de diminuer encore notre besoin total d’animaux, et enfin, après les tests in-vivo, les animaux produits seront utilisés pour récupérer leurs pancréas pour des investigations sur ces tissus au sein de la même étude. Ceci permet encore une réduction de moitié des animaux utilisés. Ainsi, 800 animaux des 2 sexes maximum avec l’application des mesures précédentes seront utilisés. Chaque lot sera optimisé pour que le nombre d’animaux utilisés assure une significativité statistique. Les règles statistiques communément admises seront appliquées (à savoir : si la répartition des résultats suit une loi normale, des tests statistiques paramétriques seront employés. Si la distribution des données ne suivait pas une loi normale, les tests non paramétriques appropriés seront appliqués).

Raffinement

Les animaux seront regroupés entre 5 et 10 animaux par cage pour éviter les effets délétères de l’isolement de ces animaux. Leur habitat sera enrichi des dômes et carrés de ouate pour la nidification. Un suivi quotidien des animaux sera effectué par le personnel de l'animalerie. Une habituation des animaux aux manipulations, contentions sera effectué la semaine précédant les tests. Les animaux seront pesés 1 fois par semaine et les 3 jours suivant les expérimentations pour les lots concernés. Une crème anesthésiante sera appliquée sur la queue des animaux avant les incisions et une crème cicatrisante sera appliquée en fin d'expérience avec un suivi et nursing si besoin des animaux. Des points limites adaptés sont établit et seront appliqués si l'état des animaux le nécessite.

Choix des espèces

Le modèle souris adulte est le plus adapté car c’est un mammifère dont le fonctionnement de l’organisme est transposable à celui de l’Homme adulte, notamment pour la régulation du glucose sanguin. C’est aussi le seul animal à ce jour permettant une suppression sélective de certaines hormones dans les îlots pancréatiques dans le modèle transgénique que nous proposons d’étudier dans ce projet. Les études in vivo sur ces animaux seront faites au stade jeune adulte, de 14 à 22 semaines.