Oncologie

Un écoulement de sang ou un ulcère sur la tumeur déclenche la mise à mort de l'animal. 2 832 souris vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, toutes tuées pour prélèvement d'organes. Prélevées à la queue à six jours pour le génotypage, elles reçoivent selon les groupes cinq jours d'injections ou de gavage, une irradiation de dix minutes, un transfert de cellules par une veine derrière l'œil, une greffe de cellules tumorales, puis un suivi de la tumeur pendant deux à huit semaines. Le porteur indique que la suppression des protéines étudiées dans les lymphocytes T peut déclencher une auto-immunité avec amaigrissement, inflammation de la peau, prostration et perte d'activité sévère, auquel cas les souris sont tuées et le traitement raccourci à cinq doses.

Objectifs

La modulation des réponses immunitaires par les lymphocytes T grâce aux immunothérapies est à présent mise en place comme un traitement standard contre divers cancers. Dans ce contexte, l'activation des lymphocytes T dépend d’une régulation hautement dynamique des programmes génétiques pour la production de molécules effectrices qui éliminera les cellules tumorales. Nos données préliminaires montrent que les fonctions effectrices et régulatrices des lymphocytes T sont modulées par les protéines de liaison à l'ARN (RBPs). Nous émettons l'hypothèse que les RBPs sont essentielles pour le développement de la réponse antitumoraux par les lymphocytes T. Avec l'utilisation de modèles de souris transgéniques, notre projet vise à découvrir de nouveaux mécanismes moléculaires qui contrôlent l'amplitude et l’étendue des réponses immunitaires contre les tumeurs. Plus précisément, les objectifs spécifiques de notre projet sont : 1 - Comprendre la fonction des RBPs pour la maintenance de populations de lymphocytes T saines. 2 - Étudier l’importance de ces protéines pour l’activation des lymphocytes T effectrices et régulatrices dans la tumeur.

Bénéfices attendus

Nous avons sélectionné les protéines TIA1, TIAL1, G3BP1 et G3BP2 comme modèles pour évaluer l'importance des mécanismes post-transcriptionnels clés des ARNm jusqu'à la synthèse des protéines. Pour certains cancers, l’expression de TIA1 et TIAL1 dans les lymphocytes T a été utilisé comme un marqueur pronostique, mais sa fonction moléculaire reste inconnue. G3BP1 et G3BP2 sont des protéine impliques dans l’apparition de cancer. Donc, nos études apporteront d'importantes connaissances sur la biologie de ces protéines et sur le fonctionnement des lymphocytes T qui permettra de mieux optimiser les stratégies pour la détection ou traitement de cancers.

Procédures

Les animaux sont soumis à une contention de 3-5 minutes pour un prélèvement de tissu (queue) lorsqu’elles ont 6 jours pour le génotypage (détermination des modifications génétiques) et, dans certains cas, un prélèvement du sang. Les animaux transgéniques n’expriment pas les protéines TIA1, TIAL1, G3BP1 et G3BP2 dans les lymphocytes T après un traitement spécifique par injection intra-péritonéale ou gavage oral (chaque intervention dure 2 minutes) pendant 5 jours, ou par régime alimentaire (sans manipulation). Ils serviront comme modèles tumoraux ou de donneurs de cellules T pour nos expériences de transfert cellulaire. Le transfert de cellules se fait dans la souris anesthésiée pendant 5 minutes par une injection de 100-200μL en voie intraveineuse, par injection rétro-orbitale. Certains animaux seront irradiés, une fois pendant maximum 10 minutes, avant la reconstitution du système immunitaire avec le transfert de cellules souches par injection intraveineuse de 100-200μL dans la souris anesthésiée pendant 5 minutes. Dans les modèles de cancers murins, l'implantation des cellules tumorales se fait dans la souris anesthésiée pendant 5 minutes par injection sous-cutanée (sc) au niveau du flanc. Les animaux sont soumis à une contention de 2-3 minutes pour mesurer la tumeur tous les 2-3 jours (pendant 2-8 semaines selon les expériences) jusqu’au point d’analyse. Toutes les souris seront euthanasiées avant le prélèvement des organes le jour du point d’analyse.

Impact sur les animaux

Pour minimiser les effets indésirables, la santé des souris et l’aspect des tumeurs seront surveillés 3 fois par semaine après injection des cellules tumorales, puis tous les jours lorsque l’on se rapproche de une taille tumorale maximale. Parfois, des nécroses peuvent apparaître au centre de certaines tumeurs et commencer à s’ulcérer ou à saigner. Si se le cas, les souris seront suivies par le/la vétérinaire. L’apparatition d’écoulement de sang ou d’ulcère avec un écoulement de liquide est un point limite, et le souris seront euthanasiées. Pour les animaux transgéniques qui n’expriment pas nos protéines d'intérêt dans les lymphocytes T, il y a la possibilité de développer un épisode d'auto-immunité associé à une perte de lymphocytes T régulateurs. L’auto-immunité peut être caractérisée par un amaigrissement, une inflammation cutanée, une peau rugueuse et/ou squameuse, une déshydratation, une posture prostrée, des poils hérissés, une absence de toilettage, ou une absence d’activité sévère. Si les animaux présentent un des phénotypes cités en amont, ils seront euthanasiés et nous remplacerons le traitement continu par un traitement limité à cinq doses de médicament (1 par jour durant 5 jours) où la perte de poids sera inférieure à 5 %, sans aucune inflammation cutanée et une activité physique normale. Nous n’avons observé aucun autre phénotype dommageable lié aux croisements de lignées génétiquement modifiées. Dans tous les cas, la santé de l’ensemble de nos souris sera surveillée au minimum 3 fois par semaine et les souris seront euthanasiées si elles perdent plus de 20% de leur poids initial ou présentent une posture voutée ou prostrée, des poils hérissés, des salissures ou écoulements ou une absence de toilettage. La souffrance, la douleur et le stress associés à la manipulation d'animaux, l’injection de substances et cellules (nuisances légères), l'irradiation de souris (nuisance modérée), et de prélèvement de sang et/ou d’une biopsie pour le génotypage (nuisances légères) sont limités en raison de la formation constante de notre personnel.

Devenir

Dans ce projet, tous les animaux seront euthanasiés à la fin d’étude afin de prélever les organes nécessaires aux analyses.

Remplacement

Les réponses immunitaires contre le cancer sont des mécanismes complexes qui ne peuvent pas être modélisés in vitro. Les souris ont un système immunitaire similaire à celui des humains et permettent l’obtention de résultats scientifiques exploitables et pertinents de la pathologie humaine. Dans la mesure du possible, nous remplacerons les souris avec des cultures cellulaires in vitro, mais ces cultures se limiteront à la description des interactions moléculaires entre nos RBPs et l’ARN.

Réduction

Nous suivons les directives ARRIVE afin de garantir le bien-être animal et la collecte de données de haute qualité avec un nombre minimum d'animaux. La stratégie d'élevage produit le même nombre des souris tests et contrôles. Les souris sont classées en fonction du sexe, mais pas du génotype. Le nombre minimal d'animaux dans chaque expérience est déterminé en utilisant des calculs de puissance statistiques. Sur la base de nos données préliminaires, pour avoir la plus grande puissance statistique, nous aurons besoin de 7 souris par groupe. Pour la reproductibilité de résultats concluants, nous répéterons chaque expérience 3 fois pour permettre un test statistique et une bonne reproductibilité. Finalement, dans certains cas, le transfert des lymphocytes T matures ou la reconstitution du système immunitaire avec des cellules souches permettra la reconstitution des lymphocytes T chez plusieurs souris réceptrices non-transgéniques, réduisant ainsi l'élevage des animaux transgéniques.

Raffinement

Les souris sont hébergées par 5 maximum dans des cages à 20-24°C et 30-50% d’hygrométrie, en portoirs ventilés (dans des cages d’une superficie de 500cm2), avec une alternance jour/nuit de 12h/12h. Les souris ne seront jamais laissées seules dans leur cage. La nourriture et l’eau de boisson sont fournies ad libitum. Le change de la litière est réalisé 1 fois par semaine. De l’essuie-tout, des copeaux et du rouleau en carton et une maison en plastique rouge sont rajoutés en tant qu’enrichissements pour permettre aux souris de se détendre. Les animaux sont suivis au quotidien par les zootechniciens dès leur naissance. Les animaux disposent d'une semaine d'acclimatation avant le début du protocole. Les conditions d’expérimentation font l’objet d’une procédure de suivi du bien-être animal. Dans chaque procédure, nous avons mis en place des points limites (activité, posture, aspect et/ou respiration anormale, amaigrissement, inflammation cutanée, présence d'une anomalie ou avec une tumeur de taille anormale [ayant atteint 1500mm3], ulcère ou sanglante). Si l’un de ces critères est atteint, les souris seront euthanasiées. Les utilisateurs ont reçu des formations spécialisées et officielles qui leur permettent l’évaluation des souris et le raffinement des procédures. Les zootechniciens compétents assureront également le suivi du bien-être des animaux et des signes cliniques, et nous signaleront tout incident tel que les grimaces, l’amaigrissement, la déshydratation, une posture prostrée, des poils hérissés et/ou une absence de toilettage. L’anesthésie gazeuse (2% isoflurane + mélange air/oxygène, débit : 2 L/min pour la boîte et 0.2 L/min pour le masque) sera utilisée pendant le prélèvement du sang ou l’injection des cellules pour réduire le stress.

Choix des espèces

Les mécanismes moléculaires régulés par les protéines de liaison à l'ARN étudiées dans ce projet, ainsi que la dynamique des réponses immunitaires observées chez la souris sont similaires à celle observées chez l'homme. Donc, nos modèles de souris nous permettent d’identifier les mécanismes responsables d’une réponse immunitaire efficace contre le cancer. Tout particulièrement, nous pouvons évaluer le maintien et le fonctionnement des cellules lymphoïdes dans un environnement tumoral complexe et difficile à modéliser in vitro, et ainsi analyser l'impact des réponses immunitaires systémiques en dehors du site tumoral. Toutes les procédures seront effectuées sur des souris âgées de 6 à 20 semaines présentant un système immunitaire mature mais non vieillissant.

Les souris utilisées ont un système immunitaire déficient, encore affaibli par un traitement supplémentaire, pour que des cellules de leucémie humaine se développent dans leur corps. 1 945 d'entre elles reçoivent cette greffe puis jusqu'à huit prélèvements de sang sous anesthésie, dans des procédures d'un niveau de souffrance modéré. Elles développent la maladie transplantée et sont toutes tuées à la fin, pour mesurer où en était la progression du cancer. L'établissement se présente comme prestataire de services et vend ces modèles à des laboratoires publics ou privés, une biobanque de leucémies humaines entretenue dans des corps de souris.

Objectifs

Les leucémies et maladies apparentées sont aujourd’hui le plus mortel des cancers du sang. Ces pathologies, en tout premier lieu les leucémies aiguës myéloblastiques, affectent 2,3 millions de personnes dans le monde et font partie des cancers les plus dévastateurs. Pour une incidence annuelle de 467.000 cas, les leucémies tuent environ 310.000 personnes chaque année. Le besoin médical insatisfait concernant les hémopathies est donc considérable. Dans ce contexte, nous avons pour objectif de mettre en place une stratégie expérimentale qui permettra de réaliser des tests précliniques chez la souris afin d'évaluer l'efficacité de nouvelles molécules innovantes avec un fort potentiel thérapeutique.

Bénéfices attendus

En tant que prestataire de services, nous réalisons ces études pour des laboratoires partenaires publics ou privés. Dans ce projet, nous offrons la possibilité à la communauté scientifique de pouvoir évaluer l’efficacité de nouvelles molécules avec un fort potentiel thérapeutique à l’aide de modèles précliniques dont nous assurons la reproductibilité et la robustesse nécessaires au développement des projets en immuno-cancérologie. Bien que ces modèles demandent à être améliorés, ils ont permis de reproduire chez la souris certains aspects des pathologies humaines et, en complément des autres modèles expérimentaux, ils laissent ainsi espérer le développement dans un futur proche de thérapies innovantes.

Procédures

L’ensemble des animaux subira une transplantation de cellules cancéreuses humaines (1 injection durant 2min / animal) puis subira des prélèvements sanguins (au maximum 8) réalisés sous anesthésie volatile (5 min/souris), en alternant les sites de prélèvement et espacés d’au minimum 14 jours afin de favoriser la cicatrisation. Enfin, une partie des animaux recevra l’injection de thérapies de référence de la pathologie dont la fréquence et la route seront dépendantes de la pharmacocinétique du traitement (devenir du medicament après son administration dans l’organisme) choisi (au maximum 1 injection/jour/4semaines).

Impact sur les animaux

Les animaux développeront une pathologie cancéreuse humaine potentiellement grave pouvant engendrer une détresse modérée. La transplantation des cellules cancéreuses et l’administration (voie spécifique de chaque candidat thérapeutique) du traitement à évaluer (au maximum quotidien durant 4 semaines) engendreront une brève douleur légère. Les anesthésies associées aux prélèvements sanguins (au maximum 8 espacés de 15 jours) seront une source potentielle d’un stress de courte durée. L'ensemble des manipulations ainsi que les pesées peuvent être source d'angoisse.

Devenir

Tous les animaux seront mis à mort à la fin des 2 procédures afin de pouvoir caractériser la progression de la pathologie développée.

Remplacement

La régulation de l’ensemble des mécanismes qui assurent la production continue et régulière des différentes cellules sanguines, que ce soit de façon normale ou pathologique, implique des mécanismes de communication cellulaire entre de nombreux facteurs microenvironnementaux et spécifiques à ces cellules. Seuls ces derniers peuvent être appréhendés in vitro . Ainsi, la coopération spatiale des cellules, l’importance des tissus voisins, du contexte immunitaire, sont cruciaux dans la réponse thérapeutique et ne peuvent pas être reproduits de façon satisfaisante in vitro. A l’inverse, sur le plan physiopathologique, la transplantation d’une leucémie se développant ensuite chez un animal présente des caractéristiques hautement similaires à celles de la pathologie humaine dont elle est issue, avec une complexité impossible à reproduire in vitro. Ainsi, le passage dans un modèle in vivo est une étape indispensable avant d’envisager un essai thérapeutique chez les patients. Un organe isolé ou une espèce, autre que les mammifères, ne permettrait pas d’évaluer la biodistribution du candidat thérapeutique évalué, ni le rôle du système immunitaire dans la réponse anti-cancéreuse ou les éventuels phénomènes de résistance. La souris est alors le modèle rongeur le plus utilisé permettant de modéliser cette pathologie humaine.

Réduction

Nous utiliserons le nombre minimum d’animaux requis pour obtenir des résultats statistiquement interprétables et atteindre l’objectif scientifique du projet, à savoir la mise en place et la caractérisation de modèles précliniques de pathologies malignes humaines. De plus, lorsque ce sera possible, nous mutualiserons les groupes contrôles. La comparaison de différentes conditions expérimentales se fera par des tests statistiques adaptés aux petits échantillons. Les échantillons générés dans le cadre de ce projet seront, une fois leur caractérisation effectuée, rendu accessible à la communauté scientifique, sous conditions strictes inhérentes à l'origine et à l'utilisation des prélèvements d'origine humaine, au travers d’un consortium de 27 entités académiques françaises qui a pour but de favoriser le développement de nouvelles solutions thérapeutiques et diagnostiques destinées aux leucémies et maladies apparentées. Cette mutualisation au sein de la communauté scientifique française sera un moyen efficace de réduire globalement le nombre d'animaux rentrant en expérimentation puisqu'ainsi, il ne sera plus nécessaire à chaque laboratoire de générer ses propres modèles précliniques de ces pathologies.

Raffinement

Afin de réduire au minimum l’inconfort qui pourrait être ressenti par les souris qui ont un phénotype dommageable lié à leur système immunitaire déficient, les souris sont hébergées dans une animalerie avec un statut sanitaire contrôlé, afin d'éviter qu'elles soient contaminées par des agents pathogènes (portoir ventilés, enceinte de change stérile, alimentation stérile, boisson acidifiée…). L’induction supplémentaire mais transitoire de leur déficience immunitaire nécessaire à la transplantation de cellules humaines sera compensée par une antibiothérapie préventive. Le suivi du développement leucémique se fera par des mesures cinétiques utilisant un procédé peu invasif à partir de prélèvements sanguins réalisés sous anesthésie volatile. Les animaux feront l’objet d’une surveillance quotidienne par du personnel compétent afin de détecter précocement toute altération du bien-être animal. L’apparition de signes d’inconfort ou d’éventuelle souffrance nous conduira à choisir l’action appropriée (comme par exemple l'apport d'un analgésique) à mener en fonction d’une grille de score du bien-être.

Choix des espèces

Le recours à l’expérimentation animale se justifie par l’impossibilité réglementaire de conduire ce type d’études chez l’homme sans données précliniques solides. Nous avons retenu le modèle murin car l’accessibilité à des lignées murines dont le système immunitaire est déficient constitue un avantage déterminant pour le développement de pathologies humaines chez un individu hôte d’une espèce différente. Nous utiliserons les paramètres décrits dans la littérature et dans nos propres études, pour ce type de modèle d’injection de cellules cancéreuses humaines, c’est à dire des souris « jeunes adultes » âgées de 6 à 12 semaines au moment de la greffe.

Privées de nourriture pendant vingt-quatre ou quarante-huit heures, soumises à différents régimes pendant quatre-vingt-dix jours, puis à un antibiotique dans l'eau de boisson et à un probiotique par voie orale, 1 700 souris sont utilisées dans des procédures d'un niveau de souffrance modéré. Le porteur indique que le jeûne peut provoquer une perte de poids, un affaiblissement et parfois une hypothermie, et que les antibiotiques peuvent donner des diarrhées passagères. Toutes sont tuées à la fin pour analyser leurs tissus et leurs organes. Le projet cherche des composés qui miment les effets du jeûne pour déclencher l'autophagie, le bénéfice invoqué visant l'obésité et les maladies métaboliques qui toucheraient, selon le porteur, un quart de la population mondiale.

Objectifs

L’autophagie est un processus physiologique, très conservée au cours de l’évolution, qui régule l’homéostasie cellulaire. L’autophagie est un mécanisme d’adaptation cellulaire en condition de stress et son absence est souvent observée dans des maladies métaboliques, neurodégéneratives et cancers. La restriction calorique est un inducteur physiologique majeur de l’autophagie. Nous avons identifié et sélectionné in vitro des composés capables de mimer les effets biochimiques du jeûne, et qui sont capables, donc, d’induire l’autophagie. L’objectif de ce projet est d’évaluer l’impact du métabolisme des polyamines dans l’organisme pour l’induction efficace de l’autophagie en présence d’une modulation du métabolisme et du microbiote intestinal.

Bénéfices attendus

Les liens entre nutrition et santé sont de mieux en mieux connus, et le risque de développer de nombreuses maladies - cancer, maladies cardiovasculaires, obésité ou encore de diabète de type 2 – peut être réduit en suivant les recommandations nutritionnelles nationales. Ces résultats permettront d’identifier des nouvelles cibles pour les traitements des pathologies métaboliques et de l’obésité, qui affectent dans le monde environ le 25 pour cent de la population et qui deviennent des problématiques de santé significatives.

Procédures

Une partie des animaux sera soumis à un jeûne de 24h ou 48h. Une partie des animaux sera soumise à différents régimes pour 90 jours. Une partie des animaux sera soumise à des traitements administrés sur animal vigile (2 administrations au maximum en 48 heures, 2 minutes/animal). Une partie des animaux sera soumise (1 fois) à un traitement antibiotique via eau de boisson (pour 3 jours) et, la moitié de ces animaux (vigiles), recevra (1 fois par voie orale, 2 minutes/animal) l’administration d’un probiotique intestinale.

Impact sur les animaux

Certains effets indésirables peuvent être observés chez la souris lors des expérimentations, notamment la manipulation et la contention régulière peuvent leur engendrer un certain stress. De plus, lors des injections une légère douleur (équivalente à une piqure) peut survenir, éventuellement accompagnée d’une irritation au niveau du site d’injection. Les sites d’injections peuvent s’infecter. Les régimes spéciaux peuvent induire une augmentation et/ou perte d’appétit et de poids. Les conditions d’hébergement des animaux seront modifiées ponctuellement lors des mises à jeûne (pour 24h ou 48h) nécessaires pour le déroulement des expériences. Le jeûne peut induire une perte de poids, l’affaiblissement de l’animal et parfois de l’hypothermie. Le traitement avec des antibiotiques peut induire des diarrhées passagères.

Devenir

Tous les animaux à la fin des procédures seront euthanasiés. A la fin des expériences, des analyses seront effectuées sur tissus et organes post-mortem.

Remplacement

L’objectif de ce projet est d’évaluer l’impact du métabolisme des polyamines dans l’organisme pour l’induction efficace de l’autophagie en présence d’une modulation du métabolisme et du microbiote intestinal. Cette étude ne peut être conduite qu'in vivo car il n’y a pas de modèles alternatifs pour l’étude de l’activation du métabolisme systémique et la réponse à la modulation du microbiote intestinal.

Réduction

Ce projet prévoit l’utilisation d’un maximum de 1700 souris. Pour sa réalisation, des groupes de 10 souris seront utilisés afin de garantir une évaluation statistique robuste des effets analysés. Nous appliquerons des tests statistiques pour comparer l’effet étudié entre les groupes. Dans un souci de réduction du nombre des animaux contrôles, nous chercherons à regrouper les expérimentations lorsque cela est possible. L’étude sera interrompue si les expériences initiales ne confirment pas l’hypothèse de travail. Il est prévu de réaliser une veille bibliographique attentive et continue afin de vérifier que les expériences planifiées n'ont pas déjà été rapportées dans la littérature scientifique existante. Plusieurs tissus seront prélevés et soumis à diverses analyses (immunologiques, histologiques ou de biologie cellulaire et moléculaire) pour extraire le maximum de données de chaque expérimentation. Ces tissus seront également partagés avec nos collaborateurs dans le but de réduire le nombre d’animaux utilisés.

Raffinement

Les animaux commerciaux seront soumis à 7 jours d’acclimatation dès leur arrivée dans la structure. Les conditions d’hébergement seront conformes à la réglementation et adaptées en accord avec le personnel de l’animalerie (les animaux disposeront de nourriture et d’eau ad libitum ; le milieu est enrichi à l’aide de coton de nidification, bâtons à ronger, tunnels en carton, maisonnettes, etc). Les souris seront soumises à un suivi quotidien afin d’évaluer leur niveau de stress et leur poids sera mesuré une fois par semaine tout au long des expériences. Les critères définis pour atteindre un point limite seront strictement appliqués, et les souris seront euthanasiées à la fin de l’étude ou en cas d’atteinte de ces points limites préétablis. Les mâles qui se battent seront hébergés individuellement. Avant l’administration des produits, les sites d’injections seront désinfectés. Si les souris apparaissent affaiblies pendant la procédure, la nourriture et l’eau seront mises à l’intérieur de la cage pour leur faciliter l’accès ainsi que du coton pour les réchauffer. Toutes les interventions seront effectuées par des personnes expérimentées et éloignées des animaux hébergés.

Choix des espèces

Le choix d’utiliser la souris dans cette étude est justifié par des considérations scientifiques et éthiques. La souris a une génétique bien caractérisée, ce qui facilite les études génétiques et moléculaires. La souris est largement reconnue et utilisée comme modèle animal standard dans la recherche scientifique, notamment dans les études précliniques. Sa large utilisation au sein de la communauté scientifique internationale permet une meilleure comparabilité des résultats et une meilleure validation des observations entre différentes études. Nous disposons d’installations adaptées pour les souris, ainsi que d’une expertise solide en matière de techniques d’expérimentation animale et de suivi microbiologique et vétérinaire des animaux. Les animaux seront utilisés au stade adulte (à partir de 6 semaines) afin de disposer d’un organisme avec un processus de développement terminé et un système immunitaire actif.

Capturés à l'hameçon, anesthésiés quand c'est possible, ouverts pour recevoir une marque acoustique dans la cavité abdominale en moins de cinq minutes, 300 poissons issus d'une liste de trente-trois espèces subissent des procédures d'un niveau de souffrance modéré. Pour l'une de ces espèces, la marque est enfoncée au trocart dans le muscle de la joue. Tous sont remis à l'eau sur leur lieu de capture, le porteur retenant comme nuisances principales le stress de la capture et la durée de manipulation. Le suivi doit mesurer comment ces poissons fréquentent les parcs éoliens en mer, le plafond de trente individus par espèce ayant été fixé "de manière arbitraire", faute d'approche statistique possible.

Objectifs

Les espèces marines mobiles jouent un rôle essentiel dans la connectivité des paysages marins. Or, le développement des parcs éoliens en mer (PEM) est aujourd’hui en plein essor, générant des modifications d’habitats marins qui peuvent impacter les communautés biologiques. Les poissons, par exemple, peuvent voir leur distribution, leur abondance et leur comportement affectés par les PEM, en raison d'effets directs et d'un large éventail d'effets écologiques sous-jacents, tels que l'effet de récif, l'effet d’agrégation temporaire, l’effet barrière, la perte d'habitat et les perturbations acoustiques, influençant ainsi la dynamique des populations. Ce projet suivra les déplacements de plusieurs espèces de poissons afin d'identifier les patrons d'utilisation par les poissons des habitats naturels et artificiels (et notamment les PEM), d’évaluer le chevauchement des zones fonctionnelles avec les installations en mer et d'aider à concevoir des stratégies de gestion à des échelles écologiquement pertinente. Cet objectif sera atteint grâce à la télémétrie - le suivi des animaux à distance - qui permet de suivre les animaux de l'échelle locale à l'échelle régionale, voire continentale, de quelques minutes à plusieurs dizaines d'années.

Bénéfices attendus

Les zones fonctionnelles des poissons sont vitales pour leur cycle de vie et l’identification de ces zones est indispensable à la gestion durable des ressources en poissons marins. Cependant, leurs localisations restent largement incertaines ainsi que leur utilisation par les différentes espèces et les interactions écologiques qui s'y déroulent. Au vu de la forte croissance du développement éolien en mer et son potentiel impact sur les zones fonctionnelles des ressources halieutiques, il est nécessaire de mieux connaitre les effets de ces installations sur les écosystèmes marins. A terme, les résultats de ce projet permettront de comprendre plus précisément l’écologie du mouvement des espèces suivies et ainsi répondre aux questions suivantes : - Les espèces interagissent-elles avec les PEM ? - Comment réagissent-elles à l’implantation d’une structure physique en mer ? - Quelle est la fidélité dans le temps de ces espèces à la zone PEM ? - Quel est le degré de connectivité entre cette zone PEM et les autres habitats marins de la région par ces espèces, au cours des années, et d’une année à l’autre ? - Font-ils preuve d’une fidélité pluriannuelle à certains sites ? Si oui, à quelle saison ? - Comment les conditions environnementales influencent-elles ces tendances ? Il existe très peu de connaissances sur ces sujets pour les espèces de poissons fréquentant les zones de haute mer. Ces connaissances relatives à l'écologie du mouvement de ces espèces d’intérêt, que le marquage en milieu naturel rend possible, serviront de cas concrets pour la mise en place de suivis pérennes des populations au sein des PEM à venir afin d’atteindre le double objectif de conservation et d'exploitation durable des espèces marines.

Procédures

300 individus issus d'une liste de 33 espèces seront équipés d'une seule marque acoustique interne par individu spécifiquement développées pour les poissons. Pour 32 des 33 espèces, cette marque sera implantée dans la cavité intra-péritonéale par une courte opération chirurgicale (

Impact sur les animaux

Le stress à la capture est l’effet indésirable principal. L’autre effet indésirable est la durée de manipulation du poisson qui sera la plus courte possible.

Devenir

Les poissons sont relachés sur le site de capture pour étudier leur comportement dans leur milieu naturel.

Remplacement

L'intérêt du projet étant d’étudier le comportement spatial de ces espèces sauvages dans leur milieu naturel, il n’est pas possible de les remplacer.

Réduction

Le nombre optimal d’individus à suivre en télémétrie est très fortement dépendant de l’espèce, de son comportement spatial, de la structure des populations qui la compose et des questions auxquelles on veut répondre. Ce nombre est très généralement supérieur à 20 pour de petites populations, et monte rapidement à plusieurs centaines pour d’importantes populations. Dans le cadre de la mégafaune marine, même s’il a été montré que des échantillons de 1 à 10 apportaient une information de comportement spatiale précieuse, un échantillon par espèce supérieur à 10 permettait d’avoir une estimation du comportement spatial bien meilleure, avec un échantillon de l’ordre de 100 nécessaires pour définir des paramètres clés sur l’espèce et les différentes populations la composant. Dans le cas présent, le nombre d’individus a été réduit au minimum en fonction des objectifs de l’étude et défini au seuil de la pertinence scientifique. En l’absence de connaissance sur le niveau de fréquentation spécifique du site ciblé par cette étude et du comportement spatial spécifique des espèces considérées en lien avec la structure flottante, le nombre de 30 individus maximum par espèce a été estimé de manière arbitraire afin d’optimiser les chances de capturer la majorité des comportements spatiaux à l’échelle d’une zone spécifique. Aucune approche statistique n’a pu être réalisée afin de définir le nombre d’individus marqués par espèce en raison de l’étendue de la zone d’étude et de la forte mobilité spatiale des espèces concernées en zone hauturière. Mais, en se basant sur la biomasse de ces espèces pêchées (plusieurs dizaines à centaines de tonnes débarquées), l’impact de ce projet sur les populations semble extrêmement limité. Enfin, en prenant en compte les contraintes de la télémétrie acoustique (ex: probabilité de détection dans un milieu où la transmission du signal acoustique est très variable en fonction de l’environnement, et où les fréquences d’émissions sont toutes les 2 à 3 mn en moyenne et la littérature existante), le marquage de N>30 individus / espèce est conseillé afin d’intégrer une variabilité naturelle représentative et ainsi garantir la robustesse des analyses statistiques et des résultats associés aux populations concernées.

Raffinement

Dans le cadre du protocole expérimental, plusieures mesures ont été mises en place afin de limiter la souffrance et le stress des individus, lors de la capture (utilisation d’un engin sélectif (hameçon) mis à l'eau durant un temps court pour limiter au maximum le temps où l’animal est en phase « capture », utilisation d’épuisettes en silicone pour les manipulations), ainsi que lors des phases d’anesthésie optimale quand cela est possible (sinon usage de l’immobilité tonique et anesthésiant local) durant les phases pré opératoire, opératoire et post opératoire. Les individus seront surveillés de manière régulière et seront retirés de la procédure dès que seront identifiables des indices comportementaux suspects (activité de nage anormale) ou des signes extérieurs de stress (e.g. couleur de peau, plaies).

Choix des espèces

Le nombre d’espèces capturables sur la zone d’étude étant extrêmement varié, il est proposé dans cette étude de ne pas cibler d’espèces particulières, mais de (1) fournir une liste d’espèces potentielles, (2) limiter le nombre d’individus rentrant dans une procédure à N= 30 et (3) de limiter le nombre de marque déployée à N= 300, soit un équivalent de 10 espèces à N=30. Ces espèces sont de premier plan, tant pour l'importance de leur exploitation et leur valeur commerciale. De nombreux aspects de leur cycle de vie restent inconnus, limitant la capacité des scientifiques à fournir un appui aux gestionnaires notamment en lien avec l’impact de l’implantation d’éoliennes dans le milieu naturel. L’acquisition de connaissances sur la dynamique spatiale des espèces est une étape primordiale pour améliorer les connaissances sur l’impact potentiel de ces implantations sur ces populations. La maturité des poissons et des élasmobranches marins (raies ou requins) est très variable d’une espèce à l’autre et est déterminée généralement par leur taille. Afin de limiter l’impact sur la population et le choix de maturité des individus (nécessitant donc la capture, la mesure puis, soit le relâchage ou soit l’inclusion dans une procédure), des individus matures et immatures seront utilisés dans cette expérimentation sans estimation de la répartition en fonction de la maturité. La taille de l’hameçon utilisé permettra de limiter la capture d’individus trop petits ou trop gros.

960 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, la moitié d'entre elles passant dix-huit mois sous régime gras avant d'être transportées vers un second établissement pour y subir jusqu'à six tests de comportement. Dans le premier site, elles sont pesées sept fois, injectées, gavées, prélevées à trois reprises, mesurées trois fois pour leur masse grasse et isolées quarante-huit heures en cage individuelle. Les tests portent sur l'anxiété, l'activité exploratoire, la force musculaire, la mémoire, les capacités sensorimotrices et les capacités physiques, dans des procédures d'un niveau de souffrance modéré. Le porteur annonce une avancée potentielle en connaissances et l'identification de cibles pour de futurs médicaments, quand la certitude porte sur dix-huit mois de régime imposé et sur la mise à mort finale pour analyse histologique.

Objectifs

Le laboratoire étudie les mécanismes favorisant le développement des maladies métaboliques (maladies du foie, diabète, obésité) et vasculaires (athérosclérose). Il étudie aussi l'impact du vieillissement biologique dans la survenue des pathologies avec l'âge et le déclin des fonctions physiques et cognitives. Dans cet objectif, il utilise des modèles murins génétiquement modifiés sur des protéines ou récepteurs impliqués dans la régulation de l'homéostasie lipidique et aussi glucidique. Les objectifs du projet sont de 4 niveaux et décrits à la suite: - comprendre à l'échelle du vivant le métabolisme des lipoprotéines ainsi que le fonctionnement des mitochondries - mettre en évidence sur des animaux génétiquement modifiés les anomalies de ce métabolisme sous un régime normal et sous un régime gras - Etudier/décrire l'impact des délétions génétiques sur le fonctionnement des organes au cours du vieillissement - étudier les effets du régime alimentaire déséquilibré sur le long terme (vieillissement biologique). Le projet se déroule dans 2 Etablissements Utilisateurs: EU1 et EU2.

Bénéfices attendus

Ce projet aboutira à une avancée potentielle en connaissances scientifiques. Les bénéfices attendus: 1/ Dans le cadre des études de recherche fondamentale, il s'agira de: - Comprendre/décrire dans un organisme l'impact des invalidations génétiques de protéines, notamment mitochondriales impliquées dans la régulation du métabolisme énergétique, sur la physiopathologie du métabolisme glucidique et lipidique. - Comprendre/décrire l'activité métabolique des mitochondries, l'expression des gènes du métabolisme lipidique et glucidique et de régulation de la fonction mitochondriale, et les réactions métaboliques au sein des tissus génétiquement modifiés. - Comprendre l'impact d'une alimentation déséquilibrée sur le vieillissement des organes, - Comprendre l'impact du vieillissement sur le fonctionnement des organes, 2/ Dans le cadre de la recherche d'outils, cibles à visée thérapeutique pour un transfert chez l’homme: - Identifier des voies de signalisation et cibles thérapeutiques du métabolisme énergétique et lipidique, visant au développement de futurs médicaments.

Procédures

Dans le premier établissement, la moitié des animaux (souris) seront mis sous régime gras pendant 18 mois. Ils subiront, des pesées (7 fois, 30 sec), une injection (5 sec), un gavage (30 sec) et des prélèvements à 3 reprises (5 sec à 3 min), une mesure de la composition corporelle en matières grasses à 3 reprises (4min) et une mesure de la dépense énergétique où l’animal est hébergé seul (1 fois pendant 48h). Dans le second établissement, ils subiront jusqu’à 6 tests de comportements (durée 6min à 30min) afin d’évaluer l'anxiété, l’activité exploratoire, la force musculaire, la mémoire, les capacités sensorimotrices, et les capacités physiques de l’animal.

Impact sur les animaux

Les expérimentations prévues peuvent induire des nuisances ou effets indésirables sur les animaux. Le changement de régime alimentaire peut induire un stress à l'animal (degré modéré). La faim est une nuisance pouvant survenir lors de la mise à jeun des animaux (degré léger). La peur et le stress sont des nuisances qui peuvent survenir lors de la manipulation des animaux à l'occasion des prélèvements (degré léger à modéré), ou de leur isolement dans certaines procédures (degré léger). La peur et le stress peuvent aussi survenir lors la découverte de nouveaux environnements (degré léger), ou lors de l'administration d'un produit anesthésiant avant prélèvement (degré léger à modéré). D'autres nuisances sont la douleur à l'injection (degré modéré), lors des prélèvements (degré léger à modéré), ou à l'occasion de certains tests comportementaux (degré léger à modéré).

Devenir

A l'issue de la procédure, les animaux seront mis à mort à des fins d’analyse et d’études histologiques.

Remplacement

Nos travaux visent à étudier à l'échelle du vivant, dans un tissu ou organe, les mécanismes biologiques qui favorisent le développement des maladies métaboliques En parallèle,des tests de culture cellulaire sont à l'étude pour étudier des mécanismes précis et limiter le nombre d'animaux.

Réduction

Le nombre d’animaux par groupe est déterminé sur la base de nos études antérieures ou de la littérature correspondante. Dans ce contexte, le nombre d’animaux utilisé dans chaque groupe étudié sera suffisant pour réaliser les analyses statistiques. De plus, plusieurs données scientifiques pourront être obtenues avec un même animal ce qui réduira le nombre d'animaux dans le projet.

Raffinement

Pour optimiser la fiabilité des résultats, des mesures visant à réduire voire supprimer la douleur, le stress, et améliorer le bien-être des animaux sont mises en oeuvre : - les moyens pour limiter le stress aux animaux seront appliqués: avant les expériences, les animaux seront manipulés et habitués à l’expérimentateur afin de favoriser leur coopération dans les actes non invasifs et non douloureux. Ils seront acclimatés aux différentes conditions expérimentales (pièce, hébergement individuel, et différents expérimentateurs). Les expériences seront réalisées dans une pièce calme en présence d'un faible nombre d'expérimentateurs. - les expérimentateurs seront encadrés dans les protocoles par un sénior et rompus aux procédures expérimentales ce qui permet de limiter le stress et la douleur. - des anesthésiques et analgésiques seront utilisés dans les procédures en terminal. Un transporteur agréé pour le transport d'animaux sera réquisitionné. La durée du transport entre les établissements utilisateurs n’excèdera pas les 30 minutes. Les animaux seront transportés dans leur cage d'origine (enrichissement compris) afin de limiter le stress lié au transport. Des points limites (ou critères d’arrêt anticipé) de la procédure seront établis, - dans la mesure du possible et en fonction de la statistique, les animaux prévus dans les mesures invasives seront réduits, - des soins adéquats seront prévus avant, pendant et après les actes quand c'est nécessaire (application d’un désinfectant et d’une pommade cicatrisante en cas des blessures superficielles sur la peau) , - la mise en place de procédures de mise à mort quand c'est nécessaire.

Choix des espèces

La finalité du projet est d'identifier les effets de la mutation de protéines, notamment mitochondriales, impliquées dans la régulation du métabolisme énergétique et le vieillissement. Ainsi, il est indispensable de travailler sur l’animal entier pour comprendre le rôle de ces protéines. Le choix du modèle souris vient du fait que celui-ci offre de larges potentialités pour l'application des méthodes d'ingénierie génétique et d'étude expérimentale du comportement. Il est possible, grâce à ce modèle, d’invalider l’expression des protéines étudiées dans ce projet, et ainsi d'évaluer leur rôle. Nous disposons de lignées murines transgéniques sur ces protéines pour réaliser notre projet. Les procédures de notre protocole sont adaptées à la souris. Nous disposons de données scientifiques du métabolisme des lipides et des glucides sur ce modèle animal. Nous maîtrisons d'un point de vue scientifique l'état de l'art sur la physiopathologie de l'athérosclérose et de la maladie du foie (inflammation et stéatose) sur ce modèle animal. Les animaux seront utilisés au stade adulte, à partir de l’âge de 8 semaines. Cet âge est classiquement utilisé pour démarrer le régime dans les études portant sur l'étude du métabolisme ou de l'athérosclérose. Les longues durées de régime sont classiquement utilisées pour étudier le développement de l'athérosclérose chez la souris et l'impact du régime alimentaire sur l'altération des fonctions au cours du vieillissement de l'animal. Dans les articles scientifiquement, le vieillissement chez la souris, est classiquement étudié chez des souris âgées de 12 à 18 mois.