Système endocrinien
- Autre recherche fondamentale
- Biologie du développement
- Éthologie / comportement / biologie animale
- Multisystémique
- Oncologie
- Organes sensoriels
- Système cardiaque
- Système gastrointestinal
- Système immunitaire
- Système musculosquelettique
- Système nerveux
- Système respiratoire
- Système urogénital
Impact du traitement combiné des agonistes du GLP-1R et de l’électrostimulation des voies nerveuses sympathiques chez la souris rendue obèse par un régime riche en graisses
- Recherche fondamentale
- Oncologie
- Système endocrinien
- Système nerveux
Rendues obèses par un régime riche en graisses, 340 souris subissent l'implantation d'une électrode reliée à un stimulateur, puis une électrostimulation des nerfs sympathiques dont la connexion aux générateurs externes entrave leurs mouvements. Toutes les procédures sont classées en niveau de souffrance sévère et toutes les souris seront tuées pour des analyses anatomopathologiques. Elles reçoivent en parallèle, tous les trois jours pendant 41 ou 70 jours, des médicaments amaigrissants utilisés chez l'être humain, avec dix jours d'isolement en cage individuelle. Le porteur affirme qu'aucune méthode in vitro ou in silico validée ne peut remplacer l'animal ici, et rappelle qu'un modèle murin est de toute façon exigé par les autorités qui autorisent la mise sur le marché des dispositifs médicaux.
Objectifs
L’objectif général de ce projet est d’évaluer les effets d’une stimulation électrique, seule ou combinée à un traitement avec des médicaments, sur la réduction de la masse corporelle. Les traitements - récents de l’obésité ont été profondément transformés par l’introduction des médicaments qui permettent une réduction moyenne d’environ 18 % du poids corporel après deux ans de traitement. Cependant, ces traitements présentent certaines limites : • la perte de poids observée reste inférieure à l’objectif de 30 % de perte de poids, • l’arrêt du traitement s’accompagne généralement d’une reprise de poids, • l’administration prolongée de ces molécules peut entraîner des effets indésirables. Dans ce contexte, l'électrostimulation des nerfs pourrait constituer une approche complémentaire ou associable au traitement par les médicaments. Les travaux préliminaires réalisés dans notre laboratoire ont montré qu’une électrostimulation induit chez la souris obèse une réduction du poids et une amélioration de son métabolisme. L'objectif du projet est donc d'évaluer l'éfficacité des traitements actuels en association avec l'électrostimulation des nerfs suite à l'implantation d'une électrode connectée à un électrostimulateur.
Bénéfices attendus
Les traitements actuels ne permettent pas de lutter de manière optimale contre l'obésité. Le traitement le plus efficace reste la chirurgie des voies digestives, qui est toutefois lourde, irréversible et entraîne de nombreux effets secondaires. Il est donc impératif de développer des traitements moins invasifs, plus efficaces et dépourvus d'effets secondaires pour lutter contre l'obésité. Nous proposons d'associer des traitements par des médicaments à l'électrostimulation des nerfs sympathiques. En cas de résultat positif, ce projet permettra de démontrer le concept selon lequel la stimulation du système nerveux sympathique, associée à des traitements par des médicaments à efficacité limitée, peut réduire la prise alimentaire et le poids des animaux obèses.
Procédures
Tous les animaux recevront des traitements utilisés chez l'homme pour réduire le poids tous les trois jours pendant 41 (procédure 1) ou 70 (procédure 2) jours. Ils subiront une procédure chirurgicale unique de moins de 30 minutes ainsi qu'une injection de glucose. Un prélèvement sanguin terminal sera effectué sous anesthésie au moment de l’euthanasie.
Impact sur les animaux
Toutes les procédures comportent une phase chirurgicale incluant les éléments suivants : • Injection d'analgésique préopératoire ; • Perte de poids et douleur durant les 2 à 3 premiers jours chez les animaux après l'intervention chirurgicale ; • Surveillance et manipulation des animaux durant les 4 jours de récupération post-chirurgicale (pesée, palpation) ; • Risques chirurgicaux inhérents à toute opération chirurgicale, tels que risques d'infection ou de rupture des fils de suture ; • Mobilité entravée par la connection aux générateurs externes pendant la période d'électrostimulation. Enfin, bien que les animaux soient en général hébergés avec leurs congénères, des périodes d'isolement (hébergement individuel) seront nécessaires lors du suivi métabolique dans des cages dédiées (10 jours en tout).
Devenir
Pour toutes les procédures, tous les animaux seront mis à mort dès la fin de la procédure expérimentale pour des analyses anatomopathologiques et histologiques.
Remplacement
Il n'existe actuellement aucune méthode in vitro ou in silico scientifiquement validée pouvant servir d'alternative à l'expérimentation animale pour aborder les questions soulevées par ce projet. L'étude de l'obésité ne peut en effet pas être adéquatement réalisée in vitro en raison de sa nature complexe. Elle requiert une approche in vivo prenant en compte l'ensemble de la biologie d'un organisme vivant. L'utilisation d'une espèce aussi proche que possible de l'espèce humaine s'avère donc nécessaire, car la physiologie digestive est caractéristique de chaque groupe phylogénétique. L'utilisation d'animaux modèles de type insectes ou nématodes n'est pas réaliste pour de telles études. En revanche, le système digestif de la souris est proche de celui de l'homme, même s'il présente des spécificités dont nous devrons tenir compte. Par ailleurs, l'utilisation d'un modèle expérimental in vivo murin est essentielle en tant que prérequis pour la phase de développement préclinique, selon les autorités régulant la mise sur le marché de dispositifs médicaux.
Réduction
En nous basant sur les résultats obtenus précédemment dans notre laboratoire, nous avons déterminé le nombre d'animaux à l'aide d'une approche statistique reconnue. Notre stratégie expérimentale consiste en effet à comparer les pertes de poids des animaux traités ou non, et électrostimulés ou non. Un caclul statistique, nous a permis de déterminer le nombre d'animaux minimal nécessaire pour obtenir des résultats significatifs, en fonction des hypothèses avancées.
Raffinement
• Les chirurgies seront menées par du personnel formé à ce type d'intervention. Les animaux seront sous anesthésie et analgésie afin de prévenir toute souffrance. Nous utilisons du gel ophtalmique pendant l’anesthésie. Nous maintiendrons de la température corporelle après la chirurgie en placant les animaux dans une enceinte thermostatée à 26°C. Durant les trois jours qui suivent la chirurgie nous leur mettons à diposition du gel nutritif et hydratant. Une surveillance sera assurée deux fois par jour durant les quatre jours suivant l'opération. Les soins postopératoires incluront notamment l'administration d'analgésique pendant trois jours, ainsi que l'administration d'un traitement anti-inflammatoire dans l'eau de boisson, maintenu pendant les deux jours suivants. Les impacts sur la prise de poids seront évalués sur un nombre strictement suffisant d'animaux afin d'analyser les effets de l'électrostimulation à long terme. Enfin, des critères limites ont été définis pour anticiper toute détérioration de l'état de santé général des animaux sous anesthésie ou conscients, et pour mettre en œuvre, si nécessaire, des protocoles de soins appropriés. En cas de détérioration de la santé d'un animal, une euthanasie sera effectuée immédiatement, sur décision du responsable de l'étude.
Choix des espèces
L’espèce murine sera utilisée en raison des données de la littérature démontrant les effets des médicaments sur l'obésité et l'implication du système nerveux sympathique dans la prise alimentaire sur ce modèle.
Axe intestin-cerveau : rôle des cellules gliales dans le dimorphisme sexuel des comorbidités de l’obésité
- Recherche appliquée
- Troubles endocriniens
- Recherche fondamentale
- Oncologie
- Système endocrinien
- Système nerveux
864 souris subissent une neurochirurgie de 45 minutes et 288 une chirurgie viscérale, sous anesthésie et analgésie. Au total 1 792 souris vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, toutes tuées ensuite pour prélever le cerveau ou d'autres tissus. Cinq cent douze d'entre elles passent quatre semaines seules en cage pour un conditionnement opérant, 544 subissent un jeûne de 24 heures, et le régime gras est censé faire grimper leur poids jusqu'à 200 % du poids initial sur vingt semaines. Le porteur annonce des tests comportementaux sur 656 souris, d'une durée de dix à cent vingt minutes, sans préciser lesquels.
Objectifs
L’obésité est problème majeur de santé publique. Cette maladie chronique touche presque 18% de la population française (quasiment la moitié des français.es si l’on compte aussi les personnes en surpoids). Elle s’accompagne de nombreuses comorbidités, notamment le diabète et les symptômes anxieux et dépressifs. On sait aussi que les bactéries de l'intestin (le microbiote) est déréglé dans l'obésité. Afin d’envisager de nouvelles thérapies pour limiter les comorbidités associées à l’obésité, il est nécessaire de mieux comprendre comment le cerveau contrôle le poids corporel et les émotions, et comment l'intestin communique avec le cerveau. Nous voulons tester l'hypothèse selon laquelle certaines cellules du cerveau, appelées cellules gliales, sont sensibles à des molécules produites par le microbiote intestinal. Nous pensons que les animaux mâles et femelles ne répondront pas de la même façon à ces molécules.
Bénéfices attendus
Les informations tirées de la réalisation de ce projet permettront de mieux comprendre la communication entre l’intestin et le cerveau, notamment le rôle de certaines cellules gliales dans les dérèglements métaboliques et cognitifs en réponse à un régime riche en calories. Ce projet a une véritable portée translationnelle dans la mesure où s’ils supportent notre hypothèse, l’utilisation de ces molécules produites par le microbiote (également retrouvés dans le sang humain) pourrait éventuellement être proposée pour traiter des personnes souffrant d’obésité avec présence de diabète ou de symptômes anxieux. De plus, si nos résultats diffèrent entre les deux sexes, cela permettra de cibler une population donnée, ce qui participe à la mise en place d’une médecine de précision.
Procédures
1) Analyse de la composition corporelle sur animaux vigiles : 5 min, entre 1 et 5 fois. Nombre d’animaux : 1492. 2) Chirurgie viscérale, sous anesthésie et antalgie, 20 min, 1 fois. Nombre d’animaux : 288. 3) Neurochirurgie sous anesthésie et antalgie, 45 min, 1 fois. Nombre d’animaux : 864. 4) Test de tolérance au glucose et à l’insuline sur animaux vigiles : Entre 4 et 6 mesures de glycémie sur une goutte de sang. Chaque mesure dure 10sec, espacées de 10 min. Nombre d’animaux : 560. 5) Enregistrements de la consommation de nourriture, d’eau, d’oxygène et l’activité physique. Durée : 16 jours en hébergement individuel. Nombre d’animaux : 144. 6) Mise à jeun, 24h, entre 1 et 2 fois, espacée d’une semaine. Nombre d’animaux : 544 (1 fois), 48 (2 fois). 7) Tests comportementaux. Durée : entre 10 et 120 min, répété 1 fois pour chaque test, espacé de minimum 1 jour. Nombre d’animaux : 656. 8) CONDITIONNEMENT OPERANT. DUREE : 4 SEMAINES en HEBERGEMENT INDIVIDUEL. NOMBRE D’ANIMAUX : 512.
Impact sur les animaux
1. Stress induit par l’hébergement individuel : ceci ne sera réalisé uniquement lorsque la mesure des apports et des dépenses énergétiques individuels (calorimétrie indirecte) ou une tâche d’apprentissage avec accès individuel contrôlé aux mangeoires (conditionnement opérant) sont nécessaires. Durée maximum : 4 semaines. Légère perte de poids initiale (5 %) sur les deux premiers jours avant reprise de la croissance normale (basée sur nos observations antérieures). 2. Stress de contention lors de l’analyse de composition corporelle. Ce test nécessite de placer l’animal dans un tube en plastique au fond duquel les souris sont bloquées. Ce stress est cependant d’une durée limitée, l’analyse ne prenant que 5 minutes au maximum. 3. Prise de poids consécutive au régime gras HFD (sur 20 semaines maximum). La prise de poids estimée (basée sur nos études antérieures) ne devrait pas dépasser 200% du poids initial. 4. Perte de poids consécutive au jeun (4h ou 24h). La perte de poids estimée (basée sur nos études antérieures) ne devrait pas dépasser -10% du poids mesuré le jour précédent. 5. Perte de poids/appétit post-opératoire. La peau et soit le périoste, soit la paroi péritonéale devant être incisés, une douleur post-opératoire est attendue. La reprise de poids est attendue dès le deuxième à troisième jour post-opératoire (basée sur nos études antérieures). 6. Stress induit par les tests comportementaux. La durée réduite de chacun des tests (moins de 2h, sans manipulation) n’induit pas de nuisances sévères (pas de perte de poids attendue). 7. Les complications chirurgicales (mauvaise cicatrisation, hémorragie) devraient rester bien en dessous du seuil de 20% du nombre total d’animaux (d’après nos études antérieures). 8. Stress induit par des prélèvements sanguins répétés (maximum 6 prélèvements consécutifs en 2h). 9. Stress métabolique suite à des variations importantes de la glycémie (hyper ou hypoglycémies pendant 2h maximum).
Devenir
À l’issue de chaque procédure, les animaux seront mis à mort et des tissus seront récupérés (cerveaux ou autres), pour des études réalisées post-mortem.
Remplacement
Ce projet et notre hypothèse sont basés sur des résultats d’études cliniques chez l’Homme (variation de concentration sanguine des molécules du microbiote chez des populations obèses). Le but de ce projet est de comprendre le rôle de l’axe intestin-cerveau dans la mise en place des désordres métaboliques et cognitifs induits par l’obésité. Dans ce contexte, la région cérébrale que nous étudions n’est pas isolée, et interagit avec d’autres structures du cerveau mais également avec des organes périphériques (notamment l’intestin où réside le microbiote intestinal). Les effets que nous étudions sont donc la résultante de cette communication entre divers réseaux de neurones et la périphérie. Les variables métaboliques (poids, composition corporelle, régulation de la glycémie) et le comportement intégré (anxiété) nécessite l’utilisation d’un modèle animal. En effet, des interactions aussi complexes ne peuvent être modélisées in vitro, et certains des effets étudiés cités plus haut nécessitent un animal vivant. De même, il n’existe pas encore de modèle informatique qui pourrait remplacer l’animal dans le cadre de cette étude.
Réduction
Nous avons utilisé des tests mathématiques (test de puissance statistique) pour déterminer le nombre minimum d’animaux nécessaire pour obtenir des résultats exploitables statistiquement. Afin de réduire le nombre d’animaux utilisés, nous avons optimisé la stratégie de croisements des animaux reproducteurs afin d’utiliser tous les animaux d’une même portée (animaux contrôles et génétiquement modifiés sont frères et sœurs) et donc ne pas multiplier le nombre de portée avec des animaux qui ne présenteraient pas les caractéristiques (génotype) attendues. De plus, nous avons regroupé dans la mesure du possible nos différents tests métaboliques sur les mêmes animaux, de manière à obtenir un maximum d’information à partir des mêmes animaux. En particulier, l’analyse de la composition corporelle (masse grasse vs masse maigre) est réalisée dans un appareil qui ne nécessite pas la mise à mort des animaux. Cela nous permet ainsi de réaliser plusieurs mesures à des temps différents sur les mêmes animaux, au lieu d’avoir recours à des lots différents. Pour l’analyse des résultats, nous comparerons les différents groupes expérimentaux avec l’aide de différents tests statistiques adaptés au type de mesures comparées.
Raffinement
Nous avons défini différents points de raffinement tout au long de l’étude : 1) Période d’habituation avant utilisation en expérimentation de 1 semaine minimum. 2) L’évaluation de la prise alimentaire nécessite parfois la répartition des animaux en cages individuelles. Pour compenser le manque d’interactions sociales, les cages, transparentes et enrichies, seront rapprochées au maximum les unes des autres. L’environnement sonore permettra de limiter le stress des bruits extérieurs (radio). 3) Notre étude nécessite des chirurgies qui seront réalisées sous anesthésie générale avec un protocole analgésique ainsi que des mesures de maintien du bien-être animal décrites précisément dans les procédures. 4) Des points limites précoces et terminaux appropriés ont été définis avec des mesures conservatoires prévues pour chaque critère.
Choix des espèces
LLes caractéristiques suivantes font de la souris un animal de choix pour notre projet de recherche. 1) sa physiologie générale est suffisamment proche de celle de l’être humain ce qui fait que les résultats obtenus chez la souris sont transposables à l’Homme 2) petite taille facilitant son hébergement 3) court cycle de reproduction permettant d’avoir un nombre suffisant d’animaux rapidement 4) possibilité d’obtenir des animaux génétiquement modifiés 5) comportement alimentaire et émotionnel depuis longtemps étudiés chez la souris 6) bon nombre des tests comportements existants chez la souris donnent des résultats qui sont transposables à l’Homme Toutes les souris de cette étude seront étudiées à l’âge adulte (à partir de 8 semaines), âge qui correspond à un stade où le crâne a fini sa croissance, ce qui permet l’utilisation d’une cartographie de référence du cerveau (atlas stéréotaxique) pour les neurochirurgies.
Modèles nutritionnels pour l’induction de désordres métaboliques chez la souris, le rat et le hamster-MODIFICATION
- Recherche fondamentale
- Multisystémique
- Oncologie
- Système endocrinien
- Système gastrointestinal
- Système immunitaire
Rats : 500
Hamsters dorés : 1500
Les animaux qui perdent plus de 20 % de leur poids en trois jours, avec prostration et dos courbé, sont mis à mort. 4 750 souris, rats et hamsters dorés vont être utilisés dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, tous tués à l'issue pour prélever foie, sang et tissus. Ils reçoivent des régimes gras et sucrés, parfois additionnés d'éthanol, pendant jusqu'à 60 semaines, avec un ou deux gavages par jour, des tests de tolérance au glucose, des séjours de 40 heures en cage individuelle sans enrichissement et des courses de 20 minutes sur tapis roulant. Le porteur retient le hamster parce qu'il consomme spontanément l'alcool, et rattache ce choix à la hausse de la consommation humaine depuis les confinements liés au COVID-19.
Objectifs
L’augmentation de l'urbanisation dans le monde, combinée à la consommation d'aliments contenant des quantités importantes de graisses, d’acides gras saturés et de fructose sont considérés comme les principaux responsables des troubles métaboliques. Les mécanismes physiologiques ancestraux favorisant le stockage de l'énergie sous forme de graisse dans le tissu adipeux, le foie et le sang pour assurer la survie de l’individu en cas d’absence de nourriture, sont maintenant associés à l’obésité, la résistance à l'insuline, au diabète de type 2 et la Stéatose Hépatique Non-Alcoolique (NASH) . Dans ce contexte, un effort de recherche continu est engagé pour développer un ou des traitement (s) pour lutter contre ces dysfonctionnements. Ces dysfonctions métaboliques sont très complexes et sont liées entre elles, les études in vitro servent pour cibler le potentiel thérapeutique des molécules mais il est essentiel de pouvoir tester ces molécules sur des modèles animaux proche de l'Homme. Il est important de mesurer les dysfonctions métaboliques, cardiaques et rénales car à ce jour, il n’y a pas de thérapies efficaces pour les traiter. En outre, ces modèles animaux ne tiennent pas compte du fait que les patients atteints de NASH consomment également de l'alcool. Il a été démontré que la consommation d'alcool favorise la progression de la NASH vers des formes plus sévères. De plus, cette consommation d'alcool a considérablement augmenté dans la population générale depuis la pandémie de COVID-19, à cause des périodes de confinements. Par conséquent, il est important d'inclure la contribution de l'alcool dans les complications hépatiques liées à l'obésité et la NASH afin de mieux modéliser le contexte humain. Si les modèles d'alcool chez le rat ou la souris ne sont pas très pertinents car ces deux espèces ne sont pas naturellement attirées par l’alcool, le hamster est un modèle intéressant car il consomme spontanément et métabolise efficacement l'éthanol. Cette capacité serait liée à l'anatomie particulière de l'estomac du hamster, qui se compose de deux compartiments où la fermentation alcoolique des aliments ingérés, a lieu dans la poche pré-gastrique. Ces modèles seront utiles pour tester des thérapeutiques potentielles ciblant l'obésité, le diabète, la dyslipidémie, la stéatose, la NASH, la fibrose et l'inflammation.
Bénéfices attendus
L'intérêt de ce projet est le développement de modèles nutritionnels ressemblant à la réalité humaine occidentale (sédentarité et régime hyperénergétique avec ou sans alcool) qui permettront de mieux comprendre les mécanismes impliqués dans le développement des maladies métaboliques et ainsi de tester et valider plus rapidement de nouvelles thérapies pour le traitement de l'obésité, de la NASH, de la fibrose, des maladies cardiovasculaires et rénales associées aux maladies métaboliques, qui sont parmi les maladies les plus problématiques pour la santé publique française et mondiale.
Procédures
Pour induire des dysfonctions métaboliques, des régimes hypercaloriques associés ou non à des boissons enrichies en fructose et/ou en éthanol et/ou en composé chimique pro-inflammatoire seront mis à disposition dans les cages d'hébergement à partir de 4 ou 6 semaines d'âge et jusqu'à la fin du projet (jusqu’à 60 semaines). Les composés à tester/de référence seront administrés une à deux fois par jour par toutes voies possibles (1 minute sur animal vigile et 5 minutes sur animal anesthésié). 3 prélèvements de sang seront réalisés au cours de la vie de l’animal afin de suivre des paramètres biologiques ou l’élimination des produits testés. Un prélèvement de sang dure environ 2 minutes par animal. Dans le cas de prélèvements de sang visant à quantifier des paramètres métaboliques, les animaux seront mis à jeun 6h maximum avant le prélèvement. Des tests de tolérance au glucose et à l’insuline pourront être effectués la semaine précédant la fin de projet. La surcharge en glucose ou en insuline pour un animal diabétique induit une difficulté de retour à l’euglycémie. Si l’animal montre des signes de détresse, nous pourrons l’aider à retrouver une glycémie normale en administrant soit du glucose soit de l’insuline. Pour mesurer la fonction cardiaque, nous ferons des échocardiographies sur animal anesthésié en fin de projet (durée inférieure à 30 min). Pour mesurer la dépense énergétique, nous hébergerons les animaux pendant 40h en cage individuelle sans enrichissement, en début, milieu et fin de période de traitement. POUR MESURER LA FORCE MUSCULAIRE, NOUS TESTERONS L'AGRIPPEMENT SUR GRILLE (2 MINUTES DE FACON HEBDOMADAIRE) ET LA DUREE DE COURSE SUR TAPIS ROULANT EN MESURANT LES ECHANGES GAZEUX (20 MINUTES TOUS LES 15 JOURS). Pour mesurer l'impact sur la fonction rénale, nous mesurerons le débit de filtration glomérulaire en début et en fin de projet et la mesure de divers paramètres urinaires en cage métabolique uniquement en fin de projet. Cela consiste à administrer un composé fluorescent par voie veineuse (sous anesthésie pendant environ 10 minutes) et de mesurer sa distribution via un capteur posé sur la peau pendant 2h (animal vigile). Pour faire les échographies, nous devrons au préalable épiler les animaux, sous anesthésie pendant environ 10 minutes. Les récoltes d'urine se feront sur 24h en cage métabolique.
Impact sur les animaux
Les animaux seront nourris à partir de 4 ou 6 semaines d'âge en fonction de la procédure et jusqu'à la fin du projet (jusqu’à 60 semaines) avec des régimes enrichis en graisse et ou en sucre, cela va modifier leur métabolisme. Les effets indésirables sont les dysfonctions métaboliques : obésité, diabète, stéatose hépatique qui peuvent engendrer de la douleur. Les administrations et les prélèvements peuvent engendrer un léger stress et une douleur légère. Les animaux auront des mises à jeun alimentaires de 6 heures maximum. Certaines techniques nécessitent une anesthésie légère, l’animal peut mettre quelques minutes à récupérer. Durant les récoltes urinaires, les animaux seront isolés et hébergés sur grille pendant 24h.
Devenir
En fin de projet, tous les animaux seront euthanasiés pour récupération de tissus et de sang, et évaluation de critères d’efficacité des composés (histologie, immuno marquages et expression de gènes dans le foie, paramètres métaboliques et de fonction hépatique dans le sang...)
Remplacement
Des projets de cultures ainsi que de co-cultures cellulaires sont de plus en plus développées pour tenter de mimer les différents organes. Ce seront des alternatives à l'utilisation de l'animal, notamment pour les études de screnning, de toxicité et d'efficacité sur l’organe cible. Cependant, ces modèles ne sont encore suffisamment développés et ne sont pas un miroir suffisamment fiable de ce qu'il se passe dans la complexité de l’organisme. Les dysfonctions métaboliques associées aux complications hépatiques, cardiovasculaires et rénales ne peuvent être envisagées et reproduites que dans un système in vivo pour le moment.
Réduction
Avec un nombre final d'animaux égal à 10 par groupe de traitement, une différence de +/- 30% est théoriquement détectable. La stratégie expérimentale consiste à mesurer les valeurs de chaque paramètre mesurable de façon longitudinale (taux de lipides, glycémie, taux de transaminases, marqueurs inflammatoires dans le sang/plasma), l'animal est donc son propre contrôle, dans la mesure du possible, ce qui permettra de réduire le nombre d'animaux par groupe.
Raffinement
Plusieurs types d'enrichissements seront placés dans les cages hébergeant les animaux : des objets en bois seront systématiquement ajoutés pour permettre aux rongeurs de les mordiller. En effet, le régime gras est assez mou contrairement aux croquettes classiques, donc cet enrichissement est très adapté. La durée de ces projets étant souvent longue, nous alternerons les enrichissements au fil du temps (petits ou gros tunnels, boules ou briquettes en bois, lanières de papier ou morceaux de coton). L'état des animaux sera contrôlé quotidiennement, le poids corporel, la prise alimentaire et la prise hydrique seront mesurés par du personnel compétent afin de s'assurer de leur bien-être. Si un animal ne suit pas la courbe de poids attendue, une recherche approfondie d’éventuels symptômes sera faite. Les points limites de ce projet seront les suivants : absence de mouvement, piloérection et dos courbé. Si un animal présente des signes de stress ou de douleur, il sera pris en charge par l'équipe zootechnique et la structure du bien-être animal. Des soins tels que : hydratation et mise en place de nourriture dans la litière si nécessaire seront effectués. Si l'animal présente une dermatite, par exemple, un protocole de soin sera effectué (nettoyage / désinfection / cicatrisation). Si l'état de l'animal ne s'améliore pas dans les 48 heures, les expérimentateurs compétents excluront l'animal de l'étude et l'euthanasieront. Si un animal atteint l'un des points limites, il sera euthanasié immédiatement. Pendant la phase de traitement, si la perte de poids est supérieure à 20% en l'espace de 3 jours et associée à d'autres signes tels que la prostration, le dos courbé et l'absence de toilettage, l'animal doit être euthanasié ou la dose et la fréquence de traitement adaptées.
Choix des espèces
Les souris et les rats sont suffisamment caractérisés pour l'étude des maladies métaboliques. Les hamsters présentent un métabolisme du cholestérol et des acides biliaires semblable à celui des humains. Les rats et les hamsters peuvent aider à étudier les effets de médicaments potentiels pour les complications cardiovasculaires (dysfonctionnement diastolique) et rénales. Chez les hamsters, la combinaison d'un régime riche en graisses, en cholestérol et en fructose et de la consommation d'alcool peut imiter le mode de vie de certains patients atteints de NASH, notamment pendant et après le confinement lié à la pandémie COVID-19. Si le modèle associé à la consommation d'alcool chez le rat ou la souris n'est pas très pertinent, le hamster est un modèle intéressant car il consomme et métabolise l'éthanol très facilement. Cette capacité serait liée à l'anatomie particulière de l'estomac du hamster, qui se compose de deux compartiments où la fermentation alcoolique des aliments ingérés a lieu dans la poche prégastrique. Les animaux sont utilisés à partir de 4 ou 6 semaines d’âge afin d'être similaire à la problématique humaine (sédentarité et alimentation hyper énergétique) dès le jeune âge.
Caractérisation des cellules immunitaires associées au tissu adipeux chez la souris
- Recherche fondamentale
- Oncologie
- Système endocrinien
- Système immunitaire
Soumises à un régime riche en lipides pendant quatorze semaines, à cinq prélèvements sanguins sur animal éveillé, à deux jeûnes de six heures et à un gavage, 528 souris vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, toutes tuées pour analyses post-mortem. Le porteur qualifie lui-même de modérément douloureux le prélèvement de sang réalisé sans anesthésie. L'objet du projet tient en une phrase, comprendre le rôle d'un gène dans les cellules immunitaires du tissu adipeux, et les retombées contre l'obésité et le diabète sont renvoyées au long terme. Sur les 528 animaux, il écrit seulement que leur nombre a été calculé pour obtenir une puissance statistique suffisante.
Objectifs
L'objectif du projet est de comprendre le rôle d'un gène particulier dans les cellules immunitaires associées au tissu adipeux, dans des conditions normales et lors d'un régime riche en lipides qui induit de l'obésité.
Bénéfices attendus
Ce projet permettra de faire avancer de manière conséquente notre connaissance des cellules immunitaires associées au tissu adipeux, et qui contribuent au développement de l'obésité. Ce projet permettra à plus long terme d'identifier des cibles moléculaires pour envisager de nouvelles thérapies contre l'obésité et les maladies métaboliques telles que le diabète.
Procédures
Prélevement sanguin : maximum 5 fois par animal, 3 secondes; Régime alimentaire spécifique : 14 semaines; Injection intrapéritonéale : maximum 1 injection par animal, 3 secondes; Mise à jeun : une fois pendant 6h et 3 jours après une deuxième fois pendant 6h; Gavage : maximum 1 fois par animal, 5-10 secondes.
Impact sur les animaux
Le régime riche en lipides est susceptible d'engendrer divers effets métaboliques, et conduit généralement à une prise de poids significative et à une réduction de l'activité. Prélèvement de sang sur animal vigile : douleur modérée au moment de la réalisation du geste. Injection intrapéritonéale : douleur légère de courte durée. Mise à jeun : Jeune de courte durée: stress et sensation de faim. Gavage : stress de courte durée.
Devenir
Tous les animaux seront mis à mort pour des analyses post-mortem.
Remplacement
Il n’existe pas de méthode alternative pour réaliser ce travail qui nécessite l’analyse de tissus entiers. Le tissu adipeux est un tissu complexe qui comporte de nombreuses cellules qui interagissent afin de maintenir un équilibre. La dynamique du tissu adipeux, des cellules immunitaires qu’il abrite ainsi que les interactions et le recrutement potentiel de cellules d’autres organes sont des conditions qui ne peuvent pas être adéquatement reproduites in vitro.
Réduction
Le nombre de souris à utiliser a été calculé afin que les résultats obtenus puissent présenter une puissance statistique suffisante.
Raffinement
Les animaux seront maintenus dans des groupes de plusieurs individus dans un environnement enrichi. Un suivi de score clinique sera effectué pour éviter toute souffrance inutile des animaux.
Choix des espèces
La souris est le modèle de choix car la physiologie de la souris est proche de celle de l’homme. D’autre part les mécanismes immunitaires sont bien caractérisés chez la souris, ce qui en fait un modèle particulièrement adapté pour étudier les cellules immunitaires. Nous utiliserons des souris adultes pour que leurs tissus soient pleinement développés.
Utilisation d’agents d’imagerie TEP (radiotraceurs) dans le diagnostic et le suivi de traitements-MODIFICATION
- Recherche appliquée
- Cancers
- Diagnostic des maladies
- Recherche fondamentale
- Oncologie
- Organes sensoriels
- Système endocrinien
- Système gastrointestinal
- Système immunitaire
- Système nerveux
- Système respiratoire
Rats : 1100
1 100 souris et 1 100 rats reçoivent des injections de traceurs radioactifs sous anesthésie générale, puis passent des séances d'imagerie pouvant durer deux heures, jusqu'à six fois en six semaines. Ces procédures sont déclarées d'un niveau de souffrance léger et tous les animaux sont tués à l'issue, la mise à mort étant justifiée par une seule phrase sur des "analyses post-mortem". Le porteur qualifie la technique de "non invasive" et affirme qu'aucune toxicité n'a été mise en évidence sur la répétition des injections, tout en prévoyant d'examiner les images pour vérifier "des changements possibles". Le projet sert aussi à caractériser des modèles tumoraux, la souris pour les tumeurs spontanées, le rat pour les cancers de petits organes comme la prostate.
Objectifs
L'imagerie par Tomographie par Émission de Positons (TEP) en préclinique est une technique très précieuse pour la recherche biomédicale. Elle permet d'observer et de suivre en détail des radiotraceurs. Un radiotraceur est substance fixée à un atome radioactif. Cette substance est choisie parce qu’elle va se diriger vers un organe ou un tissu particulier. Une fois injectée dans le corps, elle émet de très faibles rayonnements qu’on peut détecter avec la TEP.. Ainsi, les chercheurs peuvent visualiser la distribution de substances radioactives dans le corps, ce qui est particulièrement utile pour étudier des maladies comme le cancer. Cette méthode offre une image précise en 3D, permettant d'évaluer l'efficacité de nouveaux traitements, de comprendre la progression des maladies, ou encore de tester de nouvelles molécules.La TEP est donc un outil essentiel pour faire avancer la recherche médicale de manière sûre et efficace, tout en réduisant la nécessité d'expériences invasives. La TEP est couplée à de l’imagerie de tomodensitométrie (TDM), permettant d’avoir une cartographie complète de la molécule dans l’organisme. L’utilisation de cette technique permet : • De révéler des mécanismes biologiques, comme le métabolisme glucidique ou lipidique ou encore la prolifération cellulaire • De révéler et de suivre la réponse aux traitements dans différentes pathologies • Etudier la biodistribution (c’est-à-dire la répartition de la molécule dans les différents organes) de médicaments Par aillleurs, cette technologie est aujourd’hui largement utilisée chez les patients atteints de cancer pour le diagnostic et le suivi de réponse au traitement. Cependant les radiotraceurs disponibles sont limités (le [18F]FDG est utilisé dans 90% des cas en clinique. Analogue du glucose, il permet de voir les cellules surconssomatrices de glucose mais son utilisation est limitée dans les organes où il y a une fixation physiologique, comme le cerveau . De plus le [18F]FDG peut marquer des cellules inflammatoires ou infectieuses donnant des faux positifs dans le cas de détection de cancer. Le développement de nouveaux radiotraceurs est donc nécessaire pour une meilleure prise en charge des patients atteints de cancers et d’autres pathologies.
Bénéfices attendus
L’imagerie TEP va permettre de valider des radiotraceurs pour leur utilisation à la fois dans les projets scientifiques précliniques et cliniques. Elle va participer à l’amélioration de l’exploration physiologique et fonctionnelle en recherche, à la détection de tumeur et à la visualisation des réponses tumorales suite aux traitements. Cela va permettre des avancées majeures dans la compréhension du vivant. Le développement de nouveaux radiotraceurs plus spécifiques que ceux déjà disponibles va permettre une meilleure prise en charge des patients. Il est essentiel pour améliorer le diagnostic et le traitement des cancers tout en augmentant la compréhension des mécanismes moléculaires impliqués dans diverses pathologies. Les cibles innovantes pour le développement de radiotraceurs en TEP se diversifient et s’adaptent aux besoins de détection et de traitement des maladies complexes. Nos recherches se concentrent sur des biomarqueurs et des mécanismes biologiques spécifiques pour permettre une imagerie plus précise, une détection précoce des maladies, et une meilleure évaluation de l'efficacité des traitements.
Procédures
Dans un premier lot d’animaux, un radiotraceur est injecté en intra-veineux aux animaux anesthésiés (1 fois par animal). Après injection du radiotraceur, l’animal est positionné sous la TEP/TDM (TDM, tomodensitomètre : scanner). Des images dynamiques (plusieurs acquisitions pouvant aller de 1h à 2h, réalisés une seule fois par animal) sont réalisées permettant d’évaluer et quantifier la distribution de la molécule marquée dans les organes au cours du temps (2h max) Dans un deuxième lot d’animaux, un radiotraceur est injecté en intra-veineux aux animaux anesthésiés, puis l’animal est réveillé. Après un intervalle de temps adéquat (défini grâce au premier lot d’animaux), l’animal est de nouveau anesthésié puis positionné sous la caméra pour un scanner, suivi de l’acquisition TEP (max 20min). Cette manipulation pourra être répétée 3 à 4 fois sur une période de 6 semaines maximum (avec administration de traitements ou non en parallèle), afin de suivre l’évolution des pathologies chez les animaux.
Impact sur les animaux
L’injection du radiotraceur par voie intraveineuse n’est pas douloureuse pour l’animal. Une gêne de courte durée liée à la piqûre elle-même est attendue. L’animal est imagé sous anesthésie générale pour avoir une parfaite immobilité, Les nuisances attendues sont celles d’une très légère hypothermie (contrecarrée par les systèmes de maintien de chaleur dans l’appareil d’imagerie.
Devenir
Les animaux sont mis à mort pour des analyses post-mortem.
Remplacement
En premier lieu, des expérimentations in vitro se déroulent sur des cellules ou des tissus isolés, pour tester la spécificité, la liaison et la stabilité du radiotraceur. Cela permet de vérifier que la substance fixée avec un atome radioactif cible bien toujours la molécule ou le récepteur d’intérêt, tout en gardant les mêmes propriétés. Les atomes radioactifs sont choisis afin de garantir une absence de toxicité de la molécule elle même. Des résultats satisfaisants in vitro conditionnent le passage à la phase in vivo, c’est-à-dire sur des modèles animaux. Cette étape permet d’observer comment le radiotraceur se comporte dans un organisme vivant : sa distribution dans les différents tissus, sa capacité à atteindre la cible, sa dégradation et son élimination par l’organisme. Cela donne une image plus réaliste de son efficacité et de sa sécurité, en tenant compte des processus physiologiques complexes. En résumé, le passage de l’in vitro à l’in vivo permet de valider la pertinence du radiotraceur dans un contexte biologique complet, étape essentielle avant toute application clinique. Des tests sur animaux sont nécessaires afin de caractériser la biodistribution de la molécule, son activité en lien avec le métabolisme de l’organisme et sa quantification dans les tissus cibles. Il n’y a pas d’approche à ce jour qui puisse se substituer à ce type d'imagerie.
Réduction
L’objet de la demande vise à valider l’utilisation de radiotraceurs pour de l’imagerie TEP préclinique et à aider à caractériser des modèles tumoraux de façon non invasive. Ce type d’imagerie permet la réduction d’animaux puisqu’elle permet un suivi longitudinal du même animal au cours du temps Pour réduire le nombre d’animaux utilisés tout en s’assurant de résultats fiables et statistiquement significatifs, nous avons déterminé le nombre d’animaux à inclure dans chaque groupe expérimental grâce à des approches statstiques robustes. A la fin de toutes les expériences, les tissus d’intérêt sont prélevés. Le maximum d’informations est récolté afin de répondre aux mieux aux questions scientifiques posées.
Raffinement
Les animaux seront suivis 3 fois par semaine afin d'assurer leur bien-être et mettre en place des soins si besoin. Les expérimentations seront arrêtées dès l’atteinte d’un point limite tel que décrit dans une grille de score. Lors de l’injection des radiotraceurs, les animaux sont maintenus sous anesthésie générale. Un tapis et un lit chauffant permettent un maintien continu de leur température corporelle, leur évitant ainsi une hypothermie. De plus, les constantes vitales des animaux sont mesurées des, facilitant le monitoring durant les phases d’acquisition des images (scanner et TEP). Cette technique est dite « non invasive », l’injection du radiotraceur est uniquement sous forme de « trace ». Les doses de traceurs injectés n’induiront pas d’effets néfastes sur les animaux car la quantité de molécule est trop faible pour induire une modification conséquente des mécanismes biologiques. MODIFICATION : Pour ce qu’il est de la doses de radioactivité injectées, pour le suivi d’un animal il peut être injecté jusqu’à 6 fois sur une période de 6 semaines maximum. Nous respecterons le plus souvent, un délais de 7 jours minimum entre chaque injection de radiotraceur. Dans la littérature (préclinique et clinique) et par notre expérience aucune toxicité n’a encore été mise en évidence sur la répétition d’injection sur 6 semaines. Cependant les images TEP et TDM seront étudiées pour s’assurer des changements possibles. Si une étude demande plus d’injection et / ou imagerie sur un temps plus long, alors un suivi accru sera réalisé pour vérifier l’induction d’une quelconque toxicité (étude des images TEP et TDM histologie).
Choix des espèces
Les rongeurs (rats et souris) sont particulièrement utilisés en cancérologie : les souches sont génétiquement caractérisées et la parenté biologique avec l’Homme va nous permettre d’obtenir des informations extrapolables à la pratique clinique humaine. Le choix du modèle murin ou rat sera dépendant de sa pertinence pour la question scientifique et son imagerie. Par exemple, les modèles de rat seront préferentiellement choisis lors de cancers ciblant des organes petits, comme la prostate ou dans l’étude de métastases. En revanche, dans le cas de tumeur spontanée développée sur un modèle murin mimant la pathologie humaine, alors la souris sera utilisée. Les études sont réalisées sur des animaux adultes afin de favoriser la reproductibilité des résultats (métabolisme différent à différents stades de développement, …)
Comparaison des effets de l’huile de colza gélifiée et de l’huile de palme sur la santé métabolique chez la souris.
- Recherche fondamentale
- Oncologie
- Système endocrinien
75 souris subissent chacune la totalité du protocole : perçage de l'oreille, douze pesées, deux passages en tube de contention, deux périodes de jeûne dont une de douze heures, une injection de sucre dans le ventre, un gavage d'huile, deux incisions de la queue et dix prélèvements de sang. Elles sont toutes tuées à l'issue, après une ponction cardiaque sous anesthésie, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. L'objet du projet est de comparer des croquettes formulées à l'huile de palme et à l'huile de colza gélifiée, pour fournir à l'industrie alimentaire des arguments sur de futures margarines et pâtes à tartiner. Le porteur écrit que le recours à l'expérimentation animale est "indispensable à ce stade", après une étude pilote qui avait déjà servi à sélectionner les croquettes.
Objectifs
Les matières grasses sont essentielles pour assurer la texture de nombreux aliments mous. Cette texture est généralement obtenue par l’utilisation d’huiles riches en acides gras saturés, comme l’huile de palme, reconnues pour augmenter le risque de maladies cardiovasculaires. Il est donc nécessaire d’identifier des alternatives plus favorables à la santé tout en conservant les propriétés technologiques des produits alimentaires. Les oléogels constituent une alternative innovante permettant de structurer une huile végétale liquide, ici l’huile de colza, dont le profil lipidique est favorable en raison de sa richesse en acides gras oméga-3. Cette structuration repose sur l’utilisation de petites molécules oléogélatrices dérivées d’acides aminés ou d’endocannabinoïdes (messagers chimiques fabriqués par le corps lui-même). La nature de ces molécules nous permet de faire l’hypothèse, d’après ce qui est décrit dans la littérature, qu’elles pourraient exercer des effets bénéfiques, notamment en régulant la prise alimentaire et contrôlant l’inflammation. L’objectif de ce projet est de comparer les effets métaboliques de différentes croquettes formulées : • soit avec de l’huile de palme, naturellement solide; • soit avec de l’huile de colza structurée sous forme d’oléogel à l’aide de deux oléogélateurs distincts (X et Y). Les analyses porteront sur des paramètres circulants et tissulaires impliqués dans la régulation de la prise alimentaire, le métabolisme lipidique et glucidique, ainsi que l’inflammation. L’oléogélateur X sera testé à deux concentrations (2 % et 4 %), ses propriétés technologiques variant selon la concentration. L’oléogélateur Y sera testé uniquement à 4 %, la concentration à 2 % ne résistant pas aux conditions thermiques de fabrication des croquettes. Le recours à l’expérimentation animale est indispensable à ce stade afin d’évaluer les effets physiologiques intégrés de ces nouvelles formulations. Une étude pilote préalable a confirmé la bonne consommation des croquettes et l’absence d’impact négatif sur le bien-être des souris.
Bénéfices attendus
À court terme, cette étude apportera des connaissances nouvelles sur les effets métaboliques des oléogels dans un modèle animal bien caractérisé. Elle permettra de mieux comprendre l’impact de la structuration d’huiles végétales sur la régulation de la prise alimentaire, le métabolisme lipidique et glucidique, ainsi que sur les réponses inflammatoires. Ces résultats constitueront une base scientifique solide pour évaluer la valeur nutritionnelle de ces oléogels. À long terme, ce projet contribuera au développement de formulations alimentaires plus favorables à la santé, en fournissant à l’industrie des éléments scientifiques pour remplacer les graisses saturées par des alternatives à base d’huiles végétales gélifiées. Ces innovations pourraient améliorer le profil nutritionnel de produits de consommation courante (margarines, pâtes à tartiner, produits de boulangerie), favoriser un meilleur apport en acides gras essentiels, notamment les oméga-3, et ainsi contribuer à la réduction du risque de maladies métaboliques et cardiovasculaires dans la population.
Procédures
Les 75 animaux subiront un petit perçage de l’oreille permettant leur identification (moins de 30 secondes avec contention). Les 75 animaux seront pesés une fois par semaine pendant 12 semaines, soit 12 pesées par animal (chaque pesée dure moins de 30 secondes). Parmi eux, 60 animaux recevront pendant 12 semaines une alimentation spécifique, constituée de croquettes enrichies en huiles végétales, associées ou non à des oléogélateurs. Les 75 animaux seront placés à deux reprises dans un tube cylindrique afin d’être introduits dans un appareil permettant la mesure de la composition corporelle (répartition de la masse grasse et de la masse musculaire). Chaque mesure dure moins de 2 minutes, et les deux séances seront espacées de 11 semaines. Les 75 animaux subiront deux périodes de jeûne nécessaires à la réalisation des tests métaboliques : – une période de jeûne de 6 heures (entre 7 h 30 et 13 h 30) ; – une période de jeûne nocturne (entre 20 h et 8 h). Ces deux périodes de jeûne seront espacées d’au moins une semaine. Les 75 animaux recevront une injection dans le ventre d’une solution de sucre afin de mesurer la tolérance au glucose (contention et injection : moins de 30 secondes). Les 75 animaux subiront un gavage d’un bolus d’huile afin d’évaluer le métabolisme des graisses (contention et gavage : moins de 30 secondes). Les 75 animaux subiront deux petites incisions à l’extrémité de la queue (moins de 1 mm) afin de permettre les prélèvements sanguins au cours des tests métaboliques (une incision par test, sans contention, durée inférieure à 30 secondes, avec un intervalle d’au moins une semaine entre les deux tests). Dans le cadre du test de tolérance au sucre, les 75 animaux subiront six prélèvements d’une goutte de sang à l’extrémité de la queue (moins de 30 secondes par prélèvement, sans contention). Dans le cadre du test de tolérance aux graisses, les 75 animaux subiront quatre prélèvements sanguins réalisés selon les mêmes modalités. En fin de protocole, les 75 animaux recevront une injection d’un mélange d’anesthésiques, permettant le prélèvement de sang au niveau du cœur, suivi de la mise à mort (contention et injection : moins de 30 secondes).
Impact sur les animaux
L’identification des animaux par poinçonnement de l’oreille peut entraîner une légère douleur transitoire, sans conséquence durable. La pesée hebdomadaire constitue une source de stress léger et temporaire. La consommation de croquettes riches en lipides va induire une prise de poids modérée, sans altération de la mobilité ou du comportement. Lors des mesures de composition corporelle, les souris seront placées brièvement (moins de 2 minutes) dans un tube cylindrique, ce qui peut générer un léger stress. Les tests métaboliques (tolérance au sucre et tolérance aux lipides) peuvent également provoquer un stress ponctuel : • les périodes de jeûne (6 heures pour le test du sucre et 12 heures pour le test des lipides) sont susceptibles d’engendrer un inconfort modéré • l’injection de sucre et le gavage d’huile sont associés à une douleur ou un stress transitoire • les prélèvements sanguins se font à partir d’une petite incision (< 1 mm) à l’extrémité de la queue, provoquant une légère douleur momentanée. Au total, six prélèvements de sang seront réalisés pendant le test de tolérance au sucre (une goutte à chaque fois) et quatre prélèvements pendant le test de tolérance aux lipides, sans contention, induisant un stress temporaire. • le placement en cage individuelle pendant les 2 heures suivant l’injection de sucre peut également être une source de stress. En fin de protocole, les animaux seront anesthésiés par injection dans le ventre avant le prélèvement sanguin intracardiaque. Cette étape entraîne une brève douleur et un stress transitoire.
Devenir
Tous les animaux seront mis à mort à l’issue de la procédure afin de collecter les tissus d’intérêt et de procéder aux analyses permettant de répondre à l’objectif du projet.
Remplacement
À ce stade, une étude chez l’Homme n’est pas possible, car les oléogélateurs X et Y n’ont pas encore reçu d’autorisation de mise sur le marché. L’objectif de ce projet est d’étudier les effets de la consommation d’huiles de colza rendues solides sur le fonctionnement du métabolisme, en particulier sur la prise alimentaire, la gestion des graisses et des sucres par l’organisme, ainsi que sur les phénomènes inflammatoires. Ces effets résultent de l’action conjointe de plusieurs organes (intestin, foie, tissu adipeux, muscle et cerveau). Ils ne peuvent pas être étudiés de manière satisfaisante à l’aide de cultures de cellules isolées ni de modèles informatiques. Le recours à un modèle animal complet est donc nécessaire pour évaluer l’effet global de ces formulations alimentaires sur l’organisme.
Réduction
La taille des groupes a été déterminée à l’aide d’un calcul permettant de définir le nombre minimal d’animaux nécessaire pour obtenir des résultats fiables. Ce calcul a conduit à un effectif de 15 souris par groupe. Ce nombre correspond au minimum requis pour obtenir des résultats solides et interprétables, tout en limitant strictement le nombre d’animaux utilisés, conformément au principe de réduction. Le nombre de groupes expérimentaux a été limité aux conditions strictement nécessaires grâce à une étude pilote préalable, qui a permis de vérifier que les croquettes étaient bien consommées par les souris et n’entraînaient pas de modification du comportement alimentaire. Cette approche progressive a permis d’éviter l’utilisation inutile d’animaux.
Raffinement
Plusieurs précautions seront prises pour limiter au maximum stress, douleur et inconfort des animaux, tout en assurant la qualité des résultats. Les manipulations seront réalisées par deux personnes expérimentées (gestes rapides, cohérents et réalisés avec douceur, moins de stress). Les animaux seront surveillés trois fois par semaine. Leur consommation de nourriture sera vérifiée chaque semaine par cage, et leur poids sera mesuré individuellement une fois par semaine. Tout changement de comportement, d’apparence ou d’état général sera immédiatement pris en compte. Pour la mesure de la composition corporelle, un apprentissage préalable sera réalisé (une semaine avant) afin d’habituer les souris à entrer dans le tube de mesure. Cette étape vise à minimiser le stress et à éviter les mouvements brusques durant la procédure, qui dure moins de deux minutes. Pour les tests métaboliques, les quantités administrées (solution sucrée ou huile) sont limitées afin de réduire l’inconfort. Une seule incision de 1 mm sera réalisée à l’extrémité de la queue pour chaque test (pour les prélèvements suivants il suffit simplement de gratter la petite croûte avec une compresse). Les prélèvements sanguins se font sans contention. Les tests seront espacés d’une semaine pour laisser aux animaux le temps de récupérer. Lors du test du métabolisme des sucres, si la glycémie d’un animal ne revient pas à la normale dans les 90 minutes suivant l’injection, un suivi supplémentaire sera réalisé à 240 min, puis à 360 min si nécessaire. À la fin de l’étude, les animaux seront anesthésiés afin de permettre le prélèvement sanguin final. La mise à mort sera ensuite effectuée rapidement par dislocation cervicale. Des points limites prédictifs et adaptés à l’étude ont été établis afin de détecter précocement toute souffrance ou altération de l’état général.
Choix des espèces
La souris représente le modèle le plus approprié pour notre projet. La majorité des études publiées dans le domaine de la nutrition et du métabolisme utilisent cette espèce, ce qui permet la comparaison de nos résultats avec la littérature. Sur le plan physiologique, la souris présente un métabolisme des graisses proche de celui de l’Homme. Ces similitudes en font un modèle de référence pour l’étude des effets métaboliques de nouvelles formulations lipidiques. Par ailleurs, les souris présentent une réponse métabolique stable aux régimes riches en lipides, ce qui permet de limiter la variabilité et de réduire le nombre d’animaux nécessaires. Le recours à la souris est justifié pour évaluer les impacts physiologiques des huiles de colza gélifiées, dans des conditions contrôlées et scientifiquement transposables à l’Homme. Enfin, l’étude pilote permettant de sélectionner les différents types de croquettes testées ici a été réalisée chez la souris. L’administration des croquettes enrichies en différentes huiles et gélifiants débutera chez des souris âgées de 8 semaines, comme au cours de l’étude pilote. À cet âge, les animaux ont terminé leur période de sevrage et le changement de régime alimentaire est généralement bien toléré. Ce moment du développement est également optimal pour éviter que d’éventuelles variations physiologiques observées ne soient confondues avec des effets liés à la croissance (chez des animaux trop jeunes) ou au vieillissement (chez des animaux plus âgés).
Influence des hormones sexuelles sur le développement et la fonction du système immunitaire : exploration du thymus à la peau.
- Recherche fondamentale
- Autre recherche fondamentale
- Biologie du développement
- Oncologie
- Système endocrinien
- Système immunitaire
Toute souris présentant une léthargie, une piloérection ou une perte de plus de 20 % de son poids est mise à mort immédiatement. 12 288 souris vont être utilisées dans ce projet, dont 10 224 dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, toutes tuées pour analyser leurs cellules immunitaires. Selon les groupes, elles subissent une ablation des ovaires, des testicules ou du thymus, une greffe de peau, la transplantation d'un lobe thymique sous la capsule du rein, des implants hormonaux, des injections de busulfan, une rupture de la barrière cutanée suivie d'une exposition à des micro-organismes, et un prélèvement de sang par semaine pendant onze semaines. L'objet déclaré est de comprendre comment les hormones sexuelles façonnent l'immunité du thymus à la peau, sans qu'aucun élément ne rende compte de l'écart entre cette question et un effectif de 12 288 individus.
Objectifs
L’objectif général de ce projet est de comprendre comment les hormones sexuelles modulent les réponses immunitaires à travers les interactions entre les organes centraux et périphériques, en se concentrant sur le thymus et la peau. Les réponses immunitaires diffèrent souvent entre les femelles et les mâles : les femmes développent généralement des réponses immunitaires plus fortes, ce qui se traduit par une incidence plus élevée de maladies auto-immunes, tandis que les hommes sont plus sensibles à certaines infections et à certains cancers. Cependant, les mécanismes sous-jacents à ces différences restent mal définis, notamment en ce qui concerne les contributions relatives des hormones sexuelles et des chromosomes sexuels, ainsi que le ou les moments critiques au cours du développement à partir duquel ces différences apparaissent. Ce projet poursuivra trois objectifs principaux : 1. Définir le rôle des androgènes et des oestrogènes dans la régulation du fonctionnement du thymus et des réponses immunitaires cutanées avant et après la puberté, à la suite d’une colonisation cutanée avec un microoganisme commensal, d’une infection ou d’une vaccination. 2. Évaluer la contribution du thymus à l’établissement des différences immunitaires liées au sexe dans les tissus périphériques (e.g. la peau). 3. Tester la plasticité du dimorphisme sexuel immunitaire par des interventions hormonales locales et systémiques afin de déterminer si ces différences peuvent être reprogrammées. En intégrant des approches développementales, endocriniennes et immunologiques, ce projet fournira un cadre mécanistique reliant la programmation immunitaire centrale dans le thymus à l’immunité fonctionnelle dans la peau. Il permettra d’identifier les fenêtres critiques du développement au cours desquelles les hormones influencent le système immunitaire, et de déterminer si les différences immunitaires entre les sexes sont fixes ou peuvent être modulées plus tard dans la vie. Les résultats attendus incluent le changement conceptuel d’une vision statique du dimorphisme sexuel immunitaire à une compréhension de celui-ci comme un processus dynamique et régulé par les hormones. Ces connaissances contribueront à une compréhension plus globale de la régulation immunitaire et orienteront le développment futur de stratégies thérapeutiques et vaccinales plus sûres, plus efficaces et tenant compte du sexe biologique.
Bénéfices attendus
Ce projet générera des connaissances fondamentales sur la manière dont les hormones sexuelles façonnent la fonction immunitaire, en se concentrant sur les interactions entre le thymus et la peau. Comprendre comment l’environnement hormonal influence le développement et le fonctionnement du système immunitaire est essentiel pour expliquer pourquoi les femmes et les hommes diffèrent dans leur susceptibilité aux infections, aux maladies auto-immunes et à certains cancers et identifier les mécanismes sous-jacents. En identifiant quand et où les hormones sexuelles agissent sur le système immunitaire, ce projet permettra de déterminer les fenêtres critiques du développement au cours desquelles le dimorphisme sexuel immunitaire s’établit. Il mettra en évidence si les signaux hormonaux agissent principalement via des mécanismes centraux (dans le thymus) ou par une régulation locale au niveau des tissus barrières tels que la peau. De plus, en testant les effets d’interventions hormonales, ce projet évaluera si les différences immunitaires entre les sexes sont réversibles, une question clé tant pour la biologie fondamentale que la médecine clinique. Les bénefices scientifiques attendus sont multiples : - définition des mécanisques permettant la traduction des signaux endocriniens en programmes immunitaires aux niveaux central et périphérique ; - identification de la façon dont la puberté et les transitions hormonales déterminent l’identité immunitaire à long terme ; - évolution de la vision du dimorphisme sexuel immunitaire, considéré non plus comme un trait fixe, mais comme un état dynamique régulé par les hormones. Ce projet aura également des retombées biomédicales majeures en améliorant la compréhension des différences entre les sexes face aux maladies auto-immunes, aux infections et à certains cancers. Il fournira aussi des bases scientifiques essentielles pour un usage plus sûr et efficaces des traitements hormonaux dans divers contextes médicaux, tels que la ménopause, la contraception, les troubles endocriniens ou les thérapies hormonales d’affirmation de genre. À long terme, il contribuera à promouvoir une approche plus inclusive et fondée sur des données objectives de la santé immunitaire contribuant à réduire les biais dans la recherche biomédicale et à favoriser des stratégies thérapeutiques plus personnalisées et équitables pour les deux sexes.
Procédures
- Ablation des ovaires : femelles anesthésiées, 10-20 min. - Ablation des testicules : mâles anesthésiées, 5-15 min. - Ablation du thymus : souris anesthésiées, 25-35 min. - Transplantation sous-capsulaire rénale d’un lobe thymique : souris anesthésiées, 25-35 min. - Greffe de peau : souris anesthésiées, 25-35 min. - Implantation sous-cutanée d’un granulé hormonal : souris anesthésiées, 5-10 min. - Injections : . sous-cutanée préopératoire de buprémorphine ou métacam : souris vigiles, quelques secondes. . intrapéritonéale de fentanyl/diazepan/médétomidine avant thymectomie ou transplantation thymique : souris vigilesl, quelques secondes. . sous-cutanée d’atipamézole ou flumazénil après thymectomie/transplantation thymique : souris anesthésiées, quelques secondes. . sous-cutanée de lidocaïne avant incision : souris anesthésiées, quelques secondes. . sous-cutanée post-opératoire de buprémorphine : souris vigiles, quelques secondes, renouvelable toutes les 8-12 hours pendant 24h si nécessaire. . intraveineuse unique de précurseurs thymiques : souris anesthésiées, quelques secondes. . intrapéritonéale de busulfan : souris vigiles, quelques secondes, jusqu’à 4 injections espacées de 24 heures. . intraveineuse unique de cellules de la moelle osseuse : souris anesthésiées, quelques secondes. . intrapéritonéale d’hormones sexuelles : souris vigiles, quelques secondes, répétée au minimum tous les 4 jours pendant 8 semaines maximum. . sous-cutanée unique d’hormones sexuelles ou d’inhibiteurs hormonaux : souris vigiles, quelques secondes. - Application topique cutanée . d’hormones sexuelles ou d’inhibiteurs hormonaux : souris vigiles, 1-2 min, quotidienne pendant 3 semaines maximum. . incluant les pavillons auriculaires d’une culture de micro-organismes : souris vigiles, 1-2 min, jusqu’à 4 applications espacées de 48 heures maximum. - Injection intradermique unique avec un micro-organisme : souris anesthésiées, quelques secondes. - Exposition cutanée unique avec un micro-organisme après rupture de la barrière cutanée (scarification ou tape stripping) : souris anesthésiées, 1 min. - Injection intradermique unique d’un vaccin : souris anesthésiées, quelques secondes. - Prélèvement sanguin : . au sinus sous-mandibulaire ou à la veine caudale latérale : souris vigiles, quelques secondes, au maximum 1 fois par semaine pendant 11 semaines maximum. . terminal au sinus sous-mandibulaire : souris anesthésiées.
Impact sur les animaux
Ce projet sera attentif aux 5 libertés individuelles de l’animal. Cependant, certaines procédures décrites dans ce projet peuvent induire divers effets indésirables, dont l’intensité et la durée dépendent de la nature de l’intervention. De manière générale, les effets les plus fréquemment observés sont la douleur postopératoire, l’inflammation locale, une détresse transitoire liée à la manipulation ou la contention, ainsi que des altérations temporaires de la mobilité, des comportements exploratoires et des comportements liés à la prise alimentaire et au toilettage. Ces effets sont habituellement de courte durée et compatibles avec un rétablissement complet en quelques jours. Les procédures chirurgicales listées dans ce projet (ablation des testicules, des ovaires, du thymus, transplantation sous-capsulaire rénale d’un lobe du thymus, greffe de peau; pose d’implants sous-cutanée) peuvent entraîner une douleur post-opératoire aigüe et une inflammation locale au niveau du site opératoire ; un inconfort fonctionnel temporaire ou une réduction de la mobilité souvent associés à une diminution transitoire de l’activité, du toilettage ou de la prise alimentaire ; une fatigue passagère particulièrement marquée après l’ablation du thymus, éventuellement aussi associée à un ralentissement ou une légère difficulté respiratoire durant les premières 24 à 48 heures. La phase de récupération post-opératoire s’étend en général sur 3 à 7 jours, période durant laquelle une légère perte de poids ou une diminution des interactions sociales peuvent également être observées. Les traitements hormonaux locaux (application topique) ou systémiques (injection ou implants sous-cutanés) peuvent entraîner un changement de l’aspect du pelage ainsi que des modifications progressives du comportement (irritabilité accrue), du niveau d’activité (légère léthargie) ou de la prise alimentaire avec pour conséquence des variations du poids corporel. Ces effets sont généralement réversibles dans un délai d’environ 7 jours après l’initiation ou l’arrêt du traitement.
Devenir
Toutes les procédures expérimentales nécessitent l’analyse des cellules immunitaires présentes dans diffréents organes. La seule façon d’effectuer ces analyses est de mettre les animaux à mort à la fin de chaque expérience.
Remplacement
Les objectifs scientifiques de ce projet nécessitent l’étude des systèmes immunitaire, endocrinien et épithélial et de leurs interactions qui ne peuvent être reproduites ni in vitro ni in silico. Des modèles de culture cellulaire, des organoïdes et des simulations informatiques pourront être utilisés pour apporter des informations complémentaires. Cependant, ils ne permettront pas de reproduire la dynamique systémique et développementale des signaux hormonaux sexuels sur le fonctionnement du thymus et sur l’immunité cutanée. En particulier, les questions liées au moment de l’intervention (prépuberté versus âge adulte), aux interactions entre tissus et à la plasticité à long terme du dimorphisme sexuel immunitaire ne peuvent être étudiées qu’in vivo. L’utilisation d’animaux vivants est donc indispensable à la réalisation de ces travaux.
Réduction
Le nombre d’animaux a été soigneusement déterminé à partir d’analyses de puissance statistiques basées sur des jeux de donnée antérieures, afin de garantir l’utilisation du nombre minimal d’animaux nécessaire pour obtenir des résultats valides et fiables. Des groupes témoins seront partagés entre différents procédures chaque fois que possible. Les lignées de souris génétiquement modifiées seront élevées de manière à limiter les surplus, et des animaux contrôles issus de la même portée seront utilisés afin d’optimiser les données recueillis pour chaque cohorte. Toutes les expériences seront réalisées avec un nombre suffisant de réplicats biologiques pour tenir compte de la variabilité, tout en évitant toute répétition inutile.
Raffinement
Toutes les interventions chirurgicales (ablation des testicules, des ovaires, du thymus ; transplantation sous-capsulaire rénale d’un lobe du thymus, greffe de peau; implantation sous-cutanée) seront réalisés sous anesthésie générale, complétée par une analgésie pré-, péri et postopératoire multimodale appropriée et optimisée afin de prévenir toute douleur peri- et post-opératoire. Les animaux feront l’objet d’un suivi rapproché pendant la période de récupération : maintien en température, soins locaux appropriés et observation quotidienne de l’état général, de l’activité, du comportement de toilettage et du poids corporel. Au besoin, des mesures d’optimisation du raffinement des conditions de vie (litière douce à base de cellulose, gel alimentaire, renforcement de l’enrichissement) seront mises en place pour aider les animaux en période de récupération. Pour les manipulations répétées (prélèvements sanguins, injections), des méthodes peu invasives seront privilégiées et les sites d’injection ou de prélèvement seront alternés afin de limiter les irritations locales. Des points limites précis, spécifiques et précoces pour chaque protocole experimentale seront établis : tout animal présentant des signes de détresse ou de douleur persistante (léthargie, piloérection, perte de poids supérieure à 20%) sera mis à mort immédiatement selon les procédures appropriées.
Choix des espèces
La souris est un modèle de choix pour étudier la modulation du fonctionnement du thymus et des réponses immunitaires cutanées par les hormones sexuelles, en raison de sa pertinence scientifique et de son utilisation largement répandue dans les domaines de l’immunologie et de l’endocrinologie. Les systèmes immunitaire et endrocrinien chez la souris sont bien caractérisés et présentent de nombreuses similitudes avec ceux de l’être humain. De plus, une large gamme de lignées de souris génétiquement modifiées est disponible, permettant d’examiner spécifiquement le rôle des hormones sexuelles dans le fonctionnement du thymus et des cellules immunitaires. La petite taille des souris facilite également la constitution de cohortes expérimentales de taille appropriée tout en limitant l’impact sur le bien-être animal, comparativement à des espèces de plus grande taille. Les souris seront utilisées à deux stades de développement : prépubère (3-5 semaines) et jeune adulte (7-10 semaines). Le stade prépubère est essentiel pour étudier l’influence des hormones sexuelles sur le développement thymique et sur l’établissement du dimorphisme immunitaire entre femelles et mâles à la puberté. Le stade adulte est nécessaire pour déterminer comment un environnement hormonal déjà établi et l’involution thymique affectent l’immunité cutanée et la plasticité du système immunitaire. L’utilisation de ces deux fenêtres développementales nous permettra de comprendre comment les programmes immunitaires spécifiques au sexe se mettent en place et s’il est possible de les modifier ultérieurement au cours de la vie.
Etude des mécanismes conduisant au développement de la cachexie rénale (EU ½)
- Recherche fondamentale
- Multisystémique
- Oncologie
- Système endocrinien
- Système urogénital
Gardées jusqu'à ce qu'elles développent une insuffisance rénale accompagnée d'un amaigrissement sévère, puis tuées pour analyse du sang, des urines et des organes, 1 636 souris vont être utilisées, dont 512 dans des procédures impliquant un niveau de souffrance sévère. Elles portent une mutation qui détériore leur fonction rénale ou reçoivent un régime au même effet, subissent des mesures toutes les deux semaines, jusqu'à sept jours seules en cage métabolique et des injections répétées jusqu'à deux fois par jour pendant quinze jours. Le porteur écrit que l'insuffisance rénale ne provoque ni douleur ni stress avant les stades avancés, stades que le projet cherche précisément à atteindre puisque la cachexie met plusieurs mois à s'installer. Il qualifie de légères toutes les nuisances listées, dans un projet où près d'un tiers des souris relève de la souffrance sévère.
Objectifs
La cachexie est un syndrome d’amaigrissement sévère et involontaire qui ne peut pas être corrigé simplement par une approche nutritionnelle, et qui réduit fortement la qualité et l’espérance de vie des patients. Elle touche souvent les patients à des stades avancés de maladies chroniques telles que le cancer, les maladies rénales, cardiaques et pulmonaires ou maladies infectieuses. Jusqu'à présent la plupart des études se sont concentrées sur la cachexie associée au cancer, les autres types de cachexie, et en particulier celle associée aux maladies rénales chroniques (MRC), ont été peu étudiées. Les maladies rénales constituent un grave problème de santé publique, puisqu'elles touchent plus de 850 millions de personnes et représentent l'une des dix principales causes de décès prématurés dans le monde. À un stade avancé de la maladie rénale, notamment chez les patients sous dialyse, un syndrome appelé cachexie rénale peut apparaître. Elle se caractérise par une perte de masse maigre et/ou grasse menant à une altération fonctionnelle des patients. Il n’existe aujourd’hui aucune norme de soin pour la cachexie rénale et une meilleure compréhension des altérations métaboliques menant à son développement représente un enjeu crucial. L’objectif de ce projet est d'identifier de nouveaux biomarqueurs pour la détection précoce et de nouvelles cibles thérapeutiques pour une meilleure prise en charge de la cachexie rénale. A l’heure actuelle, il n’existe aucun modèle in vitro qui permette de reproduire la complexité de la physiopathologie de la cachexie rénale, ce qui rend indispensable le recours à des modèles animaux pour appréhender les interactions biologiques complexes associées à cette pathologie. Le projet se déroule dans deux Établissements Utilisateurs.
Bénéfices attendus
La cachexie rénale est un syndrome grave qui touche de nombreux patients atteints d’insuffisance rénale chronique. Elle réduit l’espérance de vie, entraîne une fatigue importante, des hospitalisations fréquentes, et rend difficile une vie sociale et professionnelle normale. Elle contribue donc au très fort impact économique des maladies rénales en Europe, qui est à la hauteur de 140 milliards d’euros par an. Ce projet de recherche vise à court terme à mieux comprendre la cachexie rénale et à développer des outils de diagnostic. À plus long terme, il pourrait mener à de nouveaux traitements, et ainsi améliorer la qualité de vie et la survie des patients.
Procédures
Dans le premier établissement utilisateur, les animaux subiront des mesures de composition corporelle (3 minutes/animal), de force musculaire (5 minutes/ animal) et de fonction rénale (45 minutes/animal) au maximum toutes les 2 semaines à partir de l’âge de 6 semaines. Ces mesures se font chez les animaux vigiles et sont non-invasives, les animaux pourront cependant être anesthésiés pendant quelques minutes pour certains gestes techniques. Des prélèvements sanguins (2 minutes) seront réalisés sous anesthésie toutes les 2 semaines également. Les animaux seront mis en cages métaboliques une fois pendant une durée maximum de 7 jours. Certains lots d’animaux recevront des traitements : soit 3 injections par semaine pendant une durée maximale de 2 mois ; soit 2 injections par jour pendant une durée maximale de 15 jours ; soit une injection unique. Certains animaux seront mis sous régime particulier. Dans le second établissement utilisateur, seules les procédures terminales seront réalisées.
Impact sur les animaux
Certains animaux de sont porteurs d’une mutation génétique responsable du développement d’une maladie rénale chronique. Celle-ci provoque une détérioration de leur fonction rénale et un amaigrissement, qui sont les critères recherchés dans notre projet. D’autres groupes d’animaux sont soumis à un régime alimentaire qui induit également une détérioration de leur fonction rénale et un amaigrissement. Le poids des animaux et leur état général seront suivis attentivement. L’insuffisance rénale ne provoque pas de douleur, ni de stress avant des stades avancés au cours desquels une baisse de l’alimentation et une altération de l’état général peuvent apparaitre. Tous les animaux seront soumis à : (1) suivi régulier de leur poids : léger stress lié à leur manipulation de la cage à la balance et vice-versa (2) prise de sang à la queue : léger stress et risque de saignement (3) mesure de leur composition corporelle: léger stress lié à leur contention transitoire (3 minutes) (4) mesures du métabolisme : léger stress lié à l'isolement (7 jours au maximum) dans une cage individuelle (5) mesure de la fonction rénale: légère douleur liée à l’injection, et léger stress lié à la présence du capteur pendant 1h maximum (6) traitements pharmacologiques : léger stress dû à la contention + légère douleur liée à l’injection
Devenir
Tous les animaux seront mis à mort à la fin de chaque procédure en vus de l'analyse de leur sang, leur urine et leurs organes.
Remplacement
La cachexie est un syndrôme multifactoriel, initiée par le tissu affecté (ici le rein), qui va conduire à l’altération métabolique et à la dysfonction de nombreux tissus vitaux. Ces tissus vont à leur tour sécréter de nombreux médiateurs pro-cachectiques, initiant un cercle vicieux qui aggrave la fonte des tissus musculaires et adipeux. De telles interactions inter-tissulaires dans un contexte d’insuffisance rénale sont donc impossibles à reproduire in vitro. Une approche complémentaire ex vivo sur des cellules primaires en culture est également utilisée, elle permet d’obtenir une grande quantité de cellules à partir d’un nombre restreint d’animaux
Réduction
Le nombre d’animaux utilisé est calculé au plus juste d’après notre connaissance du modèle pour permettre d’identifier statistiquement des différences intergroupes scientifiquement interprétables pour chaque paramètre et chaque modèle. Il est prévu d’utiliser un maximum de 1636 souris. Les résultats seront interprétés en utilisant des tests statistiques.
Raffinement
Les études sont optimisées d’après la littérature et les observations réalisées au laboratoire (doses injectées, durée du traitement). Les animaux seront hébergés, par groupes de 2 à 5 dans des cages comprenant des éléments d’enrichissement (papier, tunnels...), avec alimentation et eau ad libitum. Ils seront observés quotidiennement par les zootechniciens et plusieurs fois par semaine par les expérimentateurs afin de s’assurer de leur bien-être . Une grille de scoring et des points limites ont été établis. Pour les changes et les manipulations, les animaux sont tenus dans la main de l’expérimentateur mais jamais suspendus par la queue. Les procédures sont optimisées de façon à limiter au maximum la souffrance des animaux (des anesthésiques et antalgiques seront utilisés pour les gestes qui le nécessitent, suivi attentif des animaux tout au long des différentes procédures). Les animaux seront transportés entre les deux établissements suivant une procédure de transport déclarée lors de l’agrément de l’établissement (cheminement et conditions de transport validés par signature d’une charte de transport). Les animaux sont transportés dans leur cage d'origine afin de minimiser le stress, pour un transport d'une durée de moins de 10 minutes.
Choix des espèces
Nous utilisons la souris car elle est à l’origine d’un grand nombre de données dans la littérature et qu’il existe un nombre important de modèles de souris mutantes et transgéniques ciblant des protéines d’intérêt dans la régulation de la fonction rénale et la cachexie. Pour l’un des 2 modèles, nous utiliserons des souris âgées de 6 semaines au début de l'expérience, afin d’effectuer des mesures en conditions basales avant tout amaigrissement et perte de fonction rénale. Pour l’autre modèle, nous utiliserons des animaux âgés de 8 semaines au début du protocole. A cet âge les reins sont pleinement développés, ce qui permet de modéliser au mieux les conditions cliniques chez l’adulte. Nous garderons les animaux jusqu’à ce qu’ils aient développé une insuffisance rénale accompagnée d’une cachexie (processus se mettant en place sur plusieurs mois).
Modèle nutritionnel de calculs biliaires chez la souris- MODIFICATION
- Recherche fondamentale
- Oncologie
- Système endocrinien
- Système gastrointestinal
Quarante heures d'isolement en cage individuelle sans enrichissement, vingt heures sur grille pour récolter urines et selles, un jeûne avant chacun des huit prélèvements de sang : 3 450 souris subissent ces procédures, classées en souffrance modérée, toutes tuées pour prélever tissus et sang. Un régime enrichi en cholestérol et en acides biliaires leur fait développer des calculs biliaires, avec inflammation du foie, sensibilité accrue à la douleur abdominale et jaunisse possibles, chez des souris génétiquement modifiées qui développent déjà spontanément la maladie. Le porteur qualifie ces complications hépatiques et intestinales de modérées tout en choisissant ce modèle pour étudier des stades plus avancés et plus sévères de la maladie. Il revendique le nombre minimal d'animaux, et cette version du projet en ajoute 1 650 à l'autorisation initiale.
Objectifs
La formation de calculs biliaires peut entrainer des dysfonctions biliaires, hépatiques et intestinales importantes, notamment une inflammation sévère du foie qui peut elle-même entrainer un hépatocarcinome ou autrement appelé cancer du foie. Le but de ce projet est de modéliser ces dysfonctions en provoquant la formation de calculs biliaires et ainsi pouvoir tester l’efficacité de candidats médicaments. L'AJOUT D'UNE PROC2DURE NECESSITE UNE MODIFICATION DU PROJET INITIAL AUTORISE AVEC AJOUT DE 1650 SOURIS.
Bénéfices attendus
Ces études permettront de valider ou non des traitements limitants le développement de calculs biliaires et donc l’apparition des complications hépatiques et intestinales associées.
Procédures
Les composés à tester/de référence seront administrés une à deux fois par jour par toutes voies possibles sur animal vigile ou anesthésié. L'administration dure environ 1 minute sur animal vigile. 8 prélèvements de sang seront réalisés au cours de la vie de l’animal afin de suivre des paramètres biologiques ou l’élimination des produits testés. Un prélèvement de sang dure environ 2 minutes par animal. Dans le cas de prélèvements de sang visant à quantifier des paramètres métaboliques, les animaux seront mis à jeun 4h maximum avant le prélèvement. A maximum 4 étapes, nous mesurerons divers paramètres urinaires et fécaux (récolte pendant 20h par l’intermédiaire de cages à métabolisme). A maximum 2 étapes, nous mesurerons la composition corporelle (2 min sur animal vigile), la consommation énergétique (40h en cage individuelle sans enrichissement sur animal vigile), la force musculaire (5 minutes sur animal vigile).
Impact sur les animaux
1) La mise sous régime enrichi en cholestérol et en acide biliaire, va accentuer la formation de calculs biliaires. 2)Les traitements : le geste de traitement réalisé à répétition génère un stress chronique. Après chaque geste technique, l’état de l’animal sera surveillé. 3) Les mises à jeun (4h) lors des prélèvements de sang peuvent être une source de stress. 4)Durant les récoltes urinaires, les animaux seront isolés et hébergés sur grille pendant 20h. 5)Les mesures de consommation énergétiques impliquent un isolement pendant 40h, ce qui induit un stress à l'animal. 6)Les souris génétiquement modifiées développent spontanément une pathologie chronique. Ces évolutions de la maladie peuvent entrainer des modifications du comportement général, telles que : baisse d’activité, poil terne, diminution de la prise alimentaire ou perte de poids, augmentation possible de la sensibilité à la douleur abdominale ou à l’inconfort lié à l’inflammation chronique, une jaunice dans le sang.
Devenir
Tous les animaux seront euthanasiés pour récupération de tissus et de sang, et évaluation de critères d’efficacité des composés (histologie, immuno-marquages et expression de gènes, paramètres métaboliques...)
Remplacement
Des projets de cultures ainsi que de co-cultures cellulaires sont de plus en plus développés pour tenter de mimer les différents organes. Ce seront des alternatives à l'utilisation de l'animal, notamment pour les études de screening, de toxicité et d'efficacité sur l’organe cible. Cependant, ces modèles ne sont encore suffisamment développés et ne sont pas un miroir suffisamment fiable de ce qu'il se passe dans la complexité de l’organisme. Les dysfonctions associées à la formation de calculs biliaires notamment au niveau du foie et de l’intestin ne peuvent être envisagées et reproduites que dans un système in vivo pour le moment.
Réduction
Toutes les procédures nécessaires à la caractérisation de la pathologie et de sa résolution seront réalisées sur le même animal afin de réduire le nombre d'animaux inclut dans l'étude. Une analyse statistique permettra d'utiliser le nombre minimal d'animaux tout en assurant la robustesse des résultats.
Raffinement
Plusieurs types d'enrichissements seront placés dans les cages hébergeant les animaux. L'état des animaux sera contrôlé quotidiennement, le poids corporel, la prise alimentaire et la prise hydrique seront mesurés par du personnel compétent afin de s'assurer de leur bien-être. Si un animal présente des signes de stress ou de douleur, il sera pris en charge par l'équipe zootechnique et la structure du bien-être animal. Des soins tels que : hydratation et mise en place de nourriture dans la litière si nécessaire seront effectués. Si l'animal présente une rougeur ou plaies cutanées, par exemple, un protocole de soin sera effectué (nettoyage / désinfection / cicatrisation). Une grille de score spécifique est mise en place, si l'état de l'animal ne s'améliore pas, les expérimentateurs compétents excluront l'animal de l'étude et l'euthanasieront.
Choix des espèces
La souris développe des calculs biliaires sous régime lithogénique entrainant des complications hépatiques et intestinales de façon modérée. La souris génétiquement modifiée est dépourvue de certains transporteurs, ce qui engendre une accumulation de lipides dans le foie et une accumulation d’acides biliaires dans la circulation sanguine et dans la bile. En utilisant ce modèle génétiquement modifié et prône à développer des calculs biliaires, cela nous permet d’exacerber l’effet du régime lithogénique et donc d’étudier des stades plus avancés et plus sévères de la maladie. Les animaux sont mis sous régime à l’âge de 6 semaines, ce qui correspond à l’âge de maturité sexuelle.
Prélèvement invasif en routine pour la caractérisation génétique de souris génétiquement altérées
- Maintien des lignées génétiquement modifiées
- Recherche fondamentale
- Oncologie
- Système endocrinien
Pour génotyper des lignées génétiquement modifiées, 2 880 souris subissent une coupe du bout de la queue et une entaille à l'oreille au sevrage, à quatre semaines, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger. L'acte dure environ cinq minutes, sous anesthésie gazeuse et anesthésie locale, et peut laisser un saignement arrêté par compression s'il dépasse deux minutes. Le porteur indique avoir abandonné le génotypage par poils, infructueux, et par bout d'oreille, non concluant dans plus de 90 % des cas. Les souris du bon génotype partent en accouplement ou vers d'autres projets, celles dont le génotype ne convient à aucun groupe expérimental sont tuées après analyse.
Objectifs
La présente demande est réalisée afin de couvrir réglementairement la réalisation d’une biopsie de queue dans le cadre du génotypage des animaux transgéniques utilisés dans nos projets de recherche. Le génotypage sur biopsie de queue est à l’heure actuelle plus fiable et robuste que le génotypage à partir d’une biopsie d’oreille, ce dernier menant souvent (plus de 50 % des cas) à des résultats non concluants ou non robustes. L’entretien des lignées de souris transgéniques est déjà réglementairement encadré par d’autres demandes d’autorisation de projet.Le monde est aujourd’hui affecté par une explosion de maladies métaboliques caractérisées par un déséquilibre de l’homéostasie glucidique telles que l’obésité ou le diabète de type II. Ces maladies ont de lourdes conséquences socio-économiques sur nos sociétés et représentent un enjeu majeur de santé publique. La compréhension des mécanismes permettant la régulation centrale de la glycémie ainsi que de leurs dysfonctionnements physiopathologiques est cruciale pour développer de nouvelles stratégies thérapeutiques dans le traitement de ces maladies. Nos projets de recherche s’inscrivent dans ce contexte puisque nous nous intéressons aux systèmes moléculaires de l’hypothalamus, identifiés comme des acteurs clés dans la régulation centrale de l’homéostasie glucidique. Afin de mener à bien nos études, nous avons recours à l’utilisation de modèles murins transgéniques. L’invalidation de ces systèmes nous permet de mieux comprendre leurs rôles dans la régulation centrale de l’homéostasie glucidique. Puisqu’il n’existe à l’heure actuelle aucune technique efficace pour marquer ces neurones, nous utilisons également des souris transgéniques exprimant une molécule fluorescente nous permettant leur visualisation. Il est donc indispensable pour la bonne réalisation de ces projets que nous puissions génotyper ces animaux de manière fiable et robuste : à partir d’une biopsie caudale.
Bénéfices attendus
Ce projet a pour but de permettre un génotypage fiable et robuste des différents animaux transgéniques qui serviront d’une part à l’entretien et à la reproduction des lignées de souris et d’autre part aux expérimentations. Les expérimentations réalisées sur ces modèles transgéniques ont pour but de mieux comprendre les rôles respectifs et conjoint des systèmes moléculaires d’intérêt dans la régulation centrale de l’homéostasie glucidique ainsi que d’étudier leurs altérations dans un contexte pathologique d’obésité / de diabète. Ces études ont pour objectif de proposer des stratégies thérapeutiques innovantes dans la lutte contre l’explosion actuelle des maladies métaboliques telles que l’obésité et le diabète de type II.
Procédures
Les animaux subiront, de façon concomittante, une biopsie caudale et une entaille à l’oreille pour le marquage, sous anesthésie / analgésie lors de leur sevrage à 4 semaines d’âge, une seule fois, l’acte dure environ 5 minutes.
Impact sur les animaux
La biopsie caudale réalisée pour génotyper les animaux peut induire une douleur légère et de courte durée, prise en charge par anesthésie / analgésie des animaux. Un léger saignement consécutif à la biopsie peut être observé, s’arrêtant généralement rapidement. S’il persiste au-delà de 2 minutes, il sera arrêté par compression légère du bout de la queue dans une compresse. La désinfection du bout de la queue préalablement à la biopsie permettra de limiter le risque d’infection et toute éventuelle complication de cicatrisation de la plaie sera également surveillée par le personnel qualifié.
Devenir
Une partie des animaux (dont le génotype sera adéquat en fonction des besoins en expérimentation) sera placé en accouplement, dont l’entretien des lignées est encadré par d’autres demande d’autorisation de projet. L’autre partie des animaux de génotype adéquat (en fonction des besoins en expérimentations) sera utilisée dans des procédures d’expérimentations encadrées par d’autres demandes d’autorisation de projet. La stratégie de croisement a été réfléchie afin de réduire le nombre d'animaux ne pouvant être utilisés en expérimentation. Les animaux de génotypes inadéquats (ni mutants, ni pouvant convenir pour un groupe contrôle adapté au plan expérimental donné) donc inutilisables, seront mis à mort après le génotypage.
Remplacement
Le génotypage de nos lignées de souris à partir de poils ou bien du surplus de bout d’oreille généré lors du marquage des souris s’est avéré infructueux. Nous n’avons pas réussi à génotyper les souris à partir de poils. De même, malgré plusieurs tentatives de mise au point du protocole, à partir de l’excédent de bout d’oreille, les résultats étaient insatisfaisants dans plus de 90% des cas : soit nous n’avions pas de résultat, soit le résultat n’était pas fiable : deux tests sur le même échantillon donnaient deux résultats différents. Lorsque deux tests sur le même échantillon ne donnent pas de résultat ou un résultat douteux, nous avons besoin de prélever à nouveau la souris afin de lever le doute, multipliant donc les interventions sur cette dernière. Nous souhaitons par conséquent réaliser le génotypage de nos animaux à partir d’une biopsie de l’extrémité de la queue des souris. Cette technique est utilisée car elle est robuste, c’est-à-dire efficace, répétable et fiable : un prélèvement unique nous permet dans plus de 99% des cas de génotyper nos souris correctement. De plus, ce prélèvement n’entraine pas de signes visibles de douleur.
Réduction
La stratégie de reproduction choisie (encadrée par nos autres demandes d’autorisation de projet) vise à obtenir dans les mêmes portées les animaux mutants et les animaux contrôles dont les proportions sont calculées selon les règles de la génétique mendélienne. Les cohortes d’animaux ainsi produites seront soumises à plusieurs tests physiologiques successifs, en respectant toujours un délai de repos, afin d’évaluer les rôles des systèmes moléculaires étudiés dans la régulation centrale de l’homéostasie glucidique. Cela permettra de réduire le nombre de cohortes produites et d’augmenter la fiabilité des résultats puisque les animaux contrôles seront les « littermates » des animaux mutants. L'utilisation de test de puissance statistique est ici sans objet dans la mesure où nous nous fondons sur les probabilités mendéliennes pour estimer le nombre d'animaux du génotype recherché dans les portées obtenues.
Raffinement
Les conditions de manipulation des animaux seront raffinées pour réduire au maximum la douleur, la souffrance et l’angoisse éventuelle des animaux. Pour la biopsie caudale, l’extrémité de la queue de la souris sera d’abord désinfectée à la Bétadine® puis localement analgésiée grâce à l’application de Lidocaïne® liquide vétérinaire. La souris sera ensuite anesthésiée par inhalation d’isoflurane. Un léger saignement consécutif à la biopsie peut être observé, s’arrêtant généralement rapidement. S’il persiste au-delà de 2 minutes, il sera arrêté par compression légère du bout de la queue dans une compresse. La cicatrisation de la plaie sera également surveillée par le personnel qualifié.
Choix des espèces
L’utilisation d’un modèle in vivo chez l’animal est indispensable pour une compréhension globale du rôle physiologique des systèmes moléculaires étudiés, de leurs interactions fonctionnelles avec d’autres systèmes, de la physiopathologie de l’obésité et du diabète, ainsi que pour caractériser les altérations neuroanatomiques et le fonctionnement des réseaux de neurones hypothalamiques dans la régulation de la glycémie et du métabolisme. La physiologie de la souris étant proche de celle de l’Homme, utiliser cet animal nous permet de pouvoir imaginer une recherche translationnelle, les innovations thérapeutiques proposées seront donc potentiellement applicables à l’Homme dans le futur. La souris est un modèle animal largement utilisé pour les études physiopathologiques permettant une comparaison de nos données avec celles d’autres équipes. De plus, la souris permet des approches génétiques et chémogénétiques complexes n’existant pas chez d’autres modèles mammifères. L’acte de biopsie caudale ne peut se faire par définition que sur le modèle animal. La biopsie caudale permettant le génotypage des souris se fera lors de leur sevrage à 4 semaines d’âge.
Rôle du récepteur au neuropeptide Calcitonin Gene Related Protein dans un noyau spécifique de l’hypothalamus dans les effets bénéfiques de la production intestinale de glucose.
- Recherche fondamentale
- Oncologie
- Système endocrinien
Quarante-cinq minutes de chirurgie pour injecter un virus dans une zone précise du cerveau, puis, deux semaines plus tard, une heure de plus pour implanter un cathéter dans la veine porte : 312 souris vont subir les deux opérations, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance sévère, et toutes seront tuées pour le prélèvement d'organes. Le porteur signale que l'intervention cérébrale peut entraîner des troubles neuro-musculaires et que les sutures abdominales sont douloureuses. L'objectif est de savoir si le glucose fabriqué par l'intestin entre les repas coupe la faim en passant par un récepteur précis de l'hypothalamus, piste avancée contre l'obésité et le diabète. Le choix de la souris tient, selon le porteur, à ce que les poissons régulent la faim autrement que les mammifères.
Objectifs
Avec l’augmentation mondiale de l’obésité, du diabète et des maladies du foie qui y sont liées, il devient essentiel de trouver de nouvelles façons de prévenir ou limiter ces problèmes de santé. Des travaux récents montrent que lorsque l’intestin produit du glucose entre les repas, cela envoie un signal au cerveau qui aide le corps à brûler plus d’énergie, à manger moins et à mieux réagir à l’insuline. Ce mécanisme naturel aide donc à lutter contre l’obésité et le diabète. Ce signal passe par différentes zones du cerveau, dont une région située à l’arrière du cerveau qui influence ensuite une région plus centrale connue pour être responsable de la sensation de satiété. Les communications entre ces deux régions sont réalisées par des connexions nerveuses plus ou moins directes et la libération de molécules chimiques. Ce projet cherche à comprendre si la production de glucose par l’intestin agit sur la satiété via des connections directes entre la partie arrière du cerveau et la partie centrale et si ces connexions contrôlent la faim via la libération d’une molécule chimique particulière. Pour tester cela, nous utiliserons différentes techniques chez la souris adulte pour modifier l’expression du récepteur de cette molécule chimique dans la partie centrale du cerveau qui contrôle la faim. Grâce à des souris génétiquement modifiées et à des injections ciblées de virus dans différentes zones du cerveau, nous pourrons déterminer si l’absence de ce récepteur empêche la production de glucose par l’intestin d’exercer son effet coupe-faim. Notre hypothèse est simple : si ce récepteur manque dans les parties qui réalisent la connexion entre la zone arrière et la zone centrale du cerveau, alors la production de glucose par l’intestin ne pourra plus réduire la prise alimentaire.
Bénéfices attendus
La régulation de la faim est réalisée principalement par deux régions du cerveau : une située à l’arrière et une centrale. Définir comment ces deux régions communiquent et quels sont les éléments nécessaires à la régulation de la faim est essentiel pour comprendre comment est contrôlée la prise alimentaire, pour étudier si ces connexions sont altérées dans différentes pathologies (obésité, diabète) et pour proposer de nouvelles stratégies thérapeutiques. Ce projet s’intéresse à un message particulier produit par l’intestin en dehors des repas qui exerce des effets anti-diabète et anti-obésité, par l’intermédiaire de l’activation de ces deux régions du cerveau. Les résultats de ce projet permettront de caractériser comment ces régions communiquent, dans le cadre spécifique de ce signal intestinal. Cette caractérisation permettra ensuite de proposer différentes stratégies pour activer ce signal et produire ses effets bénéfiques sur l’organisme.
Procédures
Les souris de cette étude seront soumises à une procédure chirurgicale sous anesthésie gazeuse pour injecter des virus dans une zone précise du cerveau (durée 45 min). En pré-médication, 1 injection d’analgésiques sous la peau sera effectuée (15 secondes) et au moment de l’intervention chirurgicale, une injection locale d’analgésiques sera rajoutée (30 secondes). Pour gérer la douleur post-opératoire une injection sous la peau d’un analgésique 1H après la pré-médication puis sera effectuée 1 fois/jour pendant 2 jours (3x 15secondes). Deux semaines après, la glycémie des souris sera mesurée. Pour cela, une goutte de sang sera prélevée (2 fois à 1 semaine d’intervalle) à l’extrémité de la queue après application d’une crème anesthésiante. Puis les souris de cette étude seront soumises à une deuxième procédure chirurgicale sous anesthésie gazeuse pour implanter un cathéter dans leur veine porte (située entre l’intestin et le foie) (durée 1H). En pré-médication, 2 injections d’analgésiques sous la peau seront effectuées (2x 15 secondes) et au moment de l’intervention chirurgicale, une injection d’analgésique locale sera rajoutée (30 secondes). Pour gérer la douleur post-opératoire une injection sous la peau d’un analgésique sera effectuée 1 fois/jour pendant 3 jours (3x 15secondes). Enfin, une injection d’analgésiques (10 secondes) sera réalisée avant la mise à mort des souris. La mise à mort sera réalisée par l’injection d’un médicament à visée euthanasique.
Impact sur les animaux
L’injection du virus peut entrainer une faible réponse immunitaire localisée. L’intervention chirurgicale réalisée dans le cerveau peut entrainer des problèmes neuro-musculaires. Les interventions chirurgicales sont susceptibles de provoquer de la douleur post-opératoire, notamment au niveau des sutures de l’abdomen. Le prélèvement d’une goutte de sang à la queue, peut provoquer du stress et une douleur transitoire
Devenir
Tous les animaux seront mis à mort pour prélèvement d’organes et analyses.
Remplacement
Cette étude ne peut pas être réalisée sur des modèles in-vitro car la détection du glucose dans la veine porte a des impacts sur l’ensemble du corps et implique des dialogues entre les organes. En effet, le glucose produit par l’intestin est détecté dans les vaisseaux et active un signal nerveux vers le cerveau. En réponse, le cerveau va émettre des signaux nerveux en périphérie qui ont des effets bénéfiques anti-obésité et anti-diabète. Pour comprendre comment la production intestinale de glucose exerce ses effets bénéfiques, il est donc nécessaire de l’étudier dans l’organisme entier.
Réduction
Le nombre de souris utilisées dans la procédure d’étude a été calculé au plus juste à partir des connaissances des modèles animaux et des connaissances acquises par les études précédentes. Afin de réaliser une analyse statistique, des groupes de 13 souris maximum par condition et par sexe seront utilisés pour répondre aux questions posées dans le projet. Au total, ce projet réalisé sur 4 ans nécessitera 208 souris transgéniques et 104 souris de type naturel.
Raffinement
Les chirurgies seront réalisées sous anesthésie avec un traitement analgésique et antalgique adapté pendant plusieurs jours afin de limiter la souffrance, la douleur et le stress de l’animal pendant et après cette chirurgie. Les chirurgies seront réalisées par des personnes expérimentées avec du matériel biocompatible et adapté à la souris. Pendant la chirurgie, les souris seront placées sur un tapis chauffant afin de maintenir leur température corporelle entre 36 et 38°C et un gel lubrifiant sera déposé sur les yeux. En fin de chirurgie les animaux seront réhydratés par une injection sous-cutanée de solution physiologique et surveillés dans une pièce chauffée à 24°C pour faciliter leur récupération . Le suivi post-opératoire se fera dans une pièce dont la température sera réglée à 24°C pendant une semaine pour favoriser la reprise de poids des souris. De l’aliment hydraté sera également mis à disposition dans la cage les jours suivants la chirurgie. La mise en place d’une grille de score pendant toute la durée du projet permet d’adapter la surveillance et l’utilisation d’antalgiques selon l’état de l’animal. Cette grille de score et l’utilisation de points limites adaptés ont permis de déterminer les critères d’arrêt de souffrance à tout moment du projet.
Choix des espèces
En ce qui concerne la régulation de la faim, les études réalisées sur des vertébrés inférieurs tels que le poisson, montrent que les régulations ne sont pas les mêmes que chez les mammifères. Nous souhaitons donc réaliser nos expériences avec des modèles animaux, comme la souris, dont les systèmes de régulation sont semblables à l’Homme. Le protocole sera réalisé chez des souris adultes âgées de 12 semaines.
Effet des inhibiteurs de l’enzyme GSK3 sur l’inflammation pancréatique dans des modèles animaux de mucoviscidose
- Recherche fondamentale
- Oncologie
- Système endocrinien
Porteuses par construction génétique d'une mucoviscidose, les souris de ce projet développent un amaigrissement, des difficultés respiratoires et une constipation qu'un laxatif administré en continu dans l'eau de boisson doit atténuer. 128 d'entre elles vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Quatre-vingts subissent une injection intrapéritonéale par jour pendant six semaines, une mesure de glycémie hebdomadaire par coupe de l'extrémité de la queue, et des tests métaboliques de deux heures comportant cinq prélèvements sanguins. Une perte de poids supérieure à 15 % déclenche la mise à mort, les autres étant tuées en fin de procédure pour le prélèvement du pancréas et des tissus enflammés.
Objectifs
La mucoviscidose est une maladie génétique qui touche environ une naissance sur 3 500 en France. Elle est causée par une anomalie d’un gène qui perturbe le fonctionnement d’une protéine essentielle à la régulation des sécrétions dans l’organisme. Cette anomalie rend le mucus trop épais et collant, ce qui provoque principalement des atteintes respiratoires et digestives chroniques. Grâce aux importants progrès médicaux, l’espérance de vie des personnes atteintes de mucoviscidose a fortement augmenté : elle est passée d’environ 7 ans dans les années 1960 à plus de 50 ans aujourd’hui. Cette avancée permet aux patients de vivre plus longtemps, mais elle s’accompagne aussi de l’apparition de nouvelles complications liées au vieillissement, appelées comorbidités. Parmi elles, le diabète associé à la mucoviscidose est l’une des plus fréquentes. Il concerne près de 50 % des adultes atteints. Ce diabète est dû à un mauvais fonctionnement du pancréas, l’organe qui produit l’insuline et régule le taux de sucre dans le sang. Dans la mucoviscidose, les canaux du pancréas peuvent se boucher, entraînant une inflammation persistante qui abîme progressivement l’organe et favorise l’apparition du diabète. Des travaux réalisés dans notre laboratoire suggèrent que certains mécanismes impliqués dans l’inflammation du pancréas pourraient jouer un rôle important dans l’apparition de ce diabète. Sur la base de ces observations, nous souhaitons mieux comprendre comment ces mécanismes participent à la dégradation progressive du pancréas dans la mucoviscidose. Ce projet de recherche vise donc à étudier l’état inflammatoire du pancréas dans des modèles de la maladie et à évaluer si certaines approches thérapeutiques pourraient permettre de réduire cette inflammation et de préserver le fonctionnement du pancréas. Cette étude contribuera à améliorer les connaissances sur les mécanismes responsables des complications métaboliques associées à la mucoviscidose et pourrait, à terme, aider à identifier de nouvelles stratégies thérapeutiques pour améliorer la qualité de vie des personnes atteintes.
Bénéfices attendus
Cette étude nous permettra de construire une meilleure connaissance des mécanismes impliqués dans le diabète associé à la mucoviscidose et d'identifier des cibles potentielles afin de proposer une stratégie thérapeutique plus complète, capable de limiter la progression du diabète chez les patients atteint de mucoviscidose, améliorant, ainsi leur qualité de vie.
Procédures
Les animaux de la procédure 1 (48 souris) subiront un prélèvement de la durée de quelques secondes d'un très petit volume sanguin pour mesurer leur glycémie et un prélèvement de 70 microlitres de sang à la queue pour le dosage d’insuline plasmatique. Ce prélèvement dure moins d'une minute. Les animaux de la procédure 2 (80 souris) subiront plusieurs prélèvements d'un très petit volume sanguin pour mesurer leur glycémie 1 fois par semaine pendant toute la durée du traitement (6 prélèvements sur 6 semaines). Ce prélèvement dure quelques secondes et engendre une douleur légère. Ils subiront 2 prélèvements de sang pour les dosages d'insuline (70 microlitres) : - un prélèvement avant et un prélèvement à la fin du traitement. Ce prélèvement dure moins d'une minute. Les animaux de la procédure 2 subiront des injections répétées de traitement pouvant engendrer une douleur légère (1 injection par jour pendant 6 semaines). Durant les tests métaboliques d'une durée de 2 heures, la 80 souris subiront une injection et 5 prélèvements d'un petit volume sanguin pour le dosage de l'insuline plasmatique et la mesure de glycémie (prélèvement de la durée de moins d'une minute).
Impact sur les animaux
Les nuisances attendues sur les animaux sont principalement dues au phénotype dommageable des souris mutantes. Dans les 2 lignées utilisées, les mutations touchent le gène impliqué dans la mucoviscidose (2 modifications génétiques différentes) induisant des symptômes proches de ceux des patients atteints de la mucoviscidose : amaigrissement, difficultés respiratoires ou constipation. L’utilisation d’un laxatif dans l’eau de boisson en continu permet de réduire les symptômes de constipation et donc d’amaigrissement. La mise à jeun des animaux constitue une nuisance, correspondant à une privation alimentaire temporaire, susceptible d’entraîner un inconfort transitoire. De plus, des légers effets indésirables seront liés à la piqure lors de l'injection répétée intrapéritonéale du traitement (ou de la solution saline), mais également à la piqure lors de l'injection du glucose, de l'insuline et du pyruvate pendant les tests métaboliques in vivo, ainsi qu'à la coupe de l'extrémité de la queue lors des prélèvements de sang.
Devenir
A l'issue de chaque procédure tous les animaux seront mis à mort pour permettre les prélèvements des tissus d’intérêt.
Remplacement
Le modèle animal est fondamental dans ce projet, puisque l’étude de la mucoviscidose et du DAM ne peut se faire que sur un organisme vivant dans son intégralité afin d’étudier la réponse physiologique globale de l’organisme au traitement. Plusieurs niveaux de complexité sont nécessaires, impliquant des interactions entre différents types cellulaires et organes qui présentent une inflammation importante (pancréas, poumon, intestin), aspects qui ne peuvent pas être développés in vitro ou ex vivo.
Réduction
La stratégie expérimentale visera à étudier les mécanismes impliqués dans l'inflammation du pancréas. Nous constituerons des groupes expérimentaux comportant un nombre d'animaux réduit au maximum, mais permettant de prendre en compte la variabilité individuelle de la réponse à l’inhibiteur et de valider statistiquement les différences détectées entre les groupes. Pour les tests in vivo des différences significatives pourront être démontrées à partir de groupes de 8 animaux (en référence à nos études précédentes et en accord avec les résultats de tests statistiques).
Raffinement
Les animaux seront hébergés en portoir ventilé en groupe pour respecter leur comportement social naturel. Pour les souris mutantes, en raison de leur symptômes digestif, un laxatif doux sera administré en continu dans l'eau de boisson, ce qui permet de réduire l'inconfort digestif. Les souris seront surveillées quotidiennement afin de détecter des signes de souffrance portant sur l'apparence physique (manque de toilettage, poils ébouriffés, dos arrondi), le comportement (modification de la prise alimentaire, prostration) et les modifications de poids. Une grille de scoring et des points limites seront mis en place. L'inconfort généré par la piqure d'aiguille sera limité en alternant le coté d'injection. Le traitement pharmacologique pourrait engendre une perte de poids. Si celle-ci est supérieur à 15% l'animal concerné sera mis à mort. Les tissus seront prélevés après la mise à mort qui sera effectuée selon les procédures recommandées pour assurer leur confort et limiter la souffrance
Choix des espèces
Nous développerons notre projet en utilisant deux lignée de souris transgéniques qui présentent des symptômes similaires à la mucoviscidose humaine avec une maladie intestinale chronique aboutissant à une obstruction intestinale en absence de traitement. Les grandes similitudes que ces modèles présentent dans sa physiopathologie avec la maladie chez l’homme, les rendent un modèle de choix pour étudier la mucoviscidose et les maladies associées, telle que le DAM. L’utilisation conjointe des deux modèles murins se justifie par l’absence de caractérisation pancréatique détaillée de ces deux modèles, en particulier concernant l’inflammation et la fonction endocrine. Leur comparaison est nécessaire pour déterminer si les altérations pancréatiques sont liées à l’absence complète ou à une dysfonction partielle du gène impliqué dans cette maladie. Cette approche comparative permet d’optimiser les informations obtenues tout en limitant le nombre d’animaux utilisés, conformément aux principes des 3R. Les animaux seront utilisés à l’âge adulte et seront âgés de 4 à 6 mois au moment du traitement car nous étudions les effets de l'inhibition à l'âge adulte.