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
Déchiffrer le code de compatibilité entérofécal après transplantation de microbiote fécal pour contourner la resistance aux inhibiteurs des points de contrôle immunitaires
- Recherche fondamentale
- Oncologie
- Système endocrinien
- Système gastrointestinal
- Système immunitaire
Une tumeur implantée, deux administrations orales de matières fécales murines, jusqu'à quatre injections d'immunothérapie et des prises de sang hebdomadaires: 1 508 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Une partie d'entre elles subit en plus une intervention chirurgicale de cinq minutes sous anesthésie générale pour l'injection d'un traceur. Le porteur ramène les contraintes à une douleur et une gêne modérées liées à l'implantation de la tumeur, à un inconfort lors du gavage fécal et à une perte de poids possible. Il ne précise ni la nature du traceur, ni les immunothérapies employées, ni le calcul qui aboutit à cet effectif, dont il indique seulement qu'il découle d'un "nombre maximal théorique d'animaux par groupe".
Objectifs
Des précédentes études ont montré l'impact de la composition du microbiote intestinal (MI) sur la réponse immunitaire et la réponse aux traitements par immunothérapies contre le cancer. Il a d’abord été montré que la prise d’antibiotiques (ATB), en créant une dysbiose intestinale, est associée à une diminution de l’efficacité de ces immunothérapies dans de nombreux types de cancers. Puis, des compositions spécifiques du microbiote intestinale ont été mises en évidence comme étant associées à la réponse ou à la résistance aux immunothérapies. Ensuite, des travaux sur des modèles de souris ont permis de démontrer que la transplantation de microbiote fécal (TMF) à partir de selles de patients répondeurs ou résistants aux immunothérapies conduisait à la réponse ou à la résistance aux immunothérapies chez ces souris, respectivement. Finalement, la transplantation de microbiote fécal chez les patients parait être une approche efficace pour contourner la résistance aux immunothérapies induite par une dysbiose intestinale. Malgré des résultats prometteurs en clinique, il est nécessaire de comprendre les mécanismes qui expliquent la réussite ou l'échec de la transplantation de microbiote fécal à contourner la résistance aux immunothérapies. L'objectif principal de ce projet est de décrire les effets de la transplantation de microbiote fécal sur le système immunitaire et son implication dans la réponse antitumorale.
Bénéfices attendus
Ce projet a pour objectif de comprendre les mécanismes expliquant la réussite ou l'échec de la transplantation de microbiote fécal à contourner la résistance aux immunothérapies. Cela permettra par la suite de mieux sélectionner les donneurs pour la transplantation, ainsi que de mieux sélectionner les patients pouvant recevoir la transplantation de microbiote fécal. De plus, ce projet apportera plus de compréhension sur les liens existants entre le microbiote intestinale, le cancer et la réponse aux immunothérapies. Enfin, par la compréhension des ces mécanismes, les patients ayant une dysbiose intestinale et résistants aux immunothérapies pourront bénéficier d'une tranplantation de microbiote fécal afin de contourner cette résistance.
Procédures
Les interventions prévues seront pour certaines procédures l'implantation d'une tumeur (une fois, d'une durée d'1 minute), l'administration orale de matières fécales murines (2 fois, durée 1 minute), l'administration de traitements d'immunothérapie (4 fois maximum, durée 1 minute), l'injection au niveau de la queue (une fois, durée 1 minute, anesthésie locale). De plus, il est prévu pour certaines procédures d'utiliser un traceur pour suivre la migration cellulaire, nécessitant une procédure chirurgicale, sous anesthésie générale, d'une durée de 5 minutes (une fois). Enfin, des prélèvements de sang seront réalisés, au maximum 1 fois par semaine (durée 5 minutes). Les injections seront réalisées sous anesthésie locale.
Impact sur les animaux
Les contraintes principales pour les animaux seront pour certaines procédures une douleur et une gêne modérée liée à l'implantation d'une tumeur, un inconfort lié à l'administration de matières fécales par voie orale au moment de l'administration, ainsi qu'une potentielle perte de poids liée à la tumeur, aux traitements et à l'administration des matières fécales.
Devenir
Tous les animaux seront euthanasiés à la fin de chaque procédure, afin de prélever les organes pour analyser les tissus, les cellules, doser des protéines ou de l'ADN.
Remplacement
Pour la réalisation de ce projet, l’utilisation d’animaux vivants est indispensable car seul un animal vivant, entier, peut permettre d’étudier dans leur globalité, l’immunité antitumorale, intestinale et périphérique et l’effet de la transplantation de microbiote fécal sur l'immunité et la réponse antitumorale, avec toutes les interactions nécessaires, impossibles à reproduire in vitro ou ex vivo.
Réduction
Pour la réalisation de cette étude, nous chercherons à regrouper les expérimentations dans le but de réduire le nombre d’animaux contrôles. Par la suite, l’étude est divisée en plusieurs procédures séquentielles, dont certaines dites "GO-NO-GO", et sera arrêtée si une des procédures invalide l’hypothèse de travail ; le nombre de souris sera ainsi diminué. Le nombre d’animaux est scrupuleusement contrôlé afin de respecter la règle des 3R. Notre critère de jugement principal est le suivi de la croissance tumorale. D'après nos études antérieures avec des lignées tumorales, nous avons défini un nombre maximal théorique d'animaux par groupe. Cela a permis de définir le nombre d'animaux nécessaire et suffisant pour observer l'effet recherché. L'analyse des résultats sera faite en utilisant des méthodes statistiques.
Raffinement
Les animaux seront hébergés dans le respect de leur bien-être : stabulation conventionnelle, régime alimentaire normal et de l’eau ad libitum, ainsi qu’un enrichissement adapté. Les animaux seront acclimatés pendant une semaine avant le début de l’expérimentation. La surveillance régulière quotidienne permettra le suivi clinique de la souris ainsi que de son comportement, permettant l’éventuelle mise en place de mesures d'analgésie. Toutes les injections seront réalisées sous anesthésie locale. Les souris auront un examen clinique quotidien et des pesées régulières. Les points limites précoces seront strictement appliqués et des soins seront prodigués en cas de besoin en accord avec le vétérinaire.
Choix des espèces
Le choix de la souris pour la réalisation de ce projet se justifie par des raisons d’ordres scientifiques, pratiques et éthiques. La génétique et l'immunotlogie sont proches de celle de l’Homme et bien connues. La souris est l’animal de laboratoire le plus couramment utilisé par la communauté scientifique internationale et pour les études précliniques, la plus susceptible d’apporter les résultats satisfaisants pour nous au vu des objectifs du projet. Les modèles de tumeur existants sont issus de lignées cellulaires murines et leur implantation dans la souris est indispensable pour étudier l’immunité, l’effet des traitements sur la réponse antitumorale dans leur globalité et les effets des bactéries et de la transplantation de microbiote fécal sur l’immunité et la réponse antitumorale. Les animaux seront utilisés au stade adulte, à partir de 6-7 semaines de développement, les cancers cibles touchant l’adulte. De plus, à cette âge là, les animaux sont matures du point de vue immunologique.
Etude du rôle du microbiote et de l’axe intestin-cerveau dans le contrôle de la balance énergétique : identification et validation de cibles d’intérêt
- Recherche fondamentale
- Oncologie
- Système endocrinien
- Système gastrointestinal
Les souris qui perdent plus de 15 % de leur poids sont tuées. 439 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Elles reçoivent des bactéries productrices d'acides gras par la bouche et par voie rectale, cette seconde voie sous anesthésie légère, et subissent un test de tolérance au glucose qui commence par une coupure d'un millimètre au bout de la queue, décrite par le porteur comme une douleur modérée à cicatrisation rapide. L'objet est de comprendre comment ces bactéries agissent sur l'axe intestin-cerveau, avec pour horizon des thérapies probiotiques contre l'obésité, le diabète et les troubles du comportement alimentaire, que le porteur range parmi les applications potentielles.
Objectifs
L'objectif principal de ce projet est d'identifier et de caractériser les mécanismes moléculaires par lesquels les souches bactériennes productrices d'acides gras polyinsaturés influencent l'axe intestin-cerveau et régulent l'équilibre énergétique chez la souris. Cette recherche vise à élucider comment ces interactions microbiennes peuvent moduler les fonctions intestinales et neurologiques, ainsi que leur impact sur le métabolisme énergétique global. Les résultats de cette étude permettront de mieux comprendre les bases biologiques sous-jacentes des effets du microbiote intestinal sur la santé métabolique et neurologique, ouvrant ainsi la voie au développement de nouvelles stratégies thérapeutiques pour traiter des conditions telles que l'obésité, le diabète et les troubles du comportement alimentaire.
Bénéfices attendus
Les résultats attendus incluent une meilleure compréhension des interactions microbiote-intestin-cerveau, l'identification de nouveaux biomarqueurs et de cibles thérapeutiques potentielles pour le traitement des maladies métaboliques et neurologiques. Les applications potentielles incluent le développement de nouvelles thérapies probiotiques et l'amélioration des stratégies de santé publique.
Procédures
Les souris seront soumises à la technique de l'enrichissement de flore, une technique de classe modérée consistant à inoculer des bactéries dans le microbiote intestinal des souris, par voie orale et/ou rectale. C'est une technique qui necessite une contention de courte duree (
Impact sur les animaux
Au vu de l'expérience dans le type de procédures mises en œuvre dans ce projet, qui ont toutes été déjà optimisées, il n'y pas de nuisances ou effets indésirables prévues qui pourraient conduire à la mise à mort anticipée des animaux. En ce qui concerne l'acte "d'enrichissement de flore", l'inoculation des bactéries productrices d'acides gras polyinsaturés par gavage chez l’animal est une technique qui necessite une contention de courte duree (
Devenir
Mise à mort pour prélèvement d'organes
Remplacement
Le contrôle du métabolisme fait intervenir de nombreux organes (foie, intestin, cerveau, muscles, tissus adipeux) qui communiquent entre eux, avec la contribution de produits du microbiote intestinal, en permanence pour informer l'organisme des besoins énergétiques et contrôles les flux énergétiques en fonction des besoins. Il est très difficile de mimer in vitro toutes ces interactions et c'est pour cela que l'utilisation des modèles animaux vivants est encore nécessaire
Réduction
Pour réduire le nombre d'animaux, nous avons effectué un travail en amont qui nous a permis d'identifier les bactéries, non virulentes et qui peuvent croître dans des conditions préférable à la souris, grâce à des analyses in vitro et in silico. Ainsi cette sélection a abouti à ne retenir que les bactéries candidates les plus fiables et ce sont elles qui seront testées in vivo, réduisant ainsi le nombre d'animaux nécessaires à l'étude. Les échantillons prélevés chez chaque animal permettront de générer un grand nombre d’informations sur des marqueurs moléculaires. De plus, nous avons estimé la taille des échantillons (n=8) permettant une analyse statistique efficace grâce aux données de la littérature.
Raffinement
Les animaux seront maintenus avec leurs congénaires dans les milieux enrichis avec les morceaux de bois, une maison et des tubes en carton, ce qui permettra d'améliorer leur bien être. Les souris seront également observés quotidiennement et un suivi de poids et de la prise alimentaire seront réalisés 1 fois par semaine. Cela nous permettra d'identifier rapidement les animaux en souffrance. En cas de perte supérieure à 15% la souris sera euthanasiée. Pour réduire le stress infligé aux animaux, l'enrichissement de flore par voie rectale sera effectué sous anesthésie légère après passage dans une chambre d'induction à l'isoflurane, et le diamètre de la sonde est adaptée à la taille de l'animal. Les sondes sont en plastique ce qui ne causera pas de blessure à l'animal. L'inoculation par voie orale sur animal vigile est préférée car à la fois plus simple pour l'expérimentateur et mieux tolérée par l'animal. Pendant le test de tolérance au glucose, les prises de sang seront réduites au minimum pour permettre le dosage d'insuline (nécessitant 5ul de plasma).
Choix des espèces
Les modèles précliniques de souris sont des outils complémentaires et essentiels, partageant avec l'humain de fortes homologies dans les régulations physioplogiques, en particulier le contrôle de l'homéostasie glucidique et de l'adiposité. Les souris nous seront livrées à l'âge 3 semaines et nous commencerons nos expérimentations à 4 semaines (après une semaine d'acclimatation), car leur flore intestinale est encore immature, et cela permettra à nos bactéries de s'implanter plus facilement, sauf pour la procédure 1, nous utiliserons des souris adultes âgées de 8 semaines, car c'est une étude pilote.
Fonction et masse des cellules bêta pancréatiques après traitement par des myokines dans différents modèles de diabète chez la souris
- Recherche fondamentale
- Oncologie
- Système endocrinien
Diabète déclenché par une injection unique d'une molécule toxique pour le pancréas, ou installé sur douze semaines par un régime gras et de l'eau sucrée : 540 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Suivent jusqu'à 24 prélèvements sanguins pour confirmer l'installation de la maladie, puis sept injections intrapéritonéales en quatorze jours, puis un test de tolérance au glucose de deux heures après cinq heures de jeûne. Le porteur décrit une augmentation de l'émission d'urine, une soif accrue et une perte de poids possible, et qualifie l'induction du diabète de "strictement nécessaire". Les souris sont ensuite tuées pour prélever pancréas, foie, muscles et tissus adipeux, à la recherche de facteurs musculaires qui pourraient un jour régénérer des cellules productrices d'insuline chez des patients.
Objectifs
Les diabètes de type 1 et 2 sont caractérisés par une augmentation de la concentration du sucre dans le sang entrainant notamment des maladies du cœur et des reins mettant ainsi en jeu la vie des patients diabétiques. L’excès de sucre dans le sang se met en place lorsque le pancréas produit de façon insuffisante l’insuline qui est l’hormone capable de baisser la concentration de sucre dans le sang. La piste thérapeutique explorée vise à augmenter la production d’insuline par le pancréas pour traiter ces maladies. Les muscles squelettiques de souris peuvent produire différents facteurs capables d’augmenter le nombre de cellules productrices d’insuline sur des pancréas de souris mis en culture, en stimulant la formation de nouvelles cellules productrices d’insuline à partir de cellules souches du pancréas. L’objectif sera donc de tester si ces facteurs peuvent également agir chez la souris de laboratoire diabétique (dans un modèle de diabète de type 1 et un modèle de diabète de type 2), en augmentant le nombre de cellules productrices d’insuline et par conséquence la quantité d’insuline produite.
Bénéfices attendus
Le diabète de type 1 est caractérisé par un déficit total en cellules bêta pancréatiques productrices d’insuline, la seule hormone hypoglycémiante de l’organisme. Le diabète de type 2 est caractérisé par une résistance à l’insuline associée à une carence relative en insuline. En France, on dénombre 4,3 millions de personnes diabétiques. La prévalence augmente depuis des années et est passée de 5,6 pour cent en 2015 à 6,07 pour cent en 2021 (source Santé Publique France et Fédération Française des diabétiques). Si les tendances restent identiques, 520 000 personnes deviendront diabétiques d’ici 2027 en France. 90 pour cent des diabétiques sont atteints du diabète de type 2, maladie touchant préférentiellement les adultes et associée à l’obésité. 10 pour cent des patients sont atteints du diabète de type 1 dont le déclenchement est observé majoritairement chez l’enfant et est lié à une dérégulation du système immunitaire. Des traitements contre cette maladie existent avec notamment des anti-diabétiques oraux pour le diabète de type 2 et des injections quotidiennes d’insuline pour le diabète de type 1. Néanmoins, des nouvelles pistes de traitement doivent être explorées pour tenter de restaurer une production endogène d’insuline, permettant une régulation physiologique de la glycémie, notamment en stimulant la formation de nouvelles cellules productrices d’insuline dans le pancréas. Le projet actuel a donc pour objectif de définir le potentiel thérapeutique de différents facteurs pour restaurer chez la souris diabétique un nombre suffisant de cellules productrices d’insuline et ainsi permettre de normaliser la concentration de sucre dans le sang chez la souris diabétique.
Procédures
Une partie des animaux subira une induction d’un diabète qui se fera par injection unique sur animal vigile d’une molécule toxique pour une population de cellules du pancréas (quelques secondes par animal) effectuée après une mise à jeun courte (4h). Des prélèvements sanguins de faible volume effectués quotidiennement pendant 5 jours après l’injection permettront de confirmer l’induction du diabète. Ces prélèvements sont effectués sur animal vigile et durent moins d’une minute par animal soit 5 prélèvements sur la durée de maintien. Une autre parte des animaux sera nourri par un régime riche en graisse associé à l’administration de sucre dans l’eau de boisson pendant 12 semaines. Des prélèvements sanguins de faible volume (quelques microlitres) effectués 2 fois par semaines permettront de confirmer l’induction du diabète. Ces prélèvements sont effectués sur animal vigile et durent moins d’une minute par animal soit 24 prélèvements sur la durée de maintien. Les souris seront ensuite soumises à des traitements administrés par injections intrapéritonéales tous les 2 jours. Chaque souris recevra 7 injections sur une période de 14 jours. Les injections seront effectuées sur animal vigile à raison de quelques secondes par animal. A la fin des traitements, les souris seront soumises à l’un des deux tests pour évaluer soit la tolérance au glucose ou celle à l’insuline. Pour cela, après une mise à jeun courte (5h), les souris seront injectées en intrapéritonéal et 5 à 7 prélèvements sanguins de faible volume sur une période de 2h seront réalisés pour mesurer l’évolution de la glycémie au cours du temps (2h pour chaque test effectué, 1 test par souris). Les animaux seront ensuite euthanasiés par une méthode réglementaire afin de réaliser les différents prélèvements nécessaires pour les analyses.
Impact sur les animaux
Les nuisances et effets indésirables attendus sur les souris concernent principalement l’induction d’un diabète chez les souris. Le diabète est associé à une augmentation de la concentration de sucre dans le sang pouvant impacter le bien-être des animaux avec notamment une augmentation de l’émission d’urine, de la prise de boisson et éventuellement une perte de poids. L’induction de cette pathologie est malheureusement strictement nécessaire pour mener à bien ce projet puisque notre objectif vise à identifier des thérapies innovantes pour traiter le diabète. L’induction du diabète de type 1 sera effectuée par administration unique d’un agent par injection au niveau de l’abdomen pouvant être source de stress et d’une douleur de courte durée au point d’injection. L’induction du diabète de type 2 sera effectuée en alimentant les animaux avec un régime hyperlipidique et du sucre dans l’eau de boisson. Le changement de régime pourra induire un léger stress. De même, le suivi glycémique longitudinal des animaux pourra induire un stress et une douleur de courte durée. Les traitements reposent sur une injection intrapéritonéale tous les 2 jours, pouvant ainsi induire un stress et une douleur de courte durée au point d’injection pour les animaux. Le traitement pourrait induire une production accrue d’insuline chez les souris non diabétiques. De ce fait, des épisodes d’hypoglycémies modérées pourraient prendre place chez les souris non diabétiques. D’autres effets secondaires pourraient être observés mais sont difficiles à prévoir et une surveillance accrue des souris sera réalisée quotidiennement. Les tests métaboliques, qui comprennent une injection intrapéritonéale puis plusieurs prélèvements sanguins de faible volume afin de suivre la glycémie, peuvent être source de stress et d’inconfort pour l’animal. Ils peuvent également induire un stress et une légère sensation de faim pour les animaux en raison de période courte de mise à jeun.
Devenir
Notre étude nécessite le prélèvement d’organes afin de caractériser l’effet des traitements mis en œuvre sur la pathologie étudié (le diabète). Ainsi, l’euthanasie des animaux est strictement nécessaire afin de répondre aux enjeux scientifiques du projet.
Remplacement
Les cellules bêta pancréatiques produisent l’insuline qui va agir sur ses tissus cibles pour stimuler le stockage du glucose, inhiber la production de glucose et la lipolyse. Lorsque l’insuline est produite en quantité insuffisante, la concentration de glucose dans le sang n’est plus régulée et augmente de façon chronique. C’est l’hyperglycémie qui est le symptôme premier du diabète, maladie multi-organes. Nous développons des stratégies afin de former de nouvelles cellules bêta dans le pancréas. Dans un premier temps, par des études in vitro sur un modèle d’explant de pancréas avec des résultats très prometteurs, puis in vivo sur un modèle de souris diabétiques pour augmenter la production d’insuline et résoudre l’hyperglycémie. Un organisme vivant est nécessaire pour établir la preuve d’efficacité des traitements par nos différents facteurs dans des modèles animaux de ces maladies humaines. Il n’est pas possible de recréer en culture de cellules la complexité d’un organisme entier avec tous les acteurs cellulaires et moléculaires rentrant en jeu et de tester le potentiel thérapeutique de nos facteurs sur la résolution du diabète.
Réduction
Un total de 540 souris sera nécessaire pour la mise en œuvre de ce projet. Nous analyserons sur chaque souris les cellules bêta pancréatiques productrices d’insuline mais également les tissus cibles de l’insuline tels que le foie, les muscles squelettiques et les tissus adipeux gonadiques et sous cutanés. Nous limitons au maximum le nombre d’animaux par groupe tout en nous assurant que nous obtiendrons des résultats statistiquement fiables. En effet, en raison des variabilités inter-animales et intergroupes, un nombre trop restreint d’animaux engendrerait des résultats trop variables et non valides. Compte tenu des données de la littérature (variabilité attendue) et des effets espérés, un test de puissance statistique a été utilisé pour déterminer le nombre minimum d’animaux nécessaire pour cette étude. Nous adapterons chaque test statistique en fonction du type de résultats et d’analyse à effectuer.
Raffinement
Dans la réalisation de ce projet, les procédures ont été mises au point afin de permettre une interprétation fiable dans le respect du bien-être animal, en limitant la douleur et le stress (formation, soins, etc.). Les conditions d’hébergement sont conformes à la réglementation, les animaux disposent de nourriture et d’eau ad libitum. Le milieu est enrichi à l’aide de coton de nidification ou de maison de type igloo. Nous nous efforçons à chaque instant de raffiner nos procédures afin de garantir le bien-être des animaux en cours de procédure grâce à une surveillance attentive (point limite) et des soins adaptés . La principale contrainte concerne le développement du diabète nécessaire pour mener à bien ce projet. Les traitements devraient quant à eux réduire les effets liés à la pathologie avec de possibles effets secondaires mais qui semblent très limités. Toutefois, afin de limiter les effets indésirables, les animaux seront suivis quotidiennement par du personnel formé et compétent afin de détecter toute anomalie. Un suivi du poids et de la glycémie sera mis en œuvre tout au long du projet. Des points limites ont été établis sur la base de précédentes études sur ce type de modèles expérimentaux. Les mesures appropriées seront mises en œuvre selon les observations réalisées (soins, etc.) et la structure en charge du bien-être animal ainsi que le vétérinaire pourront être sollicités, le cas échéant.
Choix des espèces
Justification de l’espèce : Nos résultats ont montré chez la souris adulte que le muscle squelettique rendu insulino-résistant produisait des protéines appelées myokines pour lesquelles nous avons montré qu’elles possédaient in vitro la capacité de stimuler la formation de nouvelles cellules bêta sur un modèle d’explants pancréatiques. Notre projet vise à tester cette même capacité chez la souris adulte normale et diabétique de type 1 et de type 2 justifiant le choix de cette espèce. Justification du stade de développement : Notre projet vise à définir le potentiel thérapeutique de nos traitements pour former de nouvelles cellules bêta et à permettre une nouvelle production d’insuline par le pancréas adulte dans des modèles de souris diabétiques de type 1 et de type 2. Il convient donc d’utiliser des souris adultes pour ce projet.
Effets d’une restriction sensorimotrice sur le système neuromusculaire
- Recherche appliquée
- Troubles musculosquelettiques
- Troubles nerveux
- Recherche fondamentale
- Oncologie
- Système endocrinien
- Système musculosquelettique
- Système nerveux
1 760 rats vont être utilisés dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, chacun voyant ses pattes arrière immobilisées par un adhésif seize heures par jour, de la naissance au vingt-huitième jour. Les ratons sont séparés de leur mère cinq heures au douzième jour, certains sont ensuite soumis à une course forcée sur tapis roulant trente minutes par séance, trois jours par semaine pendant quatre semaines, d'autres à des vibrations du corps entier quinze jours de suite. Une injection de marqueur dans le muscle après ouverture de la peau, une étude électrophysiologique d'une heure trente et un prélèvement de sang par section du bout de la queue complètent le protocole, avant la mise à mort pour prélever les tissus. Le porteur annonce des contremesures qui permettraient aux enfants alités ou atteints d'un trouble de la coordination un développement harmonieux, quand ce qui est acquis ici est l'immobilisation quotidienne de rats nouveau-nés.
Objectifs
Les premières années de la vie sont déterminantes pour le développement de l’enfant et de la santé de l’adulte qu’il deviendra, et elles programment sa santé future (cf. concept des « 1000 premiers jours » lancé par l’Unicef). La jeune enfance est donc une période critique du développement au cours de laquelle les individus vont développer les compétences motrices et cognitives essentielles pour leur existence. Or, certains enfants sont contraints à l’hypoactivité parce qu’ils sont alités (maladie, accident, paralysie cérébrale…). D’autres, qui souffrent d’un trouble développemental de la coordination, présentent des atypies sensorimotrices. L’hypoactivité ou les troubles moteurs précoces sont à l'origine d'un développement anormal et durable de l'organisation et des fonctions du système nerveux. Ils conduisent à des troubles cognitifs et à un risque accru d’émergence de maladies civilisationnelles à l’âge adulte (diabète, hypertension...). Les objectifs de ce projet sont 1/ de fournir des preuves d'une altération du dialogue muscle-cerveau dans les déficits neurodéveloppementaux induits par l'hypoactivité et 2/ dans une perspective translationnelle, de développer des stratégies innovantes pour restaurer un dialogue efficace et robuste entre le muscle et le cerveau afin de contrecarrer les déficits. L’étude sera réalisée sur un total de 1760 rats dans le respect du principe des « trois R » (remplacement, réduction, raffinement). L’une de nos priorités majeures sera de minimiser l'inconfort, le stress ou la douleur des animaux et de maintenir le nombre d'animaux utilisés dans les procédures expérimentales au minimum. Les interventions invasives seront menées dans les conditions appropriées d'anesthésie et toutes les mesures nécessaires seront prises pour minimiser la douleur pendant et après les interventions. Dans le cas où la vie d'un animal devra être interrompue, cela sera effectué rapidement pour minimiser la douleur et dans le respect des procédures éthiques.
Bénéfices attendus
Ce projet a pour objectif d’avancer dans la compréhension des effets de l’hypoactivité au cours du développement (enfance) et de proposer des contremesures efficaces pour permettre un développement sensorimoteur et cognitif harmonieux.
Procédures
- La procédure de restriction sensorimotrice consiste à immobiliser les pattes postérieures pendant 16h chaque jour, de la naissance à P28. La pose de l'adhésif chaque soir dure env 1 min et le retrait chaque matin 1-2 min. - Prise alimentaire : les ratons sont isolés de la mère pendant une durée de 5 heures le 12e jour postnatal. - L'analyse IRM est réalisée une seule fois et dure env. 1 heure, depuis l’anesthésie jusqu’à l’euthanasie finale. - Les animaux du groupe "exercice" seront entrainés à marcher sur la tapis 10 minutes / jour, 5 jours consécutifs, puis seront soumis à une course sur tapis roulant pendant 30 min, 3 jours /semaine, 4 semaines consécutives. - Vibration corps entier : pendant 15 jours consécutifs, avec un maximum de 15 min / jour. - Avant l’euthanasie, une goutte de sang sera recueillie par section de la pointe de la queue pour mesures de paramètres sanguins au moyen de bandelettes. Cette procédure très rapide ne génère pas plus de douleur pour l’animal que, pour les personnes diabétiques, le fait de se piquer le bout du doigt pour obtenir une goutte de sang. En outre, une pommade anesthésique sera appliquée préalablement. - Injection de marqueur rétrograde dans le muscle : cette procédure, réalisée sous anesthésie, nécessite d'ouvrir la peau pour injecter une petite quantité de marqueur dans le muscle au moyen d'une aiguille très fine. L’animal recevra une injection d’analgésique. La durée totale de l’intervention n’excèdera pas 30 min. - Une étude électrophysiologique (réflexe H) et mécanique (propriétés contractiles) : le niveau d’anesthésie sera vérifié tout au long de la procédure, en veillant toujours à ce que l'animal ne présente aucun signe d'inconfort. La durée totale de l’ensemble de cette procédure est de l’ordre de 1h30. À la fin, les animaux seront mis à mort par euthanasiant chimique et différents tissus seront alors prélevés. - tests comportementaux : réalisés chaque semaine pendant 2 mois. Ils sont répartis sur 5 jours consécutifs, l'ensemble des tests réalisés les 3 premiers jours n'excède pas 30 minutes / jour. Le 4e jour, le test de fatigue dure jusqu'à ce que l'animal refuse de courir. La durée est de l'ordre de 30 min à 1h. Le 5e jour, le test dure toute la nuit mais l'animal est laissé dans sa cage d'hébergement.
Impact sur les animaux
Pour les animaux du groupe RSM (soumis à une restriction sensorimotrice), la peau des pattes postérieures peut se trouver sensibilisée par l’application quotidienne d’adhésif médical. En outre, l’immobilisation peut induire des contractures musculaires. Lors du retrait du système d’immobilisation chaque matin, la peau est soigneusement inspectée et les mouvements de flexion et extension des pattes postérieures sont réalisés délicatement. L’ensemble des tests réalisés pour l’évaluation de la fonction motrice peuvent générer un stress modéré dû à la manipulation et au changement d’environnement. La durée de cette étude est estimée à 1h au maximum. En outre, la course forcée sur tapis roulant peut générer un stress et de possibles douleurs musculaires. Les animaux seront habitués à la course sur tapis roulant à faible vitesse pendant au minimum trois séances préalablement à l’exercice proprement dit. L’étude des propriétés musculaires peut générer de la douleur mais cet effet indésirable sera prévenu par l’utilisation d’une anesthésie gazeuse et analgésie chimique.
Devenir
Les animaux des différents groupes expérimentaux seront mis à mort afin de prélever des tissus.
Remplacement
L'analyse comportementale nécessite d'être réalisée in vivo et ne peut être remplacée par des méthodes alternatives. L'analyse des propriétés musculaires pourrait être réalisée ex vivo. Cela nécessite un appareillage particulier, onéreux, et une longue période de tests. Des travaux préliminaires seront intégrés à cette étude, en parallèle de l’approche in vivo. Notre objectif est de privilégier cette alternative dans l'avenir.
Réduction
Le calcul du nombre d’animaux par groupe se base sur la nécessité d’avoir suffisamment d’animaux pour que l’analyse statistique soit possible entre les deux groupes. La plupart des interventions sont non invasives et peuvent être réalisées sur les mêmes animaux. Toutefois, lors de l’euthanasie, deux types de perfusion différentes seront nécessaires pour prélever les tissus, ce qui oblige à prévoir deux lots d’animaux. En outre, pour éviter un effet éventuel de la portée (dû par exemple au comportement maternel), il faut diversifier les portées d’origine au sein d’un même groupe (par exemple, 10 animaux seront obligatoirement issus de 5 portées différentes au minimum).
Raffinement
Les rats seront hébergés en cage collective dans des condition de température et d’hydrométrie contrôlée avec une alimentation et un apport en eau à volonté. Ils bénéficieront d’une surveillance quotidienne et de pesées bi-hebdomadaires. Les expérimentations et les prélèvements seront effectués dans des pièces réservées à cet effet et différentes des locaux d'hébergement. Des anesthésiques et antalgiques adaptés au protocole seront utilisés. Des points limites adaptés seront appliqués. Les animaux présentant au minimum un point limite seront immédiatement retirés de l’étude et euthanasiés.
Choix des espèces
Les rongeurs sont les modèles animaux les plus couramment utilisés en recherche fondamentale ou appliquée chez les mammifères, notamment pour l’étude de pathologies humaines. Le laboratoire dispose du savoir-faire et des dispositifs expérimentaux nécessaires à l'étude de la fonction sensorimotrice chez les rongeurs. Les rats seront utilisés de la naissance jusqu’à l’âge de 3 mois, ce qui permettra d'étudier les conséquences chez le jeune adulte d'une restriction sensorimotrice subie au cours de l'enfance.
Formation à la physiologie de la nutrition par la recherche : Effet des boissons sucrées sur l’induction de la lipogenèse et le comportement.
- Recherche appliquée
- Troubles endocriniens
- Recherche fondamentale
- Autre recherche fondamentale
- Éthologie / comportement / biologie animale
- Oncologie
- Système endocrinien
Rats : 60
Former des étudiants ingénieurs et de master à la physiologie de la nutrition: 60 souris et 60 rats reçoivent une boisson sucrée à 20 % de saccharose pendant quatre semaines et sont tous tués à l'issue, dans des procédures d'un niveau de souffrance léger. Chaque animal passe deux tests de comportement de dix minutes, dont le RNT ne dit pas la nature. Les mises à mort sont échelonnées pour que les encadrants corrigent les gestes des étudiants pendant les prélèvements, l'enseignante ouvrant l'abdomen avant que les binômes ne prélèvent le foie et les tissus adipeux. Le porteur écrit que comprendre ces mécanismes est "indispensable" à la formation, et justifie le choix indifférencié du rat ou de la souris par la réutilisation possible de rongeurs venant d'autres protocoles.
Objectifs
Notre école forme des ingénieurs et des étudiants en master en recherche et développement capables d’intégrer la nutrition dans les bénéfices santé de l’alimentation et de comprendre les effets sur l’apparition de dysfonctions métaboliques. Acquérir les connaissances concernant le lien alimentation / santé, les besoins nutritionnels, le comportement alimentaire au travers d’enseignement par la recherche est un objectif majeur de nos formations. Un problème majeur en nutrition, qui est un sujet d’actualité dans le cadre de la pandémie mondiale d’obésité, est la prise de poids et l’augmentation de la masse grasse, qui en retour induit des dysfonctions métaboliques (diabète, maladies cardiovasculaires, accumulation de lipides dans le foie, hypertension).Comprendre les mécanismes par lesquels le poids et l’adiposité augmentent est indispensable pour la formation des ingénieurs et des étudiants en master de nutrition. Ces connaissances, en plus de la formation théorique sur les voies métaboliques , nécessitent d’appréhender la complexité du problème par une approche par la recherche, pour évaluer l’effet de l’alimentation sur le comportement des animaux et sur l’interaction entre les organes et les molécules de signalisation associées, afin de comprendre la mise en place de ces dysfonctions métaboliques. L’objectif de ce projet est de former les étudiants à la physiologie de la nutrition en étudiant les effets de l’ingestion de boissons sucrées (saccharose à 20% dans l’eau) sur l’augmentation de la masse grasse. Les effets des boissons sucrées sont complexes et font intervenir une non compensation énergétique lorsque l’apport énergétique est sous forme liquide et une augmentation de la glycémie et en conséquence de l’insulinémie. En effet, la consommation de sucres, notamment sous la forme de boisson, induit une augmentation de l’ingéré énergétique qui s’ajoute à la consommation de l’énergie quotidienne. De plus, le glucose, le fructose et l’insuline vont stimuler directement la synthèse des lipides dans le foie qui vont être ensuite exportés et stockés dans les graisses.
Bénéfices attendus
Cette étude permettra de former les étudiants à la nutrition, au comportement et à l’analyse statistique des données obtenues ainsi qu’à l’anatomie. Il porte sur l’effet des boissons sucrées sur le comportement et la prise de de graisses. Comprendre les mécanismes responsables de l’effet de la consommation de boisson sucrées sur la prise de poids et les conséquences sur le surpoids et l’obésité est un enjeu majeur en santé publique.
Procédures
Administration de boisson sucrée donnée dans l’eau de boisson (pour 120 animaux sur une durée de 4 semaines) et tests de comportement pour 120 animaux (2 tests de 10 minutes chacun). A la fin de l’expérimentation, tous les animaux (n=120) seront anesthésiés par injection en quelques secondes à l’animalerie 15 minutes avant la mise à mort. Les animaux anesthésiés seront ensuite mis à mort par injection léthale en quelques secondes.
Impact sur les animaux
Les tests de comportement pourraient induire un stress léger dû à la nouveauté de l’environnement qui fait partie du principe de ces tests. L’injection sur animal vigile est susceptible d’induire de la douleur et un stress modéré mais de courte durée. Le stress induit par l’injection lors de la mise à mort sera atténué par l’injection préalable d’anesthésique.
Devenir
Les animaux seront mis à mort à la fin de la procédure afin d’étudier sur les organes et tissus l’activation de la synthèse de graisse et l’augmentation de la masse grasse.
Remplacement
Cette étude permettra de former les étudiants à la nutrition en étudiant sur des modèles animaux les effets de l’alimentation sur les différents organes, au comportement et à l’analyse des données obtenues, ainsi qu’à l’anatomie sur les animaux morts. Le projet de recherche proposé dans le cadre de ces travaux pratiques requière la mesure des conséquences de l'ingestion des boissons sucrées sur le comportement et la prise de poids et de masse grasse, ce qui empêche le remplacement de l'expérimentation animale par des modèles cellulaires ou moléculaires. Ainsi, les objectifs de ce projet de recherche ne peuvent être atteints sans avoir recours à l’animal.
Réduction
Nous avons estimé l'effectif minimal requis pour observer un effet des boissons sucrées à 10 animaux par sexe et groupe. Les données seront mutualisées dans 4 unités d’enseignement sur une durée de 2 ans. Pour chaque année, trois groupes de TP de 15 étudiants au maximum participeront aux prélèvements des organes sur 20 animaux pour chaque groupe de TP et 48 étudiants organisés en 4 groupes de TP de 12 étudiants mesureront le comportement de 4 animaux par groupe de TP, soit 16 animaux pour les 48 étudiants. Les résultats obtenus seront également utilisés pour former 30 étudiants par an aux tests statistiques, en utilisant soit ceux obtenus par leur promotion, soit ceux obtenus par les promotions antérieures (étude de la reproductibilité).
Raffinement
Le projet n’imposant pas un suivi de la prise alimentaire, les animaux sont mis en cage collective de trois à quatre animaux. Les cages seront enrichies avec des tunnels transparents. L’expérimentateur ou le personnel animalier passera tous les jours pour vérifier l’état de santé des animaux et de détecter des modifications éventuelles de leur état physique ou de leur comportement, ainsi que la disponibilité de la nourriture et de la boisson de chacune des cages. Les points limites seront appliqués, au-delà desquels les animaux seront temporairement ou définitivement sortis des procédures. Au cours des travaux pratiques, les étudiants seront sous la responsabilité des enseignants titulaires du diplôme de niveau 1 et de chirurgie, assistés de l’animalière et d’un assistant ingénieur. Les étudiants seront divisés en 4 groupes de 12 pour l’étude du comportement et de 3 groupes de 15 pour les études physiologiques.Pour ces derniers TP, les animaux seront mis à mort en séquentiel pour permettre aux encadrants du TP de suivre et corriger les gestes des étudiants au cours des prélèvements post mortem. Au début de la séance, l’enseignante procède à une démonstration sur un animal pour deux binômes (4 animaux). Par la suite, l’enseignante vérifie la mort de l’animal, ouvre la cavité abdominale, effectue le prélèvement sanguin au niveau de la veine cave, et ensuite, les étudiants prélèvent le foie et les différents tissus adipeux. Avant les travaux pratiques, les étudiants suivent des enseignements sur l’expérimentation animale (1h30) incluant la présentation de la réglementation dispensés par la responsable de l’animalerie et l'animalière et 3h de cours sur l’éthique dispensé par l’enseignant spécialiste du comportement animal.
Choix des espèces
Comme l’homme, le rat et la souris ont un régime alimentaire très diversifié, il est omnivore. De plus l’anatomie et la physiologie du système digestif du rat et de la souris présentent des similarités suffisamment importantes avec ceux de l’être humain pour qu’une extrapolation des résultats obtenus soit envisagée. Ces espèces présentent également une réponse positive à la prise de poids et de masse grasse par l’absorption de boisson sucrée. Le choix indifférencié de la souris ou du rat se justifie par le fait que nous favoriserons la réutilisation d’animaux d’autres protocoles, si cela est possible. Les animaux arriveront à l’âge de jeunes adultes (4-8 semaines), période propice à la prise de masse grasse sous l’effet des sucres.
Rôle modulateur des agonistes des récepteurs GABAA dans la signalisation hormonale
- Recherche fondamentale
- Oncologie
- Système cardiaque
- Système endocrinien
700 souris vont être utilisées dans des procédures d'un niveau de souffrance modéré, chacune subissant jusqu'à cinq microcoupures de l'extrémité de la queue et cinq injections, toutes tuées pour le prélèvement de leurs organes. Les hormones administrées, glucocorticoïdes et hormones thyroïdiennes, peuvent selon le porteur induire une obésité, une résistance à l'insuline, une dyslipidémie, une myopathie, une ostéoporose et une hausse de la mortalité cardiovasculaire. Le bénéfice annoncé tient en une phrase, trouver une molécule limitant les effets secondaires des traitements du syndrome de Cushing. Après avoir énuméré ces atteintes, le porteur écrit que la dose retenue se situe "dans la plage de doses sûres, sans aucun effet secondaire significatif signalé", et que l'injection et le prélèvement "n'entraînent pas de douleur".
Objectifs
Il a été récemment découvert qu’une protéine libérée par les cellules et les organes est impliquée dans un réflexe primitif de la faim. Cette protéine agit comme un stimulateur de production de graisse (lipogenèse) et un stimulateur de l'appétit. Elle a un mode de sécrétion unique, conservé au cours de l’évolution des organismes, notamment les cellules de mammifères. Cette protéine joue un rôle crucial en aidant les cellules et les organismes à s'adapter au stress nutritionnel, par exemple dans le cas de jeûne, nous pouvons observer sa libération rapide dans le milieu extracellulaire, déclenchant ainsi des réponses adaptatives, telles qu'une modification du comportement alimentaire chez la souris. Nous pouvons aussi observer que cette augmentation de niveau est prolongée dans des conditions telles que le vieillissement, l'obésité, les syndromes métaboliques (dont le syndrome de Cushing), l'inflammation chronique et l'insuffisance rénale. Il est donc essentiel d’étudier l’impact (patho)physiologique de ces dérégulations de la sécrétion de cette protéine. Nous avons mené des expériences préliminaires et avons découvert que l'activation de certains récepteurs stimule la libération de cette protéine à partir de cellules en culture et augmente sa concentration plasmatique chez la souris. De plus, la transcription des hormones thyroïdiennes régule à la baisse le niveau de la protéine. Le rôle des récepteurs des hormones thyroïdiennes doit donc être étudié dans le cadre de la thérapie métabolique. Ainsi, ces expériences nous permettront de clarifier les différents mécanismes d'action de deux hormones liées au métabolisme (thyroxine et glucocorticoïdes) avec notre protéine ainsi que de préciser si notre protéine d'intéret peut servir de pont pour participer aux effets synergiques et antagonistes entre ces hormones.
Bénéfices attendus
Ce projet nous permettra de trouver une molecule capable de limiter les effets secondaires (comme l'obésité) des traitements actuels pour soigner des syndromes métaboliques tel que le syndrome de Cushing
Procédures
Dans les deux premières procédures, les souris recevront une injection (durée moins d’une minute) et auront un prélèvement de sang (durée d’une minute). Dans les quatre autres procédures, les souris auront toutes 5 prélèvements de deux gouttes de sang après une microcoupure de l’extrémité de la queue (durée moins d’une minute) ainsi qu’un prélèvement de sang (durée d’une minute). Cinq injections (durée moins d’une minute), seront administrées en plus à certaines souris.
Impact sur les animaux
Les injections ou prélèvements sous anesthésie locale induisent des nuisances très limitées au site. Ils sont par ailleurs très petits, ce qui evite les risque d'infections. La contention, les prélèvements et les injections peuvent stresser transitoirement les animaux. Les hormones peuvent induire l'obésité, la résistance à l'insuline, la dyslipidémie, la myopathie, l'ostéoporose et une augmentation de la morbidité et de la mortalité thrombotiques cardiovasculaires. La dose de médicament à tester que nous allons utiliser se situe dans la plage de doses sûres, sans aucun effet secondaire significatif signalé.
Devenir
Tous les animaux du projet seront euthanasiés afin de prélever les différents organes pour analyses biochimiques, histologiques, métaboliques.
Remplacement
Cette étude ne peut être conduite qu’exclusivement in vivo car il n’y a pas de modèles alternatifs ( in silico, organoïdes, organes sur puce) permettant d’étudier dans son ensemble notre problématique. En effet, il nous faut mesurer la concentration d’une protéine dans le sang et, en même temps, la variation de prise de poids sur un organisme entier selon les effets métaboliques que peuvent avoir certains traitements.
Réduction
Une analyse statistique a été effectuée afin de calculer le nombre d'animaux nécessaires. Il existe des différences entre les sexes dans les réponses hormonales c’est pourquoi ces procédures seront réalisées sur des souris mâles et femelles. Les expérimentations seront regroupées au maximum afin de réduire le nombre d'animaux contrôles. L’étude sera arrêtée si la procédure initiale invalide l’hypothèse de travail. Plusieurs tissus seront prélevés et soumis à diverses analyses (immunologiques, histologiques ou de biologie cellulaire et moléculaire) pour extraire le maximum de données de chaque expérimentation. Ces tissus seront également partagés avec nos collaborateurs dans le but de réduire le nombre d’animaux utilisés.
Raffinement
Le milieu est enrichi à l’aide de sizzlenests, tunnels, maisons. Les manipulations seront réalisées dans le souci constant de réduire au maximum l’inconfort et la souffrance des animaux (points limites surveillés, utilisation de cages préchauffées et de lampes chauffantes. Les injections seront réalisées après anesthésie locale (Lidocaïne) et nous utiliserons des petites aiguilles stériles, ce qui évitera les risques d'infection. Le prélèvement sur la queue sera réalisé après une microcupure indolore qui se refermera très rapidement par coagulation. L'injection ou le prelevement n'entrainent pas de douleur mais nous mettrons en place une grille de suivi stricte des points limites qui permettra d’éviter au maximum le stress et/ou la douleur au cours de l’expérimentation, des critères d'arrêt précoces de souffrance ont été définis et seront strictement appliqués (l'atteinte d'un des critères entrainent l'euthanasie de l'animal). Les animaux seront observés quotidiennement afin de détecter tous changements.
Choix des espèces
Le choix de la souris pour la réalisation des expériences envisagées se justifie par plusieurs raisons : - La souris est l’animal dont la génétique est la mieux connue. - Notre centre de recherche utilise principalement des souris ce qui offre de nombreux avantages en termes d’élevage, d’animaleries, d’expertise en techniques d’expérimentation animale ainsi que le suivi microbiologique et vétérinaire des animaux. - La souris est un animal très utilisé en laboratoire, de nombreuses données sont déjà accessibles et utilisables ce qui permet de réduire le nombre d’animaux nécessaire. La méthodologie envisagée est d’une mise en place relativement aisée sur ce type d’animal et nous avons acquis une pratique expérimentale sur cette espèce. Les animaux seront utilisés à partir de 7 semaines afin de disposer d’un organisme avec un processus de développement terminé
Influence de la fréquence de prise alimentaire, pendant les périodes diurnes et nocturnes, sur les paramètres métaboliques de rats obèses.
- Recherche fondamentale
- Oncologie
- Système endocrinien
Soumis à un régime hyperlipidique pendant vingt-huit semaines, hébergés seuls en cage et placés en cycle lumineux inversé, 336 rats subissent des procédures d'un niveau de souffrance sévère et sont tous tués pour le prélèvement de leurs organes. Ils subissent des prélèvements sanguins à la onzième puis à la vingt-troisième semaine de régime, pendant un test de tolérance au glucose. L'objectif déclaré est de mesurer si une alimentation restreinte à quelques heures par jour corrige les dérèglements métaboliques, avec des retombées annoncées pour le travail de nuit et le décalage horaire. Le porteur reconnaît que l'isolement et le régime gras peuvent altérer la masse et la force musculaires des rats, et indique qu'un effectif de 30 est "correct" pour l'analyse statistique dans ce domaine, alors que le projet en compte 336.
Objectifs
L’étude de la destructuration pathologique de l’organisation circadienne de l’organisme, se traduit à long terme par des troubles cliniques sévères (perturbations du sommeil, altérations métaboliques). Notre objectif principal va être d’étudier les voies par lesquelles les horloges principales et secondaires contrôlent la rythmicité des processus physiologique.
Bénéfices attendus
Ce projet s’inscrit dans le cadre de la recherche sur l’obésité et le diabète. La prévalence de l’obésité est en constante augmentation au niveau mondial (OMS), de même que les maladies qui lui sont associées (maladies cardiovasculaires, diabète...). Le concept de chronobésité, rattachée aux pathologies diabétiques et obésités, découle de l’hypothèse selon laquelle une désynchronisation chronique du cycle veille-sommeil et des rythmes circadiens (cycle d’environ 24 heures) favoriserait la surcharge lipidique. Les rythmes circadiens sont contrôlés par des oscillations moléculaires que l'on nomme "horloges". L'horloge circadienne principale se situe dans le cerveau, au niveau de l'hypothalamus, elle est synchronisée essentiellement par la lumière, mais également par d'autres facteurs (comportementaux, pharmacologiques ou nutritionnels). En plus de cette horloge principale, des horloges secondaires situées dans les organes périphériques (foie, tissus adipeux, coeur) interviennent également dans le contrôle des rythmes circadiens. Le rythme des prises alimentaires serait régulé par une horloge alimentaire, une meilleure connaissance de la synchronisation alimentaire ouvrira la voie à de nouvelles approches thérapeutiques permettant de corriger les anomalies circadiennes délétères liées aux pathologies métaboliques telles que l’obésité et le diabète. Elle permettrait également de prévenir les troubles métaboliques induits par les désynchronisations dues aux modes de vie actuels (travail de nuit, travail posté, décalage horaire). Les stratégies employées devraient mettre à profit l’effet synchroniseur d'une planification et d'une composition des repas optimisées. Pour mener à bien cette étude, les rats seront soumis à un cycle inversé de 12h/12h : 7h00-19h00 (période nocturne ou d’activité) et 19h00-7h00 (période diurne ou de repos) qui nous permettra d’étudier le rôle de l’horloge alimentaire sur l’impact des désordres métaboliques.
Procédures
De jeunes rats agés de 4 semaines seront soumis à un régime hyperlipidique pour induire une obésité et une insulino-résistance pendant 28 semaines. Les animaux subiront des prélèvements sanguins à la 11ème et 23 ème semaine de régime pendant le test de tolérance au glucose.
Impact sur les animaux
Un stress lié à l'isolement des animaux et un effet délétère à long terme qui peut survenirsur la masse et la force musculaire des rats soumis au régime hyperlipidique.
Devenir
Mise à mort pour prélèvements d'organes.
Remplacement
Dans le cadre de notre projet, nous devons avoir recours à un modèle animal pour mimer et pour mesurer les effets bénéfiques que l’on peut attendre d’un changement de pratique alimentaire telle que l’alimentation limitée dans le temps (TRF :Time Restricted Feeding). L’utilisation d‘un modèle animal est incontournable. En effet, ce type de projet ne peut en aucun cas être remplacé par des expériences in vitro. Nous avons besoin d’étudier des paramètres comportementaux et de physiologie intégrée qui implique les interactions entre les nombreux organes et que l’on ne peut pas modéliser in vitro.
Réduction
Cette étude ne peut être remplacée par d’autres moyens que les modèles animaux, car nous regardons les dialogues inter-organes avec comme résultante le taux de glucose sanguin, nous utiliserons le minimum de rats nécessaire en respectant le bien-être animal (raffinement des procédures, amélioration de leur environnement). Le nombre d’animaux est minimisé et nous effectuerons les différentes expérimentations sur des mêmes groupes de rats tant que celles-ci se révèlent non invasives et peu douloureuses : IPGTT, ITT, PPT et GTT. Les animaux seront leur propre contrôle, cela nous permet ainsi de diminuer le nombre d’animaux utilisés. Dans le domaine de l'étude d’une désynchronisation des repas, un n de 30 est correct pour l'analyse statistique : Utilisation du Test de Student et du Test ANOVA. Il n’existe pas de modèles in vitro permettant ce type d’analyse. En vue d’appliquer les réglementations Européennes en termes de réduction.
Raffinement
Le soin apporté aux animaux par le personnel animalier et les responsables du projet a pour but d’améliorer le bien-être des rats. De réduire, supprimer ou soulager les douleurs. Les causes de souffrance et de stress pourraient provenir du régime alimentaire hyperlipidique ou de l’isolement. Le milieu de vie en cage d’hébergement est enrichi en bâtons de bois. Le suivi des animaux se fait individuellement (manipulation 5jours/7, suivi du poids corporel) tout au long de l’étude jusqu’à la mise à mort. Le mal être inattendue d’un animal est pris en charge selon les points limites établis et à une utilisation des procédures réglementaires et à la mise à mort. Ce suivi permet de valider les résultats scientifiques
Choix des espèces
Le rat Sprague Dawley développe une obésité sous régime hyper lipidique (5524cal/g) ce régime modélise plus fidèlement les apports caloriques actuels chez l’homme, sans pour autant induire de diabète de type 2. Il est également important de noter que des « sous-groupes » d’animaux apparaîtront au sein de ces animaux, en effet certains prendront du poids suite à la consommation du régime, alors que d’autres se maintiendront à un poids normal, présentant une résistance à l’induction de l’obésité par le régime. Pour ce projet, les changements métaboliques attendus (prise alimentaire, prise de poids, glycémie, insulinémie), les organes impliqués (intestin, cerveau, muscles, foie, tissus adipeux) et le fluide biologique (LCR) sont tels que nous sommes contraints d'avoir recours à un modèle préclinique proche des pathologies métaboliques humaines telles que l’obésité. Les rats Sprague Dawley arriveront à l’animalerie à l’âge de 3 semaines (jeunes sevrés), ils auront une semaine d’habituation à l’animalerie. Ils seront utilisés à l’âge de 4 semaines.Ils seront mis en cage individuellement pour obtenir une obésité juvénile avec prise de poids corporel et de masse grasse, ils seront soumis à deux régimes hyperlipidiques . Un autre groupe de rats du même âge auront une nourriture standard ad libitum. L’objectif est également de vérifier l’efficacité du TRF (Time Restricted Feeding), une approche diététique où l’apport calorique est réduit à quelques heures sans altérer l'apport quotidien en qualité ou en quantité de nutriments afin de lutter contre l’obésité et les troubles métaboliques. Pendant toute la durée de l’étude. Ils seront en cycle inversé et ils seront utilisés pour l’expérimentation à l’âge de 11 semaines.
Etude du rôle de l’inflammation dans l’obésité chez la souris
- Maintien des lignées génétiquement modifiées
- Recherche fondamentale
- Oncologie
- Système endocrinien
- Système immunitaire
Comparer un régime riche en graisses donné en continu ou par alternance de deux semaines : 2 080 souris vont être utilisées pendant vingt semaines de régime gras, dans des procédures d'un niveau de souffrance léger à modéré, toutes tuées pour prélever leurs organes. Les nouveau-nés subissent une biopsie de la queue pour génotypage, puis les animaux reçoivent jusqu'à quatre injections intrapéritonéales, un gavage et jusqu'à dix prélèvements sanguins à la veine de la queue, le dernier se faisant en rétro-orbitaire sous anesthésie. Pendant les tests de tolérance au glucose et à l'insuline, chaque souris est isolée dans sa propre cage. Le porteur annonce des points limites lors de ces tests, avec apport de glucose ou d'insuline si les seuils sont atteints, et un enrichissement par bâtonnets de bois pour éviter que les dents ne poussent anormalement faute d'aliment dur.
Objectifs
L’obésité est en augmentation croissante dans les pays industrialisés et les pays en voie de développement et contribue à l’augmentation des pathologies cardiovasculaires qui se situent au premier rang des causes de mortalité dans le monde. De ce fait, l’étude des mécanismes impliqués dans le développement de cette pathologie constitue un enjeu majeur de santé publique. Notre projet a pour but de mieux comprendre les mécanismes mis en jeu dans l’obésité, et plus particulièrement d’étudier les effets induits par un régime induisant l’obésité donné de manière discontinue en comparaison avec ce même régime donné de manière continue. Nous étudierons en particulier les effets de ces 2 régimes sur la modulation de la réponse inflammatoire. Seule l’expérimentation in vivo, qui mime de façon fidèle la complexité de la réponse inflammatoire dans un contexte d’obésité nous permettra de mettre en lumière des acteurs clés impliqués dans la pathogenèse de cette maladie. Pour cela, nous évaluerons différents paramètres métaboliques et immunologiques chez des souris soumises à un régime riche en acides gras. Pour induire l’obésité, nous allons utiliser un modèle d’obésité chez des souris contrôle et des modèles génétiquement modifiés (mâles et femelles, nombre total de souris : 2080 sur une durée de 5 ans). Ce modèle murin est une étape indispensable dans la compréhension des mécanismes survenant au cours de cette maladie. En effet, actuellement il n'y a pas de systèmes in vitro qui reproduisent, imitent ou permettent la modélisation des interactions cellulaires et moléculaires qui conduisent au développement de l’obésité chronique. Ce projet comporte 2 procédures : (A) une qui consiste en la mise des animaux sous régime riche en matières grasses soit de manière continue ou discontinue (en alternant le régime gras et standard toutes les 2 semaines) pendant une durée maximale de 20 semaines de régime gras pour les 2 groupes de souris. Cette durée de régime gras de 20 semaines permet le développement de l’obésité. Pour évaluer les paramètres métaboliques des tests de tolérance à l’insuline et au glucose seront effectués. Ces tests consistent en l’administration d’insuline par voie intrapéritonéale ou de glucose par voie orale, des prélèvements de sang seront ensuite réalisés sur souris vigile à différents temps pour doser le taux de glycémie. Il y a également un prélèvement sanguin à effectuer avant la mise à mort des animaux. (B) une seconde pour l'élevage des animaux.
Bénéfices attendus
Les résultats de ce projet nous permettront de comprendre, in vivo, le rôle de l'inflammation mise en jeu dans les différents types cellulaires et tissulaires et son implication dans l'obésité. Cela permettra de définir de nouvelles approches thérapeutiques ciblant la réponse immuno-inflammatoire pour le traitement des patients présentant des maladies métaboliques telle que l'obésité.
Procédures
Des animaux seront utilisés pour la génération de colonies d'animaux. Les nouveaux-nés auront une biopsie caudale. Les animaux auront jusqu'à 4 injections intrapéritonéales sur toute la durée de la procédure (durée inférieure à 30 secondes par injection) . Les animaux vigiles auront un gavage (durée inférieure à 30 secondes) au cours de la procédure. Des prélèvements sanguins auront lieu sur animaux anesthésiés (une seule fois avec une durée inférieure à 30 secondes) ou vigiles à la veine de la queue (jusqu'à 10 prélèvements de moins de 30 secondes).
Impact sur les animaux
Effets indésirables liés à l’expérimentation : 1- inconfort lié à la préhension et contention des animaux, lié au gavage, 2 - potentielle douleur au point d'injection en intrapéritonéale et au prélèvement sanguin terminal en rétro-orbitaire, 3 - stress lié à l'anesthésie, à l'individualisation des animaux durant les tests métaboliques et aux prélèvements de sang à la queue.
Devenir
A l'issue des différents gestes techniques, tous les animaux seront mis à mort à la fin de la procédure dans le but de prélever les différents organes ou tissus d'intérêt. Ceci nous permettra d'étudier les populations cellulaires d'intérêt à l'aide de différentes expériences, afin de répondre aux différentes questions posées dans le cadre de ce projet.
Remplacement
Actuellement il n'existe pas de système in vitro qui reproduise, imite ou permette la modélisation des interactions cellulaires et moléculaires qui conduisent au développement de l’obésité. Les modèles in vivo sont une étape indispensable dans la compréhension des mécanismes impliqués dans l’obésité. L’expérimentation in vivo est également le seul modèle permettant d’appréhender l’intégration et la participation d’acteurs de différents tissus dans une même pathologie.
Réduction
Selon le principe de réduction décrit au 2° de l'article R. 214-105 du code rural et de la pêche maritime, et à partir des données de la littérature et de notre expérience sur le sujet (résultats analysés avec des tests statistiques adaptés), nous avons déterminé un nombre minimun de souris par groupes expérimentaux pour avoir assez de matériel et garantir une analyse statistique fiable. Nous visons toujours à maximiser l'information qui peut être récupérée à partir d'un seul animal. Les accouplements (en trio) seront optimisés (choix des génotypes) pour permettre l'obtention des groupes d'animaux nécessaire à la réalisation des expériences dans les conditions définies ci-dessus.
Raffinement
Les animaux seront hébergés en cages enrichies dans l’animalerie où les conditions d'hébergement et d'élevage sont standardisées et contrôlées durant toute la vie des souris. Le suivi quotidien de tous les animaux par le personnel qualifié (zootechniciens et expérimentateurs) et la mise en place de points limites adaptés permettront d'identifier et de limiter toute souffrance et douleur. Il y aura un enrichissement complémentaire dans certains cas : maisonnettes si des comportements de domination sont observés ; bâtonnets de bois pour les cages sous régime riche en gras (aliment mou) pour éviter la pousse ou abrasion dentaire anormale. Lors des procédures expérimentales, les nuisances seront réduites au maximum par l'utilisation de protocoles d’anesthésie et d’analgésie adaptées et l’établissement de points limites stricts et adaptés aux procédures. Pour la procédure des tests métaboliques de tolérance à l'insuline et au glucose, les souris seront individualisées pour limiter les interactions avec les congénères, la glycémie sera suivie en cinétique et l'apport de glucose ou l'insuline sera réalisé si nécessaire en fonction des points limites définis. Ensuite, les animaux retourneront avec leurs congénères, dans la cage d’hébergement d'origine pour limiter le stress lié au changement de cage. Les animaux feront l’objet d’une surveillance quotidienne par les expérimentateurs ou par le personnel technique qualifié de l’animalerie pour repérer l’éventuelle apparition de signes cliniques de souffrance ou de mal-être. Un suivi hebdomadaire du poids des animaux sera réalisé par les expérimentateurs.
Choix des espèces
La souris est le modèle de choix pour l'étude de l'obésité avec notamment le développement du syndrome métabolique dans un laps de temps raisonnable. De plus, c’est le seul modèle dans lequel ont été générées les lignées génétiquement modifiées que nous souhaitons étudier. En effet, la souris est l'espèce dont la technologie de transgénèse est la plus fiable et la mieux établie. L’utilisation des souris permet ainsi d’avoir accès à des animaux génétiquement modifiés, qui nous permettront d’appréhender le rôle spécifique d’un type cellulaire, d’un facteur ou encore d’une voie de signalisation dans l’obésité. Grace à ces modèles murins, nous pourrons obtenir rapidement des résultats très importants pour notre projet, ce qui ne serait pas le cas avec une autre espèce qui prendrait beaucoup plus de temps à se reproduire et où le nombre de naissance serait nettement moins important. Les souris seront utilisées au stade adulte, à partir de 8 semaines. Le développement de l’obésité est corrélé à l’âge, c’est pour cela que nous utiliserons des souris adultes. Au stade nouveaux-nés, les animaux seront marqués par bagage et une biopsie caudale sera réalisée afin de génotyper et ainsi sélectionner les animaux génétiquement modifiés pouvant rentrer dans la procédure.
Maintien de ressources génétiques pour l’étude de caractères de fitness et de variants morphologiques chez la poule
- Recherche appliquée
- Alimentation animale
- Bien-être animal
- Maladies animales
- Recherche fondamentale
- Biologie du développement
- Éthologie / comportement / biologie animale
- Oncologie
- Système endocrinien
Maintenir sur pied des lignées de poules pour de futures expériences et pour l'expertise utile aux sélectionneurs commerciaux : 3 640 poules vont être utilisées dans des procédures déclarées d'un niveau de souffrance léger, réutilisées ensuite comme reproductrices ou dans d'autres protocoles. Chaque animal subit une ou deux prises de sang de moins d'une minute, parfois au sinus occipital, geste dont le porteur reconnaît qu'il peut provoquer des lésions cérébrales. Le passage en cage collective ouvre des épisodes de picage pouvant aller jusqu'à des plaies cutanées profondes et des atteintes de l'appareil locomoteur, et les élevages de longue durée entraînent des dégradations d'état général dont la cause reste parfois indéterminée avant autopsie. Le porteur situe l'intérêt de ces lignées dans la coloration du plumage, caractère servant à distinguer les poulets commerciaux sur les marchés à l'export, et dans un déterminisme d'ovulations multiples encore inconnu.
Objectifs
Pour la lignée d'origine égyptienne , le présent projet vise à maintenir son originalité en limitant l'évolution de la consanguinité, inévitable dans une population fermée, et à caractériser son génome de manière approfondie. Pour les génotypes modèles, le projet consiste à produire des animaux de phénotypes contrastés au sein de familles informatives afin d'identifier la base moléculaire de ces phénotypes. Pour tous les caractères morphologiques, le déterminisme monogénique est déjà établi, mais la nature du gène responsable reste à identifier par séquençage du génome et analyses histologiques. Pour la lignée à ovulations multiples, un projet de séquençage est en cours pour identifier les régions du génome contrôlant ce caractère par différence avec les données de séquençage d’autres lignées de race identiques qui ne présentent pas ce phénotype.
Bénéfices attendus
La lignée d'origine égyptienne a déjà été étudiée pour l'étude des mécanismes de résistance à la coccidiose, à la maladie de Marek et a montré un effet d'hétérosis important en croisement avec une lignée commerciale de poules pondeuses à oeufs bruns. C'est un génotype de référence à garder disponible sur pied pour de futures expériences sur l'adaptation à des conditions d'élevage diversifiées ou sub-optimales. Les modèles génétiques donnent lieu à des publications de haut niveau présentant le mode d'action de gènes importants pour le développement ou pour la pigmentation. La coloration est un caractère utilisé pour distinguer différents types de poulets commerciaux et se révèle importante pour les sélectionneurs visant des marchés à l’export. Le maintien de ces modèles permet de conserver une expertise utile pour des collaborations avec les sélectionneurs commerciaux. Le déterminisme des ovulations multiples est encore inconnu, en particulier dans les lignées légères comme la race Leghorn blanche. Le maintien de cette lignée nous permet d’appliquer une approche de génétique inverse pour identifier ce déterminisme et de pouvoir ensuite réaliser des prélèvements pour valider des gènes candidats suggérés par l’approche génétique.
Procédures
Une à 2 prises de sang d'une durée de moins d'une minute
Impact sur les animaux
Le passage en cage collective ou en parquets au sol de groupes de coqs modifie la structure sociale du groupe, entraînant des comportements de dominance-dominé qui peuvent être observés jusqu'à ce que la structure sociale se rétablisse. Le passage à la cage collective comporte intrinsèquement des risques de picage entre les animaux, pouvant entraîner des plaies cutanées plus ou moins profondes et étendues, ainsi que des atteintes à l'appareil locomoteur. Au cours des élevages de longue durée comme celui-ci, une dégradation de l'état général d'un individu peut également être observée, les causes étant parfois indéfinies avant une autopsie. La réalisation d'une prise de sang est susceptible de conduire à la formation d'un hématome. Si elle est effectuée au niveau du sinus occipital, des lésions cérébrales peuvent survenir. La contention au moment de la prise de sang peut également générer un stress chez l'animal, qui est momentanément privé de ses mouvements (maximum 1 minute).
Devenir
Nous utilisons les individus pour permettre la production d'une descendance. Les animaux n'ayant pas subi d'intervention majeure, nous envisageons de pouvoir les réutiliser dans des protocoles de recherche nécessitant des individus en bonne santé et de génotype connu.
Remplacement
L'objectif de ce projet est de maintenir une population d'animaux vivants présentant des phénotypes d’intérêt. Cette démarche ne serait pas réalisable sans leur utilisation. Toutefois, il est possible de réaliser de la congélation de semence pour les animaux porteurs de mutations identifiées. Le taux d’éclosion en semence décongelée reste très variable et toujours inférieur à 50%, donc on ne peut utiliser cette solution de remplacement que pour conserver des coqs porteurs d’une mutation déjà identifiée, facile à suivre dans leur descendance. En revanche, pour la lignée Fayoumi, des essais antérieurs de congélation de semence ont montré une faible fertilité après décongélation, donc cette solution est un appoint pour sécuriser la lignée ou reconstituer des familles perdues, mais en aucun cas une solution de remplacement total.
Réduction
Nous avons déjà réduit au maximum les effectifs de reproducteurs pour les génotypes modèles et pour la lignée d'origine égyptienne. Toutefois, au fur et à mesure de l'identification des mutations causales et de leur publication, nous prévoyons de diminuer le nombre d'animaux porteurs, et d’augmenter le recours à la congélation de semence si la qualité de la semence des coqs le permet, afin d’espérer une fertilité suffisante après décongélation.
Raffinement
Hébergement : Les animaux seront maintenus en groupes sociaux tout au long de l’élevage. Les animaux en comportement collectif auront à leur disposition divers enrichissements, tels que des perchoirs, des blocs à picorer, des chaînettes métalliques, des bandelettes de tissus pour stimuler le jeu, et des isolateurs seront inclus dans certaines cages pour offrir aux animaux des zones de refuge. Pour prévenir le picage, des répulsifs anti-picage pourront être appliqués sur les animaux concernés. Une surveillance soutenue sera assurée plusieurs fois par jour pour détecter précocement toute détérioration du bien-être. Un arbre de décision destiné à faciliter la gestion quotidienne des animaux (en cas d'atteinte ou non du point limite) a été développé et sera fourni aux zootechniciens en charge du suivi des animaux. Procédure : Dans le cas de la prise de sang au sinus occipital, afin de réduire les risques de lésion cérébrale associés à cette procédure, le préleveur utilisera une garde qu'il positionnera sur son aiguille pour éviter toute enfoncée excessive. La facilité de visualisation de ce site d'injection évitera l'arrachage douloureux de plumes pour les animaux. Un point de compression de 30 à 60 secondes sera effectué pour limiter la formation d'hématome. Deux expérimentateurs seront mobilisés pour assurer une contention appropriée pendant la prise de sang, permettant ainsi de limiter les mouvements erratiques des animaux susceptibles d'entraver le prélèvement. Tout le personnel affecté à cette tâche sera formé à la contention et à la prise de sang sur la volaille. Les personnes en charge du prélèvement de sang au sinus occipital recevront une formation spécifique à cette procédure et auront l'habitude de la réaliser régulièrement pour assurer la fluidité des gestes. Dans le cas de la prise de sang effectuée à la veine alaire ou jugulaire, de l'alcool à 70°C sera appliqué pour désinfecter la zone de prélèvement et profiter des capacités de vasodilatation de ce produit, rendant ainsi la ponction plus aisée. De plus, un point de compression sera réalisé et deux expérimentateurs seront mobilisés.
Choix des espèces
Les applications attendues de nos travaux concernent la sélection et la gestion de la diversité génétique des volailles. La poule est l’espèce de volaille la plus utilisée en recherche et en production. C’est aussi celle dont le génome est le mieux connu parmi tous les oiseaux domestiques. Enfin certains phénotypes ne s’expriment que dans cette espèce. Pour toutes ces raisons nous avons choisi l’espèce Gallus gallus. Les animaux sont utilisés au stade jeune, pour l’observation des variants morphologiques, et au stade adulte pour les performances de ponte et de production de semence.
Combinaison de deux inhibiteurs dans un modèle de xénogreffe chez des souris immunodéficientes et des modèles d’hypercroissance 2/5
- Recherche appliquée
- Cancers
- Recherche fondamentale
- Oncologie
- Système cardiaque
- Système endocrinien
12 812 souris vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, celles des procédures expérimentales tuées pour exploration anatomique et histologique, celles de l'élevage maintenues en vie pour la reproduction. Sur chaque animal s'enchaînent la pose chirurgicale d'un implant d'œstrogène, une greffe sous-cutanée de cellules tumorales humaines, huit prélèvements sanguins à la queue, des gavages quotidiens pendant trente semaines, des injections intrapéritonéales deux fois par semaine et une ligature vasculaire, avec des transports entre cinq sites pour les séances d'imagerie. Le porteur indique que les tumeurs peuvent devenir douloureuses au-delà d'un certain volume et gêner l'alimentation, et que le gavage risque de perforer l'œsophage ou d'envoyer la solution dans les poumons, tandis que l'identification de nouveaux traitements des syndromes d'hypercroissance reste annoncée comme une possibilité. Sur le remplacement, il affirme qu'aucun modèle in vitro ne reproduit l'environnement complexe de ces cellules et que la souris est le seul mammifère chez lequel la protéine visée a été mutée.
Objectifs
Les syndromes d’hypercroissance sont causés par des mutations génétiques affectant uniquement certains tissus. Notre objectif est de développer des modèles précliniques porteurs de mutations de ces genes dans différents tissus afin de comprendre la physiopathologie des anomalies et d’identifier de nouveaux traitements permettant de prévenir l’apparition des symptômes ou de freiner la pathologie. Le projet se déroule sur 5 sites différents.
Bénéfices attendus
Ce projet nous conduira à une meilleure compréhension des mécanismes moléculaires conduisant aux syndromes hypertrophiques et à l'identification potentielle de nouveaux traitements
Procédures
Les interventions subies par les animaux seront : 1) Une chirurgie de 10 min sous anesthésie gazeuse pour l’insertion des implants d’œstrogène (EU1 et EU2) 2) Une injection en sous cutané de cellules tumorales humaines sous anesthésie gazeuse (EU1 et EU2). 3) Des prélèvements sanguins (n= 8 par souris) à la queue sous anesthésie gazeuse (EU1 et EU2) 4) Des inductions par gavages au tamoxifène (moins d’une minute) sur 5 jours pour induire les phénotypes d’hypercroissance (EU1 et EU2) 5) Des observations des tumeurs et des imageries in vivo sous anesthésie gazeuse durant maximum 30 min (EU3, EU4, EU5) 6) Des traitements en injections bihebdomadaires intra péritonéal (moins d’une minute) de traitements (30 semaines) (EU1 et EU2) 7) Des gavages quotidiens de traitements (moins d’une minute) pour une durée maximale de 30 semaines (EU1 et EU2) 8)Une chirurgie de 10 min sous anesthésie gazeuse pour ligature vasculaire (EU1 et EU2) 9) Biopsie de la queue à jour 6 de vie pour génotypage (3 secondes) (EU1 et EU2)
Impact sur les animaux
Les souris recevront par voie sous cutanée (flancs gauche et droit) deux injections mais toutes n’auront pas de développement de tumeurs. S’il y a prise de greffe, et formation de tumeurs sous cutanées, les effets de la tumeur peuvent être indésirables et générer certaines contraintes : douleurs à partir d’un certain volume, difficultés à s’alimenter et à s’abreuver, tension au niveau de la peau, démangeaisons et irritations. L’insertion de l’implant et la mise en place d’un point de suture peut également provoquer une gêne avec des démangeaisons et une légère tension au niveau de la plaie suite à la cicatrisation. Une hypothermie, une déshydratation et un asséchement des yeux peut également survenir suite à l’anesthésie. Les séances d’imageries et les prélèvements sanguins répétés sont un stress. L’administration par gavage comporte un risque de perforation de l’œsophage ainsi qu’un risque d’arrivée de la solution dans les poumons, entrainant des signes de détresse respiratoire. Les injections péritonéales répétées peuvent induire une irritation et/ou une douleur au niveau de la zone d’injection. Les ligatures vasculaires peuvent engendrer des infections localisées, des saignements et des douleurs. Le transport d'un centre à un autre pour les imageries in vivo peut induire un stress pour les animaux. Au cours des biopsies à jour 6 pour génotypage, une douleur localisée de très courte durée peut survenir.
Devenir
Les animaux de la procédure d’élevage seront maintenus en vie pour accouplement et maintien des lignées sauf pour les males immunodéficients. Les animaux des procédures d’expérimentation seront mis à mort pour exploration anatomique et histologique.
Remplacement
Il n'existe pas de modèle in vitro qui permette d'étudier les caractéristiques des syndromes de surcroissance. Au cours de ces syndromes, les cellules nécessitent un environnement complexe avec de multiples interactions et facteurs de croissances qu’il est actuellement impossible de récréer in vitro. La souris est le seul mammifère pour lequel la protéine impliquée ici a été mutée.
Réduction
Nous utiliserons un nombre d'animaux nécessaire pour avoir la puissance statistique. Celle-ci été défini en utilisant un logiciel de statistique. Le nombre de souris par groupe a ensuite été calculé afin de pouvoir mettre en évidence un effet statistique significatif. Tout au long du projet pour minimiser le nombre d'animaux utilisés et conformément aux objectifs scientifiques, nous réutiliserons les différents tissus.
Raffinement
Nous éviterons toute souffrance inutile des animaux en les surveillant régulièrement. Le gavage sera effectué par un technicien expérimenté. Le volume des injections sera réduit au minimum possible. La chirurgie sera réalisée sous anesthésie et analgésie adaptées, avec une surveillance accrue post-opératoire. L’ensemble des prélèvements et des imageries sera réalisé sous anesthésie gazeuse. Enfin, des points- limites précis ont été établis (poids, comportement, aspect du poil), entrainant la mise à mort anticipée de l’animal si nécessaire.Le transport entre sites est assuré par un prestataire agréé. Les animaux ont accès à l’eau et l’alimentation pendant toute la durée du trajet. Les cages sont ventilées et enrichies avec du coton.
Choix des espèces
La souris est préférée comme espèce car elle présente l’avantage de facilité d’élevage et de reproduction. Elle permet l’étude d’animaux génétiquement modifiés particulièrement informatifs pour la compréhension des mécanismes physiopathologiques. Par ailleurs, de nombreux outils d’analyses ont été développés et bien caractérisés dans cette espèce animale (notamment les anticorps pour la mise en évidence de protéines par western blot, par immunohistochimie, et pour des dosages immunoenzymatiques...). Souris âgées de 6 semaines pour l'induction au tamoxifène car il est nécessaire que l'organogénèse soit terminée. Ces souris seront ensuite suivies à l'âge adulte.
Thérapie génique du syndrome de Prader Willi chez le nouveau-né de souris – Étape 1 : injection intracérébroventriculaire
- Recherche fondamentale
- Oncologie
- Système endocrinien
- Système nerveux
Une injection dans le cerveau, à l'âge d'un jour, sur des souriceaux éveillés retirés de leur mère : 50 nouveau-nés vont être utilisés dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Le geste dure quinze secondes, après application d'une crème anesthésiante sur la peau du crâne. Le projet porte sur l'apprentissage de ce geste par le praticien, avec une solution colorée, la thérapie génique du syndrome de Prader-Willi restant l'objet d'un projet ultérieur. Chaque souriceau est tué deux minutes après l'injection pour que son cerveau soit prélevé et la diffusion du colorant vérifiée.
Objectifs
Nos travaux préliminaires ont permis d’identifier le rôle d’une famille de gènes dont l’absence est une cause principale du syndrome de Prader Willi. Il s'agit d'une maladie génétique rare sans traitement curatif qui réduit drastiquement l’espérance et la qualité de vie des patients - le syndrome de Prader Willi est suspecté après la naissance par des signes caractéristiques de faible tonicité, de difficulté de tétée puis des troubles de la croissance et comportementaux ; en cas de suspicion un test génétique permet de confimer ou infirmer la pathologie. Nos travaux sur cultures cellulaires ont permis de développer une molécule de thérapie génique qui semble capable d’exécuter les rôles des gènes manquants. Avant d'envisager des tests chez l'humain, il convient maintenant de tester cette thérapie sur la souris chez qui une modification génétique reproduit le syndrome de Prader Willi. Ces études sont indispensables avant d’envisager des essais chez l’humain. Pour être efficace, le traitement par notre thérapie génique doit se faire rapidement après la naissance. Cependant, du fait qu'elle ne peut être injectée dans le système sanguin, elle doit être injectée directement dans le cerveau des souris nouveau-nées. Le présent pré-projet vise à acquérir et valider dans notre structure le geste technique d’injection de solution chez la souris nouveau-née de un jour.
Bénéfices attendus
Acquisition d’un geste expérimental permettant l’injection d'une thérapie génique chez la souris nouveau-née, ce qui représente un intérêt pour les projets qui visent à la compréhension/correction de mécanismes cérébraux normaux et pathologiques.
Procédures
Une intervention : les souris subiront une injection intracrânienne à l'âge de 1 jour. Cette injection s'effectuera sur une durée de 15 secondes.
Impact sur les animaux
- Stress lié au retrait transitoire des souriceaux nouveau-nés de la portée - Stress léger maternel - Stress lié à la contention et douleur lié à l'injection intracranienne chez souriceaux nouveau-né vigile
Devenir
Deux minutes après l'injection intracrânienne, chaque nouveau-né sera mis à mort pour prélèvement du cerveau et observation de la bonne diffusion de la molécule colorée dans le cerveau.
Remplacement
Des études préalables sur modèles cellulaires ont permis de développer une thérapie génique du syndrome de Prader Willi. Il convient maintenant de l’administrer sur le souriceau nouveau-né chez qui l’efficacité du traitement sera évaluée en mesurant plusieurs paramètres biologiques et comportementaux, qui ne sont pas évaluables sur modèle non-animal. Ce pré-projet vise à acquérir et valider le geste expérimental d’administration intracranienne de cette thérapie génique chez le souriceau agé de un jour.
Réduction
Pour ce projet, il est prévu d’utiliser au maximum 50 nouveau-nés issus de 4 à 10 femelles souris. Nous estimons que deux vagues de dix nouveau-nés séparées d’au moins une journée seront nécessaires à la bonne acquisition du geste technique par le praticien. Si le rendement afin de valider le geste est de 90% dès la 2ième cohorte de 10 animaux (minimum 20 animaux en tout, vagues 1 et 2), le projet sera arrêté. Dans le cas contraire, une ou deux nouvelles vagues seront réalisées jusqu’à 50 animaux maximum avant de conclure au succès ou à l’échec de l’acquisition du geste.
Raffinement
Les mères seront hébergées avec des éléments d’enrichissement et de nidification (igloo en carton, bloc de coton) jusqu’à la mise bas, puis avec des éléments d'enrichissement classiques (buchettes; frisures de papier kraft) une fois le sevrage des nouveau-nés surnuméraires atteint. Pour les nouveau-nés utilisés, l’injection sera précédée d’une application sur la peau du crâne d'une crème anesthésiante. Dans le cas ou des juvéniles manifesteraient une agitation désordonnée continue considérée comme point limite, leur mise à mort sera réalisée sans attendre les 2 minutes de diffusion de la solution colorée.
Choix des espèces
La souris est l’animal pour lequel des modèles du syndrome de Prader Willi existent. Le développement pathologique chez la souris est proche de l’humain. Dans notre modèle animal, les animaux seront injectés dès le lendemain de leur naissance, afin de mimer le traitement précoce des patients SPW. En effet, le SPW implique des troubles neurodéveloppementaux dont les premières manifestations prennent place à la naissance.
Phénotypage métabolique d’une lignée de souris invalidée pour une protéine intervenant dans le stress du réticulum endoplasmique au niveau de l’hypothalamus.
- Recherche fondamentale
- Oncologie
- Système endocrinien
Tuées d'abord pour n'avoir pas le bon génotype, tuées ensuite à la fin de chaque procédure pour que leurs organes soient prélevés, 1 920 souris vont être utilisées, 1 440 dans des procédures d'un niveau de souffrance léger et 480 au niveau modéré. Le bout de leur queue est coupé aux ciseaux pour le génotypage, une partie d'entre elles est rendue obèse et diabétique par trois mois de régime gras et sucré, et sept prélèvements de sang sont faits à la queue. Certaines sont opérées quarante-cinq minutes pour la pose d'un cathéter dans la veine jugulaire, puis soumises à un test de deux heures avec quinze mesures de glycémie et huit prises de sang, d'autres isolées cinq jours en cage de mesure, d'autres perfusées au paraformaldéhyde par le cœur. Le porteur justifie ses effectifs par des lots de douze souris par condition, sans expliquer comment ces lots conduisent à 1 920 animaux.
Objectifs
L'obésité entraîne une inflammation au niveau du cerveau qui perturbe son fonctionnement et modifie le comportement alimentaire des patients obèses. Ainsi ils sont moins sensibles à la satiété et ont tendance à manger plus qu'ils ne devraient. Nous étudions une protéine anti-oxydante qui agit au niveau de l'hypothalamus (une zone précise du cerveau, qui régule le comportement alimentaire) mais aussi sur d'autres organes comme le pancréas ou le foie . Cette protéine a la particularité de protéger contre l'inflammation due à l'obésité. Pour étudier cette protéine nous utiliserons un modèle animal, la souris, elle sera génétiquement modifiée et ne produira plus cette protéine anti-oxydante au niveau de l'hypothalamus. Les animaux seront nourris avec un régime alimentaire gras et sucré, afin de les rendre obèses et diabétiques, puis ils passeront plusieurs tests durant lesquels nous mesurerons la quantité de nourriture qu'ils mangent et leur activité physique. Enfin nous mettrons à mort les animaux pour prélever leurs organes et les étudier.
Bénéfices attendus
Ce projet pourrait permettre la mise au point d'un nouveau traitement contre l'obésité et le diabète de type 2, qui connaissent une progression significative depuis 30 ans de sorte que la pandémie actuellement observée au niveau mondial constitue un réel enjeu de santé publique.
Procédures
Le bout de la queue des animaux sera coupé (de 2 ou 3 mm) une seule fois, afin de réaliser un génotypage. Une partie des souris sera nourrie avec un régime hypercalorique pendant 3 mois, ainsi ces animaux deviendront obèses et diabétiques. Des prélévements de sang seront effectués à partir de la queue des animaux qui resteront libres de leurs mouvements (7 prélèvements par animal, chacun des prélévements prendra moins d'une minute). Certains animaux seront opérés pour placer un cathéter dans la veine jugulaire. Ils seront opérés une fois, la chirurgie sous anesthésie générale durera 45 minutes. Après 1 semaine de repos ces animaux suivrons un autre test : ils seront libres de leurs mouvements et porteront un collier. Pendant 2 heures nous mesurerons leur glycémie 15 fois et nous prélèverons un petit volume de sang (au bout de la queue, 8 fois). Il n’y aura qu’un seul test de ce type pour ces animaux. Une partie des animaux seront placés dans une cage individuelle qui mesurera en temps réel leurs déplacements, leur prise de nourriture et d'eau. Ils seront également scannés pour évaluer leur quantité de muscles et de graisses.
Impact sur les animaux
#1. Régime hypercalorique : Après 3 mois de régime hypercalorique les animaux ont un surpoids et présentent les premiers signes d'apparition du diabète de type 2, ces nuisances sont modérées. #2. Test de tolérance au glucose et à l'insuline : Le gavage, l’injection intra-péritonéale et les prélèvements sanguins peuvent stresser les animaux (nuisances légères). La queue des animaux sera coupée au ciseau, cela entraine une douleur considérée comme légère. #3. Pose d’un cathéter dans la veine jugulaire : Plusieurs effets indésirables sont possibles. Des souris peuvent mal supporter l'anesthésie. La chirurgie peut entrainer des douleurs modérées et des problèmes de récupération modérés. #4. Analyse de calorimétrie indirecte : les animaux seront individualisés pendant 5 jours, cela entrainera un stress et une possible perte de poids (nuisance modérée). #5. Mesure du renouvellement du glucose : le risque principal est de créer une hypoglycémie lors du test, si les niveaux de perfusion d’insuline et de glucose ne sont pas optimaux. Cet effet indésirable sera considéré comme modéré. #6. Perfusion intra-cardiaque de paraformaldéhyde ET #7. Prélèvement de sang intra-cardiaque : Des souris peuvent mal supporter l'anesthésie (effet indésirable modéré).
Devenir
Les animaux de génotype non adéquat pour les expériences ou le maintient de la lignée seront mis à mort. Tous les animaux seront mis à mort à la fin de chaque procédure, car nous avons besoin de prélever leurs organes pour les analyser ultérieurement.
Remplacement
Afin de comprendre, de façon globale, le rôle de la SELENOT dans le contrôle de l’homéostasie énérgétique au cours de l’obésité associée au diabète de type 2, nous utilisons une lignée de souris transgéniques obtenue par le système Cre-Lox, afin de pouvoir inhiber l'expression de la Sélénoprotéine T, de façon sélective, au niveau des neurones POMC de l'hypothalamus.
Réduction
En accord avec des expériences antérieures et pour limiter le nombre d'animaux utilisés, les processus physiologiques étudiés seront analysés sur des lots de 12 souris par condition de traitement. Ces effectifs nous assureront d’obtenir des données statistiquement analysables. De plus, les procédures n’impliquant pas d’effet néfaste à long terme, pourront être menées successivement sur les mêmes animaux intercalées avec des périodes de repos de 7 jours au cours desquelles les paramètres physiologiques et le bien-être des souris seront régulièrement évalués.
Raffinement
L’ensemble des actes pouvant entraîner une douleur (tatouage, génotypage, actes chirurgicaux) sera réalisé sous anesthésie (locale ou générale selon la méthode la plus adaptée) afin d’en minimiser l’impact au maximum. De plus, les animaux recevront un traitement analgésique avant l'acte qui peut être poursuivi après l'acte si nécessaire pour prévenir la douleur. Le bien-être de l’animal sera évalué quotidiennement par la mesure des prises de nourriture et de boisson, et le suivi du poids de chaque animal. Au cours des expérimentations, une observation continue des animaux nous permettra d’arrêter le protocole en cas de souffrance.
Choix des espèces
Seule l’utilisation d’un modèle mammifère intégré, donc in vivo chez l’animal entier, peut nous permettre de comprendre, de façon globale, le rôle physiologique de notre protéine d'intérêt dans le contrôle de l’homéostasie énérgétique au cours de l’obésité, associée au diabète de type 2; et d’établir des comparaisons pertinentes avec des données qui pourraient être obtenues chez l’homme.