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
Caractérisation du rôle du tronc cérébral dans le signal « glucose-portal »
- Recherche fondamentale
- Oncologie
- Système endocrinien
Tuées à l'issue pour que leur cerveau, leur foie et leurs tissus gras soient prélevés, 56 souris vont être utilisées dans des procédures dont 40 impliquent un niveau de souffrance sévère, 8 un niveau modéré et 8 se déroulent sous anesthésie sans réveil. Quarante d'entre elles subissent une injection dans le cerveau sous anesthésie, puis quinze jours plus tard la pose d'un cathéter dans la veine porte, avant une perfusion de 24 heures. Le porteur indique que ces chirurgies peuvent provoquer de la douleur, une hémorragie locale, des troubles neuro-musculaires et des difficultés respiratoires sous anesthésie gazeuse. Il précise que les souris utilisées pour la mise au point sont des animaux de réforme, de toute façon mis à mort en dehors du projet, et affirme que comprendre le dialogue entre l'intestin et le cerveau impose de travailler sur l'"organisme entier".
Objectifs
L’obésité et le diabète de type 2 connaissent une croissance alarmante. La dérégulation de la glycémie, notamment chez des personnes diabétiques ou obèses, est un problème majeur de santé publique nécessitant une recherche constante quant aux thérapies proposées. Les études précédentes ont mis en évidence que la production de sucre (glucose) par l’intestin exerce des effets bénéfiques sur l’équilibre glucidique et énergétique. L’intestin est en effet capable de produire du glucose en dehors des repas dans une veine spécifique (veine porte), située entre l’intestin et le foie. La détection de glucose dans cette veine après un repas induit un signal nerveux qui cible le cerveau, et qui en retour, va diminuer la taille du repas suivant. Ainsi, lorsque nous imitons la production de sucre par l’intestin en perfusant du glucose directement dans la veine porte, nous observons une diminution de la prise alimentaire associée à une activation de 3 régions du cerveau, connues pour contrôler la faim. Cependant, les études réalisées jusqu’alors ne permettent pas de déterminer si l’activation de chacun de ces 3 noyaux est nécessaire ou si elle est redondante pour les effets coupe-faim de la production intestinale de glucose. Un des noyaux impliqué dans ces effets coupe faim, le noyau du tractus solitaire (ou NTS), est un centre important d’intégration des signaux provenant du système digestif et est connu pour moduler la prise alimentaire. Dans ce projet, notre objectif est de déterminer si l’activation de ce noyau est nécessaire à la mise en place de l’effet coupe-faim induit par la production intestinale de glucose. Pour cela, nous étudierons, sur une durée d’un an, si l’inactivation de ce noyau cérébral spécifique (par l’injection d’un virus directement dans le cerveau) annule les effets coupe-faim de la détection de glucose dans la veine porte.
Bénéfices attendus
Les mécanismes moléculaires par lesquels la production intestinale de glucose exerce ses effets anti-diabète et anti-obésité ne sont pas connus. Les résultats issus de ce projet nous permettrons d’identifier précisément quelles régions du cerveau sont indispensables à ces effets bénéfiques. Ils s’intègrent dans une étude plus globale qui cherche à comprendre comment le glucose est détecté dans la veine porte et comment le cerveau reçoit et intègre informations nutritionnelles envoyées par l’intestin. A plus long terme, une meilleure compréhension de ces mécanismes pourraient permettre d’identifier de nouvelles cibles thérapeutiques pour lutter contre l’obésité et ses complications.
Procédures
A l’âge de 12 semaines, certaines souris subiront : - une injection cérébrale au cours d’une chirurgie sous anesthésie générale d’une durée de 30 minutes/souris et sans réveil (8 souris). - une injection cérébrale au cours d’une chirurgie sous anesthésie générale d’une durée de 30 minutes/souris avec un suivi post-opératoire de deux semaines (8 souris). - une injection cérébrale au cours d’une chirurgie sous anesthésie générale d’une durée de 30 minutes/souris, puis 15 jours après, une chirurgie sous anesthésie générale permettant la pose d’un cathéter dans la veine porte d’une durée de 20 minutes/ souris (40 souris). Une semaine après, ces souris subiront une infusion (via le cathéter installé) d’une solution contrôle (20 souris) ou une solution de glucose (sucre) (20 souris) pendant 24h.
Impact sur les animaux
- Les interventions chirurgicales sont susceptibles de provoquer de la douleur. - L’injection du virus peut entrainer une faible réponse immunitaire localisée. - La chirurgie réalisée dans le cerveau peut entrainer des problèmes neuro-musculaires. - Au cours de la chirurgie, l’anesthésie gazeuse peut entrainer des difficultés respiratoires. - La chirurgie peut entrainer une hémorragie locale. - L’injection peut entrainer une légère douleur au niveau de l’abdomen ainsi qu’un stress. Une attention particulière sera portée lors de l’injection pour éviter au maximum toute inflammation du péritoine. Ces nuisances sont diminuées par la mise en place de raffinements spécifiques.
Devenir
Les animaux seront mis à mort pour prélèvements d’organes et analyses des tissus. Le cerveau, le foie et les tissus gras seront étudiés pour déterminer si l’inactivation du noyau cérébral annule les effets bénéfiques de la détection de glucose dans la veine porte préalablement observé sur ces tissus.
Remplacement
Cette étude ne peut pas être réalisée sur cellules ou organoïdes car la détection du glucose dans la veine porte a des impacts sur l’ensemble du métabolisme et implique des dialogues entre organes. En effet, le glucose produit par l’intestin est détecté dans les vaisseaux et active un signal nerveux vers le cerveau. En réponse, le cerveau va émettre des signaux nerveux en périphérie qui ont des effets bénéfiques anti-obésité et anti-diabète. Pour comprendre comment la production intestinale de glucose exerce ses effets bénéfiques, il est donc nécessaire de l’étudier dans l’organisme entier.
Réduction
La totalité des animaux utilisés dans la procédure de mise au point sont des animaux de réforme, systématiquement mis à mort en dehors de ce projet. Ainsi, l’utilisation de ces animaux contribue à la réduction du nombre d’animaux, en évitant de produire des animaux spécifiquement pour cette expérience. Le nombre de souris utilisées pour l’expérience propre a été calculé au plus juste par des méthodes statistiques et à partir des connaissances des modèles animaux et du métabolisme glucidique, mais aussi des résultats d’études précédentes ayant permis de valider la preuve de concept : Soit au maximum 10 souris par groupe. De plus, différents tissus (cerveau, foie, reins, tissus adipeux, pancréas, …) seront prélevés afin de déterminer si l’inactivation du noyau cérébral annule les effets bénéfiques à court terme induit par le signal glucose portal dans ces tissus. Ces tissus pourront constituer une banque de tissus commune au laboratoire pouvant être utilisés par la suite pour d’autres problématiques relatives à la production intestinale de glucose, notamment en évaluant la stéatose hépatique et le brunissement du tissu adipeux.
Raffinement
Les souris seront accueillies à l’âge de 5 semaines et auront ainsi une longue période d’acclimatation avant le début des procédures à l’âge de 12 semaines. Les souris seront hébergées en animalerie conventionnelle avec eau et nourriture ad libitum avec enrichissement. Pendant cette phase d’acclimatation, des pesées hebdomadaires seront réalisées et les animaux seront observés et manipulés quotidiennement. Les chirurgies seront réalisées sous anesthésie avec un traitement analgésique et antalgique adapté pendant plusieurs jours afin de limiter la souffrance, la douleur et le stress de l’animal pendant et après cette chirurgie. Afin de limiter au maximum le risque d’hypothermie pendant la chirurgie, un module permettant de chauffer la boîte à induction de notre appareil à isoflurane va être ajouté. De plus, tout le suivi post-opératoire se fera dans une pièce dont la température sera réglée à 28°C afin de garder les souris à thermoneutralité. La mise en place de ces raffinements nous a permis d’observer une meilleure reprise de poids post-opératoire. Après les chirurgies, un suivi intensif est régulier sera réalisé tous les jours tout au long de l’expérience pour identifier et réduire d’éventuelles souffrances selon une grille de score spécifique. Des signes de maladie, de perte de poids, de souffrance, de lésions ou de détérioration de l’état de santé général constituent des points particuliers limites au-delà desquels, si aucun moyen de prévention/correction de la douleur n’a été efficace, les souris sont mises à mort.
Choix des espèces
Le rôle de l’intestin, organe capable de produire du sucre entre deux repas ou lors de jeûne, sur le métabolisme glucidique et énergétique a été étudié chez les rongeurs. Les études réalisées sur des vertébrés inférieurs tels que le poisson montrent que les régulations observées ne sont pas les mêmes que les mammifères. Ces études sont réalisées afin de fournir des bases fondamentales à la recherche clinique humaine et la souris est un modèle dont les systèmes de régulation sont semblables à l’Homme. Le modèle murin est compatible avec une étude en laboratoire en raison de sa petite taille, de sa manipulation aisée et des nombreux outils d’analyse disponibles (anticorps, kit biochimiques…). Les animaux seront tous utilisés à l’âge adulte, entre 12 et 15 semaines. A cet âge, les individus présentent un meilleur rétablissement post-chirurgical.
Elevage de lignées murines transgéniques avec génotypage par méthodes invasives
- Recherche fondamentale
- Autre recherche fondamentale
- Oncologie
- Système cardiaque
- Système endocrinien
- Système nerveux
- Système respiratoire
Nées de lignées transgéniques entretenues pour alimenter d'autres projets, 50 764 souris vont être utilisées dans des procédures déclarées de souffrance légère. Entre le septième et le douzième jour de vie, chacune est tatouée aux phalanges ou aux coussinets et subit l'ablation de l'extrémité de la queue pour le génotypage, les deux gestes enchaînés sous contention et sans anesthésie. Le porteur présente le tatouage comme un moyen "de ne pas mutiler les animaux" et retient la biopsie caudale notamment parce qu'elle évite l'anesthésie. 40 000 de ces souris passeront dans d'autres autorisations de projet, les autres sont tuées selon leur génotype, dès le sevrage si aucune utilisation n'est possible, plus tard si elles servent à l'élevage et deviennent trop âgées ou "mauvais reproducteurs".
Objectifs
L'objectif de cette demande est d’identifier et de caractériser génétiquement les animaux. Ces animaux sont identifiés par marquage et caractérisés à l’aide d'une biopsie (prélèvement de tissus). Cette demande d'autorisation de projet pour l'identification des animaux et le prélèvement de tissus se justifie par la nécessité de sélectionner les animaux d’intérêt pour l’expérimentation (inclus dans d'autres demandes de projet) ; sélectionner les animaux d'entretien des élevages ; sélectionner les animaux pour : • le maintien des compétences, • les prélèvements d’organes ou de tissus pour des études ex vivo.
Bénéfices attendus
La biopsie est une étape nécessaire pour déterminer quels sont les animaux dont le profil ADN est pertinent pour mener à bien les expérimentations, dans le but de trouver des thérapies innovantes qui puissent être transposées en recherche clinique. L’identification par tatouage permet : - d’identifier individuellement les animaux ; - d’identifier un grand nombre d’animaux ; - d’identifier les animaux de manière permanente ; - de ne pas mutiler les animaux ; d’éviter le recours à l’anesthésie. Le génotypage par biopsie de l’extrémité de la queue permet : - l’obtention de résultats fiables; - de minimiser les risques de contaminations entre échantillons ; - d’éviter le recours à l’anesthésie.
Procédures
Les animaux de cette DAP seront soumis à deux gestes techniques invasifs qui sont réalisés ensembles: 1/ l'identification par tatouage digital: 1 fois, durée de quelques secondes 2/ biopsie de queue: 1 fois, durée de quelques secondes
Impact sur les animaux
La procédure de génotypage décrite dans cette DAP est composée de deux actes techniques invasifs : - le tatouage au niveau des phalanges et/ou des coussinets - la biopsie de queue, qui consiste en un prélèvement de l’extrémité de la queue. Ces deux gestes provoquent une très légère douleur. L’animal est maintenu en contention pendant les deux actes et donc tout au long de la procédure ce qui est une source de stress.
Devenir
A l'issue de cette unique procédure, le devenir des animaux est différent selon leur génotype: a/- ils sont prévus pour expérimentation, formation ou maintien des compétences (inclus dans d'autres DAP): utilisation continue b/- ils sont sélectionnés pour entretien des colonies, puis mis à mort lorsque trop âgés ou mauvais reproducteurs c/- ils sont utilisés ex vivo, donc mis à mort avant utilisation d/- ils sont mis à mort dès sevrage si aucune utilisation possible au vu de leur génotype e/- ils sont mis à mort à tout moment si atteinte d'un point limite.
Remplacement
Les méthodes alternatives à l'expérimentation animale se développent de plus en plus, cependant pour certaines problématiques telles que l'étude de phénomènes physiologiques elles restent incomplètes et insuffisantes, puisqu'elles ne mettent pas en jeu toutes les interactions au sein d'un organisme vivant. A ce jour, les prélèvements salivaires et pileux pour génotypage ne sont pas suffisamment fiables. Il n’existe donc pas d’autres méthodes aussi performantes que les tatouages et la biopsie de queue.
Réduction
A ce jour, nous ne disposons pas d’autres moyens aussi efficaces nous permettant de sélectionner les animaux transgéniques. Le responsable de l’EU établi les plans d’élevage en amont, en concertation avec le porteur de projet, afin de réduire autant que possible le nombre d’animaux générés et donc d’animaux identifiés et génotypés. En outre, nous favorisons l’utilisation des animaux au génotype sans intérêt dans d’autres projets ou des formations afin de ne pas élever ces animaux à ces seules fins et de réduire le nombre d’animaux global produits dans l’EU. De la même façon, certains animaux non utilisés dans les projets sont conservés avec d’autres animaux qui auraient été isolés sans cela.
Raffinement
Les actes d’identification et de génotypage sont réalisés par un personnel expérimenté à jour de ses formations et qui ont un bon regard sur les points limites découlants de ces gestes. La parfaite maîtrise du geste par les agents qualifiés permet de réduire l’inconfort et le stress ressentis par l’animal. Ces identifications et génotypages des animaux sont réalisés avec du matériel adapté en respectant les conditions d’asepsie établies dans l’établissement. Par ailleurs, la procédure est réalisée dans une salle d’expérimentation calme. Les cages y sont amenées les unes après les autres afin de réduire autant que possible le stress des animaux. Ces cages sont enrichies avec des palets de Woodwool qui permettent au souris de nidifier et de se cacher. Enfin, dès que la procédure est terminée, les nouveau-nés sont remis en présence de leur mère.
Choix des espèces
Au sein de notre EU les équipes de recherche utilisent le modèle souris pour sa facilité de manipulation technique, génétique, la rapidité de production de lots expérimentaux, et le grand nombre de pathologies humaines qu'il est possible de modéliser. Les animaux sont identifiés et prélevés entre 7 et 12 de manière à cibler l'orientation des animaux avant sevrage.
Caractérisation du comportement de tétée chez le nouveau-né de souris modèle d’une maladie rare en comparaison avec des contrôles et rôle du système ocytocinergique dans ce comportement.
- Recherche fondamentale
- Oncologie
- Système endocrinien
Des souriceaux nouveau-nés reçoivent sous la peau un antagoniste de l'ocytocine qui perturbe leur tétée, puis sont tués deux à trois heures plus tard. 496 souris vont être utilisées dans ce projet sur le syndrome de Prader-Willi, 280 dans des procédures déclarées de souffrance légère et 216 de souffrance modérée, avec séparation des souriceaux de leur mère pendant quatre heures pour standardiser leur motivation à téter. Le porteur qualifie chaque injection de nuisance de moins de trois secondes, sans revenir sur le trouble de la tétée qu'il attend de l'atosiban, et les effectifs annoncés dans son texte, 504 souriceaux et 40 femelles, dépassent les 496 individus déclarés dans le tableau des gravités. Les souriceaux sont tués pour le génotypage et la conservation d'organes, les 40 femelles reproductrices le sont parce qu'elles auront environ huit mois et cinq portées derrière elles.
Objectifs
Ce projet porte sur la compréhension des déficits de tétée chez des souris modèles d’une maladie rare chez l’homme (le syndrome de Prader-Willi, SPW) et le rôle d’une hormone, l’ocytocine (OT), comme effet thérapeutique. En effet, il a été montré que l’ocytocine est impliquée dans l’initiation ou le maintien de l’activité de tétée, qu’il y a un dysfonctionnement de cette activité chez les souris modèles Magel2 et que l’administration d’ocytocine rétablit une activité de tétée normale chez ces souris modèle. Ces études précliniques sur souris modèle ont engendré des essais cliniques chez des bébés atteints du SPW qui ont montré une stimulation de l’activité de tétée en présence d'OT. Des travaux précédents suggèrent enfin que chez la souris, l’effet de l’ocytocine est différent entre la première tétée et les tétées suivantes. Les objectifs de ce projet sont donc de caractériser 1) les déficits physiologiques et comportementaux de tétée chez les souriceaux mutants à la naissance, lors de la première tétée et après la première tétée, 2) comment une tétée normale peut être restaurée chez les souriceaux mutants après une administration exogène d’OT juste après la naissance et 3) comment un antagoniste de l’OT peut perturber la tétée chez des souriceaux contrôles. Dans cette étude, nous utiliserons 40 femelles contrôles qui seront réutilisées 3 voire 4 fois pour générer des portées de souriceaux, à l’aide de 10 mâles contrôle et 10 mâles Magel2 au phénotype contrôle (allèle maternel muté mais silencieux). Au total 504 souriceaux et les 40 femelles adultes seront inclus dans une des 4 procédures expérimentales de ce projet.
Bénéfices attendus
Les 3 objectifs permettront d’identifier les altérations sensorielles ou motrices lors de la tétée chez les souriceaux modèles du syndrome de Prader-Willi chez l'homme (SPW), d’identifier le rôle de l’ocytocine (OT) dans la tétée, d’argumenter l’intérêt d’utiliser l’OT dans le traitement de déficit de succion, de définir les conditions optimales pour traiter les souris modèles du SPW. Cette étude aura des retombées sur le traitement des patients PW.
Procédures
Les injections intrapéritonéales d’anesthésique sur femelles allaitantes peuvent représenter, comme toute injection, une nuisance malgré la durée très courte de cette intervention (
Impact sur les animaux
Les injections IP d’anesthésique sur femelles allaitantes peuvent représenter, comme toute injection, une nuisance (durée inférieure à 3 secondes). Les injections sous cutanée d’ocytocine ou d’atosiban sur souriceaux à P0 et P2, et le tatouage des souriceaux de la procédure 1 à P6 peuvent représenter, comme toute injection, une nuisance (durée inférieure à 3 secondes). Concernant les injections d’atosiban (antagoniste de l’ocytocine) elles peuvent en plus provoquer une perturbation de la séquence de tétée (latence de saisie de la tétine, intensité et durée de la tétée) sachant que les animaux sont euthanasié 2-3 heures après l’injection.
Devenir
L’ensemble des souriceaux utilisés dans ce projet (procédure 1-2-3) seront euthanasiés car des prélèvements post-mortem seront réalisés pour le génotypage et la conservation d’organes potentiellement impliqués dans les mécanismes d’action de l’ocytocine. Les 40 femelles allaitantes servant de support à l’étude du comportement de tétée des souriceaux seront euthanasiés dans la mesure ou elles auront environ 8 mois en fin d’étude et auront eu déjà 5 portées.
Remplacement
Nous travaillons sur la physiologie et la physiopathologie de la tétée qui est altérée dans la majorité des maladies neurodéveloppementales et en particulier dans une maladie rare chez l’homme (le syndrome de Prader-Willi, SPW). Il n’y a, à ce jour, aucune alternative à l’utilisation de mammifères pour conduire ce type d’étude. La stratégie de l’équipe a consisté en particulier à travailler sur des modèles humains dans un cadre thérapeutique et des modèles souris (Magel2) en fonction des questions posées (faisabilité expérimentale) afin d’apporter le maximum de réponses pour comprendre les mécanismes mis en jeu en situation normale et pathologique et, ainsi, mieux traiter les patients atteints de ces troubles précoces de la succion.
Réduction
L'utilisation de souches murines fixées génétiquement permet de réduire la variabilité et donc le nombre d'animaux utilisés. Les tests comportementaux présentent par nature une variabilité interindividuelle importante, encore plus avec les souriceaux à la naissance ou à P2. Nous utiliserons des femelles qui ont déjà donné naissance à au moins une portée, pour favoriser le comportement maternel et ainsi optimiser le taux de survie des souriceaux. Notre importante expérience pour ces tests depuis plus de 10 ans, appuyée par des tests de Puissance montre qu’il est généralement nécessaire d’utiliser des effectifs de 15-20 animaux par groupe pour valider la démarche statistique, en particulier pour les variables analysées à l’aide de test paramétrique ou non paramétriques en fonction de la normalité de distribution des données. Une réduction du nombre d’animaux expérimentés sera dépendante des résultats que nous obtiendrons et qui conditionneront l’intérêt ou non de pratiquer les expériences proposées en procédure 3 avec injection l’OT. Le fait de ne pas distinguer les souriceaux mâles et femelles dans nos analyses (les travaux antérieurs ne montrent pas d’effet sexe sur le comportement de tétée entre P0 et P2) nous permet de diminuer de moitié le nombre de portées étudiées.
Raffinement
Les animaux utilisés dans ce projet seront hébergés dans des cages enrichies avec du matériel de nidification (dôme et coton) et la présence d'objets (cylindre carton). Le bien-être et la bonne santé des animaux adultes est évalué quotidiennement via l'observation de leur aspect (poil hirsute, position voutée, yeux fermés) et de leur comportement (apathie, agressivité, absence de nidation, ou déplacement la pointe des pattes). Les souriceaux qui réaliseront le test de saisie seront isolés de leur mère pendant 4h (afin de standardiser leur motivation à téter). Pendant les 4 heures de séparation de leur mère les 4 souriceaux seront déposés dans un bac approprié, avec une partie de la litière et du nid de la cage maternelle (pour maintenir les odeurs maternelles) et en posant ce bac sur une plaque chauffante à 38°C pour maintenir le nid à 36°C malgré l’absence de la femelle et ainsi éviter un stress thermique des souriceaux. Sachant que seul 4 petits par portée seront testés, la mère reste dans la cage avec n-4 souriceaux (n étant le nombre de nouveau-nés), ce qui permet de diminuer le stress éventuel de la mère. Lors des injections sur les souriceaux à P0 et P2 et lors du tatouage des animaux de la procédure 1 à P6, un antalgique local sera appliquée sur la peau 5 minutes avant le test pour diminuer la sensation de douleur.
Choix des espèces
Cette étude sur les mécanismes neurophysiologiques du comportement de tétée, nécessite d’évaluer des paramètres de comportement de tétée ainsi que des paramètres neuroanatomiques, donc d’étudier des mammifères, mais aussi d’avoir la possibilité de travailler sur des modèles d’animaux modèles de maladies rares chez l’homme (ici souris Magel 2 modèle du syndrome Prader-willi chez l’homme). A ce jour, les rongeurs sont les animaux les plus adaptés à ce type d’étude. Nous étudions l’activité de succion des souriceaux le jour de la naissance (P0) avant et après la première tétée pour mesurer d’éventuels troubles de ce comportement chez les animaux mutants, ainsi qu’à P2 puisqu’il a été montré qu’à ce stade, ces animaux sont les plus discriminants et les plus sensibles au contexte sensoriel (ici l’apport d’OT sur les muqueuses faciales) au cours de la tétée. Nous suivons également un lot de souriceaux durant les premiers 10 jours de vie (observation et prise de poids).
Production et élevage de modèles pathologiques rongeurs induits par une alimentation spécifique.
- Recherche appliquée
- Alimentation animale
- Diagnostic des maladies
- Maladies animales
- Troubles endocriniens
- Recherche fondamentale
- Multisystémique
- Oncologie
- Système endocrinien
Rats : 5000
Rendus obèses et diabétiques par un régime riche en matières grasses avant même le début de toute expérience, 10 000 souris et 5 000 rats vont être utilisés dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger. Le protocole tient à peu de chose, une pesée pour tous et un ou deux prélèvements sanguins pour moins d'un pour cent d'entre eux, le reste étant les signes cliniques que l'alimentation installe. Le porteur décrit un service, ces 15 000 rongeurs étant produits en fonction des "besoins stricts de chaque scientifique" et expédiés à qui les commande. Ceux qui ne partent pas sont tués, un animal "non standard" ne pouvant pas passer d'un projet à un autre si les spécifications diffèrent.
Objectifs
Dans le but d’étudier certaines maladies, il peut être nécessaire d’induire une modification de métabolisme et/ou de paramètres physiologiques en modifiant le régime alimentaire des animaux. Par exemple, une alimentation riche en matières grasses a été liée à un grand nombre de maladies, dont l'obésité, les maladies métaboliques et inflammatoires. Ce projet vise à produire des modèles animaux pathologiques avec des modifications physiologiques induites par l’alimentation dans le but de répondre aux attentes des chercheurs.
Bénéfices attendus
Les bénéfices attendus sont le développement pour la communauté scientifique d’un modèle diabétique/d’obésité permettant de mieux comprendre et étudier ces phénomènes pathologiques qui touchent à la fois l’humain et l’animal, et de chercher des traitements à ces maladies et leurs comorbidités.
Procédures
Microprélèvements (moins de 1% des animaux, durée du geste : environ 1 minute), prise de sang (moins de 1% des animaux, durée du geste : environ 2min), pesée (100% des animaux, durée du geste : environ 30 secondes par souris et 1 minute par rat). Un animal subira 1 seule pesée et au maximum deux prélevements sanguins pendant l’étude.
Impact sur les animaux
Signes cliniques associés à l’obésité et au phénotype diabétique, stress et douleur associés aux prélèvements sanguins, stress associé à la pesée, stress associé à la contention.
Devenir
Les animaux sont mis à mort car il s’agit d’animaux non standards, suivant un protocole de nourissage et de prise de poids spécifiques aux attentes des scientifiques. On ne peut pas réutiliser les animaux d’un projet pour un autre projet à moins que les spécifications soient identiques ou les animaux sont expédiés chez le scientifique.
Remplacement
Ces modèles pathologiques sont issus de mécanismes complexes avec des processus de régulation impliquant l’ensemble de l’organisme. Ils permettent d’observer les conséquences des pathologies dans l’ensemble des organes, tissus et fonctions physiologiques et qui ne peuvent être remplacés par aucune méthode alternative.
Réduction
Le nombre d’animaux est calculé en fonction des besoins stricts de chaque scientifique. Les chercheurs sont sensibilisés à la nécessité de limiter le nombre d’animaux utilisés et à prendre les deux sexes. Il est possible que des animaux surnuméraires doivent être utilisés de par les contraintes du modèle, ce nombre étant basé sur les taux de réussite connus et attendus des modèles. La réduction de ces animaux surnuméraires repose sur : l'expertise de l’équipe et la maitrise des procédures, les locaux adaptés, les données historiques, l’observation de l’état clinique de l’animal afin d’adapter les traitements et de diminuer la morbidité et mortalité éventuelle.
Raffinement
Les animaux ont accès à de l’enrichissement dans leurs cages (mouchoirs et frisure de carton). Les animaux sont manipulés avec des méthodes à faible stress (manipulation par le corps). Afin de limiter le stress lors des prises de sang, dès que possible, les microprélèvements sont favorisés au lieu de prise de sang. Des points limites spécifiques et précoces ont été définis et seront appliqués.
Choix des espèces
Les rongeurs sont des espèces très utilisées en recherche. Ces espèces permettent d’élever rapidement un nombre d’animaux suffisamment important pour pouvoir avoir des données scientifiquement exploitables. Ce sont les espèces qui permettent à la communauté scientifique de réaliser un certain nombre d'études en recherche et développement grâce aux données historiques et à leur connaissance de ces modèles animaux. Stade adulte compte tenu que l’aliment est donné aux animaux après sevrage (généralement à 6 semaines), comme le demande le modèle pathologique.
Production et élevage de modèle rongeur d’obésité (rat ZDF)
- Recherche appliquée
- Alimentation animale
- Maladies animales
- Troubles endocriniens
- Recherche fondamentale
- Multisystémique
- Oncologie
- Système endocrinien
Produits en permanence sur le site d'un éleveur et vendus à la communauté scientifique, 10 000 rats ZDF vont être utilisés dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger. Ils sont obèses et diabétiques par construction, l'accouplement retenu étant consanguin, frère-sœur, entre mâles obèses et femelles non obèses, les femelles obèses ne produisant pas de lait. Ceux qui ne partent pas chez un chercheur sont tués, le porteur indiquant qu'ils portent un phénotype dommageable et ne peuvent pas être proposés à l'adoption. Les procédures se limitent à des microprélèvements sanguins jusqu'à deux fois par semaine, quatre prises de sang et une pesée hebdomadaire, auxquels s'ajoutent les signes cliniques de l'obésité et du diabète. Le porteur affirme qu'aucun modèle "alternatif inerte systémique complet" n'existe encore pour remplacer l'animal vivant.
Objectifs
Le projet a pour but de développer et fournir à la communauté scientifique des modèles animaux avec une modification du métabolisme et/ou physiologique induite par la modification du régime alimentaire (aliment riche en matière grasse). Le modèle est un modèle de rat diabétique et obèse nourri avec une alimentation spécifique, produit de façon permanente sur le site.
Bénéfices attendus
Mise à disposition pour la communauté scientifique d’un modèle diabétique/d’obésité permettant de mieux comprendre et étudier ces phénomènes pathologiques qui touchent à la fois l’humain et l’animal, et de chercher des traitements à ces maladies et leurs comorbidités.
Procédures
Micro prélèvements (durée : 1 minute, fréquence : deux fois par semaine au maximum), prise de sang (durée 2 minutes, fréquence : 4 fois, à minimum trois semaines d’intervalle), pesée (durée : 30 secondes, fréquence : une fois par semaine)
Impact sur les animaux
Signes cliniques associés à l’obésité et au phénotype diabétique, stress et douleur associés aux prélèvements sanguins à la queue, stress associé à la pesée, stress associé à la contention.
Devenir
Mise à mort ou expéditions chez le scientifique. Les animaux non expédiés chez le scientifique seront mis à mort car présentant un phénotype dommageable et ils ne peuvent pas être proposés à l’adoption.
Remplacement
L’étude de la pathologie du diabète et de l’obésité, et la recherche de traitements nécessite encore à ce jour l’utilisation de modèles in vivo, des modèles alternatifs inertes systémiques complets n’existant pas encore à ce jour.
Réduction
Suite à l’analyse de nos statistiques de production et d’envoi d’animaux à la communauté scientifique, il a été décidé de réduire le niveau de nos colonies et de réduire le nombre de reproducteur de 20%. En choisissant le schéma d’accouplement consanguin (frère-soeur) mâle obèses (homozygotes pour le gène d’intérêt) avec femelles non-obèses (hétérozygotes pour le gène d’intérêt), nous optimisons le nombre d’animaux portant le phénotype d’intérêt au sein de la portée en réduisant les animaux réformés n’ayant pas le bon génotype. L’accouplement homozygote par homozygote n’est pas possible car les femelles homozygotes ne produisent pas de lait. De plus, certains scientifiques ont besoin d’animaux témoins non-obèses (de génotype hétérozygote).
Raffinement
Les animaux ont accès à de l’enrichissement dans leurs cages (mouchoirs et frisure de carton). Les animaux sont manipulés avec des méthodes à faible stress (manipulation par le corps). Dès que possible, les microprélèvements sont favorisés au lieu de prise de sang. Des points limites spécifiques et précoces ont été définis et seront appliqués.
Choix des espèces
Les rongeurs sont des espèces très utilisées en recherche. Ces espèces permettent d’élever rapidement un nombre d’animaux suffisamment important pour pouvoir avoir des données scientifiquement exploitables. Ce sont les espèces qui permettent à la communauté scientifique de réaliser un certain nombre d'études en recherche et développement grâce aux données historiques et à leur connaissance de ces modèles animaux. Les animaux seront utilisés à partir de 5 semaines car c’est à partir de cet âge que le phénotype diabétique/obèse commence à s’exprimer.
Modulation de la reproduction et du comportement socio-sexuel à l’aide de fragments d’anticorps chez la souris
- Recherche fondamentale
- Oncologie
- Système endocrinien
- Système urogénital
Lavages vaginaux quotidiens pendant huit à vingt jours, que le porteur reconnaît "désagréables pour les femelles", inoculations intravaginales sous anesthésie, six prélèvements de sang à la queue, pose d'une puce sous la peau et tests de comportement sexuel répétés jusqu'à huit fois : 6 227 souris vont être utilisées, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger pour 3 427 d'entre elles et modéré pour 2 800. 5 227 sont tuées, notamment les femelles dont il faut examiner les ovaires, les embryons et les organes génitaux, et 1 000 mâles sont gardés vivants pour être réutilisés d'un fragment d'anticorps à l'autre. Le projet teste des fragments d'anticorps de camélidés censés contrôler la reproduction sans toucher au comportement sexuel. Le porteur le présente comme mené "à des fins strictement scientifiques", tout en visant des alternatives à la contraception hormonale et des méthodes de synchronisation et de superovulation pour les animaux d'élevage.
Objectifs
Les méthodes actuelles de contrôle de la reproduction (traitements hormonaux, stéroïdes) sont associées à de nombreux effets secondaires, et les molécules utilisées s’accumulent dans l’environnement où elles agissent comme des perturbateurs endocriniens. Par ailleurs, aucune solution thérapeutique n’existe pour la prise en charge des troubles du comportement social, et les contraceptifs peuvent être associés à une diminution de la libido. La prise en charge des patients souffrant de troubles de la reproduction et du comportement, ainsi que la maîtrise de la reproduction des animaux d’élevage, bénéficieraient donc du développement de nouveaux traitements pharmacologiques. Les anticorps monoclonaux représentent une des meilleures promesses thérapeutiques dans le domaine de la reproduction. Les fragments d’anticorps de camélidés (VHH) présentent des caractéristiques uniques : ils ont une durée de vie courte dans le sang, sont dégradables et capables de moduler l’activité des récepteurs, et sont donc une alternative majeure aux composés chimiques et hormones stéroïdiennes. Nous caractérisons in vitro des VHH capables d’activer ou inhiber l’activité de cibles impliquées dans le contrôle de la reproduction et/ou du comportement sexuel localisées dans les gonades : récepteur de l’hormone folliculo-stimulante (FSHR), récepteur de l’hormone lutéinisante (LHR), récepteur des oestrogènes couplé aux protéines G 1 (GPER). Les VHH les plus prometteurs doivent désormais être développés pour un usage in vivo, afin de déterminer leur potentiel thérapeutique. Le projet proposé a pour objet i) de déterminer la pharmacocinétique et pharmacodynamique in vivo de ces fragments d’anticorps, ii) le cas échéant de procéder à une ingénierie de leurs séquences pour leur utilisation in vivo, iii) de déterminer les effets fonctionnels sur la reproduction et le comportement chez la souris de ces nouvelles stratégies thérapeutiques innovantes, le tout à des fins strictement scientifiques. Le projet a ainsi pour objectif de démontrer la faisabilité de l’utilisation in vivo de VHH pour contrôler et moduler la fonction de reproduction sans affecter le comportement sexuel dans le cadre i) du développement d’alternatives aux méthodes actuelles de contraception, ii) du traitement de troubles de la reproduction, ou iii) du développement d’alternatives aux méthodes de contrôle de la reproduction (synchronisation, induction de l’ovulation, …) utilisées en élevage.
Bénéfices attendus
En cas de succès de la preuve de concept chez la souris, la voie sera ouverte pour i) le développement de nouveaux traitements innovants des troubles de la reproduction, présentant une meilleure efficacité et moins d’effets indésirables, ii) le développement de méthodes de contraception non hormonales qui présenteraient moins d’effets secondaires et seraient mieux tolérées que les traitements actuels, tout en préservant l’environnement de l’accumulation de perturbateurs endocriniens à très longues demi-vies, iii) le développement de nouvelles méthodes non hormonales pour la synchronisation et l’induction de superovulation chez les animaux de rente.
Procédures
- Test d’interaction sociale réciproque : le test d’une durée de 10 minutes sera réalisé à faible intensité lumineuse avec des animaux vigiles. Chaque animal sera soumis 1 fois au test. - Test des trois chambres : le test sera réalisé à faible intensité lumineuse avec des animaux vigiles. Chaque animal sera soumis à 1 session de 10 minutes à J-2, 1 session de 10 minutes à J-1, et 2 sessions de 10 minutes à J0. - Test de comportement sexuel : le test sera réalisé avec des animaux vigiles et aura une durée maximale d’une heure. Selon les animaux, ceux-ci pourront être soumis : i) 3 fois au test à 4 jours d’intervalle, ii) 2 fois au test à 2 semaines d’intervalle, iii) 8 fois au test, ou iv) 1 fois au test. - Pesée : la procédure sera réalisée avec des animaux vigiles et dure moins de 5 minutes par animal. Chaque animal sera soumis à la procédure 1 fois par jour pendant environ 25 jours. - Puçage : la procédure sera réalisée sous anesthésie générale gazeuse, et une injection sous-cutanée d’anesthésique sera réalisée pour réduire la douleur liée à l’incision. Chaque animal sera soumis une seule fois à la procédure. - Lavages vaginaux : la procédure sera réalisée sur animaux vigiles et dure moins de 5 minutes. Chaque animal sera soumis à la procédure 1 fois par jour. Selon les animaux, ceux-ci pourront être soumis à la procédure pendant 16-20 jours ou pendant 8-10 jours. - Injection intrapéritonéale : la procédure sera réalisée sur animaux vigiles et dure moins de 5 minutes. Chaque animal sera soumis 1 fois à la procédure. - Prélèvements sanguins par la queue : la procédure dure moins de 5 minutes et sera réalisée sur animal vigile avec une anesthésie locale. Chaque animal sera soumis 6 fois à la procédure, à 1h, 12h, 2 jours, 5 jours et 7 jours d’intervalle du premier prélèvement. - Inoculation intravaginale : la procédure dure moins de 5 minutes et sera réalisée sous anesthésie générale pour une durée d’environ 30 minutes. Chaque animal sera soumis 1 fois à la procédure.
Impact sur les animaux
Les injections en intrapéritonéale, en intraveineuse et en sous-cutané ainsi que les prises de sang à la veine caudale peuvent engendrer une légère douleur au niveau du site. La pose d’une puce RFID sous anesthésie générale peut engendrer une légère douleur au niveau du site de l’incision lors du réveil de l’animal. La contention des animaux génère du stress. Les tests d’interaction sociale peuvent entrainer une certaine agressivité entre les animaux et ces tests comportementaux peuvent être anxiogènes lié à l’environnement nouveau. Les lavages vaginaux sont des actes désagréables pour les femelles.
Devenir
Pour le génotypage et phénotypage des animaux transgéniques, les femelles doivent être euthanasiées pour pouvoir étudier les paramètres embryonnaires ainsi que les gonades et organes accessoires. Les mâles seront également euthanasiés car aucuns animaux de ces génotypes ne seront utilisés par la suite, et nous ne pouvons pas envisager de les replacer étant donné que nous ne connaissons pas à l’avance leur phénotype. Pour la mise au point de l’analyse automatisée des tests de comportement sexuel, les femelles ovariectomisées seront euthanasiées à l’issue de la procédure car elles ne seront pas réutilisées par la suite. Tous les autres animaux seront gardés en vie pour être réutilisés. Pour l’effet des fragments d’anticorps (VHH) sur la cyclicité et le comportement sexuel des femelles, les femelles devront être euthanasiées à l’issue de la procédure afin de déterminer si l’oestrus est ovulatoire ou anovulatoire, et pour pouvoir étudier les ovaires (marquage VHH, nombre et taille des follicules, …). Les mâles seront gardés en vie pour être réutilisés. Pour l’effet des fragments d’anticorps (VHH) sur la fertilité des femelles, les femelles devront être euthanasiées à l’issue de la procédure afin d’étudier les paramètres embryonnaires, et pour pouvoir peser et étudier les organes accessoires et les ovaires (marquage VHH, nombre et taille des follicules, …). Les mâles seront gardés en vie pour être réutilisés. Pour l’effet des fragments d’anticorps sur la mobilité spermatique, les femelles devront être euthanasiées à l’issue de la procédure pour pouvoir étudier les paramètres embryonnaires. Toutefois, si aucune gestation n’est constatée, les femelles seront gardées en vie pour être réutilisées.
Remplacement
Tous les VHH utilisés ont été entièrement développés et caractérisés in vitro, mais aucune étude de reproduction ou de comportement ne peut se réaliser par des approches in vitro, ex vivo ou de modélisation. Ce projet étudie les régulations entre plusieurs fonctions physiologiques et/ou comportementales, qui sont impossibles à reproduire par des méthodes alternatives. La gestation ne peut être mimée in vitro, et l’activité neuronale à l’origine des comportements socio-sexuels est dépendante de l’interconnectivité des neurones, ces phénomènes ne peuvent donc être étudiés que sur des animaux entiers. De plus, la pharmacocinétique (demi-vie dans la circulation sanguine ou temps de résidence dans les organes cibles), la pharmacodynamique (effets des substances injectées sur leur cible), les effets secondaires éventuels et les effets fonctionnels des VHH sur la reproduction ou les comportements ne peuvent être évalués que chez l’animal. Compte tenu de l’ensemble de ces paramètres et de l’absence de méthodes de remplacement in vitro, il est indispensable de recourir à une expérimentation in vivo.
Réduction
Le nombre d’animaux utilisés a été rationalisé afin de ne pas utiliser plus d’animaux que nécessaire pour pouvoir mettre en évidence un effet après analyse statistique. Un effectif de 16 animaux par groupe est ainsi nécessaire. Toutefois, il est indispensable de prendre en compte un certain nombre de facteurs de variabilité pouvant conduire à l’élimination de certains animaux de l’expérience. Ainsi, afin d’assurer un effectif exploitable de 16 animaux par groupe en fin d’expérience, nous avons besoin d’un nombre total de 20 animaux expérimentaux par groupe. De plus, nous avons fait le choix de regrouper certains tests dans une même expérimentation, afin de réduire le nombre d’animaux utilisés pour étudier ces paramètres. Enfin, les effectifs décrits correspondent aux effectifs maximaux qui pourraient être utilisés. En effet, dès que cela sera possible, plusieurs aménagements nous permettront de réduire le nombre d’animaux utilisés pour les expériences : i) pour les tests de comportement sexuel, les mâles pucés pourront être réutilisés pour les expériences avec différents VHH, ii) pour les femelles ayant reçu une administration intravaginale de VHH, si aucune gestation n’est constatée au bout de 20 jours après mise en présence du mâle, celles-ci seront gardées en vie et réutilisées pour tester d’autres VHH, iii) dès que cela sera possible, plusieurs fragments d’anticorps candidats seront testés en parallèle avec un seul groupe contrôle commun, ce qui permettra de réduire les effectifs totaux des animaux contrôles utilisés. Enfin, concernant les animaux exprimant le transgène FSHR humain, si ceux-ci ne présentaient pas de restauration de la fertilité, aucune expérience ultérieure avec ces animaux ne serait réalisée.
Raffinement
Les expériences sont menées dans les plus courts délais possibles afin de minimiser l’inconfort et le stress des animaux et de les remettre dans leurs cages en présence de leurs congénères. Les animaux sont observés quotidiennement et leur état de bien-être déterminé sur la base de 3 critères : apparence, poids, comportement (critères décisionnels en annexe). Un enrichissement est mis en place dans l’arène utilisée pour les tests de comportement : cabane en plastique rouge, copeaux, biberon, gamelle de croquettes. Des phases d’habituation sont réalisées avant les tests de comportement, qui sont effectués à faible intensité lumineuse pour limiter l’anxiété des animaux. Ces derniers sont transférés dans une salle contigue à la salle de tests comportementaux 1h avant le début des procédures. Avant d’euthanasier des animaux, ceux-ci sont transférés un à un dans la salle dédiée, afin d’éviter une communication d’anxiété entre congénères. Les puces RFID sont insérées sous la peau au moins 1 semaine avant le début des expériences sous anesthésie gazeuse et une anesthésie locale est réalisée pour réduire la douleur liée à l’incision. Pour les tests de cyclicité, nous réalisons de simples lavages au liquide physiologique plutôt que des frottis vaginaux à proprement parler (qui nécessitent l’introduction de petits coton-tiges à l’intérieur du vagin), cette méthode étant suffisante à la réalisation des objectifs scientifiques tout en limitant l’inconfort des animaux. Une anesthésie locale est réalisée pour les prélèvements de sang ainsi qu’en cas d’injections répétées des fragments d’anticorps. Les administrations intravaginales d’anticorps seront réalisées sous anesthésie générale de courte durée et les animaux sont placés sur un tapis chauffant au cours de la procédure. Les animaux sont soigneusement examinés jusqu’à leur réveil total et contrôlés 2 fois par jour après l’opération pendant 15 jours, pour détecter tout signe de douleur ou d’infection. En cas de signes, le responsable du bien-être animal serait immédiatement informé et les animaux traités. Si le traitement ne fonctionnait pas dans les 24 heures, les animaux seraient euthanasiés pour éviter toute souffrance. L’hébergement des femelles gestantes sera enrichi avec des cotons de ouate. Lors de l’introduction des mâles avec les femelles, nous surveillons l’absence de comportements agressifs pendant 1 heure puis quotidiennement. En cas d’agressivité du mâle envers les femelles, celui-ci serait remplacé.
Choix des espèces
La souris est une espèce sociale qui se reproduit bien et vite, dont la physiologie de la reproduction est bien caractérisée, et qui présente de façon innée des comportements socio-sexuels bien décrits. Cette espèce permet la génération d’animaux modèles transgéniques (souris « humanisées » pour une cible dans le cas présent), approches qui ne sont pas ou que peu possibles sur d’autres espèces. Par ailleurs, à l’heure actuelle seules des petites quantités de VHH sont produites au laboratoire, compatibles uniquement avec une utilisation in vivo chez la souris. Les études seront réalisées chez l’animal adulte (à partir de 7 semaines), les animaux devant avoir passé la puberté pour pouvoir étudier leurs paramètres reproducteurs et comportements sexuels.
Fibrose hépatique au cours du diabète : impact des récepteurs CB1 et du transporteur de glucose SGLT2 chez la souris obèse et diabétique
- Recherche fondamentale
- Oncologie
- Système cardiaque
- Système endocrinien
- Système gastrointestinal
Nourries d'un régime gras pendant vingt semaines à partir de l'âge de 4 semaines, des souris peuvent grossir au point de ne plus atteindre leur nourriture ni leur eau, et développer un état dépressif et de l'anxiété. 220 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue pour des analyses post-mortem, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, afin de tester l'association de deux traitements contre la fibrose du foie liée à l'obésité et au diabète. Elles reçoivent ces traitements par gavage et subissent 14 incisions de la veine de la queue sous anesthésique local, chaque test de glycémie étant précédé de six heures d'isolement à jeun. Pour décrire les actes, le porteur compte en secondes : 30 secondes de pesée par semaine, "soit un total de 12 minutes par souris", 10 secondes de contention par gavage, 3 à 4 secondes par incision, sans y faire figurer le régime.
Objectifs
La prévalence mondiale de l’obésité est en constante progression. L'obésité est un facteur de risque majeur pour le développement du diabète de type 2 et de perturbations cardiométaboliques dont la MAFLD (Metabolic dysfunction-Associated Fatty Liver Disease). Cette pathologie est principalement caractérisée par une profonde perturbation du métabolisme du foie et par un développement de fibrose. Actuellement, aucune approche médicamenteuse efficace n’est commercialisée à l’heure actuelle. L’objectif de notre projet est d’étudier les potentielles interactions entre 2 cibles thérapeutique sur l’évolution de fibrose dans un modèle de souris souffrant de MAFLD.
Bénéfices attendus
La prise en charge et le traitement du diabète de type II et de ses complications est un enjeu de santé publique de plus en plus prégnant. Les stratégies médicamenteuses bien que multiples voient leurs limites dans le fait qu’elles ne ciblent généralement qu’un récepteur et donc qu’un point précis du métabolisme, limitant ainsi leur efficacité. Ce projet permettra de nous renseigner sur le réel potentiel thérapeutique d’une double approche pharmacologique dont les deux stratégies ont déjà chacune démontré des effets hépato-protecteurs. Ceci pourrait avoir un réel impact pour les patients.
Procédures
Pendant les 24 semaines de la procédure, les souris seront manipulées hebdomadairement pour monitorer leur masse corporelle. Cette action mécanique durera 30 secondes par souris à chaque fois, soit un total de 12 minutes par souris sur l’ensemble du projet. L’administration des traitements pharmacologiques par gavage oro-pharyngé nécessitera l’immobilisation de chaque animal pendant 10 secondes à chaque administration. Pour chaque test nécessitant une mesure de glycémie, une petite incision à la veine caudale sera réalisée après avoir appliqué un anesthésique local afin de prélever du sang total et ainsi réaliser une mesure à l’aide du glucomètre. Ce type de prélèvement durera 3-4 secondes et aura lieu 14 fois par animal (2 x 7 prélèvements à 5 jours d’intervalle). Pour les tests faisant intervenir une mesure de glycémie, un isolement de 6h préalable sera nécessaire pour effectuer un jeun. Les tests en eux-même durent 2h.
Impact sur les animaux
En plus d’une altération des paramètres métaboliques, un régime gras de longue durée peut entrainer une prise de poids importante et altérer les capacités motrices de l’animal au point de le rendre incapable d’accéder à la nourriture et la boisson. Le régime gras peut également altérer la santé mentale des animaux et créer un état dépressif et de l’anxiété.
Devenir
Les animaux sont mis à mort à la fin de la procédure afin de procéder aux analyses post-mortem et déterminer les mécanismes d’actions mis en jeux.
Remplacement
L’obésité, le diabète de type 2 et le développement de MAFLD sont le fruit de dérégulations multifactorielles entraînant une élévation incontrôlée du glucose sanguin et une perturbation de l’homéostasie lipidique ayant des conséquences dramatiques sur de nombreux tissus et organes. Afin d’étudier ces aspects, il est indispensable de travailler sur l’organisme vivant en entier ce qui justifie ainsi la nécessité de réaliser des expérimentations in vivo. Ainsi, aucun modèle cellulaire ne peut être utilisé pour substituer totalement l’utilisation de modèles animaux.
Réduction
Le nombre d’animaux a été calculé sur la base de projets similaires précédemment réalisés. Grâce à notre expérience du travail sur les molécules antidiabétiques, nous avons pu au cours des projets réduire le nombre d’animaux par groupe en optimisant les temps et doses de traitement. En effet, il ne nous est plus nécessaire de réaliser des effets doses, ni de multiplier les temps de traitements, pour un large spectre de molécule, dont celles utilisées dans ce projet. De plus, l’utilisation des animaux a été réfléchie afin qu’un maximum de données soient obtenues avec un minimum de douleurs et de stress pour les animaux. Ainsi des tests in vivo et des prélèvements d’organes seront réalisés chez les mêmes animaux. Pour ces raisons, avec une seule dose et un seul temps de traitement, nous avons réduit le nombre d’animaux pour mener à bien ce projet et obtenir un puissance statistique suffisante.
Raffinement
Les souris seront hébergées en groupe (5 animaux par cages) avec un enrichissement de leur milieu de vie, dans une pièce calme et tempérée. Les aliments et l’eau de boisson seront fournis ad libitum. Les animaux seront observés quotidiennement par du personnel qualifié et des soins pourront être apportés si l’état de santé des rongeurs le nécessite. Pendant les traitements pharmacologiques, les souris seront amenées à être hébergées de manière individuelle pour les tests de tolérance au glucose et de sensibilité à l’insuline (total de 8h par expérimentation). Pour chaque cas, un enrichissement plus important sera apporté dans chaque cage. De plus, le contact visuel entre animaux sera maintenu via l’utilisation de cages transparentes.
Choix des espèces
L’étude d’une pathologie a pour but d’en comprendre les mécanismes afin d’établir des stratégies thérapeutiques applicables à l’espèce humaine. Dans ce sens, dans le cadre de la recherche fondamentale, il paraît déterminant de choisir un modèle animal dont la physiologie et la physiopathologie sont le plus proche possible de celles de l’Homme. C’est le cas pour la souris, qui sur le plan neurobiologique et métabolique, présente de multiples similarités avec l’Homme. De plus, cette espèce animale fait partie des espèces les plus étudiées avec des données bibliographiques abondantes ce qui diminue le risque de duplication inutile de travaux et veille à réduire au mieux le nombre d’animaux utilisés. Le début du projet fera appel à des souris de 4 semaines. L’utilisation d’animaux jeunes se justifie par le fait qu’à cet âge, l’efficacité du régime est optimale car ils sont en pleine croissance. Ceci permet donc de limiter le temps de régime et donc le stress et les nuisances engendrées. Considérant les 20 semaines de régime WD, les animaux seront âgés de 24 semaines lors du commencement de l’approche pharmacologique et de 28 semaines lors de la fin de l’expérimentation.
Etude de l’influence des androgènes sur la régénération musculaire
- Recherche fondamentale
- Oncologie
- Système endocrinien
- Système musculosquelettique
800 souris reçoivent dans le muscle de la patte une injection de cardiotoxine, un venin de serpent qui lèse les fibres et provoque une douleur que le porteur reconnaît, après cinq jours de tamoxifène et, pour certains groupes, la pose chirurgicale d'un implant d'androgènes. Les procédures sont déclarées d'un niveau de souffrance sévère, le plus élevé de l'échelle. Le porteur écrit pourtant n'avoir "pas prévu d'administrer d'analgésiques", hors chirurgie, et fixe la mise à mort à une perte de plus de 20 % du poids sur une semaine. Toutes sont tuées à la fin de chaque procédure pour que leurs muscles soient analysés, l'enjeu déclaré étant de savoir si les androgènes améliorent ou aggravent la réparation d'un muscle lésé.
Objectifs
La régénération musculaire est indispensable pour maintenir la fonctionnalité du muscle squelettique. Le muscle squelettique adulte est capable de se régénérer spontanément à la suite d'une lésion grâce à des cellules souches musculaires localisées à la périphérie des fibres musculaires. L’objectif de ce projet est de comprendre les mécanismes moléculaires et cellulaires impliqués dans la dégénération d’une part et la régénération musculaire d'un muscle adulte d’autre part. Pour ce faire, les muscles des souris de type sauvage (non sujettes à des mutations) seront traitées à la cardiotoxine (un venin de serpent) afin d'induire une blessure au niveau du muscle tibial antérieur. Ces souris seront en parallèle traitées avec une substance synthétique qui a le même rôle des androgènes sécrétés par l'organisme ou un placébo afin de mettre en évidence une amélioration ou au contraire une aggravation du processus de réparation du muscle lésé.
Bénéfices attendus
L'ensemble de ces procédures permettra de déterminer le potentiel thérapeutique des androgènes dans le processus de régénération musculaire.
Procédures
Tous les animaux seront traités au Tamoxifène par voie intra-péritonéale pendant 5 jours (30 sec/ souris), anesthésiés à l'isoflurane (5-10 min/ souris), injectés à la cardiotoxine par voie intramusculaire (30 sec/souris). Un des groupes subira un implant d'androgènes en sous-cutané dans la région interscapulaire (5 min/souris). Un autre recevra les androgènes par voie musculaire en même temps que la cardiotoxine (30 sec/souris).
Impact sur les animaux
Les injections peuvent très rarement causer des infections. Le site d'injection sera surveillé chaque jour, et désinfecté si besoin. L'injection de cardiotoxine engendrera une douleur au niveau du muscle lésé. La chirurgie nécessaire pour la pose de l'implant pourra générer un inconfort dans les premiers jours suivant l'intervention.
Devenir
L’ensemble des animaux sera mis à mort à la fin de chaque procédure expérimentale pour des études moléculaires et histologiques.
Remplacement
Afin de déterminer le potentiel thérapeutique des molécules identifiées dans des systèmes cellulaires, le recours à un organisme entier est nécessaire. Par ailleurs, de nombreux facteurs et hormones interviennent dans la régénération fibrillaire. Ainsi il est nécessaire d’utiliser un modèle in vivo afin que tous les facteurs physiologiques pouvant intervenir dans ce processus soient pris en compte.
Réduction
De nombreuses études menées au laboratoire ont apporté une bonne connaissance du modèle et de la méthodologie à utiliser, permettant ainsi la mise en place d’expérimentations de qualité et raffinées sur un nombre limité de cohortes. Cela permettra l'utilisation d'un nombre d'animaux limité au strict minimum, tout en assurant une pertinence statistique et qualitative des résultats. Pour réaliser le type d’analyses envisagées, un faible nombre d’animaux est requis par groupe, à savoir 10 animaux par condition. En effet, pour une même souris une patte sera utilisée pour des analyses moléculaires et l'autre patte pour les analyses histologiques, limitant ainsi le nombre d'animaux.
Raffinement
Le risque d’infection sera pris en considération au niveau de la zone d’injection du tamoxifène et de cardiotoxine. Les animaux utilisés pour ces expérimentations seront observés quotidiennement. Les paramètres utilisés seront le poids, la posture de l’animal, l’état de son pelage et son activité (un dos vouté, un pelage hérissé ou inactivité après stimulation, sont tous des signes d'incofort de l'animal). Ces indicateurs nous permettront d’anticiper toute souffrance inutile, et d’intervenir au plus vite afin d’améliorer le bien-être de l’animal. Si l’un des animaux atteint le point limite, celui-ci sera immédiatement mis à mort. De plus, en cas de diminution de plus de 20% du poids corporel sur une semaine, l'animal sera sorti du lot et une euthanasie sera réalisée. L'injection de cardiotoxine, la substance synthétique et la chirurgie seront faites sous anesthésie. Nous n'avons pas prévu d'administrer d'analgésiques. Ils seront par contre donnés pour la chirurgie.
Choix des espèces
Les techniques de mutagénèses conditionnelles ne sont disponibles que chez les souris et sont validées pour des études physiopathologiques de gènes. Les souris de 7 à 11 semaines seront utilisées. En effet, le projet s’intéresse à l’organisme adulte et les souris jeunes possèdent davantage de cellules satellites que les souris agées.
Etude longitudinale des effets de l’hyperphénylalaninémie sur les fonctions neurocognitives dans un modèle murin de phénylcétonurie
- Recherche fondamentale
- Éthologie / comportement / biologie animale
- Oncologie
- Système endocrinien
- Système nerveux
Jusqu'à vingt-cinq injections dans l'abdomen, commencées deux à trois jours après la naissance, et quinze heures sans nourriture avant chaque imagerie : 80 souris porteuses d'une mutation reproduisant la phénylcétonurie vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures déclarées d'un niveau de souffrance léger. Ce classement coexiste avec un écart de poids pouvant atteindre 30 % chez les animaux privés de régime, une microcéphalie et une dépigmentation qui s'aggrave jusqu'à la sixième semaine. Les souris subissent aussi des prélèvements de sang dans la veine faciale, avec risque d'hématome, deux anesthésies accompagnées d'une injection de traceur radioactif, et quatre séries de quatre tests comportementaux étalées sur six mois, pour savoir ce que devient le cerveau d'un patient qui abandonne son régime à l'âge adulte. Le porteur retient la souris parce qu'elle est, écrit-il, "le seul modèle animal de phénylcétonurie disponible à ce jour".
Objectifs
La phénylcétonurie est une maladie génétique qui induit de sévères déficits intellectuels et développementaux si non traitée. Un dépistage néonatal a été mis en place dans les années 70 en France qui permet d’instaurer un traitement par un régime alimentaire particulier qui permet d’aboutir à un développement et un quotient intellectuel (QI) normal. Cependant, ce régime qui doit être suivi à vie, est faiblement suivi à l’âge adulte. Les conséquences de l’arrêt du régime à l’âge adulte restent encore largement méconnues, les premiers patients dépistés par test néonatal atteignant aujourd’hui la cinquantaine. Afin d’en apprendre plus sur la question et potentiellement améliorer le suivi de ces patients à l’âge adulte, notre projet a pour objectif d’étudier l’évolution des comportements concernant la motricité, la mémoire et l’anxiété de souris mutantes mimant la phénylcétonurie. Ces souris seront suivies de la naissance à l’âge adulte en fonction du maintien ou non du régime alimentaire afin de pouvoir voir l’impact de celui-ci sur les comportements cités précédemment. Des analyses sanguines et d’imageries serviront à étudier le fonctionnement du corps (métabolisme) dans ces conditions. Des analyses similaires seront faites in vitro sur des zones cérébrales impliquées dans la mémoire, l’anxiété et la motricité.
Bénéfices attendus
Ce projet permettra une meilleure compréhension de l’évolution de la santé mentale (mémoire, anxiété) et physique (motricité) des patients phénylcétonuriques en fonction du maintien ou non du régime à l’âge adulte ; ce qui permettra une meilleure prise en charge des patients phénylcétonuriques adultes. Il permettra également de mieux comprendre l’impact de l’arrêt du régime sur le fonctionnement du corps (métabolisme) en général, ainsi que sur le fonctionnement (métabolisme) de certaines structures cérébrales critiques impliquées dans la mémoire, l’anxiété et la motricité
Procédures
Les animaux subiront un prélèvement sanguin submandibulaire lors des 3 phases de tests répartis sur 6 mois, le dernier prélèvement sera fait post-mortem. Les souris recevront quatre injection intrapéritonéale hebdomadaire à partir de la naissance jusqu’au sevrage (hormis le groupe recevant les injections à vie (soit 25 injections totales) ; la durée de l’acte est de quelques secondes. Les animaux seront également injectés avec un radiotraceur et anesthésiés 2 fois chacun pour l’imagerie métabolique cérébrale. Les animaux auront 4 phases de tests comportementaux (4 tests par phase) sur les 6 mois d’expérimentations ; la durée de l’ensemble de ceux-ci est d’environ 78 minutes.
Impact sur les animaux
Les animaux mutants non traités avec un régime faible en phénylalanine présentent une divergence de poids pouvant atteindre au maximum 30%, ce de la première à la septième semaine. Ils présentent également une microcéphalie (n’implique pas d’anomalie au regard du comportement et de la motricité selon le fournisseur), ainsi qu’une hypopigmentation commençant à partir de la deuxième semaine et s’aggravant jusqu’à la sixième semaine. Les particularités énoncées précédemment sont réversibles chez la souris suivant un régime faible en phénylalanine (hormis pour la microcéphalie). L’isolement des animaux lors des tests comportementaux peuvent engendrer du stress. Les souris subiront une douleur lors des prises de sang au niveau de la veine faciale qui se trouve à l’arrière de la mâchoire avec possibilité d’hématome. Les injections hebdomadaires intrapéritonéales peuvent engendrer une légère douleur au niveau du site d’injection. La pièce d'imagerie pour manipuler l'animal et sa contention nécessaire à l’induction de l’anesthésie rajoute un stress supplémentaire. Une douleur au point d’injection du traceur radioactif en intrapéritonéal peut être ressentie quelques heures. Les différentes contentions entrainent du stress pour les souris. La veille de l’imagerie, les souris devront être à jeun durant 15 heures.
Devenir
A la fin du suivi longitudinale, tous les animaux seront mis à mort pour étude du métabolisme cérébrale.
Remplacement
Le projet se base sur le suivi du régime alimentaire (longitudinalité) et son impact sur le comportement afin de pouvoir observer des potentielles séquelles cognitives, émotionnelles et motrices. L’analyse du désordre comportemental induit par les divergences dans le suivi du régime alimentaire à l’âge adulte ne peut être menée que sur un animal entier exprimant toute la variété de son répertoire comportemental.
Réduction
Le calcul statistique pour l’optimisation des effectifs mène à des groupes de 16 souris (8 mâles et 8 femelles), soit 80 souris pour 5 groupes.
Raffinement
Les animaux seront hébergés en groupes sociaux de 2 à 4 individus. Du matériel de nidification sera mis à disposition (ouate et cabane en carton). Ils seront observés quotidiennement et toutes les stratégies d'analgésie, d'anesthésie et de soin seront mises en œuvre pour réduire au maximum tout inconfort qui pourrait être induit par les procédures. Un régime spécifique sera administré aux animaux sur une durée dépendant de leur groupe expérimental. Pour l’imagerie métabolique, une phase d’acclimatation sera faite, les animaux seront habitués à la salle d’expérimentation pour diminuer leur stress. L’induction d’anesthésie sera réalisée en gazeux à 3% (Vetflurane®) et pendant l’imagerie, l'anesthésie sera maintenue à 2%. L’animal sera maintenu durant toutes les expérimentations d’imagerie sur tapis chauffant. Nous assurerons une surveillance accrue du rythme respiratoire et de la température corporelle de l’animal chaque jour d’expérimentation
Choix des espèces
La souris est le seul modèle animal de phénylcétonurie disponible à ce jour. Leur répertoire comportemental est suffisamment étendu pour l’étude des nombreuses affections comportementales qui sont connues et susceptibles de survenir à l’âge adulte dans le cadre de la phénylcétonurie. Jusqu’au sevrage, les animaux recevront une injection d’enzyme hebdomadaire à partir du 2ème/3ème jour post-natal pour parer les effets délétères de la phénylalanine dans le lait maternel. Ensuite, les animaux seront utilisés à partir du sevrage (28 jours). Le régime sans phénylalanine sera instauré à ce moment-ci. Celui-ci ne pouvant être administré avant sevrage. C’est également à partir de ce stade que les animaux seront utilisés pour les tests comportementaux et prises de sang.
L’endothelium : une cible clé pour la santé cardiovasculaire et métabolique chez la femme
- Recherche fondamentale
- Oncologie
- Système cardiaque
- Système endocrinien
Ovariectomie ou orchidectomie, pose d'un implant hormonal sous la peau, jeûne de vingt-quatre heures et jusqu'à huit prélèvements de sang à la queue espacés de quinze à trente minutes : 1 298 souris subissent ces actes, toutes tuées à l'issue pour prélèvement d'organes, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger à modéré. L'objectif déclaré est de mesurer ce que le vieillissement, l'obésité et la carence en œstrogènes font aux cellules qui tapissent l'aorte et les vaisseaux du tissu adipeux. Les bénéfices annoncés glissent de la biologie vasculaire à la discrimination au travail, à la stigmatisation et à une "société plus solidaire et équitable pour les femmes". Le porteur conclut que l'expérimentation animale est "l'unique approche" possible, sans indiquer comment l'effectif de 1 298 a été établi ni combien de souris subissent chacune de ces interventions.
Objectifs
Les maladies cardiovasculaires sont la principale cause de décès à l'échelle mondiale, touchant aussi bien les hommes que les femmes, avec un risque accru chez ces dernières après la ménopause. Les cellules endothéliales des vaisseaux sanguins situées à l’interface entre le sang et les tissus sont en première ligne face aux altérations métaboliques associées aux facteurs de risque cardiovasculaire : le vieillissement, l'obésité et la carence en œstrogènes (ménopause) chez la femme. Ce projet a pour objectifs de définir 1) les impacts des facteurs de risque cardiovasculaire sur l’endothélium, 2) le rôle des dysfonctions endothéliales dans l’étiologie des pathologies cardiovasculaires dans deux lits vasculaires : l’aorte et les vaisseaux du tissu adipeux.
Bénéfices attendus
Ce projet pourrait permettre de proposer la cellule endothéliale comme une cible précoce pour limiter le développement des maladies cardiovasculaires, en particulier chez la femme au moment de la ménopause. En plus d'améliorer la santé des femmes, notamment en ce qui concerne les risques cardiovasculaires, l'optimisation du traitement de la ménopause aura un impact positif sur les problèmes sociaux liés à cette période de transition. Actuellement, de nombreuses femmes n'optent pas pour une hormonothérapie en raison des préoccupations liées aux effets secondaires. Le développement d'un traitement plus sûr (présentant moins de risques cardiovasculaires et thromboemboliques) contribuera à alléger les contraintes physiques et émotionnelles, ainsi que les problèmes sociaux associés à la ménopause, tels que la discrimination au travail et la stigmatisation. Améliorer la qualité de vie des femmes en période de ménopause contribuera à une société plus solidaire et équitable pour les femmes.
Procédures
Certains animaux seront soumis à des interventions de classes légère à modérée. - Chirurgie de classe modérée : ovariectomie ou orchidectomie (incision de la peau et du péritoine) (10 à 20min) - Chirurgie de classe modérée : pose de pellet hormonal en sous cutanée (incision de la peau) (5 à 10min) - Prélèvements d’une goutte de sang à la veine caudale : maximum 1 fois 8 prélèvements espacés de 15 à 30 minutes (2 secondes par prélèvement) - Mise à jeûn, classe modérée (24h).
Impact sur les animaux
Les expérimentations réalisées dans ce projet sont peu invasives indolores (pesée, régime riche en lipides) ou de classe modérée (jeûne, ovariectomie, orchidectomie, pose de pellet). Elles peuvent être associées aux nuisances suivantes : - Régime riche en lipides peut induire une prise de poids pouvant gêner les déplacements - Prélèvement à la veine caudale peut générer du stress et une douleur légère - Mise à jeun peut entrainer du stress - Ovariectomie/Orchidectomie/pose de pellet peut générer une douleur mais qui sera traitée par un analgésique.
Devenir
A l'issue de chaque procédure, les animaux sont euthanasiés afin de prélever les organes et réaliser des analyses moléculaires.
Remplacement
L'utilisation du modèle murin nous permettra d'identifier et de quantifier les changements progressifs et dynamiques impactant le système vasculaire qui surviennent avec le régime alimentaire et la prise de poids. Les prélèvements humains représentent un point fixe de l'état individuel et ne permettent pas de contrôler l'historique de perte et/ou gain de poids et ne permet pas une comparaison directe des cellules endothéliales et du tissus adipeux. Aucun système de culture cellulaire n'a pu reproduire des variations hormonales qu'auront à subir les cellules endothéliales et ceci d’autant plus que l’ensemble des lignées cellulaires endothéliales « perdent » l’expression du récepteur des oestrogènes. De plus l'étude de l'effet du sexe (via la sécrétion d'hormones stéroïdiennes : œstrogène et testostérone) font intervenir des fonctions, tissus et cellules multiples dans l’organisme non modélisables par des approches in vitro. C’est pourquoi le recours à l’expérimentation animale est l’unique approche permettant la réalisation de ce projet.
Réduction
Afin de limiter le nombre d’animaux pour cette étude, nous avons réalisé une veille bibliographique, tenu compte de nos expériences passées et conçu les expériences afin d’obtenir un pouvoir statistique suffisant avec un nombre minimum d’individus. Pour réduire au maximum le nombre d’animaux, plusieurs procédures expérimentales de classe légère puis modérée seront réalisées sur les mêmes groupes d’animaux dès lors que les animaux auront recouvré un bien-être général et dans la mesure où les procédures ne peuvent pas interférer entre elles.
Raffinement
Lors de leur arrivée en zone expérimentale les souris resteront en acclimatation pendant un minimum d'une semaine en présence d'enrichissement (de type sizzlenest, battons ou balle en bois) pour réduire le stress qui pourrait être causé par le transport. Dès leur arrivée, les animaux sont pris en charge par le personnel de la zootechnie compétent qui vérifiera leur état et bien-être. Les animaux issus de différentes cages de transport ne sont jamais mélangés dans les cages d’hébergement. Tout au long du protocole, le bien-être de l’animal est bien pris en compte avec enrichissement du milieu et les souris seront surveillées quotidiennement selon les directives européennes relatives à l'hébergement des animaux de laboratoire. Ce suivi aura pour but de détecter de la douleur, d’évaluer la capacité de s'alimenter, de boire, de se déplacer. Dans le cas où l’animal ne répondrait plus à ses besoins physiologiques, il sera anesthésié puis, après perte de conscience, l’animal sera euthanasié par dislocation cervicale. Critères d'arrêt par rapport à la souffrance : dans le cas où l’animal ne répond plus à des besoins physiologiques énoncés ci-dessous, l’arrêt de l’expérimentation sera préconisé par l’expérimentateur ou toute personne en charge du suivi des animaux. Tout au long des procédures, les points limites adaptés et précis (décrits dans chaque procédure) seront surveillés permettant de mettre en application l’arbre décisionnel pouvant aboutir aux critères d’arrêt des souffrances. Pour l’ensemble des chirurgies, les animaux sont gardés sur plaque chauffante pendant toute la procédure jusqu'à leur réveil. Un analgésique (morphinique) sera administré. En post opératoire, les souris sont surveillées et pesées. En cas d'amaigrissement excessif (>20%) ou de signe de souffrance de l'animal (apathie, yeux fermés, absence de toilettage, prostration, blessure), l’animal sera sorti de la procédure et euthanasié.
Choix des espèces
Mus musculus . La souris est un modèle reconnu dans l’étude du métabolisme et de l’obésité. Nourrie en alimentation riche en gras, elle développe des anomalies similaires à celles associées au syndrome métabolique chez l’Homme. Afin de ne pas affecter la croissance et la puberté, l'ensemble des procédures sera réalisé après 8 semaines.
Thérapie combinée aux interventions de perte de poids pour maximiser la résolution des complications metaboliques associées a l’obésité
- Recherche fondamentale
- Oncologie
- Système endocrinien
Douze semaines de régime enrichi en graisse jusqu'à l'obésité, puis six semaines de restriction calorique avec un gavage cinq fois par semaine : 168 souris suivent ce protocole de 18 semaines, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Elles sont placées trois fois dans un tube de mesure de la composition corporelle, et mises à jeun six heures avant chacun des deux tests de tolérance au glucose, avec six gouttes de sang prélevées à la queue sur trois heures, à vif. Le porteur annonce une dyslipidémie, une hyperglycémie chronique et une intolérance au glucose comme effets attendus du régime, et un risque d'irritation de l'œsophage lié au gavage. À la dix-huitième semaine, toutes sont tuées pour prélever le tissu adipeux, le foie et le muscle.
Objectifs
L'obésité est un facteur de risque majeur pour le développement des maladies cardiovasculaires et du diabète. Différentes stratégies existent pour réduire le poids corporel (restriction calorique, chirurgie bariatrique ou traitements pharmacologiques) qui induisent à court terme une amélioration, mais qui ne perdurent généralement pas dans le temps, avec fréquemment un rebond pondéral avec retour des anomalies métaboliques, en particulier la dysfonction du tissu graisseux. Par exemple, les anomalies fonctionnelles du tissu adipeux comme la fibrose (définie par l'accumulation excessive de matrice de collagène dans le tissu gras), présente chez de nombreux patients en situation d'obésité ne sont pas résolues au cours de la perte de poids, et constituent un facteur important d'échec des interventions thérapeutiques de réduction pondérale. Cette situation peut être reproduite chez la souris rendue obèse par un régime riche en graisse, qui développe une fibrose du tissu adipeux comme les patients. Ce sont les cellules souches du tissu adipeux qui produisent l'excès de matrice extracellulaire. Notre objectif est de tester l'efficacité de stratégies visant ces cellules souches pour éviter leur transformation. Nous avons identifié deux traitements potentiels a administrer pendant la période de réduction pondérale, que nous souhaitons valider in vivo dans le modèle souris. Ces traitements se basent sur l'administration de 2 molécules déjà administrées chez l'homme dans d'autres contextes. Nous testerons si elles peuvent améliorer la réponse a la perte de poids lorsqu'elles sont administrées en combinaison à la restriction calorique chez des souris préalablement rendues obese par régime gras.
Bénéfices attendus
Ce protocole doit constituer une preuve de concept chez la souris de l'efficacité des traitements combinés avec la restriction calorique pour restaurer la santé métabolique, en utilisant des approches ciblant la fibrose du tissu graisseux. A terme ces experiences constitueront une indication de ces traitements vers une application en clinique humaine.
Procédures
Pendant 18 semaines, des changements de régime alimentaire seront effectués, avec mise sous régime enrichi en graisse (12 semaines) puis retour à un régime standard (pendant 6 semaines). La stabulation sera effectuée a thermoneutralité (30degrés Celsius) dans une enceinte a climat constant afin de limiter la dépense d'énergie liée au maintien de la température corporelle. Pendant 6 semaines a partir de la semaine 12 les animaux recevront un gavage avec les composes A ou B ou véhicule. Le gavage est réalisé sur animal vigile par simple contention a raison de 5 fois /semaine, et dure moins de 30 secondes. La nuisance est liée au risque d'inflammation de l'oesophage. Ni A ni B n'entrainent d'effet toxiques, ces composés sont approuvés et utilisés chez l'homme dans d'autres contextes. Le suivi métabolique longitudinal comprend des pesées hebdomadaires. Nous réaliserons des mesures non invasives de la composition corporelle à 3 temps : avant la mise sous régime, à la fin du régime gras, et à la fin de la période de traitement. Cette mesure implique de placer les animaux dans un petit tube et de placer l’animal dans l’appareil de mesure durant 2 minutes. Le test de tolérance au glucose est réalisé 2 fois a 12 et 18 semaines, comportant la mise a jeun pendant 6h suivie de prélèvements séquentiels de gouttes de sang a la queue (1 goutte x 6 pendant 180 minutes) sur animaux vigiles. Apres 18 semaines : prélèvement sanguin sous anesthésie gazeuse suivie immédiatement d'euthanasie pour prélèvement d'organes.
Impact sur les animaux
Les effets indésirables attendus du projet sont ceux liés à l’induction de l’obésité et aux altérations métaboliques associées. En effet, la consommation d’un régime enrichi en lipides tel que celui utilisé ici, peut mener à une dyslipidémie, des altérations de la glycémie avec notamment une hyperglycémie chronique, une intolérance au glucose et une altération de la sensibilité à l’insuline, facteurs de risque cardiovasculaires chez la souris comme chez l'homme. Une fois l'obésité constituée nous initierons une période de restriction calorique pour induire une perte de poids, ce qui permet de reverser partiellement les troubles métaboliques. Cependant le gavage avec les composés a tester nessecite des manipulations de contention, et peut aussi induire des effets indesirables par irritation de l'oesophage. Pour l’évaluation métabolique des animaux, nous privilegions les procedures non invasives pour limiter le stress/douleur. Il est cependant necessaire de proceder au prélèvement de gouttes de sang a la queue pour le test de tolérance au glucose et les mesures de glycémie et de cétonémie, qui doivent etre réalisées sur animaux vigiles pour l'obtention de résultats valides. Les prélèvements sanguins peuvent générer un stress/douleur de courte durée.
Devenir
A la fin du protocole, tous les animaux sont euthanasiés en vue de prelever et d'etudier differents organes (tissu adipeux, foie, muscle etc). Les différents prélèvements sont nécessaires pour des analyses post-mortem et que cela implique l’euthanasie de l’ensemble des animaux
Remplacement
Le tissu adipeux excerce une fonction de stockage de l'energie en exces et de production de molecules signalisatrices qui va être déterminée par le microenvironnement tissulaire complexe. Ainsi, il n'existe à l'heure actuelle aucun modèle cellulaire in vitro qui puisse reproduire les fonctions de ce tissu in situ, en particulier sa flexibilité et les changenement ponderaux. L’évaluation de l’activité du tissu adipeux en réponse à des changements d'environnement métabolique et nutritionnels sont des processus biologiques et physiopathologiques complexes qui ne peuvent être explorés que par des approches expérimentales in vivo.
Réduction
Chaque animal (au total 168) sera exploité afin d’apporter le maximum d’information. Si possible, nous utiliserons les données de manière transversale entre les protocoles afin de réduire le nombre d’animaux. La taille des groupes expérimentaux a également été optimisée afin de répondre aux besoins de mettre en évidence des différences statistiques et pour prendre en compte les variations liées à la diversité de la réponse biologique. Lorsque cela est possible techniquement, sans affecter la qualité des données recueillies, les souris partageant un même groupe contrôle seront étudiés en même temps afin de réduire le nombre d’animaux. La taille des groupes expérimentaux a également été optimisée afin de répondre aux besoins de mettre en évidence des différences statistiques et pour prendre en compte les variations liées à la diversité de la réponse biologique. Le calcul de puissance indique que 12 souris par groupe est le nombre minimal permettant d’obtenir des résultats statistiquement fiables compte tenu de la variabilité interindividuelle des paramètres mesurés (poids,tolérance au glucose, tailles des adipocytes, contenu en collagène, analyse de cytométrie en flux).
Raffinement
Un suivi du poids des animaux sera effectué avant mise sous régime puis de manière hebdomadaire pendant les 12 semaines de régime riche en graisse. Les animaux sont hébergés avec leurs congénères (regroupés à 4 animaux par cage) et l'isolement est évité au maximum. Le milieu est enrichi avec au choix : lanières de papier Kraft, maisons en carton, tunnel en carton ou carré de coton compacté. Les animaux seront maintenus à une temperature de 30 degrés Celsius qui correspond a la thermoneutralité pour les petits rongeurs (absence totale de stress thermique, réduction de la thermogénese). Nous utilisons une enceinte climatique homologuée permettant de contrôler la température, l'humidité et le niveau d'éclairage. De plus, le personnel expérimenté de l'animalerie veille au bien-être des animaux et l'état de santé des animaux sera surveillé quotidiennement pour vérifier le respect des points limites définis pour ce projet. De plus, un suivi hebdomadaire de prise alimentaire et du poids sera réalisé, ce qui permet, en plus des données expérimentales, de s’assurer du bon état de santé des animaux et de les habituer aux manipulations afin de reduire le stress potentiel lors des procédures ultérieures (tests de tolérance au glucose). Nous prendrons soin de faire exécuter toutes les manipulations des animaux (pesées, gavages) par des personnes expérimentées afin de réduire le stress au maximum. Nous avons également choisi un matériel et des procédures adéquats pour limiter la douleur, avec en particulier l’utilisation des sondes de gavage en plastique fines et souples. Un laps de temps de minimum 1 semaine entre les actes sera respecté afin de laisser un temps de récupération aux animaux.
Choix des espèces
La souris est un modèle pertinent car les mécanismes de régulation de la balance énergétique sont très proches de ceux a l'œuvre chez l'homme. En cas de surnutrition, les souris développent une obésité (accumulation de tissu adipeux) qui ressemble à la situation chez l'homme avec des troubles du métabolisme glucidique (diabète) et d’autres perturbations métaboliques. Il est à noter que les modèles murins ont généré des apports conceptuels dans le domaine de la régulation du poids corporel, avec la découverte de la leptine, hormone d'origine adipocytaire qui contrôle la prise alimentaire. Cette hormone a été découverte grâce a des mutations naturelles chez la souris (mutation ob). De plus en rapport avec le projet, les souris répondent a des restrictions caloriques par perte de poids, elles peuvent aussi, comme les patients atteints d'obésité, développer une fibrose du tissu adipeux, avec des conséquences deletaires sur leur santé. Nos études requièrent que les animaux soient sexuellement matures avec un métabolisme adulte. Les souris seront donc mises sous régime à partir de l’âge de 6-8 semaines, pour une étude de durée totale de 18 semaines.
Comparaison inter-souches post-mortem des projections neuronales à différents stades de développement chez la souris
- Recherche fondamentale
- Oncologie
- Système endocrinien
- Système nerveux
Quinze minutes : une injection d'anesthésique dans l'abdomen, puis une chirurgie qui ne se termine pas par un réveil. 800 souris vont être utilisées ainsi, toutes tuées pour que leur cerveau soit prélevé, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Le projet cartographie l'innervation de l'hypothalamus, centre de régulation du comportement alimentaire et social, en comparant des souris sans flore intestinale et des souris de souche classique à 14, 21 et 56 jours de vie. Le porteur annonce des lots de 10 souris par condition, ce qui laisse l'essentiel des 800 animaux sans justification chiffrée, et écrit par ailleurs que la procédure "n'induit pas de nuisances sur les animaux".
Objectifs
Le cerveau est divisé en différentes régions, noyaux et sous-noyaux produisant de nombreux neuropeptides avec son rôle propre dans le comportement de l’hôte. L’hypothalamus est le centre de régulation du comportement motivationnel : alimentaire, social. Il produit des neuropeptides et des récepteurs qui vont influencer le comportement motivationnel de l'hôte. Des mutations des gènes produisant ces neuropeptides ou récepteurs peuvent influencer ces comportements. L'objectif du projet est d'étudier l'innervation de l'hypothalamus par différentes populations neuronales impliquées dans le comportement motivationnel (comportement alimentaire, comportement social notamment), en conditions normale et pathologiques.
Bénéfices attendus
Une meilleure visualisation et l’établissement d’une cartographie des cellules nerveuses exprimant ces différents peptides et récepteurs permettra de mieux appréhender les mécanismes de communication neuronale, et ce chez différentes espèces ayant des métabolismes et comportements différents (sociaux, alimentaires). Une quantification des neurones positifs peut être faite pour comparer l’expression entre les souches. Une quantification de l’expression des peptides et récepteurs permettra de compléter ces datas et de comparer entre les souches l’expression des ARN messagers.
Procédures
Les animaux soumis à la procédure 1 recevront une injection intra-péritonéale d'anesthésique/analgésique, suivie d'une chirirgie terminale sous anesthésie générale. La procédure complète dure 15 minutes à compter de l'injection. cette procédure n'induit pas de nuisances sur les animaux.
Impact sur les animaux
Les animaux seront soumis à une douleur au niveau du site d'injection et a un éventuel stress dû à la contention nécessaire à la réalisation des injections. Cependant, les gestes étant réalisés par des personnes habilités et habitués à ces procédures, la durée et l'intensité de ces effets sera minime, 2 minutes maximum.
Devenir
Mise à mort pour prélèvements d'organes pour des études histologies
Remplacement
Les techniques de prélèvement du cerveau pour des etudes d'histologie et d'imagerie sont à ce jour irremplaçables pour observer les projections neuronales entre les différentes régions cérébrales. Ce sont des techniques classiques utilisées en neurosciences, tant pour observer l’expression génique que l’expression protéique. Des méthodes in vitro existent pour étudier la structure et le fonctionnement d'un organe en condition physiologique et pathologique. Nous pouvons notamment citer les techniques d'organes sur puce (organ on chip), qui sont tout à fait pertinentes pour étudier les effets de molécules / médicaments sur l'organe ainsi que réaliser des tests de toxicité sur le tissu. Cependant, dans le cadre de ce projet, nous souhaitons observer les différentes structures anatomiques (noyaux neuronaux) et l'architecture mise en place dans le cerveau pour relier les différents noyaux (fibres), ce qui n'est pas reproductible in vitro. De plus, nous souhaitons également voir l'impact du microbiote intestinal sur le développement du cerveau (souris axéniques vs souris C57Bl6), impliquant 2 organes, ce qui est actuellement pas reproductible in vitro.
Réduction
Afin de limiter le nombre d’animaux, des marquages multiples seront réalisés sur un même tissu. De plus, l’utilisation de ce type de modèles animaux permet de réduire le nombre de souris utilisées puisque le génotype est plus garanti que via des mutations spontanées. De mêle pour les études d'expression génique, plusieurs marqueurs peuvent être ciblés par tissu. Pour limiter le nombre d'animaux utilisés, les marquages seront analysés sur des lots de 10 souris par condition. Ces effectifs nous assureront d’obtenir des données statistiquement comparables. Nous allons quantifier le nombre de cellules positives par région, et comparer les différences entre les conditions (age et sexe). Nous évaluerons aussi la densité des fibres nerveuses positives, chaque noyau possédant plusieurs projections neuronales. Les 30 animaux par sexe correspondent donc à 10 souris à P14, 10 à P21 et 10 à P56.
Raffinement
Les conditions d’élevage et de manipulation des animaux seront raffinées pour réduire au maximum la douleur, la souffrance et l’angoisse éventuelle des animaux. Les animaux seront maintenus à trois à cinq par cage pour éviter tout isolement social et leur environnement sera enrichi (présence de matériel pour construire un nid). Pendant toute la durée du séjour, les animaux seront suivis quotidiennement pour déceler tout signe de souffrance. Parmi ces signes, seront notamment relevés : perte de poids importante (20% du poids initial), posture « dos voûté », prostration, plaies, poil terne, vocalisations anormales, agressivité. Si l’un de ces signes ou combinaison de signes apparaît, le suivi de l’animal sera renforcé. Si l’état de l’animal s’aggrave dans les heures qui suivent ou ne s’améliore pas dans les 24h, il sera considéré qu’un niveau de souffrance intolérable est atteint et une mise à mort sera réalisée. L’ensemble des actes pouvant entrainer une douleur sera réalisé sous anesthésie (locale ou générale). Bien que la mise au point de ces modèles animaux soit couteuse, cela permet d’éviter la souffrance des animaux induite par l’administration des toxines.
Choix des espèces
Seule l’utilisation d’un modèle mammifère entier, donc in vivo chez l’animal, peut nous permettre de comprendre de façon globale l’organisation des neuropeptides dans un tissu entier. La souris présente de nombreux avantages pour l’élevage en animalerie : taille et coûts d’entretien réduits, fortes performances reproductives. De plus, la souris est un modèle animal largement utilisé pour les études physiopathologiques liées à la prise alimentaire, le comportement social, permettant ainsi une comparaison aisée de nos données avec celles d’autres équipes. Nous étudierons les animaux avant le sevrage (P14) ainsi qu’au sevrage à P21 et à l'age adule P56, afin d’observer le processus de développement chez les jeunes animaux et comparer les circuits hypothalamiques qui se développement principalement après le sevrage.