Système endocrinien
- Autre recherche fondamentale
- Biologie du développement
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Effets d’une alimentation riche en cholestérol pendant plusieurs générations chez la souris
- Recherche fondamentale
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- Système endocrinien
832 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger. Nourries au cholestérol sur plusieurs générations, elles subissent des tests de tolérance au glucose et à l'insuline avec injections et prélèvements sanguins à la queue, avant d'être tuées à cinq mois pour prélever aorte, cœur, foie et autres organes. Le porteur indique avoir d'abord utilisé un petit ver, Caenorhabditis elegans, pour limiter le recours aux vertébrés. Il étudie l'hérédité épigénétique paternelle des maladies cardiométaboliques et renvoie au conditionnel les retombées thérapeutiques.
Objectifs
La prévalence de l'obésité s'est accrue de manière épidémique dans les pays développés. Compte tenu du lien étroit entre l'obésité et les maladies cardiovasculaires, l'une des premières causes de mortalité en France, cela pose un grave problème de santé publique. Bien qu'une mauvaise alimentation et la sédentarité sont des facteurs de risques importants pour le développement des maladies cardiovasculaires, de plus en plus de données épidémiologiques et expérimentales convergent vers la même idée : nos gènes se "souviennent" de l'hygiène de vie de nos parents ou en d'autres termes d'un phénotype nouvellement acquis. Dans le présent projet, il s'agit d'un désordre métabolique, peut être transmis via la lignée germinale paternelle et/ou maternelle. Ce type d'hérédité non-génétique est un processus nouveau mettant en jeu des mécanismes "épigénétiques" qui font appel à des modifications qui ne sont pas codées directement par l’ADN. Depuis plusieurs années, nous avons développé un modèle d'hérédité où l'obésité paternelle induite par une alimentation riche en graisse est transmise par le père via les spermatozoïdes. Cependant, faute de modèles expérimentaux adéquats, très peu de données existent concernant l'hérédité épigénétique des maladies cardiométaboliques et les éventuels mécanismes moléculaires impliqués dans ce type d'hérédité sont très mal connus.
Bénéfices attendus
Notre projet vise à évaluer si la susceptibilité à développer des pathologies cardiométaboliques (notamment les cardiopathies coronariennes et maladies du foie gras) est modulée par l'héritage épigénétique paternel. Les bénéfices susceptibles d’émerger de notre projet consiste essentiellement en une meilleure compréhension des facteurs de risques héréditaires des maladies liées à un taux trop élevé de cholestérol (comme l’athérosclérose) qui pourra éventuellement déboucher sur une prise en charge thérapeutique améliorée de ces maladies.
Procédures
Les animaux vigiles seront soumis à 3 séries de prélèvements. A l'âge de 4 mois, les souris subissent un test de tolérance au glucose (Test GTT) et à l'âge de 4mois 1/2 un test pour mesurer leur sensibiltié à l'insuline (test ITT). Au total, les souris subiront 2 injections intrapéritonéales, à savoir une injection de glucose et une injection d’insuline. Pour réaliser ces injections, seules quelques secondes (5-10s) suffisent. Pour ces 2 tests, du sang sera prélevé au niveau de la queue . La glycémie est vérifiée toutes 15min la 1ère heure et toutes les 30 min la 2ème heure. A l'âge de 5 mois, les souris seront mises à mort et un prélèvement de sang sera effectué.
Impact sur les animaux
L' Injection Intrapéritonéale de Glucose ou d'Insuline et le prélèvement à la queue, associés aux tests GTT et ITT, induisent une douleur légère de courte durée. Le prélèvement de sang en fin de procédure induit également une douleur légère de courte durée.
Devenir
Les animaux seront tous mis à mort à la fin de la procédure expérimentale. Cela nous permettra de prélever plusieurs tissus (Aortes, Coeur, reins, tissus aadipeuc, pancréas, cerveau, foie). Certains seront directement congelés pour des analysies moléculaires et d'autres seront fixés pour analyses histologiques. Ce matériel biologique nous est indispensable pour réaliser les analyses moléculaires nécessaires à la compréhension des mécanismes moléculaires impliqués dans l'hérédité épigénétique des maladies cardio-métaboliques.
Remplacement
L'hérédité transgénérationnelle est un mécanisme complexe d'interaction pour lequel il n'existe pas, à l'heure actuelle, de modèles in vitro. L'emploi d'un modèle animal comme la souris récapitulant la physiopathologie des maladies cardiovasculaires (notamment les cardiopathies coronariennes) chez le mammifère est donc essentiel.
Réduction
Avant ces expériences, nous avons utilisé, parallèlement à notre modèle murin et en collaboration, un modèle non-vertébré, Caenorhabditis elegans, un petit ver transparent et nonparasitaire. Ce modèle nous a permis d’étudier certains aspects des mécanismes moléculaires de cette hérédité sans avoir recours au modèle animal vertébré. D’autre part afin de calculer la taille de l’échantillon nécessaire (15 animaux/groupe), nous avons réalisé un calcul de puissance basé sur nos précédentes expériences, test qui permet de minimiser le nombre d’échantillons et donc d'animaux nécessaires pour valider ou non notre hypothèse de départ.
Raffinement
Dans un souci de Raffinement, voici les dispositions que nous mettrons en place pour minimiser les souffrances éventuelles et le stress qui pourraient être générées par nos expériences : • Nous nous attendons à ce que nos souris deviennent obèses. Pour éviter de les séparer lorsqu’elles vieillissent (et ainsi de respecter le maximum de souris autorisées par cage) et de les stresser inutilement (en évitant de perturber la dominance déjà établie), les souris seront regroupées par 4 dans une cage dès leur sevrage. Ces animaux seront observés hebdomadairement pour pouvoir détecter d’éventuels problèmes. Si un de nos animaux est gravement blessé (bagarre ou autres), et/ou perd 10% de son poids pendant 2 semaines consécutives, cet animal sera mis à mort et répertorié. • Un intervalle d’au moins une semaine sera respecté entre chaque test GTT et ITT. • Les souris seront identifiées par punch au sevrage. Cette identification est définitive et ne peut pas induire d’infection. • Afin de limiter le stress lors des tests GTT et ITT, chaque souris sera identifiée par 0, 1, 2 ou 3 traits au feutre au niveau de la queue pour accélérer leur identification (feutre inodore spécial et non toxique). Si lors des tests ITT, la glycémie est faible (
Choix des espèces
Nous avons choisi la souris (Mus musculus) comme modèle en raison de ces similarités génétiques, et physiologiques avec l'homme, ainsi que la facilité avec laquelle son génome peutt être modifié et analysé. C'est, par ailleurs, la raison pour laquelle l'ensemble des techniques de transgénèse chez les mammifères a débuté chez la souris. En plus, nous pourrons avoir d’une façon relativement rapide les 5 générations indispensables pour achever l'étude. Les souris seront utilisées à partir de l'âge de 3 semaines jusqu'à l'âge de 5 mois. L'âge de 3 semaines correspond à la puberté la souris. A cet âge, les cellules qui génèrent les spermatozoïdes sont très sensibles à divers stress environnementaux. A l'âge de 4 mois, les mâles seront croisés afin d'obtenir les futures générations. En maintenant une nourriture riche en cholestérol pendant 4 mois, nous pensons que des marques non-génétiques peuvent être induites par l’alimentation et sont susceptibles d’être transmises à la nouvelle génération. Les croisements seront effectués comme suit: un male préalablement nourri en HCD sera croisé avec une femelle C57BL/6J. Lors du croisement la nourriture sera la nourriture standard. Le lendemain après le croisment si un bouchon vaginal est observé le mâle sera remis dans sa cage avec ses comparses sous un régime HCD. Après avoir été croisés, les animaux agés alors de 4 mois 1/2 subiront les tests de GTT et ITT.
Régulation de l’homéostasie et du développement épithéliale par la membrane basale
- Recherche fondamentale
- Oncologie
- Système endocrinien
- Système gastrointestinal
402 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Elles reçoivent du tamoxifène par gavage ou injection pour éteindre un gène, puis des injections destinées à marquer les cellules, y compris des souriceaux nouveau-nés gavés tous les deux jours. Le porteur indique que ces manipulations peuvent entraîner une perte ou une prise de poids, une diarrhée et une déshydratation. Il relève de la recherche fondamentale sur la membrane basale de l'intestin, utilise des organoïdes "dans la mesure du possible" mais affirme qu'ils ne reproduisent pas cette membrane.
Objectifs
L'épithélium intestinal est une barrière qui protège l'organisme de l'environnement hostile de la lumière intestinale. Il empêche le passage des toxines, des agents pathogènes et des déchets tout en permettant l'absorption des nutriments et des ions. Pour maintenir l'intégrité du tissu, l'ensemble de l'épithélium est remplacé en 3 à 5 jours chez la souris. L'épithélium recouvre les villosités, des protubérances en forme de doigts qui s'avancent dans la lumière de l'intestin, et les cryptes, des invaginations qui descendent dans le tissu conjonctif de l’épithélium. Si la formation initiale de l'intestin est un processus embryonnaire, les grands changements morphologiques tel que l'invagination des cryptes, ne se produisent que pendant la période postnatale. Tout au long de leur vie, les cellules épithéliales restent attachées à la membrane basale (BM). Elle est composée principalement de protéines qui s'auto-assemblent pour former une structure en forme de feuille. La BM fournit un support structural à l'épithélium, favorise l'attachement des cellules et maintient le sens des cellules. Cependant, la composition des protéines de la BM n'est pas uniforme, elle change tout au long de la vie et de la maladie. Le rôle que joue la composition de la membrane basale dans le comportement des cellules épithéliales reste inexploré. Les cellules épithéliales intestinales présentent un cycle de vie étroitement régulé. Les cellules souches se divisent dans les cryptes et se différencient en cellules sécrétrices et absorbantes à la sortie des cryptes. Les cellules migrent ensuite activement vers l'extrémité de la villosité, où elles meurent après s'être détachées de la BM. Nous ne savons pas ce qui détermine les limites des cellules en division dans la crypte, limite la perte des cellules à l'extrémité de la villosité, caractérise les signaux qui guident la migration des cellules et déclenche le commencement de la migration cellulaire au cours de la vie de l'animal. Dans ce projet, nous visons à évaluer le rôle de certaines des protéines qui composent la membrane basale sur le comportement des cellules pendant le développement postnatal et la vie adulte.
Bénéfices attendus
Différentes pathologies sont possibles lorsque l'homéostasie intestinale n'est pas maintenue. Il s'agit notamment de problèmes digestifs, de maladies inflammatoires de l'intestin et de cancers. L'implication de la membrane basale dans ces pathologies n'a pas été étudiée. Comprendre le rôle de la membrane basale dans le maintien de l'homéostasie peut apporter un éclairage nouveau sur des pathologies connues. Bien que ce projet relève de la "recherche fondamentale", la compréhension du rôle régulateur de la membrane basale en général et de la Laminine 5 en particulier dans la régulation de l'homéostasie intestinale peut offrir de nouvelles pistes pour la recherche de pathologies dans l'intestin et, par conséquent, pour la découverte de nouvelles voies de traitement.
Procédures
Dans la première procédure, l’élimination ciblée du gène d’intérêt sera générée par l’administration de tamoxifène par gavage oral ou par injection IP. Pour la suppression complète, le tamoxifène sera administré une fois par jour pendant 5 jours consécutifs à des souris adultes. Pour l’élimination à long terme des gènes de la membrane basale, nous mettrons également en œuvre un régime d’administration à long terme de tamoxifène à l’aide d’aliments contenant du tamoxifène. La nourriture tamoxifène remplacera la nourriture normale pendant 4 à 12 semaines. Jusqu’à 54 heures avant la mise à mort de l’animal, les souris seront injectées une fois avec un produit non irritant ni toxique pour marquer les cellules proliférantes et suivre leur migration vers le haut des villosités. 2 heures avant de mettre à mort l’animal, les souris seront injectées une fois (selon la première injection) pour marquer les cellules proliférantes. Dans la deuxième procédure, des expériences similaires seront réalisées sur des souris néonatales. Les animaux seront gavés 2 à 3 fois toutes les 48h.
Impact sur les animaux
Les nuisances attendues suite à l’administration de produits non toxiques et non irritants seront celles liées aux administrations elles-mêmes : gêne de courte durée au point d’injection ou gêne de courte durée dans la gorge lors des gavages. Suite à l'administration de ces produits, nous nous attendons à observer des changements dans l’intestin et l’épithélium intestinal des souris. Ces changements pourraient entraîner une perte ou un gain de poids, une diarrhée et une déshydratation ou une constipation.
Devenir
Tous les animaux seront mis à mort pour des analyses post-mortem.
Remplacement
L'intestin est un système physiologique complexe impliquant de nombreux composants : bactéries, sang, lymphatiques, neurones, tissu conjonctif, membrane basale et différents types de cellules. L'objectif principal de ce projet étant d'identifier la régulation de la membrane basale sur l'homéostasie et le développement de l'intestin, la réduction du système in vitro pourrait nous empêcher d'identifier les effets régulateurs sur les différentes parties qui composent l'intestin. Nous utiliserons des organoïdes dans la mesure du possible, mais ils ne peuvent pas répondre à toutes nos questions de recherche car il n'existe aucun moyen de reproduire la membrane basale in vitro, mais seulement certains de ses composants de base. Pour l'utilisation des organoïdes, nous produirons un stock d'organoïdes provenant des mêmes souris mutantes et de type sauvage pour les études de fonctionnalisation in vitro. Ces organoïdes peuvent être étendus, presque indéfiniment, pour optimiser le nombre d'animaux.
Réduction
Le nombre d’animaux utilisés est ajustés au plus bas mais compatible avec l’obtention de résultats statistiquement fiables. Tous les animaux, quel que soit leur génotype et leur sexe seront utilisés, ce qui permet d’avoir à la fois des animaux contrôles et des animaux d’intérêts. Pour réduire la variabilité de l'échantillon, nous utiliserons autant que possible des compagnons de portée. Des expériences pilotes seront menées sur un petit nombre d'animaux afin de déterminer les conditions expérimentales optimales. Les tissus extraits seront utilisés pour des expériences multiples afin de réduire le nombre d'animaux utilisés. Les croisements de souris seront optimisés pour produire le plus grand nombre d'animaux de tous les génotypes d’intérêt. Plusieurs types d'analyses seront effectués sur la même souris, comme le suivi de la prolifération, de la migration. Ces souris seront également utilisées pour l'histologie et l'immunofluorescence. Cela permettra de réduire le nombre de souris nécessaires pour ces procédures. Des outils statistiques seront utilisés pour déterminer le nombre minimal de souris nécessaires pour chaque expérience, afin de produire des résultats statistiquement significatifs.
Raffinement
Il n’y a pas besoin d’analgésique ou d’anesthésiant puisque l’administration de tamoxifène se fera par voie orale avec l’aide d’une canule souple en plastique non traumatisante. Pour les injections intrapéritonéale, une administration d’analgésique ou d’anesthésiant reviendrait à faire subir l’injection 2 fois. Aucun change de cage ne sera effectué la première semaine après la naissance afin de limiter le stress. De plus, la mère sera manipulée à chaque fois avant les souriceaux, afin d’y incorporer son odeur sur les gants, pour éviter tout risque d’abandon par la mère. La bonne prise en charge des souriceaux par la mère sera vérifiée Les procédures décrites ont un faible impact sur le bien-être des animaux. Néanmoins, comme il s'agit d'un nouveau modèle génétique pour l'ablation de gènes, nous ne pouvons pas déterminer si l'ablation du gène entraînera un phénotype nocif. Par conséquent, les animaux seront surveillés quotidiennement pendant l'administration du tamoxifène. Pour l'effet à long terme, les animaux seront surveillés tous les 3-4 jours. Leurs poids, ainsi que leur comportement général et leur apparence seront notés et les signes d'inconfort selon la grille de score seront évalués. Si des signes de douleur sont identifiés, l'animal sera mis à mort dans les 24 heures.
Choix des espèces
Il n’est pas possible d’étudier le développement des tissus intestinaux à partir d’études in vitro, le seul moyen intéressant reste l’utilisation d’un modèle évolutif et ressemblant au modèle humain, comme c’est le cas pour la souris. La souris de laboratoire est largement utilisée dans la recherche gastro-intestinale. Ses similitudes avec l'Homme, tant au niveau génétique qu'au niveau de la physiologie, de la morphologie et de la structure de l'organe, font qu'il est facile de relier les résultats obtenus chez la souris à ceux obtenus chez l'Homme. En outre, la disponibilité d'une variété d'outils génétiques, ainsi qu'un assemblage complet et annoté du génome, de même qu'une reproduction rapide en font un bon modèle pour ce projet. Une petite cohorte de 5 animaux nouveau-nés de chaque groupe d'âge : P2, P7, P14, P21 sera utilisée pour tester le rôle de la membrane basale sur le développment de l’intestin. À ces âges, la morphologie de l'intestin change considérablement, et nous aimerions tester l’implication de la membrane basale dans ces changements. Pour tester l'effet de la perte de Lama3 pendant l'homéostasie, nous utiliserons des souris adultes âgées de 2 à 4 mois. À cet âge, le système intestinal est considéré comme mature et sa fonction est connue, ce qui constitue une bonne base de comparaison lorsque nous modifions la composition de la membrane basale.
Conséquences d’un manque d’hormones thyroïdiennes durant la période périnatale sur la capacité à réguler la température et la suceptibilité à l’obésité chez l’adulte
- Recherche fondamentale
- Oncologie
- Système endocrinien
600 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Des femelles gestantes sont rendues hypothyroïdiennes par un régime pauvre en iode, leurs portées adoptées par d'autres mères, puis les descendants sont exposés cinq jours à 4 °C ou soumis à un régime obésogène avec des tests de glycémie par incisions répétées de la queue. Le porteur indique qu'un échec d'adoption expose les nouveau-nés à la dénutrition et à l'hypothermie, et que l'exposition au froid comme l'obésité font perdre du poids. Il affirme qu'aucun modèle in vitro ne peut se substituer à l'étude de la communication mère-petits à l'échelle de "l'organisme entier".
Objectifs
Chez l’homme comme chez la souris, les hormones thyroïdiennes stimulent la dépense d’énergie. Les hormones thyroïdiennes agissent en particulier dans le tissu adipeux brun. Ce dernier est spécialisé dans la dissipation d’énergie et la production de chaleur. Chez la souris lors d’une exposition au froid mais aussi en réponse à un régime riche en graisse ce tissu est activé ce qui permet respectivement le maintien de la température corporelle et de limiter la prise de poids. Outre cet effet stimulateur de la dépense d’énergie chez l’adulte, les hormones thyroïdiennes sont présentes en forte concentration durant la période périnatale, pendant laquelles elles contrôlent le développement de nombreux organes, dont celui du tissu adipeux brun. La grossesse entraîne très fréquemment une baisse des concentrations sanguines d’hormones (hypothyroïdie). Si cette dernière est corrigée dans de nombreux pays, elle ne l’est pas en général dans les pays en voie de développement. La mère, mais aussi le fœtus/nouveau né, se retrouvent alors en hypothyroidie. Dans ce projet nous étudierons si une hypothyroïdie limitée à la période de développement du tissu adipeux brun chez l’embryon/nouveau né, impacte la capacité de ce tissu à produire de la chaleur lors d’une exposition au froid ou à un régime obésogène à l’âge adulte.
Bénéfices attendus
Les périodes fœtale et postnatale sont critiques pour déterminer les capacités métaboliques de l’adulte que ce soit chez l’homme mais aussi chez la souris. Les concentrations d’hormones thyroïdiennes sont fortement régulées pendant ces deux périodes et sont très importantes pour le développement de nombreux organes. Nous établirons ici si une hypothyroïdie précoce entraine une prédisposition à développer des anomalies métaboliques chez l’adulte. Si tel est le cas, une meilleure maîtrise de la concentration des hormones chez la mère et/ou le nouveau né permettrait non seulement de limiter les problèmes développementaux mais aussi d’assurer un équilibre métabolique chez l’adulte. Ceci est particulièrement important dans un contexte d’épidémie mondiale d’obésité et d’hypothyroïdie fœtale et postnatale mal contrôlées dans de nombreux pays.
Procédures
L’ensemble des animaux évoqués sont vigiles sauf indication contraire Dans une première expérience des femelles gestantes seront nourries pendant la gestation avec de la nourriture pauvre en iode contenant une molécule bloquant la production d’hormone thyroïdienne entraînant une « hypothyroïdie ». D’autres auront un régime contrôle. A la naissance, les portées des mères hypothyroïdiennes sont données à adopter à des mères normales et vice versa. Les mères hypothyroïdiennes sont maintenues sous leur régime spécial jusque 15 jrs après la naissance. Ensuite tous les animaux reçoivent un aliment normal jusqu’à leurs 2 mois. Ils sont alors injectés sous la peau (1 fois, 15s) pour introduire sous anesthésie gazeuse (1 fois, 5 mn) une puce éléctronique qui permettra de monitorer la température corporelle. Après 5 jrs de récupération, une partie des animaux est gardée à 23°C, l’autre hébergée pendant 5 jrs à 4°C. 2 injections en sous-cutanée sont réalisées à 30 mn d’intervalle avec un analgésique et un anesthésique (2 fois 15s) pour permettre le prélevement de sang terminal Dans une deuxième expérience des femelles gestantes seront nourries pendant la gestation avec de la nourriture pauvre en iode contenant une molécule bloquant la production d’hormone thyroïdienne entraînant une « hypothyroïdie ». D’autres recevront un régime contrôle. A la naissance, les portées des mères hypothyroïdiennes sont données à adopter à des mères normales et vice versa. Les mères hypothyroïdiennes sont maintenues sous leur régime spécial jusque 15 jrs après la naissance. Ensuite tous animaux reçoivent un aliment normal jusqu’à leurs 2 mois. Pour certains des animaux, le régime alimentaire normal sera remplacé par un régime obésogène pour 2 mois. Avant changement et à l’issue de ces 2 mois, toutes les souris seront soumises à un test pour mesurer leur capacité à utiliser du glucose administré en gavage (1 fois, 15 s). L’évolution de la glycémie sera mesurée 5 fois dans une goutte de sang issue d’une légère incision à la queue (1 incision, 5s par prélèvement). Après une semaine toutes les souris seront soumises à un autre test sanguin pour mesurer leur capacité à utiliser le glucose en réponse à une injection d’insuline dans la cavité abdominale (1 fois, 15 s). L’évolution de la glycémie sera mesurée comme après gavage au glucose. injections en sous-cutanée sont réalisées à 30 mn d’intervalle avec un analgésique et un anesthésique (2 fois 15s) pour permettre le prélevement de sang final
Impact sur les animaux
Après sevrage les mâles issus d’une même portée doivent être répartis dans les différents groupes expérimentaux (température ou nourriture), certains peuvent être isolés pendant une partie des expériences. En cas d’échec d’adoption les petits risquent d’être dénutris et en hypothermie Légères douleurs liées à différents types d’injection dans l’abdomen (glucose, insuline, anesthésique) ou au gavage Légères douleurs liées à la présente de la puce implantée sous la peau L’hypothyroïdie chez le nouveau né, et l’exposition au froid chez l’adulte peut entrainer une perte de poids Les prélèvements à la queue dans les tests de réponse au glucose et à l’insuline peuvent provoquer une douleur légère. Sous le régime obésogène les animaux peuvent prendre beaucoup de poids. Cette forte prise de poids peut s’accompagner de difficulter à se déplacer. Lors des tests de réponse à l’insuline, les souris peuvent se retrouver en hypoglycémie
Devenir
L’ensemble des animaux est mis à mort pour prélèvements des tissus à analyser
Remplacement
Aucun modèle in vitro ne peut se substituer au modèle animal pour ce type d'études physiologiques qui impliquent la communication entre la mère et ses petits, différents organes et des effets au cours du temps. Les mécanismes sont complexes et doivent être envisagés à l'échelle de l'organisme entier.
Réduction
Le nombre d’animaux par groupe a été réduit au maximum pour permettre l’obtention de résultats significatifs. 8 animaux par condition expérimentale sont nécessaires pour obtenir des résultats statistiquement significatifs. En effet les effets de l’hypothyroïdie sont variables d’un animal à l’autre. De plus les points limites peuvent être atteints pour quelques animaux durant les expériences ce qui entraînent leur retrait de la procédure. Nous utiliserons donc 10 animaux par groupe pour prendre en compte ce risque. Nous ne répéterons pas les expériences si nous n’avons pas besoin de matériel supplémentaire. D’autre part, toutes les femelles gestantes que nous utilisons pour obtenir des petits ayant été exposés à une hypothyroïdie précoce ne seront pas commandées en même temps. Dès que le nombre de petits sera suffisant, les commandes seront arrêtées
Raffinement
Autant que possible, les animaux sont maintenus en groupes sociaux à deux ou trois animaux par cage pour limiter le stress. Si les animaux viennent à être séparés suite à des blessures, ou pour permettre la ventilation des animaux dans les différents groupes, on leur procurera un enrichissement supplémentaire dans leur cage. Nous veillerons au bien être et à la bonne santé des animaux tout au long des expériences, en leur effectuant des visites trois fois par semaine, en vérifiant leur poids, et observant que leur comportement soit normal. Des lotions antiseptiques seront appliquées en cas de blessure Lorsqu’une perturbation importante des animaux est attendue, comme la perte de poids lorsque les animaux sont hébergés à 4°C, la fréquence de la surveillance des animaux est augmentée à deux fois, voire trois fois par jour. La nourriture obésogène a tendance à rancir, elle est donc renouvelée deux fois par semaine. L’insuline peut faire chuter le taux de glucose sanguin. Lors des tests de tolérance à l’insuline, on veille à ce que ce taux ne descende pas en dessous d’un seuil critique. Si ce seuil est atteint l’animal est immédiatement injecté avec du glucose Des analgésiques et anesthésiques sont utilisés pour limiter la douleur lors de l’implantation de puces électroniques sous la peau et lors des prélèvements sanguins avant la mise à mort des souris.
Choix des espèces
Les rôles des hormones thyroïdiennes chez la souris sont très similaires à ceux chez l’homme. Chez ces deux espèces les hormones thyroïdiennes contrôlent le développement de nombreux organes et stimulent la dépense énergétique chez l’adulte. La souris est aussi le modèle le plus utilisé de nos jours pour le genre d’études que nous proposons (adoptions, effet du développement sur la physiologie de l’adulte) ce qui nous permet d’une part de comparer directement nos résultats à ceux obtenus par d’autres équipes de recherche et d’autre part de disposer du matériel nécessaire pour réaliser les expériences. Nous nous intéressons aux conséquences d’une hypothyroïdie précoce sur la capacité au maintien de la température et sur la prédisposion à l’obésité chez l’adulte. Nous travaillerons donc avec des femelles gestantes et étudierons leurs descendants jusqu’à l’âge de 2 ou 4 mois selon les expériences.
Effets d’un traitement aux glucocorticoïdes et à un inhibiteur de LSD1 dans un modèle inflammatoire au Dextran Sulfate Sodium (DSS)
- Recherche fondamentale
- Oncologie
- Système endocrinien
- Système gastrointestinal
80 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré à sévère. Elles développent une inflammation de l'intestin par ingestion de Dextran Sulfate Sodium pendant six jours, avec saignements, douleur intestinale, déshydratation et perte de poids, puis reçoivent des injections de dexaméthasone et des gavages d'un inhibiteur de LSD1. Le porteur indique ne prévoir ni anesthésie ni analgésique, la buprénorphine interférant avec la réaction inflammatoire étudiée, et ne traiter les animaux que si au moins trois d'un même groupe atteignent un score de douleur élevé. Il conclut que le recours à un "organisme entier" est "nécessaire" et présente la souris comme un modèle de référence proche de l'intestin humain.
Objectifs
Les glucocorticoïdes sont de puissants agents anti-inflammatoires utilisés pour traiter les maladies inflammatoires chroniques telles que l’asthme, l’arthrite rhumatoïde, ou les maladies inflammatoires chroniques de l'intestin. Néanmoins leur usage à long terme provoque de nombreux effets secondaires comme la fonte musculaire. Nous avons récemment montré que les effets délétères des glucocorticoïdes sur la masse musculaire étaient renforcés par une protéine nommée LSD1. Au niveau pharmacologique, l’injection de glucocorticoïdes combinée à la prise d’un inhibiteur de LSD1, le CC-90011, permet une réduction de la perte de muscle tout en conservant les effets anti-inflammatoires des glucocorticoïdes, ce qui présenterait un réel bénéfice pour les patients. Ces observations ayant été obtenues dans des conditions endogènes, nous souhaitons maintenant savoir si les effets anti-inflammatoires des glucocorticoïdes sont conservés dans un modèle d’inflammation de l'intestin.
Bénéfices attendus
Ces résultats nous permettront de déterminer les effets d'un traitement à la Dexaméthasone sur l'inflammation intestinale, et si un co-traitement avec le CC-90011 interfère avec les effets anti-inflammatoires des glucocorticoïdes. Contrôler l'activité du récepteur aux glucocorticoïdes en modulant celle des co-régulateurs tels que LSD1 ouvrira ainsi de nouvelles perspectives pour réduire les effets indésirables induits par les traitements aux glucocorticoïdes et améliorer le bien être des patients.
Procédures
Les animaux vont développer une inflammation de l'intestin par administration de Dextran Sulfate Sodium (DSS) dans l'eau de boisson pendant 6 jours. Ils subiront 3 injections par voie intrapéritonéale d'un glucocorticoïde, la Dexaméthasone, (1 min/ souris) afin de réduire l'inflammation et 3 gavages avec un inhibiteur de LSD1, le CC-90011, (1 min/ souris) qui permet de limiter les effets secondaires des glucocorticoïdes.
Impact sur les animaux
L’inflammation chronique peut conduire à des saignements du fait de l'inflammation associés à une douleur intestinale, une déshydratation et une perte de poids de l’animal. Ce traitement dure 6 jours et les premiers effets sont observables en général au 3è jour. L’injection de Dexaméthasone par voie intrapéritonéale prend moins d'une minute par animal. Ces injections répétées (3 par souris) peuvent exceptionnellement causer des infections au niveau du site d'injection. Le gavage peut rarement conduire à des fausses routes et à une irritation. Les différentes administrations de traitement pourront éventuellement générer un stress chez l'animal ainsi qu'une douleur au niveau du site d'administration.
Devenir
L’ensemble des animaux sera mis à mort à la fin de la procédure pour des études moléculaires et histologiques.
Remplacement
Afin de déterminer les effets d’un traitement simple ou combiné avec des glucocorticoïdes et l'inhibiteur de LSD1 CC-90011 sur l’inflammation intestinale, le recours à un organisme entier est nécessaire. Par ailleurs, de nombreux facteurs et hormones interviennent dans l’homéostasie tissulaire. 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. A ce titre, la souris est un modèle de référence. En effet, l'histologie de l’intestin de la souris est similaire à celle de l'homme.
Réduction
Le modèle d'inflammation et les traitements aux glucocorticoïdes sont maitrisés au laboratoire, permettant ainsi la mise en place d’expérimentations de qualité et raffinées sur un nombre limité d'animaux. Dans ce but, une même souris sera utilisée pour les analyses moléculaires et histologiques. Le paramètre limitant pour le nombre de souris est l’analyse moléculaire, pour laquelle les études montrent qu’il faut 10 animaux par condition pour détecter la différence escomptée à l’aide d’un test statistique approprié au risque de se tromper de 5%.
Raffinement
Le personnel qui effectuera les gestes techniques est formé et compétent. Les expérimentations prévues dans ce protocole seront exécutées sur l'animal vigile. Le risque d’infection sera pris en considération au niveau de la zone d’injection des glucocorticoïdes en vérifiant la présence d'un éventuel abcès. Cependant, l’injection de Dexaméthasone n'est en général pas problématique pour l'animal. Le risque de fausse route au moment du gavage sera également pris en compte en évitant de mettre l'animal sur le dos et en lui délivrant lentement le liquide contenu dans la seringue. La sévérité de la procédure impliquera une surveillance stricte des souris. Ainsi, les animaux seront observés et pesés quotidiennement. L’état de chaque souris sera référencé dans un tableau comprenant des indicateurs comportementaux et physiologiques permettant de détecter la souffrance des animaux. Les paramètres utilisés seront le poids, l’abondance de diarrhées, la posture de l’animal, l’état de son pelage, son activité. Ces indicateurs nous permettront d’anticiper toute souffrance inutile, et d’intervenir au plus vite afin d’améliorer le bien-être de l’animal. Cette évaluation sera faite en conditions normales d'hébergement avec enrichissement et en maintenant les liens sociaux entre les animaux. Travaillant sur l’inflammation, nous n'avons pas prévu d'anesthésier les souris, ni de leur administrer d'analgésiques. En effet, la Buprénorphine est connue pour interférer avec la réaction inflammatoire. Cependant, si au moins trois animaux d'un même groupe atteignent un score de pathologie trop élevé, ensemble des animaux sera traité à la Buprénorphine afin de ne pas générer de biais dans l'expérience.
Choix des espèces
Les effets des glucocorticoïdes sur un type cellulaire donné impliquent des voies de signalisation complexes ainsi que le microenvironnement cellulaire. Il en va de même pour les mécanismes d’inflammation. Ainsi, l'utilisation de modèles cellulaires reste limitée. La souris présente un intérêt particulier pour l'administration de traitements pharmacologiques du fait de sa facilité de manipulation, mais aussi de la similarité avec l'homme, tant au niveau histologique qu'au niveau du type de réponse aux traitements. Le projet s’intéresse au rôle des glucocorticoïdes dans l’organisme adulte. Les animaux seront donc traités entre 10 et 13 semaines d'âge.
Localisation et rôle d’une apolipoprotéine dans l’inflammation du tissu adipeux
- Recherche fondamentale
- Oncologie
- Système endocrinien
480 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger à modéré. Une partie reçoit pendant un à trois mois un régime enrichi à 60 % de lipides pour développer une obésité avec insulinorésistance ou diabète, et toutes passent des mesures de composition corporelle qui les enferment seules dans un tube environ 80 secondes. La mise à mort sert à prélever sang et tissus pour situer une apolipoprotéine, l'ApoM, dans le tissu adipeux et son inflammation. Le porteur décrit des retombées de "connaissances théoriques" sur la biologie du tissu adipeux et indique que de nouvelles explorations physiologiques "nécessitent" le recours à l'animal.
Objectifs
L’obésité, caractérisée par un excès de tissu adipeux, s’accompagne à long terme de complications métaboliques et cardiovasculaires dont les mécanismes d’installation sont encore à clarifier. D'autre part, cette pathologie est décrite comme étant associée à une inflammation à bas niveau avec un recrutement de macrophages pro-inflammatoires. Longtemps considéré comme un tissu de réserve énergétique, le tissu adipeux est maintenant reconnu comme un organe central du métabolisme énergétique qui produit et sécrète des facteurs. Nommés adipokines, bénéfiques ou délétères, ces facteurs peuvent agir à distance ou au sein même du tissu. Une meilleure connaissance de ces adipokines participe à la compréhension des complications métaboliques associées à l'excès de masse grasse ainsi qu'à l'inflammation systémique ou adipocytaire souvent associée. Nous avons mis en évidence une nouvelle adipokine, l'ApoM,dont les caractéristiques fonctionnelles ont été très peu explorées dans le domaine de l’obésité; elle a été initialement décrite produite par le foie. Nous émettons l’hypothèse qu’une altération de la production de l'ApoM par le tissu adipeux pourrait contribuer au développement d’une inflammation locale voire sytémique. D'autre part, nous souhaitons étudier la localisation de cette adipokine au sein du tissu adipeux, mais également dans les adipocytes, cellulesconstituant majoritaires, ce qui pourrait nous aider à mieux comprendre son rôle dans ce tissu et cette cellule.
Bénéfices attendus
Ce projet devrait nous apporter de nouvelles conaissances théoriques sur la biologie du tissu adipeux et mieux caractériser le lien entre l'ApoM et l'inflammation d'une part et l'ApoM et la fonction lipolytique (cette activité consiste en l'hydrolyse des triglycérides, réserves énergétiques de l'organisme, mobilisés lors des périodes de déficit énergétique comme après un jeûne, un exercice physique,...) des tissus adipeux d'autre part.
Procédures
Les principales interventions sont les suivantes : alimentation de certains animaux par du régime enrichi en lipides à hauteur de 60% pendant 1 ou 3 mois; mesure de la composition corporelle de manière mensuelle sur tous les animaux de la procédure n°1, mesure qui dure en moyenne 80 secondes par animal.
Impact sur les animaux
Des nuisances seront à noter lors de la mesure des compositions corporelles des animaux qui sont alors contraints dans un tube et isolés de leurs congénères pendant environ 80 secondes. Des nuisances, liées à la mise en régime enrichi en graisses pendant plusieurs mois pourront survenir, tels que développement d'une obésité associée à une insulino-résistance ou à un diabète.
Devenir
Tous les animaux seront mis à mort. En effet, le sang et de nombreux tissus seront prélevés pour des analyses d'expressions géniques, protéiques, de cytométrie en flux, histologiques ou immunocytochimiques de marqueurs ou cellules impliqués dans les processus inflammatoires ou permettant de visualiser des changements de localisation de notre apolipoprotéine d'intérêt.
Remplacement
Une corrélation négative entre l'expression de l'APOM dans les tissu adipeux blancs et l'indice de masse corporelle a été décrite chez l'Homme. Ainsi chez des personnes obèses présentant la plus forte inflammation le niveau de l'ApoM adipocytaire est grandement diminué par rapport à des sujets normo-pondérés pour lesquels le tissu adipeux est extrêmement peu inflammé. Pour mieux comprendre les liens entre ces deux phénomènes des analyses sont menées chez l'Homme mais de nouvelles explorations physiologiques nécessitent l'usage de modèles animaux. Ces expériences seront également complétées par des approches utilisant des cultures cellulaires et la mise en contact de milieux conditionnés d'adipocytes sur des lignées de macrophages.
Réduction
Grâce à l'utilisation du Minispec, appareil permettant de mesurer la répartition des masses grasse et maigre, nous pouvons réaliser un suivi longitudinal mensuel de l'évolution des ces paramètres sans avoir à mettre à mort les animaux. Comme l'animal est son propre contrôle, des analyses statistiques appariées type test de Wilcoxon pourront être utilisées. Sinon, la plupart du temps nous utiliserons des analyses à comparaisons multiples (ANOVA à une ou deux voies) grâce à un logiciel que nous maîtrisons bien depuis plusieurs années.
Raffinement
Les animaux seront hébergés par fratrie, dans des cahes sur portoirs ventilés en respectant le nombre maximal indiqué dans la Directive Européenne 2010/63/UE. De l'enrichissement type feuille de papier, bâtonnets en bois ou igloo seront systématiquement ajoutés dans les cages. Un suivi quotidien sera réalisé soit par le personnel de la zootcehnie soit par les expérimentateurs en charge du projet.
Choix des espèces
L’espèce Mus musculus (souris), mammifère proche d’Homo sapiens, est le modèle animal expérimental le plus étudié dans la littérature notamment pour les études physiologiques et métaboliques, ce qui permet de meilleures comparaisons et une certaine pertinence des résultats. Les animaux sont mis en régime dès leur sevrage et seront hébergés ainsi au maximum pendant 3 mois. Lors d'une précédente étude, nous avons pu montrer, par l'expression de quelques marqueurs, que le pic de l'inflammation était atteint dans les conditions décrites ci-dessus. Pour ce qui concerne la localisation cellulaire d'ApoM, il n'est pas nécessaire d'attendre si longtemps. Le tissu adipeux doit rester dynamique et répondeur aux divers stimulis, ce qui est constaté chez des animaux jeunes.
Interaction neuro-immune dans les ilots pancréatiques chez la souris 2/2
- Recherche fondamentale
- Oncologie
- Système endocrinien
- Système immunitaire
- Système nerveux
7 520 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Le porteur indique que 3 630 d'entre elles seront mises à mort dès le départ parce que leur génotype ne convient pas, les autres subissant un régime gras de douze semaines, des jeûnes, de nombreuses injections et prélèvements sanguins, une chirurgie abdominale et une perfusion intracardiaque. L'objectif déclaré est d'étudier le dialogue entre les macrophages et les nerfs des îlots du pancréas, en conditions normales et de diabète. Il affirme que ce dialogue entre organes ne peut s'étudier que sur des modèles animaux.
Objectifs
Dans le pancreas, les ilots de Langherans sont centraux dans la régulation de la glycémie. Ces micro-organes ont pour fonction de produire les hormones permettant de réguler la glycémie. Les macrophages jouent une rôle important dans la fonction des ilots. Comme tous les tissus, les ilots sont reliés au cerveau par le système nerveux périphériques. Cependant, leur rôle dans la fonction des ilots pancréatiques n’est pas bien connu. En particulier, l’interaction entre les macrophages et le réseau nerveux n’a jamais été étudié. Dans ce projet nous proposons d’étudier les mécanismes d’interaction entre les macrophages et le réseau nerveux des ilots pancréatiques ainsi que le rôle de ces interactions dans la fonction des ilots en condition normal, ainsi que dans trois contextes de stress glycémique: le jeun, l’altération des ilots et le diabète, une maladie caractérisée par une dérégulation de la glycémie. Ce projet se déroulera dans deux établissement utilisateurs.
Bénéfices attendus
Il est aujourd'hui admis que les macrophages jouent un rôle primordial dans la régulation de la glycémie par le gras et le foie. Les macrophages résidant dans les ilots pancréatiques n'ont eux été décrits que tardivement et les contraintes liées à leurs techniques d'analyse font qu'ils restent encore largement ignorés. L'interaction entre les macrophages et le système nerveux a été montré comme primordiale dans la fonction de multiples organes. Cependant de part la difficulté d'étudier les macrophages des ilots pancréatiques, cette interaction n'est pas encore décrit dans les ilots. Ce projet permettra de mieux comprendre les interaction macrophage/réseau nerveux dans la fonction ilots pancréatiques et leurs implication dans le stress glycémique.
Procédures
Etablissement utilisateur 1: 1 biopsie de queue, 1 prélèvement de sang à la joue (10s), 1 régime riche en gras (12 semaines), 9 injection intra-péritonéale (20s), 1 injection sous-cutanée, 1 jeun (6h ou 16h) , 1 injection intra-veineuse, 12 prélèvement de sang à la queue (3s), 1 anesthésies gazeuses (10min), 1 perfusion intra-cardiaque. Etablissement utilisateur 2: 1 anesthésie gazeuse (2h), 1 chirurgie abdominale (2h).
Impact sur les animaux
-Injections intrapéritonéale (ip) : douleur légère due à la piqure. -Injection iv rétro-orbitale (iv) : gêne, douleur légère au point de prélèvement. Les animaux sont sous anesthésie gazeuse au moment du prélèvement. -Injection sous-cutanée (sc) : douleur légère due à la piqure. -Diabète : prise de poids progressive. Les souris peuvent devenir moins actives. Le souris urinent plus souvent. -Chirurgie abdominale : Douleur modérée. Les souris recevront un analgésique opioïde 15min avant la procédure. - Perfusion intra-cardiaque : Douleur modérée. Les souris recevront un analgésique opioïde 15min avant la procédure. - Mise à jeun : gêne due à la sensation de faim. - Micro-coupure à la queue : douleur modérée au moment de la réalisation de la coupure. -Prélèvement de sang à la joue : douleur légère. -Biopsie de queue : douleur modérée.
Devenir
Procédure 1 : 3630 souris seront mises à mort car leur génotype ne sera pas utilisable. 2280 souris auront le génpotype requis et seront utlisées dans les procédures 2 à 5. Procédure 2 à 5 : Toutes les souris seront mises à mort pour permettre le prélèvement des organes d'intérêts.
Remplacement
Cette étude a pour but d'étudier l'interaction des macrophages avec le système nerveux des ilots pancréatiques en condition normale et de stress glycémique, tels que le diabète. Les ilots pancréatiques répondent à la prise de poids et au dialogue entre différents organes. Cela implique donc d’étudier différents paramètres dans différents organes. Ainsi les modèles animaux sont nécessaires pour mener à bien ce projet.
Réduction
Le nombre d’animaux a été déterminé pour permettre l’analyse des résultats selon des tests statistiques adaptés. Des tests in vitro ainsi que des études pilotes avec des petits nombres d’animaux ont été inclues pour mettre en place des protocole adaptés et réduire le nombre d’animaux.
Raffinement
Dans les cages les souris bénéficient de coton et de « maisons » afin d’augmenter la diversité de leurs activités et qu’elles puissent se construire un nid. Les animaux seront hébergés avec leurs congénères (5 par cage maximum). Lorsque nécessaire, la douleur et la gêne des souris sont réduites à un niveau modéré par l’administration d’opioïdes et par l’anesthésie. Les souris sont surveillées régulièrement et lors des procédures, les paramètres de santé qui peuvent être affectés sont évalués et notés régulièrement
Choix des espèces
La souris est le modèle animal de référence dans l'étude de l'obésité. De nombreux outils sont disponibles chez la souris. Les souris sont utilisées entre l’âge de 10 jours et 22 semaines.
Effet de la délétion du récepteur intestinal de l’insuline sur l’obésité nutritionnelle chez la souris
- Recherche fondamentale
- Oncologie
- Système endocrinien
- Système gastrointestinal
792 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Soumises à un régime riche en graisse pour reproduire une obésité, elles subissent des mises à jeun de quatorze heures, dix-sept contentions pour quatorze prélèvements sanguins en quatre jours, des administrations orales et des injections, avant un prélèvement de sang et d'organes terminal. Le porteur décrit comme seuls effets attendus le stress lié à l'identification, à l'anesthésie, à la contention et aux prélèvements. Il revendique l'identification des cellules intestinales de l'action de l'insuline comme "essentiel" pour concevoir des stratégies thérapeutiques, retombée formulée au futur.
Objectifs
Ce projet vise à comprendre l'implication de l'intestin dans le déclenchement des désordres métaboliques associés à l'obésité, grâce à l'utilisation de divers modèles de souris soumises à un régime riche en graisse afin de mimer l'obésité nutritionnelle chez l'Homme. L’intestin, directement en contact avec le bol alimentaire et le microbiote, assure entre autres, un rôle de barrière sélective entre la lumière digestive et le milieu intérieur. Cette altération de la barrière intestinale a été proposée comme un des facteurs participant à l'inflammation chronique qui accompagne l'obésité, cet état inflammatoire favorisant la prise de poids et certains désordres métaboliques associés. L’insuline contrôlant la fonction barrière de l'intestin chez la souris, l’objectif de ce projet est d’évaluer si la perte d'action intestinale de l’insuline favorise ou accélère la prise de poids et certains désordres métaboliques associés (résistance à l'insuline, hyperglycémie) chez des souris soumises à un régime riche en graisse.
Bénéfices attendus
Le bénéfice attendu de ce projet est de mieux comprendre l'implication de l'intestin dans le déclenchement des désordres métaboliques associés à l'obésité. Nous espérons montrer que le dévéloppement d'un diabète (perte d'action de l'insuline) entraine une détérioration de la fonction barrière de l'intestin qui favorise ou accélère la prise de poids et l'augmentation de la glycémie. Notre projet identifiera les cellules intestinales impliquées dans l'action de l'insuline, ce qui est essentiel pour la conception de stratégies préventives et thérapeutiques.
Procédures
Identification ( 1 contention de 30 secondes pour 1 prélèvement ), Sur animaux vigiles : 1 mise a jeun de 14h, 1 mise à jeun de 4h, 17 contentions de 30 secondes pour 14 prélèvements de sang (en 4 jours), 1 administration orale de 45 secondes de produit et 2 injections de 45 secondes de produit. Sur animaux anesthésiés : un prélèvement sanguin (30 secondes par souris).
Impact sur les animaux
Il y a un stress lors de l'identification, de l’anesthésie, de la contention, des prélèvements sanguins et des injections.
Devenir
Tous les animaux seront mis à mort en vue de prélevements de sang et d'organes pour des analyses ultérieures.
Remplacement
Dans ce projet, les modèles animaux seront développés dans le but de mimer certaines caractéristiques de pathologies métaboliques et inflammatoires (obésité/diabète). Les dérégulations métaboliques et la réponse inflammatoire sont des phénomènes complexes faisant intervenir de nombreux dialogues inter-organes. Les animaux seront donc utilisés quand les questions soulevées par le projet ne pourront pas être résolues par des systèmes de culture in vitro. Cependant, nous avons utilisé des systèmes de culture tridimensionnelle à partir d'organoides intestinaux pour démontrer que la perte d'action de l'insuline altère certaines fonctions propres à l'épithélium intestinal.
Réduction
L'étude statistique permettant de calculer au plus juste le nombre d'animaux a été réalisée. Les analyses statistiques seront réalisées avec un logiciel approprié. La "significativité" des différences expérimentales sera évaluée par des tests adaptés à la comparaison de deux groupes ou plus. De plus, pour caractériser la réponse de l’intestin à l’insuline, nous avons utilisé une technique in vitro qui ne nécessite pas de traitement sur animaux vigiles et qui permet à partir d’une seule souris d’étudier plusieurs parties de l’intestin (duodénum, iléon et colon), et l'effet de plusieurs traitements, réduisant ainsi considérablement le nombre de souris.
Raffinement
La durée sous régime et les tests métaboliques seront réalisés selon les protocoles préétablis et maitrisés. Les animaux disposent de nourriture et d’eau ad libitum. Le milieu est enrichi à l’aide de coton de nidification et de petite maison. Nous nous efforçons à chaque instant de raffiner nos procédures afin de garantir le bien-être des animaux grâce à une surveillance attentive, des soins adaptés et l’application des points limites établis.
Choix des espèces
La souris est un modèle de choix pour les études ayant attrait à la caractérisation de pathologies métaboliques et inflammatoires. Seule cette espèce possède des modèles présentant une délétion spécifique du récepteur de l'insuline dans des tissus d’intérêt, permettant ainsi la caractérisation de l'action de l'insuline au cours de ces pathologies. Les souris utilisées seront âgées de 8 semaines à chaque début de procédure. Nous avons choisi de travailler sur des souris adultes afin qu’elles aient un tractus intestinal totalement mature.
Etude du rôle d’un facteur de transcription dans la barrière intestinale chez la souris
- Recherche fondamentale
- Oncologie
- Système endocrinien
- Système gastrointestinal
620 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Elles subissent des jeûnes répétés, de nombreuses contentions pour gavages et injections, l'implantation d'une pompe sous la peau et, pour certaines, une infection intestinale provoquant perte de poids, léthargie et saignements rectaux, avant le prélèvement du sang et des organes. L'objectif est de comprendre le rôle d'un facteur du glucose dans la perméabilité de l'intestin liée au diabète. Le porteur affirme que ces dérégulations complexes ne peuvent être résolues par des cultures in vitro, malgré des travaux préalables sur organoïdes.
Objectifs
L’intestin est composé d’un épithélium simple, directement en contact avec le bol alimentaire et le microbiote. Il exerce trois fonctions principales, qui sont cruciales pour le maintien de l’homéostasie : i) la digestion et l’absorption des nutriments ii) un rôle endocrine et iii) un rôle de barrière sélective entre la lumière digestive et le milieu intérieur. Bien que l’hyper-perméabilité intestinale et le passage consécutif de produits bactériens dans le sang aient été proposés comme un des facteurs participant à l'inflammation chronique qui accompagne l'obésité et le diabète de type 2, les mécanismes moléculaires à l’origine des défauts d’intégrité épithéliale lors de ces pathologies demeurent mal compris. Dans ce contexte, l’objectif de ce projet est d’évaluer si la perte d'action d’un facteur qui médie les effets du glucose, conduit à une altération de la fonction barrière de l'intestin et une susceptibilité accrue à l'inflammation intestinale.
Bénéfices attendus
Le bénéfice potentiel de ce projet serait de mieux comprendre la fonction d'un facteur relayant habituellement les effets du glucose dans l'intestin. Il permettrait de notamament de comprendre si son blocage pourrait suffir à renforcer la barrière formée par l'intestin et ainsi empêcher l'augmentation de la perméabilité intestinale en cas d'hyperglycémie, ce qui est essentiel pour la conception de stratégies préventives et thérapeutiques.
Procédures
Identification (1 contention de 30 secondes) Sur animaux vigiles : 20 animaux (2 mises à jeun: une de 5h et une de 14h, 11 contentions de 30 secondes pour 6 administrations orales de produit, 3 prélèvements de sang et 2 injections de produit; 45 secondes par gavage ou injection; 1 minute par prélèvement mandibulaire et 30sec par prélèvement caudal), 20 animaux (1 mises a jeun de 14h, 10 contentions de 45 secondes pour 6 administrations orales de produit, 3 prélèvements de sang et 2 à 6 injections de produit; 45 secondes par gavage ou injection; 1 minute par prélèvement mandibulaire et 30sec par prélèvement caudal), 80 animaux (1 mise a jeun de 14h, 2 mises à jeun de 4h, 10 contentions de 45 secondes pour 8 administrations orales de produit, 1 prélèvement de sang et 1 injection de produit; 45 secondes par gavage ou injection; 1 minute par prélèvement mandibulaire et 30sec par prélèvement caudal), 120 animaux (2 mises a jeun: une de 4h et une de 14h, 8 contentions de 45 secondes pour 6 administrations orales de produit, 1 prélèvement de sang et 1 injection de produit; 45 secondes par gavage ou injection; 1minute par prélèvement mandibulaire et 30sec par prélèvement caudal); Sur animaux anesthésiés : 20 animaux (implantation sous cutanée d'une pompe osmotique (20min par souris) et un prélèvement sanguin (30 secondes par souris)), 220 animaux (un prélèvement sanguin (30 secondes par souris)).
Impact sur les animaux
Aucun des modèles murins ne présente de phénotype dommageable à l’état basal. Il y a un stress lors de l’anesthésie, de la contention, des injections et des gavages. Concernant les modèles d’infection par un pathogène intestinal, l’apparition de signes généraux de souffrances (tels que poils ébouriffés ou hérissés, perte de poids, écoulement des yeux, léthargie, dos courbé, ataxie, tremblement, diarrhées et saignements rectaux) est envisageable.
Devenir
Tous les animaux seront mis à mort en vue de prélevements de sang et d'organes pour des analyses ultérieures.
Remplacement
Des expérimentations ont préalablement été effectuées pour caractériser les conséquences intestinales de la perte d’action du glucose à partir d'organoides intestinaux issus de souris dont l’intestin ne répond pas au glucose. Dans ce projet, les modèles animaux seront développés dans le but de mimer certaines caractéristiques de pathologies métaboliques (diabète) et inflammatoires (inflammation intestinale, infections entériques). Les dérégulations métaboliques et la réponse inflammatoire sont des phénomènes complexes faisant intervenir de nombreux dialogues inter-organes. Les animaux seront donc utilisés quand les questions soulevées par le projet ne pourront pas être résolues par des systèmes de culture in vitro.
Réduction
L'étude statistique permettant de calculer au plus juste le nombre d'animaux a été réalisée. Les analyses statistiques seront réalisées avec un logiciel approprié. La "significativité" des différences expérimentales sera évaluée par des tests adaptés à la comparaison de deux groupes ou plus. De plus des expérimentations ont préalablement été effectuées pour caractériser les conséquences intestinales de la perte d’action du glucose à partir d'organoides intestinaux issus de souris dont l’intestin ne répond pas au glucose.
Raffinement
La durée et dose des traitements seront réalisées selon les protocoles préétablis et maitrisés. Les animaux disposent de nourriture et d’eau ad libitum. Le milieu est enrichi à l’aide de coton de nidification et de petite maison. Nous nous efforçons à chaque instant de raffiner nos procédures afin de garantir le bien-être des animaux en cours de procédure grâce à une surveillance attentive et des soins adaptés. De plus, l’application des points limites établis pour chaque procédure de ce projet sera effectué.
Choix des espèces
La souris est un modèle de choix pour les études ayant attrait à la caractérisation de pathologies métaboliques et inflammatoires. Seule cette espèce possède des modèles présentant une délétion spécifique du récepteur de l'insuline dans des tissus d’intérêt, permettant ainsi la caractérisation de l'action de l'insuline au cours de ces pathologies. Les souris utilisées seront âgées de 8 à 10 semaines. Nous avons choisi de travailler sur des souris adultes afin qu’elles aient un tractus intestinal totalement mature.
Conséquences d’une altération de la régulation par les hormones thyroïdiennes sur l’inflammation cérébrale et la sensibilité à l’obésité
- Recherche fondamentale
- Oncologie
- Système endocrinien
- Système immunitaire
- Système nerveux
1432 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Elles reçoivent des injections quotidiennes dans l'abdomen, dont un agent pro-inflammatoire qui peut faire perdre 10 à 15 % du poids, subissent un régime obésogène et des tests de tolérance au glucose et à l'insuline par incisions répétées de la queue, avant un prélèvement de sang terminal. L'objectif est de comprendre comment les hormones thyroïdiennes limitent l'inflammation cérébrale via la microglie et freinent l'obésité. Le porteur renvoie le bénéfice, une "nouvelle possibilité de lutte contre l'obésité", au conditionnel et conclut qu'aucun modèle in vitro ne remplace la souris pour ces échanges entre organes.
Objectifs
L’obésité est un problème de santé publique mondiale. Trouver des mécanismes capables de limiter la prise de poids en réponse à des régimes trop gras est nécessaire. Les hormones thyroïdiennes ont cette propriété mais ne peuvent pas être utilisées en tant que telles car elles provoquent aussi des effets indésirables. Il est donc nécessaire de comprendre comment elles peuvent avoir cette action. L’inflammation est un facteur qui favorise l’apparition de l’obésité. L’hypothalamus est la région du cerveau impliquée dans les régulations métaboliques. Les cellules immunitaires responsables de l’inflammation dans le cerveau s’appellent cellules microgliales. In vitro les hormones thyroïdiennes ont un effet anti-inflammatoire dans ces cellules. L’objectif de ce projet est d’abord de verifier qu’in vivo aussi les hormones thyroïdiennes sont capables de limiter l’inflammation provoquée par un agent bactérien ou un régime trop gras, via leur action dans la microglie. Puis nous évaluerons l’importance de ces hormones dans la microglie pour l’apparition de l’obésité en réponse à un régime obésogène.
Bénéfices attendus
L’obésité est un problème de santé publique mondiale. Trouver des mécanismes capables de limiter la prise de poids en réponse à des régimes trop gras est nécessaire. Les hormones thyroïdiennes ont cette propriété mais ne peuvent pas être utilisées en tant que telles car elles provoquent aussi des effets indésirables. Il est donc nécessaire de comprendre comment elles peuvent avoir cette action. Cette étude permettra de déterminer si cibler le pouvoir anti-inflammatoire des hormones thyroïdiennes dans l’hypothalamus constitue une nouvelle possibilité de lutte contre l’obésité
Procédures
L’ensemble des animaux évoqués sont vigiles sauf indication contraire Dans la première expérience certains animaux seront nourris pendant 15 jours avec de la nourriture pauvre en iode et avec un traitement bloquant la production d’hormone thyroïdienne. Après les 10 premiers jours, l’ensemble des animaux recevra des injections dans la cavité abdominale (1fois/jr, 15 secondes, 5 jours). Toutes les souris sont ensuite injectées dans l’abdomen (1 fois, 15s) et analysée après 0, 1 ou 5 jours. 2 injections en sous-cutanée sont réalisées avant la mise à mort à 30 mn d’intervalle avec un analgésique et un anesthésique (2 fois 15s) pour permettre le prélevement de sang terminal et l’injection intracardiaque pour fixation des tissus (1 fois, 30s) Dans la deuxième expérience certains animaux seront nourris pendant 15 jours avec de la nourriture pauvre en iode et avec un traitement bloquant la production d’hormone thyroïdienne. Après les 10 premiers jours, l’ensemble des animaux recevra des injections dans la cavité abdominale (1fois/jr, 15 secondes, 5 jours). Puis L’alimentation normale sera remplacé par un régime obésogène pour 3 ou 7 jours) pour certains des animaux. 2 injections en sous-cutanée sont réalisées avant la mise à mort à 30 mn d’intervalle avec un analgésique et un anesthésique (2 fois 15s) pour permettre le prélevement de sang terminal et l’injection intracardiaque pour fixation des tissus (1 fois, 30s) Dans une troisième expérience, l’ensemble des animaux recevra des injections dans la cavité abdominale (1 fois/jr, 15s, 5 jr). Pour certains, le régime alimentaire normal sera remplacé par un régime obésogène (2 mois). Toutes les souris seront soumises à un test pour mesurer leur capacité à utiliser du glucose administré en gavage (1 fois, 15 s). L’évolution de la glycémie sera mesurée 5 fois dans une goutte de sang issue d’une légère incision à la queue (1 incision, 5s par prélèvement). Après une semaine toutes les souris seront soumises à un autre test sanguin pour mesurer leur capacité à utiliser le glucose en réponse à une injection d’insuline dans la cavité abdominale (1 fois, 15 s). L’évolution de la glycémie sera mesurée comme après gavage au glucose. 2 injections en sous-cutanée sont réalisées avant la mise à mort à 30 mn d’intervalle avec un analgésique et un anesthésique (2 fois 15s) pour permettre le prélevement de sang terminal et l’injection intracardiaque pour fixation des tissus (1 fois, 30s)
Impact sur les animaux
Ne travaillant que sur les mâles et les animaux mutants et contrôles issus d’une même portée devant être répartis dans les différents groupes expérimentaux (nourriture), certains peuvent être isolés pendant l’ensemble de la procédure. Une douleur temporaire peut apparaitre suite aux injections quotidiennes d’hormones ou de tamoxifène 5 jours d’affilées. Il y a aussi un risque d’inflammation de la cavité péritonéale suite à ces injections répétées. Les prélèvements à la queue dans les tests de tolérance au glucose et à l’insuline peuvent provoquer une douleur plus légère. Après l’injection de LPS (procédure 1), la perte de poids peut être importante (entre 10 et 15% du poids pré-injection) le premier jour pour remonter en suite. Pour la procédure 3, sous le régime obésogène les animaux peuvent prendre beaucoup de poids. Cette forte prise de poids peut s’accompagner de difficulter à se déplacer. Lors des tests de tolérance à l’insuline, les souris peuvent se retrouver en hypoglycémie
Devenir
L’ensemble des animaux est mis à mort pour prélèvements des tissus à analyser par histologie ou biologie moléculaire ou pour récupérer des cellules
Remplacement
Nous avons déjà étudié et pu établir l’effet anti-inflammatoire de l’hormone thyroïdienne in vitro. Le but ici est de comprendre l’impact de cet effet anti-inflammatoire dans un contexte physiologique d’inflammation et son impact sur les conséquences métaboliques de cette inflammation L’hypothalamus est une région du cerveau qui présente une grande diversité cellulaire. Les différents types cellulaires interagissent entre eux pour élaborer les réponses physiologiques adaptées. Les outils génétiques nous permettent aujourd’hui d’inhiber sélectivement la signalisation thyroïdienne dans un type cellulaire donné chez la souris, ici la microglie. Aucun modèle in vitro ne peut se substituer au modèle animal, pour ce type d'études physiologiques qui impliquent la communication entre différents organes, en réponse à différentes conditions physiologiques.
Réduction
Le nombre d’animaux par groupe a été réduit au maximum pour permettre l’obtention de résultats significatifs. 6 animaux (mâles) par condition expérimentale en fin d’expériences sont nécessaires et suffisants. En effet les effets de l’hypothyroïdie sont variables d’un animal à l’autre. Pour certaines expériences, on augmente le nombre d’animaux à 8 par groupe car dans ces expériences des animaux devront peut-être être retirés avant la fin suite à l’atteinte de points limites. Cette étude est aussi séquentielle : l’ensemble des expériences proposées ne seront pas forcément menées à bien. En particulier, nous n’étudierons l’importance des hormones thyroïdiennes dans la microglie pour l’apparition de l’obésité en réponse à un régime riche en gras que si les premières études montrent que les hormones thyroïdiennes régulent l’inflammation dans l’hypothalamus.
Raffinement
Autant que possible, les animaux sont maintenus en groupes sociaux à deux ou trois animaux par cage pour limiter le stress. Si les animaux viennent à être séparés suite à des blessures, ou pour permettre la ventilation des animaux dans les différents groupes, on leur procurera un enrichissement dans leur cage. Nous veillerons au bien être et la bonne santé des animaux tout au long des expériences, en leur effectuant des visites trois fois par semaine, en vérifiant leur poids, et observant que leur comportement soit normal. Des lotions antiseptiques seront appliquées en cas de blessure Lorsque des injections quotidiennes doivent être faites dans l’abdomen nous changeons chaque jour le site d’injection pour minimiser les risques d’inflammation. Lorsqu’une perturbation importante des animaux est attendue, comme la perte de poids après injection de l’agent pro-inflammatoire, la fréquence de la surveillance des animaux est augmentée à deux fois par jours jour. La nourriture obésogène a tendance à rancir, elle est donc renouvelée deux fois par semaine. L’insuline peut faire chuter le taux de glucose sanguin. Lors des tests de tolérance à l’insuline, on veille à ce que ce taux ne descende pas en dessous d’un seuil critique. Si ce seuil est atteint l’animal est immédiatement injecté avec du glucose Des analgésiques et anesthésiques sont utilisés pour limiter la douleur lors des prélèvements sanguins et des derniers traitements avant la mise à mort des souris.
Choix des espèces
Les rôles des hormones thyroïdiennes chez la souris sont très similaires à ceux chez l’homme. Chez ces deux espèces les hormones thyroïdiennes stimulent la dépense énergétique et contrôlent la température. La souris est un modèle de choix pour les manipulations génétiques et les expériences de physiologie. Ce modèle est aussi le plus utilisé de nos jours pour ce genre d’études ce qui nous permet d’une part de comparer directement nos résultats à ceux obtenus par d’autres équipes de recherche et d’autre part de disposer du matériel nécessaire pour réaliser les expériences. Nous utilisons des souris adultes car nous ne voulons pas d’interférence entre les processus de croissance et métaboliques.
Rôle des macrophages dans le dévelopement et l’homeostasie de la glande surrénale
- Recherche fondamentale
- Oncologie
- Système endocrinien
1 086 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance déclaré léger. Elles reçoivent un inhibiteur de macrophages dans la nourriture ou l'eau de boisson et des injections intrapéritonéales, avant mise à mort pour prélever les glandes surrénales, afin d'étudier le rôle des macrophages dans cet organe. Le porteur indique que les traitements oraux n'induisent pas d'effet indésirable en eux-mêmes mais qu'une dérégulation de la surrénale pourrait provoquer des changements de poids ou de l'hypertension. Il affirme d'abord chercher à remplacer les manipulations in vivo par de la culture cellulaire, puis conclut à la "nécessité" de recourir aux souris.
Objectifs
La glande surrénale fait partie des organes endocriniens dont le bon fonctionnement est clé pour la régulation de l’homéostasie de l’organisme. Bien que l’activité endocrine du cortex de la surrénale repose majoritairement sur l’axe hypothalamo hypophysaire et le système Rénine/Angiotensine, d’autres modulations de l’activité endocrine, notamment par des cellules du microenvironnement immunitaire, ont été décrites. En 1984, de nombreuses recherches ont montré que les macrophages résident généralement dans les organes endocriniens, y compris la glande surrénale. Postérieurement, des études dans le pancréas ou dans le testicule ont mis en evidence que les cellules endocrines avaient besoin de la fonction trophique des macrophages pour assurer le maintien de la structure tissulaire et bon fonctionnement de l’organe. En effet, il semblerait exister une symbiose entre les cellules endocrines et les macrophages, chacun influençant profondément l'un l'autre. Cependant, la fonction des macrophages dans la glande surrénale est encore mal comprise. Dans ce projet, nous visons donc à étudier le rôle des macrophages dans l’homéostasie de la glande surrénale et leur association potentielle au dévelopement des maladies surrénaliennes.
Bénéfices attendus
La réalisation de ce projet nous permettra de démontrer un rôle global encore méconnu des macrophages dans le contrôle de la maturation et de l'homéostasie du cortex surrénalien. De même, notre projet envisage la réalisation du premier atlas haute résolution de toutes les cellules surrénales, y compris leur microenvironnement, grâce à des techniques d’analyse cellulaire à grande échelle. Tout cela nous permettra d’avoir un aperçu complet du rôle des macrophages dans le cortex surrénalien normal, et ouvrira la voie à des études futures visant à comprendre leur rôle potentiel dans les maladies surrénaliennes.
Procédures
Les souris seront soumises aux interventions suivantes : - Alimentation supplémentée avec ou sans inhibiteur des macrophages : les souris, mâles et femelles confondus, âgées entre 3 semaines et 6 mois seront nourris une seule fois avec de la nourriture formulée avec l’inhibiteur des macrophages pendant différents temps (allant de 1 semaine de traitement à 6 mois) selon les expériences scientifiques et les analyses pour lesquelles elles seront utilisées. - Traitement avec un agent permettant de mesurer la prolifération cellulaire dans l’eau de boisson : les souris, mâles et femelles confondus, âgées de 8 semaines, seront traitées une seule fois oralement via l’eau de boisson avec le composant permettant de mesurer la prolifération cellulaire pendant 1 semaine. Cet agent est largement utilisé chez la souris pour étudier la prolifération cellulaire. - Traitement avec du KCl (chlorure de potassium) dans l’eau de boisson : les souris, mâles et femelles confondus, âgées de 8 semaines, seront traitées une seule fois oralement via l’eau de boisson avec du KCl pendant 24 heures. Cet agent est largement utilisé chez la souris pour faire des tests de réponse hormonale. - Traitement avec un agent permettant de stimuler la sécrétion hormonale dans l’eau de boisson : afin d’induire une atrophie de la glande surrénale, les souris, mâles et femelles confondus, âgées de 8 semaines, seront traitées une seule fois oralement via l’eau de boisson avec le composant permettant de stimuler la sécrétion hormonale pendant 1 semaine. - Injections intrapéritonéales : cette technique ne nécessite pas d’anesthésie préalable. Les souris (mâles et femelles confondus, âgées de 8 semaines), seront injectées soit avec l’agent permettant de mesurer la prolifération cellulaire, l’agent permettant d’induire l’expression d’un système de marquage cellulaire ou l’agent permettant de stimuler la sécrétion hormonale à différents temps. Ces injections seront réalisées au maximum deux fois en combinaison avec une ou plusieurs procédures décrites auparavant.
Impact sur les animaux
Les traitements réalisés par voie orale (formulées dans la nourriture ou dans de l’eau de boisson) n’induisent pas d’effets indésirables/délétères sur les animaux par eux-mêmes ni par la méthode d’administration. Cependant, on pourrait observer des effets indésirables associées à une possible dérégulation de la glande surrénale en absence de macrophages ou suite aux différents traitements, tels que des changements de poids ou de l’hypertension. En cas d’observation de ces effets indésirables sur les animaux, les traitements seront vite arrêtés et un retour à des conditions normales/physiologiques devrait avoir lieu dans les heures suivantes. Pourtant, on ne prévoit pas une durée de plus de 3 jours pour ces effets indésirables. De même, bien que de courte durée (quelques secondes), la contention et les injections intrapéritonéales peuvent induire un stress sur les animaux.
Devenir
Tous les animaux ayant subi la procédure seront mis à mort à la fin de l’expérience pour la réalisation de différentes analyses ciblant le rôle des macrophages dans les divers processus impliqués dans le contrôle de l’activité endocrine de la surrénale.
Remplacement
Afin d’eviter la douleur et l’inconfort à l’animal, nous souhaitons remplacer autant que possible les manipulations in vivo par des expériences de culture in vitro sur des lignées de cellules existantes ou provenant des animaux sacrifiés sans manipulation préalable. Cette technique est un bon modèle alternatif pour tester des facteurs clés pouvant participer à la communication entre les macrophages et les cellules endocrines. Cependant, les processus de differentiation et mort cellulaire, production hormonale, réponse immunitaire ou renouvellement tissulaire sont fortement dépendants de l’environnement cellulaire (vascularisation, facteurs de croissance, système immunitaire périphérique…), et ne peuvent pas être reproduits in vitro. Ainsi, la nécessité d’avoir recours à des animaux se justifie in fine par le fait que la glande surrénale est un tissu complexe composé de nombreux types cellulaires dont les interactions sont cruciales pour générer une régulation hormonale correcte. Pour ces raisons, des méthodes expérimentales n’impliquant pas l’utilisation d’animaux vivants n’apportent pas le même niveau d’information.
Réduction
Dans l’optique de réduire de nombre d’individus par expérience, nous planifions systématiquement plusieurs analyses simultannées, de sorte que les deux glandes surrénales de chaque individu soient utilisées : par exemple l’une pour une extraction d’ARN pour une analyse de qPCR et l’autre pour des analyses d’immunohistochimie. De même, le sang des animaux sacrifiés sera systématiquement recueilli afin de réaliser les analyses hormonales. Le nombre d’animaux par groupe correspond au minimun nécessaire pour une démonstration convaincante des principes scientifiques étudiés, sur la base d’arguments statistiques valides. En prenant en compte les variabilités biologiques intrinsèques aux individus, nous constituerons des groupes expérimentaux de 8 souris. Pour les expériences impliquant le dosage hormonal, et compte-tenu de la variabilité intrinsèque de ces analyses, nous avons estimé à 12 le nombre d’animaux minimum nécessaires par groupe. Pour les analyses statistiques nous utiliserons des tests non paramétriques.
Raffinement
Les animaux seront élevés dans un environnement contrôlé et enrichi. Durant la procédure, nous veillerons au bien-être des animaux par l’ajout de plaques de papier à ronger et de maisons en carton ou polycarbonate. De plus, du coton sera ajouté dans les cages pour faciliter le maintien de la température corporelle. Les animaux nourris avec de la nourriture formulée avec l’agent pharmacologique inhibiteur des macrophages, seront surveillés quotidiennement par du personnel qualifié, jusqu’à leur mise à mort. Les points limites de nos expériences sont déterminés en fonction de la santé générale des animaux ayant subi des manipulations de leur vivant. Ainsi, les expériences seront arrêtées suite à la survenue de manifestations extérieures de mal-être. Pour tous les signes indicateurs de douleurs (activité réduite, perte de poids, automutilation…) nous suivrons une échelle de points limites stricte.
Choix des espèces
Les rongeurs sont les animaux couramment utilisés comme modèles de pathologies humaines, y compris dans le domaine de l’endocrinologie. Il existe en effet de nombreux modèles murins présentant des altérations dans les glandes surrénales, mimant les pathologies humaines. La connaissance approfondie du génome et de l’expression des gènes chez la souris, ainsi que l’existence de nombreux animaux transgéniques en font un modèle de choix. La maturation de la glande surrénale a lieu entre 3 et 6 semaines après la naissance. Pour cela, nous allons déterminer le rôle des macrophages pendant la maturation de la glande surrénale chez des souris agées de 3 semaines (souris jeunes non sevrées). Une fois mature, la glande surrénale, est renouvellée constamment pour s’assurer du bon fonctionnnement tout au long de sa vie. Dans le but de caractériser le rôle des macrophages dans le renouvellement et la production hormonale de la glande surrénale, des souris adultes âgées de 2 à 6 mois seront utilisés dans ce projet.
L’African Turquoise Killifish comme modèle d’étude du vieillissement
- Recherche fondamentale
- Éthologie / comportement / biologie animale
- Multisystémique
- Oncologie
- Système endocrinien
- Système musculosquelettique
720 killifishs (classés en autres poissons) vont être utilisés, tous tués à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance déclaré léger. Hébergés individuellement, ils subissent des tests de locomotion spontanée, d'anxiété et de cognition, un protocole d'exercice forcé de trois heures par jour et des séances de locomotion forcée, pour étudier un vieillissement accéléré. Le porteur décrit un amaigrissement et des changements comportementaux d'anxiété ou de résignation liés au vieillissement rapide de l'espèce. Il justifie le choix du killifish par sa rapidité et son coût moindre par rapport au rongeur et le présente comme un modèle "unique et indispensable".
Objectifs
Une problématique importante inhérente à la recherche sur les maladies associées au vieillissement est le temps nécessaire pour laisser les animaux développer naturellement certains phénotypes symptomatiques du vieillissement. En effet, les animaux modèles vertébrés utilisés couramment dans la recherche biomédicale comme la souris ou le poisson-zèbre ont des durées de vie pouvant dépasser les 3 ans. Ce temps incompressible ralentit énormément, les avancées de la recherche visant à diminuer les effets négatifs associés à l’âge. Afin de bénéficier de modèles de vieillissement accélérés permettant d’augmenter considérablement l’efficacité de la recherche, nous proposons d'utiliser le modèle de vieillissement accéléré, l'African Turquoise Killifish, et d'étudier l'efficacité (i) de modulations nutritionnelles, (ii) de traitements chroniques avec des substances naturelles ou synthétiques, (iii) des protocoles d'exercice chronique ou (iv) l'impact d'une manipulation génétique
Bénéfices attendus
Ce projet permettra de mieux comprendre les mécanismes moléculaires et cellulaires en jeu au cours de l'âge. Nous pourrons évaluer quels événements biologiques sont à l'origine de la diminution de la locomotion, du déclin cognitif. Ceci permettra de désigner de nouvelles approches thérapeutiques comme les modulations nutrionnelles ou certains types d'exercice physique afin de mieux prendre en charge les pathologies liées à l'âge.
Procédures
Interventions: 1/génotypage: ne concerne que les animaux GMO, 1 intervention de deux minutes (sous anesthésie) 2/Locomotion spontanée: 3 interventions/poisson pour une durée de 90 minutes 3/Anxiété/cognition: deux interventions/poisson pour une durée de 60 minutes 4/Exercice chronique: 1 intervention/poisson 3heures/jours, 3 jours par semaine pendant 4 semaines 5/ Locomotion forcée: 2 interventions /poisson 120 minutes
Impact sur les animaux
Globalement pour l'ensemble de ces interventions, les nuisances où effets indésirables chez le poisson concernent principalement les conséquences du vieillissement naturellement rapide chez l'African Turquoise Killifish. Les individus peuvent présenter une perte de poids, ou émaciation, accompagnées de changements comportementaux de type anixiété ou résignation avec notamment une diminution de la prise alimentaire ou une position dans la colonne d'eau qu'il sera facile à identifier (navigation exclusivement à la surface ou prostration au fond de l'aquarium).
Devenir
L'ensemble des poissons utilisés dans cette étude seront euthanasiés puisqu'il nous est nécessaire de prélever principalement le cerveau, le foie, l'intestin, ou le muscle squelettique (et d'autres tissus) pour étudier/évaluer les composantes moléculaires (attrition des télomères, cassures du double brin d'ADN, sénescence, séquençage ARN etc) qui nécessitent de prélever le tissu musculaire et donc l'euthanasie préalable des poissons.
Remplacement
Dans le cadre de ce protocole nous comptons générer 3 lignées génétiquement modifiées. Ces manipulations génétiques combinées à la puissance exploratoire du modèle killifish font de ces poissons un modèle unique et indispensable à l'échelle de l'organisme entier pour étudier de manière intégrée le rôle de nos cibles d'intérêts dans la progression du vieillissement (principe de remplacement).
Réduction
Compte tenu de la variabilité des paramètres biologiques généralement observée au sein d’un groupe homogène et de la durée des protocoles, des groupes de 10 animaux par condition seront formés afin de pouvoir mettre en évidence des différences statistiques (principe de réduction) (tests non paramétriques, e.g t-tests, test de Mann&Whitney, One or two-Way ANOVA).
Raffinement
Les animaux soumis inclus dans les procédures sont hébergés individuellement dans un bac de 3 litres dans l'eau osmosée dont les paramètres biologiques sont trés controlés avec notamment une temperature de 28°C, un pH de 7, 5 et une salinité de 1000uS. Les procédures seront réalisées dans le respect du bien-être animal, sous anesthésie* lorsque nécessaire pour limiter la souffrance, la douleur ou l’angoisse des animaux, et en respectant des points limites définis par le comportement des animaux, que ce soit leur comportement alimentaire, leur locomotion (position dans la colonne d'eau: nage en surface ou prostration au fond du bac) ou leur fonction respiratoire (mouvement operculaire). L'altération d'un ou plusieurs de ces paramètres conduira à une perte de poids significative qui lorsqu'elle sera supérieure à 20% conduira à l'arrêt du protocole expérimental (principe de raffinement). * :La procédure d'anesthesie se fait en plongeant le poisson dans un volume de 200mL d'eau osmosée où l'anesthésique est administrée par voie balnéatoire. L'anesthésie est jugée satisfaisante, lorsque le poisson est ventre en l'air avec mouvement operculaire lent.
Choix des espèces
L'African Turquoise Killifish ou Nothobranchius furzeri est génétiquement modifiable et permet des études de grandes envergures de la même portée tout en étant plus rapides et beaucoup moins couteuses, que celles menées chez le rongeur. De plus, un nombre quasi indéfini d’événements biologiques est quantifiable par des approches non invasives et quantitatives. Actuellement, un nombre croissant de lignées transgéniques ont été générées et sont disponibles dans la communauté scientifique, et permettent de répondre à de vraies questions biomédicales. En tant que laboratoire académique nous pouvons facilement avoir accès à un grand nombre de lignées transgéniques (peu onéreuses). Pour toutes ces raisons, le Turquoise killifish est à l’heure actuelle un modèle très pertinent utilisé dans de nombreux laboratoires académiques pour modéliser et étudier les pathologies liées à l'âge.
Effet de l’insulino-résistance sur la réponse à l’inflammation intestinale chez la souris
- Recherche appliquée
- Troubles endocriniens
- Troubles gastrointestinaux
- Recherche fondamentale
- Oncologie
- Système endocrinien
- Système gastrointestinal
480 souris vont être utilisé·es, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Un diabète leur est provoqué et une inflammation ou une infection intestinale induite, avec jeûnes prolongés, gavages, injections, prélèvements sanguins et pose d'une pompe sous la peau, pour étudier si la résistance à l'insuline fragilise la barrière intestinale. Le porteur décrit des signes de souffrance possibles, poil hérissé, perte de poids, léthargie, dos courbé, ataxie et tremblements. Il indique avoir utilisé des organoïdes intestinaux mais conclut que la complexité des dialogues entre organes impose le recours à l'animal.
Objectifs
L’intestin est directement en contact avec le bol alimentaire et les bactéries de la flore intestinale. Il exerce trois fonctions principales, qui sont cruciales pour le maintien de l’homéostasie : i) la digestion et l’absorption des nutriments ii) la sécrétion d’hormones et iii) un rôle de barrière sélective entre la lumière digestive et le milieu intérieur. Bien que l’hyper-perméabilité intestinale et le passage concomitant de produits bactériens dans le sang aient été proposées comme un des facteurs participant à l'inflammation chronique qui accompagne l'obésité et le diabète de type 2 (DT2), les mécanismes moléculaires à l’origine des défauts d’intégrité épithéliale lors de ces pathologies demeurent mal compris. Dans ce contexte, l’objectif de ce projet est d’évaluer si la perte d'action de l’insuline, une caractéristique du diabète, conduit indépendemment de l'obésité et de l'hyperglycémie, à une altération de la fonction barrière de l'intestin et une susceptibilité accrue à l'inflammation intestinale.
Bénéfices attendus
Le bénéfice attendu de ce projet est la mise en évidence que la perte d'action de l'insuline contribue, indépendemment de l'obésité, à l'hyperperméabilité intestinale et au risque accru d'inflammation ou d'infection intestinales, ce qui est essentiel pour la conception de stratégies préventives et thérapeutiques.
Procédures
Sur animaux vigiles : 240 animaux: (1 mise a jeun de 16h, 6 à 7 contentions de 45 secondes pour 1 administration orale de produit, 3 prélèvements de sang (2 caudal de 30 secondes, 1 mandibulaire de 1 minute) et 2 à 3 injections de produit de 45 secondes), 240 animaux : (1 mise à jeun de 4h, 1 mise a jeun de 16h, 7 à 8 contentions de 45 secondes pour 2 administrations orale de produit, 3 prélèvements de sang (2 caudal de 30 secondes, 1 mandibulaire de 1 minute) et 3 à 9 injections de produit de 45 secondes). Sur animaux anesthésiés : 240 animaux (un prélèvement sanguin (30 secondes par souris)). 240 animaux (implantation sous cutanée d'une pompe osmotique (20min par souris) et un prélèvement sanguin (30 secondes par souris)).
Impact sur les animaux
L’anesthésie, la contention le gavage et les injections sont des sources de stress pour les animaux. Les souris rendues diabétiques présenteront une augmentation de leur prise hydrique et de leur volume urinaire. Les incisions cutanées chirurgicales peuvent entraîner localement une inflammation (rougeur, gonflement) ou une infection (écoulements). Concernant l’induction d’une inflammation intestinale, l’infection par des bactéries pathogènes, ou l’induction d’un diabète, l’apparition de signes généraux de souffrances peut survenir : poil ébouriffé (ou hérissé), perte de poids, écoulement des yeux, léthargie, dos courbé, ataxie, tremblement.
Devenir
Les animaux seront mis à mort en vu de prélevements de sang et d'organes pour des analyses ultérieures.
Remplacement
Dans ce projet, les modèles animaux seront développés dans le but d'obtenir des modèles de pathologies métaboliques (diabète) et inflammatoires (inflammation intestinale, infections entériques). Les dérégulations métaboliques et la réponse inflammatoire sont des phénomènes complexes faisant intervenir de nombreux dialogues inter-organes. Les animaux seront donc utilisés quand les questions soulevées par le projet ne pourront pas être résolues par des systèmes de culture in vitro. Cependant, nous avons utilisé des systèmes de culture tridimensionnelle à partir d'organoides intestinaux issus de souris diabétiques pour démontrer que la résistance à l'insuline altère certaines fonctions propres à l'épithélium intestinal.
Réduction
L'étude statistique permettant de calculer au plus juste le nombre d'animaux a été réalisée. Les analyses statistiques seront réalisées avec un logiciel approprié. La "significativité" des différences expérimentales sera évaluée par des tests statistiques adaptés à la comparaison de deux groupes ou plus. De plus des expérimentations ont préalablement été effectuées pour caractériser la réponse des cellules épithéliales intestinales à l'insuline à partir d'organoides intestinaux issus de souris dont l’intestin ne répond pas à l’insuline. Cette technique ne nécessite donc aucun traitement chez la souris. Elle permet également à partir d'une seule souris d'étudier plusieurs parties de l'intestin (duodénum, iléon et colon), et l'effet de plusieurs traitements, réduisant ainsi considérablement le nombre de souris.
Raffinement
La durée et dose des traitements seront réalisées selon les protocoles préétablis et maitrisés par notre équipe. Les animaux disposent de nourriture et d’eau ad libitum. Le milieu est enrichi à l’aide de coton de nidification et de petite maison. Nous nous efforçons à chaque instant de raffiner nos procédures (analgésiques, anesthésiques) afin de garantir le bien-être des animaux grâce à une surveillance attentive et des soins adaptés. L’application des points limites établis (apparence, mobilité, comportement, changement de poids, suivi post- opératoire) sera effectué.
Choix des espèces
La souris est un modèle de choix pour les études ayant attrait à la caractérisation de pathologies métaboliques et inflammatoires. Les souris utilisées seront âgées de 12 à 14 semaines. Nous avons choisi de travailler sur des souris adultes afin qu’elles aient un tractus intestinal totalement mature.