Système endocrinien

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Souris : 1696
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1 696 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant des niveaux de souffrance allant de l'absence de réveil au modéré. Elles subissent une chirurgie cérébrale pour injecter des vecteurs viraux ou implanter une canule, des jeûnes répétés de 6 à 16 heures et des prélèvements sanguins à la queue répétés 6 à 10 fois, pour étudier des neurones impliqués dans la régulation du sucre. Le porteur relie ces travaux au diabète et à l'obésité, dont les retombées thérapeutiques restent au conditionnel. Sur le remplacement, il indique avoir utilisé des cultures cellulaires mais affirme qu'il n'existe "pas d'alternative non-animale" pour l'étude intégrée.

Objectifs

Au cours de la dernière décennie, il a été montré que le cerveau participe à l’équilibre métabolique et au maintien de la quantité de sucre circulant dans le sang (la glycémie), de façon importante. Un défaut dans ces processus de régulation assurés par le cerveau pourrait donc jouer un rôle majeur dans l'apparition de maladies ayant un grave impact sur nos sociétés occidentales telles que l'obésité et le diabète. En effet, l'obésité est fréquemment associée au diabète de type II et leur progression significative et synchrone depuis 30 ans fait de la pandémie mondiale de "diabesity" actuellement observée, un véritable enjeu de santé publique. Néanmoins, les mécanismes de contrôle du métabolisme et de la glycémie par le cerveau sont encore très mal connus. Nous savons que certaines molécules de l’organisme permettent aux neurones du cerveau de communiquer entre eux afin d’assurer ces fonctions de contrôle. Parmi ces molécules, certaines semblent être importantes car elles sont capables de modifier la sensation de faim, notamment chez les animaux obèses, et de modifier la quantité de sucre en circulation dans le sang. Le projet décrit ici, cherche à comprendre comment les neurones du cerveau communiquent entre eux pour réguler le métabolisme et la glycémie de l’organisme.

Bénéfices attendus

Si l’on parvient à comprendre la façon dont les neurones du cerveau communiquent entre eux et régulent le métabolisme et la quantité de sucre en circulation dans l’organisme, cela permettra d’identifier les mécanismes qui ne sont plus correctement régulés chez les personnes atteintes de diabète de type 2 et d’obésité. Des pistes seront alors ouvertes pour la prise en charge thérapeutique de ces maladies et l’identification de nouveaux médicaments.

Procédures

Les animaux seront soumis à divers type d'expérimentations et de prélèvements soit en conditions vigile, soit sous anesthésie. - Afin d'activer ou d'inhiber les neurones à 26RFa ou bien administrer des composés pharmacologiques dans le Système nerveux central, les animaux subiront une chrirugie visant à injecter des vecteurs viraux dans l'hypothalamus ou à implanter une canule d'injection dans les ventricules cérébraux. - Afin de suivre la glycémie, les animaux subiront des prélèvements sanguins à l'extrémité de la queue d'un volume total de l'ordre de 40 μL par expérimentation. Les expérimentations sont répétées 6 à 10 fois avec une semaine de repos minimum entre chacune d'entre elles. Certains prélèvements sanguins sont réalisés sous anethésie. - Afin de prélever des tissus à l'issue des tests physiologiques, les animaux seront profondément anesthésiés afin de réaliser une perfusion intracardiaque de PFA 4%, fixer les tissus et prélever le cerveaux. - Pour le suivi métabolique, les animaux seont hebergés en cage de calorimétrie indirecte afin d'évaluer les paramètres métaboliques.

Impact sur les animaux

Les animaux seront soumis à divers type d'expérimentations et de prélèvements soit en conditions vigile, soit sous anesthésie. - Chirurgie stéréotaxique visant à injecter des vecteurs viraux dans hypothalamus ou à implanter une canule d'injection dans les ventricules cérébraux. Nuisances prévues : douleurs post opératoires minorées par des antalgiques. - Mise à jeun de 6 à 16h avant chaque test physiologique. Nuisances prévues : Perte de poids consécutive à la mise à jeun dont le retour à la normale sera surveillé après chaque test, une semaine de repos minimum entre chacun d'entre eux. - Incision à l’extrémité de la queue. Nuisance prévue : douleur à l’incision couverte par l’application locale d’analgésique. - Cage de calorimétrie indirecte afin d'évaluer les paramètres métaboliques. Nuisance prévue : isolement des animaux à 1 animal/cage inhérent à ce suivi, minoré par un temps de test le plus court possible et une mise à mort qui suit immédiatement le test.

Devenir

A l'issue de chaque procédure, les animaux sont mis à mort pour prélèver les organes.

Remplacement

Afin de comprendre la fonction du système peptidergique 26RFa, nous avons entrepris de caractériser l’effet de ce neuropeptide sur des lignées de cellules beta-pancréatiques et neuronales en culture. Cependant, la compréhension globale du rôle physiologique de ce neuropeptide dans la communication existant entre les différents systèmes de l’organisme (i.e. communication via le système nerveux et le système hormonal dans ce cas), n’est possible que in vivo. Il n’existe pas d’alternative non-animale. Dans ce contexte, la grenouille a été précédemment utilisée afin d’identifier le 26RFa. Par la suite, les études chez les mammifères ont révélé un rôle majeur du 26RFa dans la régulation du métabolisme énergétique. Ceci en fait une piste du choix en vue d'un développement thérapeutique dans le cadre du traitement de maladies métaboliques telles que le diabète de type 2. Une telle approche physiologique n’est rendue possible que par les études, sur des organismes modèles mammifères afin de s'approcher le plus possible de la physiologie humaine.

Réduction

Compte tenu de l'approche chémogénétique innovante utilisée dans ce projet, nous ne pouvons pas, a priori, modéliser la puissance statistique des tests que nous prévoyons de mener. Aussi, nous menerons nos procédures en subdivisant les effectifs des groupes prévus par lot de 3 animaux par condition et par test. Nous incrémenterons les résultats obtenus jusqu'à un maximum par avance fixé de 12 souris par condition de traitement. Cet effectif est en effet justifié par les données disponibles dans la litterature (dont nos propres expérimentations) indiquant que la variabilité inter-individuelle des processus physiologiques étudiés est prise en compte dans des groupes de 12 souris, dans le fond C57Bl6/J. Ces effectifs nous assureront d’obtenir des données statistiquement analysables (test ANOVA à un ou deux facteurs selon les conditions d’expérimentation réalisées, suivis d’un test post-hoc tel que Tukey ou Bonferroni). De plus, une partie des tests physiologiques prévus pour évaluer l’homéostasie glucidique sera réalisée successivement sur une même souris et chaque souris sera son propre contrôle afin de réduire le nombre d’animaux utilisés. Chaque nouveau test sera débuté lorsque les animaux auront bénéficié d’une période de rétablissement minimum d’une semaine qui permet aux animaux de reconstituer leur volume sanguin après les prélèvements effectués lors du test précédent et de stabiliser leur poids corporel. Pour les groupes dédiés au prélèvement des explants hypothalamiques ou cérébraux, les groupes de souris pourront être réduits à 10 animaux.

Raffinement

Les conditions d’élevage et de manipulation des animaux seront raffinées pour réduire au maximum la douleur, la souffrance et l’angoisse éventuelle des animaux. Les animaux seront maintenus à minimum trois par cage pour éviter tout isolement social et leur hébergement sera pourvu de matériel pour la nidification et d'un tube de plastique rouge leur fournissant un abri. Pendant toute la durée du séjour, les animaux seront suivis quotidiennement pour déceler tout signe de souffrance. Parmi ces signes, seront notamment relevés : posture « dos voûté », prostration, plaies, poil terne, vocalisations anormales, agressivité. Si l’un de ces signes ou combinaison de signes apparaît, le suivi de l’animal sera renforcé. Si l’état de l’animal s’aggrave dans les heures qui suivent ou ne s’améliore pas dans les 24h, il sera considéré qu’un niveau de souffrance intolérable est atteint et une mise à mort sera réalisée. L’ensemble des actes pouvant entrainer une douleur sera réalisé sous anesthésie (locale ou générale) et la douleur au réveil sera traitée par des analgésiques. La animaux devant subir plusieurs tests au cours d'une même procédure, chaque nouveau test sera débuté lorsque les animaux auront bénéficié d’une période de rétablissement minimum d’une semaine qui permet aux animaux de reconstituer leur volume sanguin après les prélèvements effectués lors du test précédent et de stabiliser leur poids corporel.

Choix des espèces

Seule l’utilisation d’un modèle mammifère intégré, donc in vivo chez l’animal entier, peut nous permettre de comprendre de façon globale, le rôle des neurones à 26RFa/orexines dans la régulation hypothalamique de l’homéostasie glucidique et de comprendre les mécanismes d’actions de ces deux neuropeptides. La souris présente de nombreux avantages pour l’élevage en animalerie : taille et coût d’entretien réduits, fortes performances reproductives. Il s’agit d’un modèle animal largement utilisé pour les études physiopathologiques permettant une comparaison de nos données avec celles d’autres équipes. De plus, la souris permet des approches génétiques et chémogénétiques complexes n’existant pas chez d’autres modèles mammifères. Au cours de cette étude, la physiologie adulte sera étudiée. Les souris seront donc âgées d’au moins 8 semaines lors des expérimentations.

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Souris : 80
Souffrances
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Devenir
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 80

80 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant des niveaux de souffrance modéré et sévère. Elles reçoivent cinq injections intrapéritonéales destinées à inactiver un gène intestinal, puis 48 d'entre elles subissent trois semaines de régime pauvre en protéines et un isolement de 48 heures sans enrichissement, pour étudier le rôle de la citrulline dans le métabolisme. Le porteur assume une perte de poids importante comme donnée centrale et fixe la mise à mort à -15 % en une semaine ou -40 % en trois semaines. Sur le remplacement, il affirme qu'un modèle in vivo est "indispensable" et que la souris est la seule espèce disposant du système génétique utilisé.

Objectifs

Depuis plusieurs années, l’intérêt s’est porté sur les propriétés régulatrices des acides aminés. Plus particulièrement, différents travaux ont montré que la citrulline, un acide aminé n’entrant pas dans la production des protéines, était un puissant activateur de la production des protéines musculaires. De telles propriétés pourraient être mises à profit dans la prise en charge de pathologies atteignant la fonction musculaire. En parallèle, une étude réalisée chez des rats âgés dénutris et confirmée chez l’Homme sain soumis à un régime hypoprotéique, a montré que la citrulline était capable de stimuler la synthèse protéique musculaire et d’augmenter le contenu protéique musculaire. En effet, il a été mis en évidence que l’absence de citrulline plasmatique (via l’extinction du gène de l’OTC, enzyme responsable de la production intestinale de citrulline), lors d’un régime standard, n’avait pas d’effet sur les animaux. En revanche, sous régime faible en protéines, l’absence de citrulline plasmatique entrainait une importante perte de poids chez les animaux (masse maigre et masse grasse). Ces effets n’étaient pas retrouvés chez les animaux recevant de la citrulline par voie orale. Nous cherchons donc maintenant à expliquer pourquoi la citrulline joue un rôle majeur en cas de régime hypoprotéique, et non sous régime standard, sur le métabolisme protéino-énergétique. Le but de ce projet-ci est donc de comprendre les mécanismes par lesquels la citrulline joue un rôle fondamental dans la régulation du métabolisme protéino-énergétique, sous régime hypoprotéique. De ce fait, nous avons choisi de travailler sur une lignée de souris génétiquement modifiée nous permettant d’inactiver spécifiquement la production intestinale de citrulline et d’en évaluer les conséquences sur le métabolisme protéino-énergétique. Nous évaluerons donc le métabolisme protéino-énergétique des souris sans production de citrulline intestinale sous un régime alimentaire hypoprotéique, ainsi que l’intérêt d’une supplémentation exogène en citrulline dans ce modèle.

Bénéfices attendus

Ce projet permettra une meilleure compréhension du rôle de la citrulline intestinale dans le contrôle du métabolisme protéino-énergétique. Une perte de poids importante des animaux (procédure sévère) est fondamentale car elle est une indication du rôle de la citrulline endogène pour maintenir une synthèse protéique physiologique (comparable à la perte musculaire observée lors d’alitement prolongé). Il nous est donc primordial d’avoir assez de temps (3 semaines) pour étudier ce phénomène et donc de tolérer une perte de poids assez importante.

Procédures

Une partie des souris (n=16) recevra de la citrulline par voie orale (administrée dans les croquettes) pendant 7 semaines. Tous les animaux (n=80) seront injectés avec l'agent chimique inducteur de l'inactivation en intrapéritonéal (durée : 30 secondes) pendant 5 jours. Une partie des animaux (n=48) sera soumise à un régime légèrement hypoprotéique (75% des besoins) pendant 3 semaines. Tous les animaux (n=80) : hébergement isolé et sans enrichissement pendant 48h, de façon à suivre leur activité physique spontannée. Tous les animaux (n=80) : Anesthésie et analgésie par injection unique (30 secondes) suivi du prélèvement du cœur.

Impact sur les animaux

Les nuisances sur les animaux sont les suivantes : stress lié à la contrainte légère et très brève liée à la préhension des animaux pour leur pesée quotidienne, stress lié aux injections intrapéritonéales de l'agent chimique inducteur de l'inactivation (5 fois) et du mélange chimique analgésique/anesthésiant (1 fois) et stress lié à l'isolement et à l'absence d’enrichissement pendant 48h lors des mesures de l’activité locomotrice, d’où le classement en procédure modérée.

Devenir

Les animaux seront tous euthanasiés. Le muscle et le coeur ainsi que divers tissus d'intérêt sont prélevés sur l'animal pour être conservés en vue d'analyses futures.

Remplacement

Ce projet étudie les conséquences d’une diminution de la concentration en citrulline plasmatique (via une suppression de l’OTC intestinale) sur le métabolisme protéino-énergétique. Le recours à des modèles alternatifs comme des cellules en culture n’est, dans l’état actuel des connaissances, pas possible parce que nous nous situons dans le domaine de la physiologie intégrée. L’objectif de ce projet est de mieux comprendre comment la citrulline produite par l’intestin module l’équilibre protéino-énergétique au niveau corps entier. Dans le but d’observer des modulations phénotypiques, un modèle in vivo est indispensable. Le choix de la souris se justifie car c’est la seule espèce pour laquelle le système de recombinaison CreLox existe.

Réduction

Dans ce modèle, seuls 50% des animaux ont leur concentration plasmatique de citrulline diminuée. De façon à ne pas euthanasier les 50% de souris restantes, nous avons décidé de les utiliser comme groupe contrôle. De plus, un groupe Ctrl-HP+Cit n’a pas été ajouté car, il a été démontré que le métabolisme protéino-énergétique des souris ctrl sous régime hypoprotéique (Ctrl-HP) n’était pas modifié. Il n’y a donc pas d’intérêt à apporter de la citrulline à ce groupe d’animaux. En outre, nous prendrons le soin d’utiliser le nombre minimal d’animaux mais qui permette cependant de tirer des conclusions statistiques (utilisation de tests statistiques adaptés au plan expérimental) avec une puissance de test suffisante. Le nombre d’animaux par groupe (16 dont 8 mâles et 8 femelles) a été estimé sur la base d’études publiées et des résultats précédents obtenus dans cette étude. En effet, il a été utilisé 12 animaux/groupe pour le dosage du rapport ATP/ADP, mais, compte-tenu de la possible mise à mort des animaux avant la fin du protocole due à une perte de poids trop importante (15% en 1 semaine ou 40% en 3 semaines), 16 animaux minimum par condition expérimentale sont nécessaires pour mettre en évidence des modifications significatives du rapport ATP/ADP induites par l’invalidation du gène OTC. Enfin, les expériences ont été soigneusement planifiées (par rapport aux données bibliographiques et à nos résultats préalables) pour permettre la collecte d’un maximum d’informations à partir des individus étudiés. De plus, les organes non utilisés seront congelés pour des études complémentaires éventuelles ou des mises au point de protocoles d'analyses.

Raffinement

Ce protocole fait appel à des procédures expérimentales sévères qui n’engendrent pas de douleur chez nos animaux, mais un stress/une angoisse liée à une perte potentielle d’activité locomotrice nuisant à l’expression de leur comportement fondamental. Pour s’assurer de l’état de santé de nos animaux, nous suivrons très précisément l’état général des animaux ainsi que leur poids à raison de 2 fois par semaine tout au long du protocole, puis tous les jours à partir de la mise sous régime hypoprotéique. Ce suivi entraînera une contrainte légère et très brève liée à la préhension. S’il s’avère que l’un d’entre eux perde du poids de façon importante (-15% au cours d'une semaine ou -40% sur 3 semaines), ou soit blessé ou souffrant, il sera exclu du projet et mis à mort. Une autopsie sera réalisée pour identifier plus précisément les causes de cet état ayant justifié la mise à mort le cas échéant, de façon à optimiser nos procédures pour d'éventuelles études futures. La décision de mise à mort sera prise par un des responsables du projet et/ou la SBEA si le porteur de projet n’est pas disponible rapidement/réactif. Pendant toute la durée de l'étude, à l'exception des 48h nécessaires à la mesure de l'activité locomotrice spontanée, les animaux seront en collectivité, en cages ouvertes, permettant aux individus de sentir la présence de leurs congénères, avec un milieu enrichi par l'ajout d'objets dans les cages (tunnels, abris en carton...). Au moment de la mise à mort, les animaux seront anesthésiés et sous analgésie de façon à ne pas souffrir.

Choix des espèces

La citrulline plasmatique est exclusivement produite via l’Ornithine Transcarbamylase (OTC) au niveau de l’intestin. Afin de pouvoir moduler l’action de cette enzyme et donc la production de citrulline et son impact niveau corps entier, l’utilisation d’animaux transgéniques est indispensable. Les animaux seront injectés avec l'agent chimique inducteur de l'inactivation à l’âge de 10 semaines pour être sûr que le gène de l’OTC soit bien mis en place (inactif avant le sevrage). L’étude à proprement parler (début du régime hypoprotéique) commencera lorsqu’ils seront âgés de 14 semaines, soit 4 semaines après l’injection de tamoxifène de façon à s’assurer que l’OTC est bien inactivée.

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Souris : 180
Souffrances
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 180

180 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, elles reçoivent huit poudres de tomate différentes pendant douze semaines, avec prélèvements sanguins sur animal éveillé, tests de tolérance au glucose et à l'insuline, perçage des oreilles et isolements répétés. Le porteur décrit un objectif appliqué, améliorer les effets santé de la tomate en combinant choix de variétés, pratiques de culture et technologie alimentaire. Il affirme que l'étude d'une supplémentation alimentaire ne peut s'envisager que sur un modèle vivant.

Objectifs

La tomate est une des productions agricoles les plus importantes en termes de volume de production et de portée économique. Sa consommation, notamment sous forme de poudre de tomate, est associée à des effets bénéfiques pour la santé métabolique, mais son profil nutritionnel et sa teneur en micronutriments dépend du génotype et des conditions de production. L’objectif du projet est de mieux comprendre l’impact du génotype de tomate et du déficit d’irrigation sur la qualité nutritionnelle des poudres de fruit et les conséquences que cela va engendrer en terme de santé métabolique chez la souris. Pour ce faire, 4 génotypes de tomate ayant subit 2 niveaux d'irrigation et présentant des profils contrastés en phytomicronutriments seront lyophilisés (8 poudres différentes en tout) puis administrés à 180 souris C57Bl/6J (8 groupes de 9 souris mâles et 9 souris femelles supplémentés et 2 groupes de 18 souris contrôles) durant 12 semaines, dans le cadre d'un régime riche en graisse. Une prise de sang sera réalisée à 6 semaines, ainsi qu'un test de tolérance à l'insuline à la 9eme semaine et un test de tolérance au glucose ainsi qu'un test de perméabilité intestinale à la 10eme semaine. Les fèces seront également récoltés et le microbiote des animaux sera analysé.

Bénéfices attendus

Ce projet vise à mieux évaluer l’impact du génotype et des conditions de culture de poudre de tomate sur les effets sur la santé métabolique. Ce projet s’insère dans un projet plus large qui permettra in fine d’améliorer les effets santé de la tomate avec une combinaison innovante du choix de génotypes, de pratiques culturales et de technologie alimentaire.

Procédures

Des prélèvements de sang sur un animal vigile seront réalisés. Pour ce faire, les animaux seront mis sous contention durant environ 2 minutes. Un test de tolérance à l'insuline et un test oral de tolérance au glucose seront pratiqués. Le déroulé du test nécessite ensuite une mise en isolement des animaux de 2 heures afin de suivre l'évolution de leur glycémie. Un test de perméabilité intestinale sera réalisé. Lors de la procédure, 3 recueils de fèces nécessitant d’isoler temporairement (environ 30 minutes) l’animal seront effectués.

Impact sur les animaux

Stress social lié à l'isolement de l'animal de ses congénères. Douleurs possibles lors des interventions de prélèvements sanguins, de perçage des oreilles pour l'identification des animaux lors des injections d'insuline. Ces nuisances ou effets indésirables toutes temporaires et réversibles sont associés à des mesures de raffinement (enrichissement de la cage, manipulation régulière des animaux, soins apportés si nécessité).

Devenir

Les animaux de cette procédure seront mis à mort afin de prélever les tissus d'intérêt seront ensuite étudiés (expression génique, histologie, dosages protéiques) et de démontrer les effets métaboliques de la supplémentation en poudre de tomate.

Remplacement

L’étude d’une supplémentation en poudre de tomate sur la santé métabolique ne peut s'envisager que dans un modèle in vivo. Les souris C57Bl/6J sont un modèle largement utilisé et reconnu pour les études sur le métabolisme.

Réduction

Le nombre d'animaux (18 par groupe, soit 9 par sexe) est le nombre minimum nécessaire pour mettre en évidence des différences significatives entre les groupes de manière sexe-dépendante, notamment en ce qui concerne la prise de poids. Le nombre d’animaux nécessaire a été calculé sur la base d’une étude similaire sexe-dépendante et déterminée avec la variation du poids (variable quantitative) comme résultat principal de l’étude.

Raffinement

Les animaux seront hébergés en cage de 3, et l'environnement sera enrichi par la présence d'un igloo en plastique ou en carton. Les animaux seront manipulés régulièrement pour les habituer à notre contact et ainsi limiter leur stress. Des conflits entre animaux au sein d’une même cage pourraient se produire et engendrer des blessures. Dans ce cas, l’animal blessé sera soigné et placé dans une cage individuelle permettant de garder des contacts visuels, olfactifs et auditifs avec ses congénères jusqu’à la fin du protocole. Des points limites gradés et précis ont été définis pour chaque acte expérimental. Un arbre décisionnel en fonction des observations faites permettra l'application des points limites et la mise en application de critères d'arrêt.

Choix des espèces

Le modèle souris est un modèle reconnu pour les études portant sur l’obésité et les pathologies associées. Les mécanismes d’adaptation à une alimentation riche en matière grasse chez la souris sont très proches des mécanismes observés chez l’Homme. Les animaux seront âgés de 6 semaines à l’achat et d’environ 7 semaines lors du début du protocole. Ces animaux correspondent donc à de jeunes adultes, afin de ne pas faire intervenir de paramètres confondants tels que le vieillissement.

  • Maintien des lignées génétiquement modifiées
  • Recherche appliquée
    • Troubles endocriniens
  • Recherche fondamentale
    • Oncologie
    • Système endocrinien
Souris : 480
Souffrances
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Devenir
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480 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant des niveaux de souffrance léger et modéré. Elles subissent des injections intrapéritonéales de glucose et d'insuline, des gavages, un séjour en cage métabolique et des injections répétées de deux inhibiteurs, le brequinar et le bisantrène, pour étudier une enzyme liée à la sécrétion d'insuline dans le diabète de type 2. Le porteur indique que ces molécules sont cytotoxiques in vitro et qu'elles ont provoqué chez l'humain des effets toxiques sur le sang et le foie, les souris étant surveillées et euthanasiées si elles perdent 20 % de leur poids. Il conclut que les lignées cellulaires ne permettent pas d'étudier la communication entre organes, ce qui justifierait le modèle in vivo.

Objectifs

L’objectif du projet est de déterminer, in vivo, le rôle de la déméthylase FTO dans la fonction et l’identité des cellules bêta au sein des îlots pancréatiques mais égalment dans d'autres organes métaboliques. Pour cela nous injecterons dans différents modèles de souris des inhibiteurs pharmacologiques de cette enzyme, le bisantrene et le brequinar puis nous étudierons leurs différents effets au niveau transcriptionnel et métabolique. Des modèles génétiques d'invalidation du gène codant l'enzyme seront également utilisés pour les différents tissus (cellules bêta et alpha pancréatiques, foie, tissus adipeux)

Bénéfices attendus

Des données préliminaires réalisées au sein du laboratoire sur des lignées cellulaires bêta pancréatiques montrent que l’inhibition de la déméthylase FTO (par siRNA ou inhibiteurs pharmacologiques) améliore l’expression des gènes de l’identité et de la fonction de la cellule bêta pancréatique, associé à une augmentation de la sécrétion d’insuline. Ainsi les résultats obtenus au cours du projet pourraient nous permettre d’identifier in vivo de nouvelles cibles thérapeutiques permettant de conserver la masse des cellules bêta pancréatiques et/ou d'améliorer la sécrétion d’insuline au cours du diabète de type 2.

Procédures

Les animaux seront soumis à : - une prise de poids régulière 2 fois par semaines au maximum. - suivi en cage métabolique (durée 1 semaine) - des injections intrapéritonéales de glucose, pyruvate ou insuline (6 fois pour chaque individu, en cours et fin de protocoles, chaque expérimentations étant espacées d'une semaine minimum, durée 4 heures) - des gavages de glucose (3 fois pour chaque individu, en cours et fin de protocoles, durée 4 heures) - des injections intrapéritonéales de molécule pharmacologiques (1 fois par jour pour chaque individu, pendant 5 à 20 jours, durée 1 heures), avec changement de site d'injection entre chaque injection

Impact sur les animaux

Les différents protocole pourront engendrer un stress chez les animaux suite aux diverses manipulations ainsi que des douleurs légères. Seuls l'effet du brequinar et du bisantrene, encore peu connu chez la souris, est susceptible d'induire des douleurs modérée chez les animaux et/ou des variations de comportements. Toutefois des études in vitro montrent que ces inhibiteurs peuvent être cytotoxiques. Chez l’Homme des essais cliniques pour le traitement de la leucémie ont également montré des effets hématotoxiques et hépatoxiques temporaires. Pour pallier à toutes ces nuisances, les animaux seront manipulés dans des pièces dédiées et calmes, avec une surveillance quotidienne pour détecter le moindre signe de souffrance (blessure, posture ou comportements anormaux, perte de poids importante, etc).

Devenir

Les animaux utilisés étant génétiquement modifiés, aucun des animaux utilisés en fin de protocoles sera maintenu en vie. Les animaux seront euthanasiés en fin d'étude.

Remplacement

Des expérimentations in vitro, réalisées sur des lignées cellulaires de cellules bêta pancréatiques murines, montrent des résultats très encourageants quand au rôle de la déméthylase FTO et de ses inhibiteurs dans la régulation de l'homéostasie du glucose. Toutefois les modèles de lignées cellulaires sont limités et ne permettent pas d'étudier la communication inter-organe qui peut avoir lieu au cours de la régulation de l'homéostasie du glucose et du diabète de type 2. Ainsi l'utilisation de modèles in vivo, par l'utilisation de souris génétiquement modifiées, et/ou soumises à un régime riche en graisse, permet de reproduire les conditions physiologiques et physiopathologiques afin de mieux comprendre le rôle de la déméthylase FTO dans le développement du diabète de type 2 ou d'identifier de nouvelles cibles thérapeutiques.

Réduction

Pour définir statistiquement le nombre d'animaux nécessaires, nous avons utilisé une méthode statistique pour réduire au minimum le nombre d'animaux, permettant ainsi de déterminer le nombre exact d'animaux par expérimentation en fonction des paramètres recherchés.

Raffinement

Un suivi quotidien et une observation des animaux sont réalisés par les membres de l'équipe de l'animalerie dans laquelle les animaux sont hébergés. Les membres de l'équipe travaillant sur ce projet suivent également les animaux afin de garantir leur bien-être et minimiser au maximum leurs éventuelles souffrances. L'état général des animaux est évalué tous les jours par des observations quotidennes et pesées hebdomadaires. L’état général des animaux sera évalué par les utilisateurs ainsi le personnel animalier. Les points limites déterminés pour nos protocoles sont : le dos vouté, le poil hérissé, une perte de poids de 20% et la prostration ou l’absence de réaction des animaux. Dans ce cas l’animal sera enregistré au SBEA. Un traitement visant à soulager l’animal pourra être mis en place, le cas échant sans amélioration, l’animal sera euthanasié.

Choix des espèces

La souris reste le meilleur modèle permettant d’étudier l’importance d’un gène dans le développement de maladies et d’identifier de nouveaux traitements potentiels. Pour ce projet, nous utiliserons des modèles de souris génétiquement déficientes pour le récepteur de la leptine (souris Db/Db), qui reproduisent la physiopathologie du diabète de type 2 ainsi que les souris contrôles correspondantes. Des souris C57Bl6J soumises à un régime standard ou riche en graisse seront également utilisées dans ce même but. Des souris invalidées dans les cellules alpha ou bêta pancréatiques et dans d'autres tissus pour le gène codant la déméthylase FTO pourront également être utilisées au cours du projet afin de mieux comprendre le rôle de Fto dans les différents organes métaboliques (MipCre Fto-Flox, RipCre Fto-Flox ; GcgCre Fto-Flox ; AdipoQCre Fto-Flox ; AlbCre Fto-Flox). Ces modèles de souris seront associés aux souris contrôles respectives. Les souris C57Bl6/J ou invalidées pour FTO seront utilisées à partir de 5 semaines de développement afin de mettre en place un régime alimentaire riche en graisse de 12 à 24 semaines et induire un phénotype diabétique. Des souris Db/Db de 8 et 16 semaines seront également utilisés pour les injections d'inhibiteurs de FTO (bisantrene ou brequinar). Les souris de 8 semaines permettront d'étudier les effets de l'inhibition de FTO dans des cellules bêta fonctionnelles. Les souris de 16 semaines permettront également d'étudier les effets de l'inhibition de FTO mais dans des cellules bêta ayant une fonction altérée.

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Hamsters dorés : 7750
Souffrances
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7 750 hamsters dorés vont être utilisés dans des procédures impliquant des niveaux de souffrance légers à modérés, la quasi-totalité tuée à l'issue et 21 femelles réutilisées. Jusqu'à 950 femelles subissent une superovulation par injections hormonales, un accouplement puis une chirurgie de 30 minutes pour modifier génétiquement les embryons par CRISPR-Cas9, et les petits nés reçoivent une biopsie de l'oreille et un tatouage. Le porteur indique que les petits ne portant pas la modification ciblée sont tués, faute de pouvoir vérifier l'ensemble de leur génome. Il présente ce nouveau modèle comme un moyen d'étudier la reproduction saisonnière et rattache les bénéfices humains, sur la fertilité, à une perspective lointaine.

Objectifs

Le hamster Syrien est un modèle de rongeur saisonnier très bien caractérisé avec une activité de reproduction contrôlée par la photopériode (durée du jour sur 24h). Nous souhaitons développer des modèles de hamster génétiquement modifiés permettant une étude approfondie de la fonction de certains peptides impliqués dans la régulation saisonnière de la reproduction. Depuis longtemps on sait que les variations annuelles de la sécrétion nocturne de mélatonine permettent une représentation centrale des saisons. Au cours des dernières années plusieurs équipes ont montré que la mélatonine, via des récepteurs spécifiques exprimés dans le cerveau contrôle la production de thyréostimuline (TSH) qui régule la production d’hormones thyroïdiennes dans le cerveau. Ces hormones thyroïdiennes agiraient ensuite notamment sur l’expression d'un peptide spécifique pour moduler l’activité de l’axe reproducteur. Cette voie moléculaire sous le contrôle de la mélatonine reste néanmoins hypothétique. Les études de cette voie se limitent à des études uniquement pharmacologiques par manque de modèles de rongeurs saisonniers génétiquement modifiés. Nous souhaitons donc développer ces modèles de hamster génétiquement modifiés permettant une étude approfondie de la fonction de ce peptide régulateur dans la régulation saisonnière de la reproduction.

Bénéfices attendus

Le premier bénéfice de ce projet est de faire avancer les connaissances sur l'implication des peptides RFAmides dans la régulation saisonnière de la reproduction sur un modèle pertinent. Par ailleurs, de plus en plus d’études montrent l’importance des variations saisonnières sur la régulation des fonctions physiologiques et notamment de la fonction de reproduction chez l’humain avec notamment des variations saisonnières de fertilité, de l'activité gonadique et de l'hypophyse qui contrôle l'activité des gonades (Meyer, 2016 ; Castro Dopico, 2015 ; Rojansky, 1992). Ces variations saisonnières seraient tout comme chez le hamster doré sous contrôle de la mélatonine, dont la durée de sécrétion nocturne varie en fonction des saisons qui sont elles-mêmes encodées notamment par une variation de la durée de la phase lumineuse/24j. L’étude de l’intégration de ces facteurs saisonniers dans le système nerveux constitue donc un premier pas vers une meilleure connaissance des mécanismes par lesquels l’humain est affecté par les variations annuelles de la lumière.

Procédures

950 femelles au maximum subiront un protocole de superovulation par injection de deux hormones à 3 jours d'intervalles. Chaque injection dure 30 secondes. Chaque femelle superovulée sera accouplée une nuit avec un mâle reproducteur. Chaque femelle sera le lendemain soumise à une contention (animal vigile) pour vérifier la présence d'un bouchon vaginal signe de copulation et donc de fécondation. Les femelles bouchonnées seront soumises à une chirurgie sous anesthésie/analgésie d'une durée égale à 30 minutes. Les petits génétiquement modifiés seront soumis à une biopsie d'oreille et un tatouage des doigts (durée 5 minutes).

Impact sur les animaux

Chirurgie : perte de masse moyenne de 8 à 10% maximum , douleur modérée, inflammation, agrafes arrachées. On ne peut totalement exclure un risque infectieux et inflammatoire. Piqure ip superovulation : 2 à 3j d’intervalle alternance coté injection : saignement si piqure dans un organe, risque d’inflammation. Accouplement : agressivité de la part de la femelle envers le mâle conduisant à des blessures si pas dans la bonne phase du cycle (oestrus) Electroporation : réduction possible du nombre de petits par résorption fœtale ou par mort in utéro des embryons . Identification tatouage et biopsie d'oreille : douleur aigue transitoire. On ne peut exclure une inflammation et un saignement consécutifs à la piqûre du doigt et au prélèvement du fragment d'oreille. Stress transitoire lié à l'isolement des femelles suite à la chirurgie.

Devenir

Les femelles superovulées non accouplées seront réutilisées dans d'autres projets chaque fois que cela sera possible. Les femelles gestantes seront gardées en vie pour suivre la gestation et la mise bas. Néanmoins nous ne pouvons en estimer à priori le nombre car cela dépendra du fait qu'elles soient ou non en pleine ovulation lors de la mise en accouplement avec le mâle. Les petits présentant la modification ciblée seront quant à eux conservés pour être utilisés dans des projets. Les autres seront mis à mort car il est impossible de vérifier tout le génome de ces animaux pour vérifier si la procédure a pu induire une modification génétique ailleurs que sur le gène cible.

Remplacement

Nous travaillons à la génération d’un nouveau modèle animal adapté à la recherche sur la régulation saisonnière de l’activité de reproduction qui est un mécanisme complexe faisant intervenir plusieurs structures nerveuses et endocrines (hypothalamus, hypophyse, gonades); aussi est-il impossible de réaliser une telle étude sur des organes isolés ou de reproduire l’axe gonadotrope dans sa complexité dans un modèle in silico.

Réduction

Ce projet a pour objectif la mise au point et la validation d’une nouvelle approche de transgénèse sur une nouvelle espèce : le hamster doré.Le nombre d'animaux néc essaires aux mises au point de la méthode et ensuite à la production d'animaux nécessaires à l'établissement d'une colonie ont été estimé empiriquement sur la base des connaissances que nous avons du modèle animal , de la littérature disponible sur le rat et la souris et d'échanges avec des scientifiques qui utilisent la méthode du I-GONAD . Avec cette aproche il n'est actuellement pas possible d’estimer le nombre d’animaux qui seront génétiquement modifiés sur l'ensemble des petits nés ni s'ils seront aptes à se reproduire. En fonction du sexe et de l’espèce le peptide cible influe différemment sur la reproduction des animaux. Néanmoins, pour la durée du projet, nous estimons donc que nous aurons au maximum à utiliser 750 femelles pour la production d’animaux génétiquement modifiés et 100 femelles maximum pour la mise au point complète de l'approche méthodologique sur l'espèce. Dès validation de la méthode et dès que nous aurons le nombre d’animaux des deux sexes suffisant pour lancer une colonie, les expériences seront interrompues. Aucune analyse statistique ne sera réalisée au cours de ce projet. L’approche choisie diminue drastiquement le nombre d’animaux utilisés puisqu'il ne sera plus nécessaire de produire des mâles vasectomisés pour obtenir ensuite les femelles pseudo-gestantes indispensables au transfert d’embryons en transgénèse classique. Chaque fois que cela sera possible nous proposerons à la réutilisation dans d'autres projets les femelles superovulées mais non accouplées que nous ne pourront donc pas utiliser.

Raffinement

Hébergement: 1 animal/cage après chirurgie pour suivi et traçabilité des mises-bas et suivi des petits. Cage enrichie avec un barreau à ronger et matériel de nidation. Contact maintenu entres congénères grâce aux cages transparentes ouvertes. La chirurgie nécessaire pour l’électroporation in oviducte sera réalisée sous anesthésie générale et analgésie profonde. La température corporelle des animaux est maintenue pendant toute la durée de la chirurgie par un tapis chauffant thermostaté couplé à une sonde rectale puis les animaux sont replacés dans leur cage respective qui sont également maintenues sur tapis chauffants thermostatés ou lampe chauffante jusqu’à leur complet réveil. Les animaux recevront un traitement analgésique post-opératoire pendant 3 jours et seront suivis quotidiennement pendant la semaine suivant la chirurgie et leur état de santé sera évalué grâce à une grille de score avec examen de la locomotion spontanée, provoquée, poids, état général, état de la plaie). Si une souffrance est détectée chez l'animal, l’avis du vétérinaire de l’EU sera demandé et le traitement requis mis en place ou mise à mort (analgésie ou mise à mort). De plus, des poinst limites ont été préalablement établis permettant de limiter la souffrance animale en interrompant chaque fois que nécessaire la procédure.

Choix des espèces

Le rat et la souris ne sont pas des modèles adaptés à l’étude des rythmes saisonnier pour laquelle le hamster est le modèle de rongeur le plus utilisé. De plus, la technique de transgénèse par CRISPR Cas9 a déjà été réalisée avec succès sur le hamster Syrien et le génome est entièrement séquencé ce qui donne accès à la séquence du gène cible Nous utiliserons des animaux adultes pleinement sexuellement mâtures donc à partir de 10 semaines.

  • Recherche fondamentale
    • Oncologie
    • Système endocrinien
Souris : 779
Souffrances
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▲ 779
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Devenir
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779 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Elles reçoivent des pompes osmotiques renouvelées deux fois, des injections dans la veine saphène, des tests de tolérance au glucose et à l'insuline et des tests comportementaux dont le RNT ne précise pas la nature, pour tenter de faire produire un peptide de la reproduction par leurs cellules musculaires. Le porteur signale des douleurs, une perte de poids et une perte de mobilité liées aux pompes et aux injections, tous les animaux étant mis à mort pour prélèvement d'organes. Il affirme qu'aucune méthode de remplacement n'est envisageable pour cette approche encore jamais testée.

Objectifs

La kisspeptine (Kp), produite dans le cerveau, est un puissant stimulateur de la sécrétion de gonadolibérine (GnRH) qui, à son tour, induit la libération de l’hormone lutéinisante (LH) dans la circulation sanguine chez les mammifères. A ce jour, de très nombreuses études ont évalué l’effet d’une injection aigüe de kisspeptine pour tenter de comprendre et de maitriser la reproduction de plusieurs mammifères (notamment la souris, l’Homme, mais aussi les animaux de rente pour lesquels le système reproducteur n’est pas actif tout au long de l’année). De ce fait, les mécanismes impliquant le contrôle de la sécrétion de LH et l'action de la Kp sont alors très bien connus et documentés. Cependant, une faiblesse majeure de la kisspeptine, utilisée en tant que telle pour maitriser la reproduction, est le délai d’action de la protéine qui est relativement vite dégradée. Des études ont alors tenté de mettre au point une forme modifiée de la kisspeptine afin de la rendre plus résistante aux processus de dégradation. A ce jour, aucune forme modifiée du peptide n’a cependant été assez performante pour être utilisée comme outils de maitrise de la reproduction. Le présent projet vise alors à adopter une approche totalement innovante à la lumière de ce qui est en cours de développement dans le domaine des biomédicaments : faire produire la kisspeptine directement par les cellules musculaires qui sont des cellules définitivement différenciées, qui ne se divisent pas, et sont capables de fortement exprimer une protéine puis de l'excréter dans le système circulatoire. Concrètement, l’idée est d’injecter dans le muscle un complexe ADN pour faire produire de la Kp qui sera excrété du muscle vers le système sanguin. Comme ils n’impliquent pas d’agents viraux, ces complexes sont plus faciles d’utilisation et n’ont pas d’effet inflammatoire. Nous souhaitons donc tester si l’injection de ces complexes dans le muscle peut être une technique efficace pour, à terme, faire produire de façon stable la Kp dans l’optique de stimuler ou inhiber la reproduction de l’organisme cible qui, dans ce projet, est la souris.

Bénéfices attendus

Le présent projet vise à mettre au point une méthode permettant de sécréter de la kisspeptine de façon continue par les cellules musculaires de l’organisme cible. Les bénéfices sont donc multiples 1) étudier l’effet d’une diffusion continue de kisspeptine sur la physiologie de l’organisme, 2) mettre au point une technique de production de peptides par les cellules musculaires et 3) développer un outil permettant de maitriser la reproduction.

Procédures

- Pose de mini pompes osmotiques sur 96 animaux : les mini pompes diffusent la solution qu'ils contiennent pendant 28 jours maximum, le protocole étant prévu pour 3 mois, les mini pompes seront remplacées 2 fois. - Test de tolérance au glucose (GTT) et à l'insuline (ITT) sur 56 animaux avec des prélèvements de sang. L'ITT sera toujours réalisé 1 semaine avant le GTT et ceux ci seront réalisés 3 fois avec 28 jours d'intervalle. - Frottis vaginaux réalisés sur 28 femelles sur une période de 8 jours tout les 28 jours. - Tests de comportements sur 80 animaux - Prises de sang sur 96 animaux tout les 28 jours. L'intervention sera réalisée 4 fois. - Injection d'un solution et 16 prélèvements de 4ul de sang de façon sériée, une seule fois au 84ème jour du protocole. - Mise à mort après anesthésie - Injection hydrodynamique d'un vecteur plasmidique via la veine saphène réalisé sur 637 animaux au total sur les deux procédure (630 + 7). Prises de sang tout les 10 jours pendant 3 mois, soit 9 fois. - Mise à mort après anesthésie - Electroporation ou injection hydrodynamique sur 14 animaux

Impact sur les animaux

Le peptide et ses effets sont très bien décrits chez les mammifères, et notamment chez les rongeurs. En termes de manipulation des animaux, les tests comportementaux, chirurgies, injections et prises de sang sont des manipulations maitrisées par le laboratoire et réalisées par du personnel expérimenté. Cependant, des effets secondaires peuvent être observés, notamment suite à la pose des mini pompes ou l'injection hydrodynamique : des douleurs, perte de poids et perte de mobilité peuvent apparaître mais sont anticipés par l'injection d'antidouleurs au moment des procédures. De plus un suivi journalier sera mis en place pour prévenir ce genre d'effets et pouvoir traiter les animaux en conséquence. L’objectif de ce projet est d’induire une production continue de kisspeptine par l’organisme, ce qui n’a encore jamais été testé jusqu’à présent.

Devenir

Tous les animaux seront mis à mort pour prélèvements d’organes pour des études post mortem

Remplacement

Une grande partie du travail de sélection des meilleurs vecteurs ADN a été réalisé en amont sur des modèles de cultures cellulaire, mais l'étude de l'effet de la Kp sur la fonction de reproduction et sur la physiologie globale de l’organisme nécessite un système complexe et vivant tel que le modèle murin afin d'avoir une compréhension complète des mécanismes mis en jeu, aucune méthode de remplacement n'est donc envisageable dans ce contexte.

Réduction

Notre protocole expérimental a été mis en place de sorte à réduire au maximum le nombre d'animaux utilisés. A la lumière des études publiées dans le domaine et de notre expérience, il nous sera nécessaire de constituer des groupes de 7 animaux par traitement.

Raffinement

Les animaux impliqués dans cette étude sont élevés dans les conditions d'élevage classique dans des cages en présence d'enrichissement (de type carton pour la mise en place d'un nid, petite cabane en carton...). De plus, les animaux seront visités au moins une fois par jour avec contact direct ou non (sans réalisation de procédure), permettant l'habituation de l'animal à l’expérimentateur et un suivi du bien-être des animaux. Aussi une attention toute particulière sera portée aux points limites. Un suivi journalier sera mis en place tout au long de la période d'expérimentation pour évaluer l'état de bien-être des animaux en s'assurant que les points limites ne soient pas atteints. Le comportement et l'apparence des souris sera suivi avec attention et les animaux seront pesés tous les jours pendant 3 jours après les prises de sangs puis tous les 2 jours jusqu'aux prochains prélèvements. Ce suivi permettra d'évaluer le bien-être des animaux et de décider de l'euthanasie ou le soulagement de la douleur des animaux suivant le stade d'atteinte des points limites. Afin de de réduire le stress lié aux prélèvements de sang et permettre l'habituation des animaux à cette procédure, un morceau de cookie sera apporté aux animaux après chaque prélèvement sanguin. De plus, lors des chirurgies (implantation de mini pompes et injections hydrodynamique, des traitements anesthésiques et analgésiques seront apportés aux animaux pour réduire leur douleurs au maximum.

Choix des espèces

Les mécanismes d’action de la kisspeptine, de façon aigüe chez la souris sont très bien documentés au niveau de la physiologie de la reproduction. De plus les mécanismes sous-jacents sont bien décrits et conservés chez les mammifères. Cependant, l’effet de la kisspeptine sur le long terme sur la physiologie globale de l’organisme reste assez peu étudiée, or, ce peptide est de plus en plus présenté comme étant un outil prometteur pour la maitrise de la reproduction et le traitement de pathologies associées à la fertilité. La souris est alors un très bon modèle pour analyser les effets de composés sur la physiologie et le comportement tout en offrant la possibilité de réaliser des parallèles avec d’autres espèces qui permettront d’avoir un bon aperçu de l’effet de la kisspeptine sur le long terme. Enfin, ces études font suite à des manipulations in vitro et permettront de poursuivre avec des expérimentations sur les espèces de rente telles que les ovins et constituent alors un chainon essentiel au développement de notre approche de façon optimale et rigoureuse.

  • Recherche fondamentale
    • Oncologie
    • Système endocrinien
Souris : 2480
Souffrances
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▲ 744
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Devenir
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 2480

2 480 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger à modéré. Certaines reçoivent un régime enrichi en sodium ou en potassium, d'autres subissent une contention de 30 à 90 minutes dans un tube de 50 ml, pour étudier le rôle de la prolactine dans la fonction des glandes surrénales. Le porteur qualifie cette contention de "stress psychologique modéré" et emploie des souris génétiquement modifiées privées du récepteur de la prolactine. Il affirme qu'aucun système in vitro ne reproduit un organisme entier, et les tue pour prélever organes et sang.

Objectifs

Les hormones produites par les glandes surrénales, des glandes endocrines qui se trouvent au dessus des reins, sont très importantes pour réguler les réponses de l'organisme au stress. Nous avons découvert récemment que la prolactine, une hormone produite par une autre glande endocrine, la glande hypophyse qui se trouve à la base du cerveau, a un rôle important dans le contrôle de la production hormonale dans les glandes surrénales chez la souris. De plus, la prolactine régule les surrénales de façon différente selon le sexe, avec les femelles plus affectées que les mâles. Cette fonction de la prolactine comme régulateur des hormones surrénaliennes semble conservée chez l'homme. L'objectif de notre projet de recherche est d'éclaircir les mécanismes de régulation de la production d'hormones surrénaliennes en conditions basales et de stress modéré aigu. Pour effectuer ces études, nous avons généré un nouveau modèle de souris dans lequel la prolactine ne peut pas agir spécifiquement au niveau des glandes surrénales, à cause de l'absence de son récepteur dans ces organes.

Bénéfices attendus

Notre projet va contribuer grandement à la compréhension du rôle de la prolactine dans le contrôle de la production des hormones dans les glandes surrénales et donc pourrait avoir des applications très utiles pour mieux maîtriser les réponses de l'organisme au stress.

Procédures

Certains animaux seront soumis à un régime modifié soit par l'eau de boisson avec ajout de certaines substances pendant 2 jours ou 15 jours soit par la nourriture (régime haut en sodium ou potassium) pendant 1 ou 2 semaines. Certains animaux seront soumis à une contention pendant 30 ou 90 min.

Impact sur les animaux

L'inactivation conditionnelle du gène codant pour le récepteur de la prolactine dans les glandes surrénales ne provoque pas d'effets indésirables évidents chez les souris dans lesquelles ce récepteur a été inactivé, les animaux ont un comportement normal et se reproduisent normalement. Certains animaux vont être exposés à un stress psychologique modéré provoqué par une contention dans un tube Falcon 50 ml (mobilité réduite/inactivité) pendant un maximum de temps de 90 min.

Devenir

Tous les animaux utilisés dans les procédures de notre projet seront mis à mort à la fin de ces procédures, pour la nécessité de récupérer leurs organes et leur sang pour effectuer nos analyses.

Remplacement

Malheureusement aucun système in vitro ne permet de reproduire l’ensemble des mécanismes physiologiques d’un organisme entier. Il n'est donc pas possible de remplacer ce modèle animal pour étudier les effets physiologiques de la signalisation de la prolactine sur la croissance et la fonction des glandes surrénales, y compris dans les phénomènes de réponse au stress.

Réduction

Le nombre d'animaux utilisé pour chaque procédure de notre projet sera restreint au strict minimum dans le respect des règles des 3 Rs. Le nombre d'animaux corresponds au nombre maximal nécessaire à l'obtention de résultats significatifs calculé par un logiciel de statistique. Les prédictions suggèrent 62 animaux par groupe (mâles et femelles) qui permettra une analyse statistique valide afin d'exclure toutes répétitions additionnelles.

Raffinement

Les animaux seront hébergés selon les conditions habituelles et disposeront de l’enrichissement nécessaire (abris, litière, bâtonnets de bois, ouate), avec température et hygrométrie contrôlée. Les animaux seront suivis par le personnel de notre animalerie et par les personnes en charge du projet. Nous serons vigilants quant à la détresse, ou tout comportement anormal des souris. Advenant que les animaux présentent ces signes, ils seront pris en charge selon la procédure en vigueur afin d’éviter toute souffrance.

Choix des espèces

Le choix de l'espèce animal a été déterminée par la faisabilité de l'inactivation de notre gène d'intérêt (le récepteur pour la prolactine) spécifiquement dans les glandes surrénales dans cette espèce et par la richesse et la qualité des données préliminaires présentes dans la littérature. Nous allons utiliser seulement des animaux adultes des deux sexes pour ce projet.

  • Recherche fondamentale
    • Oncologie
    • Système endocrinien
Rats : 32
Souffrances
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▲ 32
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Devenir
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 32

32 rats vont être utilisés, tous tués à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Ils reçoivent des injections quotidiennes pendant quarante-deux jours, des prélèvements sanguins hebdomadaires et des tests de tolérance au glucose et à l'insuline, pour étudier une molécule contre le diabète et l'obésité. Le porteur précise que l'étude porte d'abord sur des animaux sains, une étude sur animaux diabétiques pouvant suivre, et attend un ralentissement de la prise de poids. Il affirme qu'aucune méthode in vitro ne peut remplacer l'étude du métabolisme in vivo, et les tue pour prélever tissu adipeux et pancréas.

Objectifs

Le projet a pour but d’étudier une nouvelle stratégie thérapeutique dans le traitement des pathologies comme l'obésité ou le diabète de type 2. Actuellement, les enjeux actuels de la prise en charge de ces maladies sont de trouver de nouveaux traitements pouvant agir sur la perte de poids et sur le contrôle glycémique. De nombreuses études se sont penchées sur la régulation des hormones secretée par l'estomac qui stimulent la sécrétion d'insuline après le repas. Le traitement qui sera étudié peut augmenter la secretion d'insuline après le repas en augmentant la sensibilité à ces hormones secretées par l'estomac. L’objectif de notre étude est d'étudier ce nouveau traitement en vue de l'utiliser comme un traitement du diabète ou de l'obésité.

Bénéfices attendus

Ce travail permettra d’étudier dans un premier temps les effets de ce nouveau traitement sur la glycémie, le poids et différents marqueurs des maladies métaboliques comme le diabète et l'obésité. Au décours de cette première étude sur des animaux sains, une étude similaire sur des animaux diabètique pourra être réalisée. Ainsi l'ensemble de ce travail pourrait ouvrir de nouvelles pistes thérapeutiques dans les maladies métaboliques telles que le diabète et l'obésité.

Procédures

- A l’âge de 8 semaines, les animaux seront divisés en deux sous-groupes : "Traitement" et "Placebo". Les animaux traités recevront le traitement 7 jours sur 7. Le groupe placebo recevra un soluté salé isotonique. Ces traitements seront administrés par injection pendant 42 jours. - Le poids des animaux sera relevé et un prélèvement biologique sera réalisé tous les 7 jours. - Avant l’arrêt du traitement, un test de tolérance glucidique et un test de sensibilité à l’insuline espacés de 72h incluant différents prélèvements toutes les 15 minutes pendant 120 seront réalisés. - Les paramètres morphologiques métaboliques seront étudiés dans des cages métaboliques dont l’objectif est d’étudier la prise d’eau de et de nourriture, ainsi que le dépense énergétique des animaux.

Impact sur les animaux

L'administration du traitement et les prises de sang pourront être source de douleur au moment de l'injection qui sera prevenu par l'utilisation d'une anesthésie locale avant les injections et avant les prises de sang. Une prise de poids en fonction de l'âge moins importante pourra être observée dans le groupe recevant le traitement (nous estimons cette différence entre 10 et 20 % par rapport à un animal recevant un placebo).

Devenir

A l’issu de ces deux procédures, les animaux seront euthanasiés afin d’étudier les conséquences de l’administration du traitement sur les tissus cibles de ce traitement tel que le tissu adipeux et le pancréas.

Remplacement

L’utilisation de modèles animaux dans l’étude du métabolisme est nécessaire pour reproduire au mieux le métabolisme humain. Il n'existe à ce jour aucune méthode alternative ou substitutive qui permette un remplacement in vitro et l’étude de nouvelles stratégies thérapeutiques doit nécessairement être faite in vivo. Le métabolisme et l’homéostasie glucidique représentent des systèmes intégrés qui ne peuvent être étudié uniquement in vitro : en effet, l’utilisation d’animaux permettra d’étudier de manière simultanée les conséquences de l’inhibition de KDM1A sur différents tissus essentiels à l’homéostasie métabolique comme le pancréas, le tissu adipeux, et le foie.

Réduction

Le nombre d’animaux par groupe a été déterminé en utilisant un test statistique utilisant les études de faisabilité du traitement afin de garantir l'observation d'un effet du traitement. Grâce à ce test, nous obtenons n = 16 animaux par groupe. Les animaux seront suivis de manière longitudinale et les mesures répétées au cours du temps permettant de diminuer le nombre d'animaux à inclure.

Raffinement

La prise de poids des animaux et les prélèvements biologiques qui auront lieu tous les 7 jours seront réalisés simultanément pour limiter au maximum le stress des animaux. La tolérance des animaux sera évaluée quotidiennement. Les injections et les prelevements seront précédés d'une anesthesie locale afin de diminuer au maximum la douleur pouvant être engendrée par la procédure. Les cages sont pourvues de tubes ainsi que du coton de nidation et des bâtonnets de bois raffinant ainsi les conditions de vie des animaux.

Choix des espèces

Nous utiliserons des rats Wistar Han largement disponibles et dont le métabolisme se rapproche du métabolisme humain. Ces animaux representent un modèle d'étude polyvalent. Les procédures seront débutées à l’âge de 8 semaines (âge adulte des animaux).

  • Recherche appliquée
    • Troubles endocriniens
    • Troubles gastrointestinaux
    • Troubles immunitaires
  • Recherche fondamentale
    • Biologie du développement
    • Oncologie
    • Système endocrinien
    • Système gastrointestinal
    • Système immunitaire
Souris : 1080
Souffrances
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▲ 1080
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Devenir
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 1080

1 080 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Nourries d'un régime gras, elles reçoivent des injections répétées induisant fibrose puis cancer du foie, avec des prélèvements sanguins, pour évaluer le rôle de deux protéines dans les complications hépatiques de l'obésité. Le porteur résume les retombées en une phrase, la validation des "effets thérapeutiques du ciblage de ces acteurs". Il affirme qu'"il n'y a aucun modèle non animal pouvant être utilisé" et conserve les organes pour tirer un maximum de données de chaque souris.

Objectifs

L’obésité augmente le risque de développer un diabète de type 2 et des maladies cardiovasculaires mais s‘accompagne également de complications hépatiques. Ces complications sont fréquentes mais sous estimées, en raison de leur évolution « silencieuse ». Ces altérations hépatiques vont d’un simple foie gras pouvant progresser jusqu’au cancer du foie. Plusieurs facteurs ont été déjà identifiés (diabète, inflammation, modification du microbiote intestinal). Cependant, aucun traitement pharmacologique n’est encore disponible et une meilleure compréhension de l'évolution de ces complications est nécessaire pour identifier de nouvelles cibles thérapeutiques. Notre équipe de recherche s’intéresse à 2 acteurs clefs impliqués dans le développement de ces maladies. Ces acteurs peuvent agir de pair favorisant le développement de ces maladies chroniques du foie. Pour une meilleure compréhension de leurs rôles, nous évaluerons sur des animaux, l’impact potentiellement bénéfique de leur absence sur le développement et la progression de ces maladies du foie.

Bénéfices attendus

Ces études précliniques valideront les effets thérapeutiques du ciblage de ces acteurs dans les maladies chroniques du foie .

Procédures

En fonction des procédures, les animaux seront soumis à deux prélèvements sanguins maximum. Les animaux nourris avec une alimentation riche en graisses seront prélevés deux fois, en milieu et en fin de régime. Ces prélèvements ne dureront pas plus d'une minute maximum. Des injections seront également effectuées pour étudier le développement de la cicatrisation hépatique. Pour la procédure 2 : les souris recevront une injection 2 fois par semaine pendant 6 semaines à partir de 7-8 semaines d’âge. Pour la procédure 3 : une unique injection sera réalisée sur les souris mâles âgés de 2 semaines.

Impact sur les animaux

Les nuisances sont les contentions, les prises de poids régulières ainsi que les injections en fonction des procédures. Les effets indésirables attendus pourraient être principalement une faible inflammation locale au site d’injection.

Devenir

Tous les animaux seront mis à mort à la fin de chaque procédure. Nous utiliserons pour chaque procédure un nombre minimum d'animaux qui nous permet de réaliser des études statistiques robustes et pertinentes.

Remplacement

Pour répondre à l’exigence de remplacement, certains aspects du projet seront réalisés sur des cellules. Cependant, il est nécessaire de réaliser des études précliniques car les études sur cellules ne permettent pas de reproduire la maladie humaine. Ainsi, il n'y a aucun modèle non animal pouvant être utilisé pour ces études.

Réduction

Chaque procédure utilise un nombre d'animaux minimum mais nécessaire pour réaliser des études statistiques pertinentes et exploitables. Les expériences seront reproduites pour confirmer la significativité statistique. Les organes obtenus à partir des souris seront conservés et stockés pour des analyses ultérieures afin d'enregistrer autant de paramètres que possible à partir d'une seule souris.

Raffinement

Pour répondre au raffinement, l'hébergement sera réalisé dans des locaux appropriés avec un enrichissement systématique et les personnes réalisant les différentes procédures respecteront les règles éthiques lors des manipulations et mises à mort des animaux. La surveillance quotidienne des animaux par les animaliers et nos surveillances régulières (grille d’observation) nous permettront d'identifier précocément tout signe de stress ou de souffrance afin d'appliquer les points limites.

Choix des espèces

La souris est une espèce très utilisée et pertinente pour étudier ces maladies. C’est une espèce facile à utiliser grâce à sa natalité importante. Notre expertise nous permet d’avoir des locaux d’hébergement et des conditions d’expérimentation appropriés à cette espèce. La maladie développée par la souris récapitule les symptômes et les caractéristiques de la maladie chez homme. Pour la procédure 1, la mise sous régime riche en graisse débutera lorsque les souris auront 8-10 semaines d’âge. En effet, un tel régime induit une prise de poids importante et peut durer jusqu’à 32 semaines, d’où la nécessité d’avoir des animaux relativement jeunes. Cette procédure permet d’analyser la progression des maladies chroniques du foie dans un contexte d’obésité et de résistance à l’insuline. Pour la procédure 2, le traitement chimique induisant la fibrose hépatique débutera à environ 7-8 semaines d’âge. Cette procedure permettra d’étudier les mécanismes moléculaires associés à la fibrose hépatique. Pour la procédure 3, l’injection du réactif induisant le cancer hépatique sera effectuée à environ 2 semaines d’âge (âge approprié pour cette procédure) et la mise sous régime riche en graisse sera effectuée à environ 7-8 semaines d’âge (animaux relativement jeunes). Cette procédure permettra d’étudier les stades le plus avancés de la maladie dans un contexte d’obésité et de résistance à l’insuline.

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    • Système endocrinien
    • Système gastrointestinal
    • Système immunitaire
Souris : 540
Souffrances
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Devenir
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 540

540 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré à sévère. Nourries d'un régime gras, elles subissent gavages, injections intrapéritonéales, mises à jeun et prélèvements sanguins répétés, pour étudier le rôle des cellules NK dans les complications hépatiques de l'obésité. Le porteur indique que les injections peuvent provoquer gêne, rougeur, infection ou nécrose au point d'injection, et que peuvent survenir obésité, hyperglycémie ou diabète. Il conclut qu'"aucune autre espèce ne peut être utilisée" et que les études in vitro ne reproduisent pas les interactions entre organes.

Objectifs

L’obésité augmente le risque de développer un diabète de type 2, des maladies cardiovasculaires et s‘accompagne également de complications hépatiques. Ces complications sont fréquentes mais sous estimées en raison de leur évolution « silencieuse ». Ces altérations hépatiques vont d’un simple foie gras, avec ou sans inflammation, pouvant progresser jusqu’au cancer du foie. Malgré l'importance clinique de ces pathologies, aucun traitement pharmacologique efficace n’est actuellement disponible. La mise en place d’une inflammation chronique joue un rôle crucial dans le développement de ces maladies. Les cellules immunitaires sont impliquées dans les processus inflammatoires et ces cellules sont retrouvées, entre autres, dans des organes comme le tissu adipeux et l’intestin qui participent au développement des complications hépatiques. En particulier, dans ces maladies du foie, les fonctions de l’intestin sont dégradées et ceci contribue à l’activation des cellules immunitaires hépatiques. Notre objectif est de comprendre comment une famille de cellules immunitaires participent au développement des maladies du foie associées à l’obésité. Afin de répondre à notre problématique, nous utiliserons des animaux qui n’expriment pas une molécule indispensable pour le développement de ces cellules. Nous espérons ainsi démontrer le rôle exact de ces cellules immunitaires dans ces maladies afin de proposer de nouvelles thérapies les ciblant. Ces études seront réalisées dans le souci d'utiliser un nombre raisonnable d'animaux sans compromettre les objectifs du projet et tenant compte des exigences de remplacement, réduction et raffinement. Le nombre total d'animaux utilisé dans ce projet sera de 540. Ce projet utilise un nombre d'animaux minimum mais nécessaire pour réaliser des études statistiques pertinentes. Leur bien-être sera scrupuleusement pris en compte en termes de conditions d’élevage, d’hébergement et de soins (environnement enrichi, suivis réguliers par les expérimentateurs) afin de réduire le plus possible toute douleur, souffrance, angoisse ou dommage durables que pourraient ressentir les animaux.

Bénéfices attendus

Ce projet permettra d’une part de valider in vivo le rôle exact des cellules tueuses naturelles (NK) dans le contexte de complications hépatiques liées à l’obésité et d’autre part de décrypter les mécanismes physiopathologiques dans la mise en place et la progression des maladies chroniques du foie. Nous espérons pouvoir proposer de cibler les fonctions des cellules NK comme nouvelle stratégie thérapeutique pour ces maladies qui actuellement ne disposent pas de traitements pharmacologiques.

Procédures

En fonction des procédures, les animaux seront soumis à deux prélèvements sanguins maximum. Les animaux nourris avec une alimentation riche en graisses seront soumis à un prélèvement sanguin en milieu et en fin de régime. Ces prélèvements ne dureront pas plus d'une minute maximum. Des injections seront également effectuées pour étudier le développement de la fibrose hépatique. Ces injections ne durent que quelques secondes et leur fréquence ne dépassera pas deux injections par semaine pendant 6 semaines.

Impact sur les animaux

Avant l’arrivée aux points limites décrits dans chaque procédure, les animaux pourront subir des nuisances et des effets indésirables auxquels nous serons très attentifs. Ces effets indésirables sont principalement la perte de poids chez l’animal, la contention, les mises à jeun de 4h et 6h, les injections intrapéritonéales et les gavages par voie orale, les prélèvements sanguins à la base de la queue, la survenue d'une obésité, d'une hyperglycémie ou d'un diabète. Les injections pourront entrainer des comportements significatifs d’une gêne ou d’une souffrance et des altérations locales au site d’injection (rougeur, infection, nécrose...). Des animaux agressifs pourront été également être isolés.

Devenir

Tous les animaux seront mis à mort à l'issue de chaque procédure afin d'analyser la réponse immunitaire au sein des organes d'intérêt.

Remplacement

Pour répondre à l’exigence de remplacement, des études seront réalisées in vitro sur des lignées cellulaires afin de mettre au point les différentes conditions expérimentales avant de réaliser les expériences sur les cellules primaires (effets des lipides et des dérivés bactériens comme le lipopolysaccharide sur la physiologie des cellules). Il est nécessaire de réaliser des études in vivo car les études in vitro ne permettent pas de reproduire les interactions complexes qui existent entre les différents organes et les différents types cellulaires présents dans un organe.

Réduction

Pour satisfaire à la réduction, nous utiliserons un schéma de croisement qui génère 50% de souris sauvages contrôles et 50% de souris pour lesquelles Eomes est invalidé dans les cellules NK ce qui évite la génération d’animaux inutiles. Chaque procédure utilise un nombre d'animaux minimum mais nécessaire pour réaliser des études statistiques pertinentes. Nous avons déterminé au travers de nos différents travaux publiés que le nombre adéquat d'animaux à intégrer par groupe doit être compris entre huit et dix. Ce nombre est communément admis et utilisé dans l'ensemble des études publiées dans le domaine du métabolisme. Nous choisirons dans cette demande un nombre fixe de dix animaux par groupe afin d'obtenir une puissance statistique suffisante. Les expériences seront reproduites une seconde fois pour confirmer la significativité statistique quand celle-ci est proche d'être atteinte lors du premier set d'expériences.

Raffinement

La mise en place de points limites précoces, prédictifs, adaptés à chaque nos procédures et basés sur une observation détaillée des animaux au cours de chaque procédure, permettra de limiter la sévérité de celles-ci. Les souris seront hébergées selon les mesures réglementaires pour le raffinement : en groupe (6 souris par cage, ou 5 souris par cage si une des souris fait 30g ou plus) dans des cages enrichies (igloos, ouate, baguettes de bois à ronger). La surveillance quotidienne des animaux par les zootechniciens et nos surveillances régulières nous permettront d'identifier précocement tout signe de stress ou de souffrance afin d'appliquer les points limites.

Choix des espèces

La souris est une espèce très utilisée dans les études fondamentales et métaboliques. C’est une espèce facile à utiliser grâce à sa fécondité importante. Notre expertise nous permet d’avoir des locaux d’hébergement et des conditions d’expérimentation appropriés à cette espèce. D’autre part, la similitude de son patrimoine génétique avec celui de l’Homme nous permet de pouvoir, dans la mesure du possible, extrapoler les résultats et en tirer des conclusions valables pour l’Homme. Les données in vivo de la littérature sont obtenues sur des souris et cette espèce permet d'obtenir assez de "matériel" pour réaliser des analyses protéiques, génomiques et histologiques. Aucune autre espèce ne peut donc être utilisée Nous utiliserons des souris à partir de la 7ème semaine d'âge c'est à dire à l'âge adulte avec un poids stabilisé.

  • Recherche fondamentale
    • Oncologie
    • Système endocrinien
Souris : 900
Souffrances
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▲ 900
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Devenir
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 900

900 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Elles reçoivent des injections répétées de protéines et des prélèvements de sang réguliers, une partie développant un diabète, pour tester cinq variantes d'un composé censé régénérer les cellules bêta du pancréas. Le porteur revendique une application "stricte" de la règle des 3R, tout en prévoyant 900 animaux. Les bénéfices annoncés se limitent à l'identification de candidats médicaments contre le diabète de type 1.

Objectifs

Le pancréas joue un rôle clef dans le maintien du taux de sucre sanguin. Cet organe contient de nombreux types cellulaires dont les cellules bêta sécrétant de l'insuline, une hormone permettant de diminuer le taux de sucre sanguin en cas d'apport sucré. Notre recherche se concentre sur le diabète de type 1, une maladie qui se caractérise par la perte sélective de cellules bêta. Sans traitement, cette maladie peut avoir de graves conséquences telles que des dommages vasculaires, des risques de cécité, d’amputation, ou même la mort. Les traitements actuels consistent en l’injection d'insuline pour compenser la déficience en cette hormone. Cependant, des facteurs environnementaux (l'alimentation, l'age, le stress, etc...) peuvent provoquer de fortes variations dans les niveaux de glucose sanguin, malgré un traitement à l'insuline, et donc éventuellement conduire aux complications présentées précédemment. Dans le but de pallier aux limitations des thérapies actuelles, nous nous intéressons à la régénération des cellules beta. Nous avons ainsi récemment identifié un composé pharmacologique capable d'induire la régénération des cellules beta pancréatiques. Le but de notre projet est donc de tester 5 différentes variations de ce composé (visant à le rendre encore plus efficace) dans un modèle de diabète. Nous utiliserons 900 souris afin d’évaluer et comparer les capacités de ces composés à contrer un diabète. Une attention particulière est portée sur l’application stricte de la règle des 3R.

Bénéfices attendus

Le but de ces travaux est de démontrer une activité accrue de l’une (ou plusieurs) de nos protéines afin d'induire la régénération des cellules beta pancréatiques et ainsi contrer les effets de la perte des cellules beta pancréatiques.

Procédures

Les animaux recevront des injections quotidiennes ou hebdomadaires de protéines. Des prélèvements sont prévus pour suivre la glycémie des animaux (1 fois par semaine, 1 goutte de sang). En fin d'expérience, il sera réalisé un test nécessitant une mise à jeun de 5 heures puis une injection d’un produit augmentant transitoirement la glycémie suivie de 6 prélèvements d’une très faible quantité de sang à la queue (classiquement, l'expérimentateur fait perler le sang et 6 "perles" sont ainsi utilisées pour lectures de glycémie) à des intervalles de temps de plus en plus longs (entre 15 et 120 minutes).

Impact sur les animaux

Les effets attendus sont un inconfort modéré dû aux piqures, aux prélèvements et à la mise à jeun de 5 h. Une partie des animaux développeront un diabète modéré n’entrainant pas de souffrance particulière.

Devenir

Les animaux seront mis à mort pour examen post-mortem des organes et du pancréas en particulier.

Remplacement

Le diabète est une maladie complexe. C'est une pathologie qui s’exprime à l’échelle d’un organisme et qui fait intervenir tous les organes susceptibles de stocker ou consommer du glucose (la plupart donc). Son apparition et sa gravité résultent donc de plusieurs défauts et son étude sur l’animal intact est essentielle et ne peut être remplacée.

Réduction

Nous utiliserons un nombre d’animaux aussi faible que possible. L’application de tests statistiques nous a permis de réduire le nombre d’animaux au minimum nécessaire à l’obtention de résultats exploitables et sans prévoir de répétition des expériences.

Raffinement

Durant toute la procédure, les animaux seront suivis en s’appuyant sur une grille de score permettant d’évaluer et d’objectiver les éventuelles souffrances, et de mettre en oeuvre des points limites précoces et adaptés. La bonne santé ou la souffrance des animaux seront observés selon des grilles d'évaluations indiquées. En amont de chaque procédure, des dispositions (habituation) sont prises pour minimiser tout stress aux animaux. Les animaux seront hébergés dans les conditions habituelles d’animalerie avec un environnent enrichi (maisonettes et buchettes), en groupes sociaux et en accord avec la réglementation en vigueur.

Choix des espèces

Le diabète est une maladie d’origine multifactorielle (y compris environnementale). Son apparition et sa gravité résultent donc de l’intégration de plusieurs défauts et son étude sur l’animal intact est essentielle et ne peut être remplacée. Les souris utilisées ici représentent un modèle de choix pour nos travaux visant à contrer un diabète : il est en effet très difficile de trouver une autre espèce animale développant un diabète provenant d'une attaque des cellules beta pancréatiques. Nous utiliserons des animaux âgés de 8 à 10 semaines, cet interval d'âges correspondant à une période sans diabète. Nous souhaitons en effet initier nos traitements avant l'apparition du diabète (et ainsi contrer son développement).

  • Recherche appliquée
    • Troubles endocriniens
    • Troubles musculosquelettiques
  • Recherche fondamentale
    • Oncologie
    • Système endocrinien
    • Système musculosquelettique
Rats : 60
Souffrances
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▲ 60
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Devenir
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 60

60 rats âgés vont être utilisés, tous tués à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger. Ils sont hébergés seuls pendant 65 à 70 jours, un isolement que le porteur reconnaît comme un stress et un hébergement non adapté à l'espèce, puis placés en cage métabolique et soumis à des mesures de composition et de fonction musculaires. Tous sont tués pour prélever muscles et sang, afin de comparer des farines végétales enrichies en oméga-3 à des protéines animales. L'objectif est de documenter la valeur nutritionnelle de protéines végétales pour les séniors, un enjeu présenté comme lié à la démographie mondiale.

Objectifs

La croissance démographique mondiale pose la question de la disponibilité des ressources alimentaires et notamment des protéines. Une des solutions est d’augmenter les protéines végétales et de réduire les protéines animales dans la ration alimentaire. Toutefois, l'essor des protéines végétales nécessite une meilleure connaissance de leur valeur nutritionnelle, de leur cinétique de digestion et de leur biodisponibilité (capacité des protéines à fournir réellement tous les acides aminés nécessaires pour les synthèses protéiques corporelles). En effet, il est important d’étudier les qualités nutritionnelles des protéines végétales avant de pouvoir recommander leur consommation comme source protéique de substitution aux protéines animales, notamment pour certaines populations spécifiques comme les séniors. Le vieillissement est associé à une perte de la masse et des fonctions musculaires, appelée sarcopénie, qui se traduit par une augmentation du risque de chutes, une perte d’autonomie et une réduction de la qualité de vie. Aussi, préserver la masse et les fonctions musculaires est un objectif clé pour prolonger les capacités fonctionnelles des personnes âgées. Pour tenter de prévenir la sarcopénie, il faut notamment augmenter la quantité de protéines ingérée, limiter la consommation de graisses saturées et assurer un apport suffisant en acides gras polyinsaturés Omega 3 (w3). Les sources alimentaires végétales à la fois riches en protéines et en acides gras w3 présentent donc un intérêt certain pour l’alimentation du sujet âgé. De par leur richesse en protéines et / ou en acides gras w3, les protéagineux (20 à 35 % de protéines - Pois, lentilles, féverole, lupin…) et les oléoprotéagineux (15 à 35 % de protéines - Colza, tournesol) pourraient être une option intéressante pour la définition de nouveaux aliments végétaux adaptées à la population âgée. Les farines d’oléagineux disponibles commercialement proviennent des tourteaux qui sont des coproduits obtenus après extraction de l’huile. Ces tourteaux contiennent très peu d’huile résiduelle. Pour tester l’effet combiné de leurs protéines et de leurs acides gras w3, il faudra rajouter des acides gras polyinsaturés à la farine de tourteaux. Dans ce contexte, le projet vise à étudier la digestibilité de régimes riches en protéines végétales de protéagineux et d’oléagineux enrichies ou non avec des acides gras w3, et leur impact sur la fonction et le métabolisme musculaires dans un modèle de rats âgés.

Bénéfices attendus

L’une des solutions pour répondre au besoin accru en ressources alimentaires et notamment en protéines, est d’augmenter les protéines végétales et de réduire les protéines animales dans la ration alimentaire. Pourtant, il manque encore des preuves scientifiques qui permettent de considérer les protéines végétales comme source protéique de substitution aux protéines animales notamment pour certaines populations spécifiques comme les séniors. Les études décrites dans la littérature portent majoritairement sur les protéines issues de graines de légumineuses (pois, lentilles), ou issues du soja mais peu s'intéressent à la valeur nutritionnelle des protéines provenant d’oléoprotéagineux tels que le colza ou le tournesol. De plus, aucune d'entre elles n’envisage un éventuel effet synergique des lipides et des protéines issues des oléoprotéagineux tant sur leur digestibilité que sur leurs effets santé. Les plantes oléagineuses offrent un double intérêt nutritionnel car elles apportent des protéines mais également des lipides, notamment des acides gras polyinsaturés qualifiés d'acides gras indispensables car le métabolisme de l'Homme et des animaux est inapte à les synthétiser. Seule l'alimentation est capable de fournir à l'organisme, ces acides gras indispensables à un certain nombre de fonctions physiologiques. Du fait de leur forte teneur en lipides, les plantes oléoprotéagineuses sont principalement cultivées pour la production d’huiles végétales. Les procédés d'obtention de l'huile conduisent à un coproduit appelé tourteau. Ce dernier ne contient qu'une faible teneur en matières grasses résiduelles, mais est concentré en d'autres nutriments, notamment en protéines. Cette caractéristique fait des tourteaux d’oléagineux un des principaux ingrédients protéiques pour l’alimentation animale. Le présent projet fournira des données scientifiques nouvelles qui permettront d'apprécier l'intérêt de sources végétales comme les oléoprotéagineux qui combinent les protéines et les lipides tant sur la valeur nutritionnelle des protéines que sur leur éventuels bénéfices santé, résultant d'une synergie entre le métabolisme des lipides et des protéines. Ce projet pourrait donc à terme permettre de développer à partir de ces tourteaux, des "ingrédients" riches en protéines végétales (concentrats, isolats, et hydrolysats de protéines) et enrichis ou non avec des acides gras polyinsaturés w3, qui pourraient présenter un intérêt chez la personne âgée.

Procédures

L'ensemble des interventions décrites ci-après concernent l'ensemble des 60 rats. Les rats seront hébergés en cage individuelle pour contrôler précisément leur consommation alimentaire pendant toute la durée du protocole depuis leur arrivée à l’animalerie jusqu’à leur mise à mort soit 8 semaines plus 10 jours d'acclimation. Les 60 rats subiront diverses interventions au début et à la fin du protocole. Elles auront pour but de : (1) mesurer la composition corporelle sur animal vigile via une technique non invasive peu stressante réalisée 2 fois et d’une durée de 2 minutes à chaque fois. (2) mesurer la fonctionnalité musculaire de façon non invasive et sur animal vigile. Cette mesure fait intervenir 3 appareils. Ces mesures seront réalisées sur la base du « volontariat » car il est impossible d’obliger les animaux à réaliser les exercices. L’appareil 1 servira à mesurer la force et sera utilisé 2 fois pour une durée de manipulation de l’animal de 30 secondes à chaque fois. L’appareil 2 permettra d’évaluer l’équilibre et la coordination motrice et sera utilisé 2 fois. La durée dépendra de l’endurance et de la volonté du rat à réaliser l’exercice (5 minutes au maximum). Enfin, l’appareil 3 permettra d’appréhender l’activité ambulatoire totale et ne sera utilisé qu’à la fin du protocole. L’expérience dure 10 minutes et est non stressante. (3) mesurer la rétention azotée (azote ingérée – azote excrétée) au niveau corps entier. Cette mesure nécessite la récupération de la totalité des fèces et de l’urine produits. Les rats seront alors seront hébergés dans une cage métabolique conçue pour permettre cette récupération. La durée du passage sera réduite au maximum (4 jours au total) sans compromettre les résultats du projet. (4) mesurer la synthèse protéique dans les muscles squelettiques en fin de protocole. Après avoir été mis à jeun la veille, les 60 rats subiront, le matin, une injection permettant de mesurer la synthèse protéique 50 minutes avant l’euthanasie. Tous les rats seront ensuite mis à mort sous anesthésie générale gazeuse.

Impact sur les animaux

-isolement des animaux pendant 65-70 jours ce qui constitue un stress et un hébergement non adapté pour l’espèce. -hébergement des animaux pendant les 4 derniers jours du protocole dans une cage métabolique ce qui occasionnera un stress. -mesures de la composition corporelle et de la fonctionnalité musculaire sur animaux vigiles ce qui engendrera de légers stress liés aux appareils et à la manipulation par les expérimentateurs. -injection d’une molécule non toxique n’induisant pas de douleur par elle-même diluée dans du sérum physiologique, par voie sous cutanée. Cette injection induira un stress lié à l'injection elle-même (douleur de la piqure) et à la phase de contention de l'animal.

Devenir

A la fin de la procédure, les animaux seront mis à mort afin de pouvoir réaliser les analyses sur les différents tissus prélevés qui permettront de répondre aux objectifs du projet. En effet, le prélèvement des muscles squelettiques est nécessaire pour mesurer le niveau de synthèse protéique au sein de ce tissu. De même, l'ensemble du sang des animaux doit être prélevé pour pouvoir mesurer le statut inflammatoire des rats et réaliser leur bilan sanguin.

Remplacement

L’utilisation d’animaux, dans ce projet est absolument nécessaire et ne peut être remplacer par l’utilisation de systèmes de culture cellulaire à 2 voire 3 dimensions. En effet, ces systèmes ne permettent pas de mesurer simultanément la digestibilité des différentes sources de protéines (protéagineux ou oléoprotéagineux) enrichies ou non avec des acides gras polyinsaturés w3, l’évolution de la fonctionnalité musculaire, de la performance et de la mobilité, le métabolisme protéique musculaire et le statut inflammatoire circulant. En l’état, ce projet ne peut pas non plus être mené directement chez l’Homme. En effet, actuellement, les farines, isolats ou concentrats protéiques issus de tourteaux de colza ou de tournesol disponibles commercialement ne sont destinés qu’à l’alimentation animale et ne peuvent pas être utilisé pour la consommation humaine. Il est à noter qu’avant de réaliser les régimes fournis ensuite aux rats les farines, concentrats ou isolats protéiques seront analysés d’un point de vue nutritionnel et microbiologique garantissant leur innocuité.

Réduction

Les résultats d’études antérieures menées sur des rats nourris avec des farines produites à partir d'autres végétaux (céréales) ont permis de réduire le nombre d’animaux utilisés à son minimum sans compromettre les objectifs du projet. Le nombre total de rats nécessaires à la réalisation de ce projet est de 60. Pour analyser les résultats des différents paramètres mesurés, nous utiliserons plusieurs tests statistiques adaptés.

Raffinement

Les conditions d’élevage, d’hébergement, de soin et les méthodes utilisées seront les plus appropriées pour éviter et réduire au maximum toute douleur, souffrance, angoisse ou dommage durable que pourraient ressentir les animaux. Les rats seront hébergés individuellement dans des cages adaptées à leur poids. Tous les animaux auront un accès illimité à leur régime et à l’eau de boisson. Quotidiennement, l’animalier observera le comportement général de chaque rat, son apparence et contrôlera la présence d’eau et de nourriture. Hebdomadairement, les animaux seront pesés et un contrôle de consommation sera réalisé. L’état général de l’animal sera noté sur un cahier de suivi et l’expérimentateur sera informé de toutes observations anormales. Une grille d'évaluation définissant des points limites sera mise en place. Elle permettra d'identifier des points limites notables et des points limites graves. Si un animal présente 3 points limites notables ou 1 point sévère, il sera pris une décision afin de limiter la douleur à son maximum.

Choix des espèces

Pour réaliser notre projet d’étude, nous avons choisi le rat comme modèle animal et plus particulièrement le rat Wistar car ces animaux présentent différents avantages pour les études de vieillissement, notamment au niveau des modifications métaboliques et nutritionnelles. Le rat Wistar a une prévalence de développement tumorale et d’insuffisance d’organe (rein, foie, cœur) plus faible que les autres souches de rat, le rendant plus adapté à l’étude du vieillissement. De plus, ces vieux animaux présentent des modifications anthropomorphiques et morphologiques proches de celles observées chez l’Homme avec l’avancée en âge (augmentation de la masse grasse, diminution de la minéralisation osseuse et réduction de la masse musculaire squelettique). Le projet a pour objectif d’étudier l’impact de protéines végétales issues de protéagineux ou d’oléoprotéagineux sur le métabolisme musculaire dans un contexte de vieillissement. Les animaux seront livrés à l’animalerie à l'âge de 22 mois. Après 10 jours d'acclimatation, ils seront soumis à différents régimes pendant 8 semaines et auront donc 24 mois à la fin du protocole.