Multisystémique

132 souris vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré à sévère, pour tester un traitement in utero de la maladie de Menkès. Les femelles gestantes reçoivent des injections sous-cutanées cinq jours sur sept, et les souriceaux mâles malades subissent sept tests neurocomportementaux de J3 à J38. Le porteur décrit une mortalité importante des souriceaux non traités et un risque de mort par anévrisme aortique, précédé de perte de poids et d'apathie. Douze femelles sont tuées au vingtième jour de gestation et les mâles à J38, tandis que quarante femelles sont gardées vivantes pour de futurs accouplements.

Objectifs

La maladie de Menkes est une maladie genetique rare au niveau du chromosome X qui a pour conséquence un deficit en cuivre dans l’ensemble de l’organisme. C’est l’incapacite du cuivre a franchir les barrieres biologiques (placenta, intestin, cerveau) qui est responsable de la pathologie. Les traitements actuels sont inefficaces et le devenir des enfants malades reste extremement pauvre avec des troubles graves aboutissant a un deces dans les premieres annees de vie. Les nanoparticules ont la capacite de franchir differentes barrieres biologiques dont la barriere placentaire. Nous suivons une piste therapeutique chez la souris porteuse de cette mutation, par l’utilisation d’un transporteur synthetique du cuivre (TSC) qui permet d’acheminer le cuivre aux organes cibles tels que le cerveau ou le placenta. Nos travaux ont montre une tolerance des souriceaux à ce traitement. Nous avons determine une dose et un rythme d’administration optimaux de TSC, et demontre l’amelioration des signes cliniques chez les souriceaux males malades traites par TSC. Neanmoins, malgre un allongement tres net de l’esperance de vie et un comportement exploratoire plus alerte, nous n’avons pas corrige les troubles squelettiques dont les malformations apparaissent au stade embryonnaire, notre traitement actuel ne demarrant qu’au 5e jour post-natal. De plus, les souriceaux males non traites montrent une forte mortalite a la naissance avec des ratio sexe/genotype non respectes. Les atteintes liees au deficit en cuivre apparaissent des le stade embryonnaire. Notre projet vise a montrer qu’un traitement precoce des souris gestantes porteuses de la mutation va permettre une viabilité plus importante tout en corrigeant les troubles squelettiques des descendants malades. Le gène de la maladie du métabolisme du cuivre étant porté par le chromosome X, les mâles sont fortement touchés. L’étude sera donc menée sur des femelles dites hétérozygotes, i.e. porteuses d’une version mutée et d’une version non mutée du gène responsable de la maladie, et ne déclarant que peu ou pas de symptômes. Les souris mâles hémizygotes, i.e. porteuses d’un exemplaire unique du gène muté et donc souffrant de la maladie, et nées de ces femelles seront également utilisées pour réaliser les tests neurocomportementaux pour certains, tandis que les animaux surnuméraires seront traités tout au long de leur vie afin d’établir une courbe de survie pour ce modèle d’étude.

Bénéfices attendus

1) Une restauration des ratios sexe/génotype avec une diminution importante de la mortalité à la naissance 2) Une croissance squelettique normalisée pour les descendants mâles malades mais traités avec le médicament. 3) Une restauration des fonctions biologiques altérées. 4) Une restauration des fonctions cognitives principales. 5) Une amélioration de la survie.

Procédures

- Injections sous cutanées répétées de médicament ou de son équivalent dépourvu de principe actif (véhicule) 5 jours sur 7 au cours de la gestation jusqu’au 20e jour de gestation pour les femelles porteuses de la maladie mais non atteintes - Injections sous cutanées répétées de médicament ou de son équivalent dépourvu de principe actif (véhicule) 5 jours sur 7 au cours de la gestation jusqu’à la mise bas - Injections sous cutanées répétées de médicament ou de son équivalent dépourvu de principe actif (véhicule) 5 jours sur 7 à partir de J5 et ce jusqu’à la fin du protocole à J38 pour les mâles descendants et porteurs de la maladie - Tests neurocomportementaux au nombre de 7 allant de J3 à J38 pour les souris mâles malades.

Impact sur les animaux

1) Une mortalite importante a la naissance des souriceaux issus de femelles porteuses de la maladie mais non atteintes, et non traitees pendant la gestation. 2) Mort des animaux non traites ou traites par histidine-cuivre liee au risque d’anevrisme aortique. Ce point est previsible dans la plupart des cas notamment avec une stagnation voire une perte de poids, ainsi qu’une apathie et une febrilite (troubles de la mobilite, difficultes d’alimentation). Les études précédemment réalisées ont montré que les souriceaux recevant le TSC avaient une espérance de vie considérablement augmentée, ce qui nous permet de dire que les animaux traités ne subiront pas d’anévrisme aortique grâce au traitement administré. 3) Modification du comportement maternel pendant la gestation et a la naissance (construction du nid, gestion de la portee...) grâce au traitement.

Devenir

Les femelles porteuses de la maladie (mais non atteintes) destinées à l’étude du passage placentaire (au nombre de 12) seront mises à mort au vingtième jour de la gestation, juste avant la mise bas. Les femelles porteuses de la maladie (mais non atteintes) (40) allant jusqu’à la mise bas seront gardées en vie pour de futurs accouplements. Les descendants mâles seront gardés en vie jusqu’à J38 pour ceux destinés aux tests neurocomportementaux (40) dans le but d’effectuer les analyses biochimiques et histologiques. La descendance mâle surnuméraire (40) destinée à l’étude de survie sera gardée vie jusqu’à J100 dans le but de valider les effets bénéfiques du traitement sur la survie. L’âge de survie des animaux mutants non traités ou traitées avec le placebo ou l’histidinate de cuivre (traitement actuel mais inefficace de la maladie de Menkes) est comprise entre 3 et 5 semaines. Au total 132 souris seront impliquées dans ce protocole expérimental.

Remplacement

Il n’existe pas d’alternative d’approche in vitro car le projet porte sur l’étude de l’allongement de la durée de vie, le ratio sexe/génotype dans les portées et l’amélioration de la mobilité et du comportement du souriceau porteur de la maladie de Menkès en fonction de la réponse au traitement.

Réduction

L'etude gestationnelle portera sur 52 femelles au total reparties en 4 groupes de 3 femelles pour la validation du traitement gestationnel. La cohorte de 12 femelles porteuses saines de la mutation, sera mise a mort au 20e jour de gestation dans le but de confirmer les effets positifs potentiels du traitement au cours de la gestation. Au vu des résultats encourageants que nous avons obtenus sur nos travaux portant sur le franchissement de la barrière sangcerveau, et partant du principe que les mécanismes biologiques régissant le transport du cuivre sont similaires au niveau du cerveau et du placenta nous pensons que le TSC franchira cette barrière placentaire. Si les résultats de dosage du cuivre confirment notre hypothèse de transport à travers le placenta, 4 autres groupes de 10 femelles porteuses saines de la mutation seront destinees a l'etude de l'impact du traitement gestationnel sur la descendance male. L’etude comportementale, quant a elle, portera sur 40 souris reparties en 4 groupes de 10 souris malades qui seront etudiés et mis a mort une fois les tests comportementaux termines, a l’age de 38 jours. La courbe de survie sera évaluée à partir d'animaux surnuméraires, selon la même distribution de 40 souris mâles supplémentaires et porteuses de la maladie. Au total 132 souris seront impliquées dans l'étude, un nombre d’animaux necessaire pour mener a bien ce protocole expérimental et obtenir une puissance statistique suffisante. De plus, l’hypothèse faite serait que grâce au traitement, les ratios sexe/génotypes devraient être restaurés et produire au moins 2 mâles mutants par portée. Un mâle sera dédié aux tests neurocomportementaux tandis que le deuxième permettra d’établir une courbe de survie nécessaire pour valider l’effet positif du traitement gestationnel.

Raffinement

Toutes les cages du protocole sont garnies d’éléments enrichissants (coton, buchettes, etc.). Ces éléments permettront notamment aux femelles gestantes de nidifier, ce qui va créer une atmosphère sécurisante pour l’ensemble des souris. Au cours des expérimentations, les souriceaux devant subir un traitement seront isolés de la mère le temps de l’expérimentation (injection et/ou tests neurocomportementaux), et la mère mise à distance, dans le but de réduire le stress maternel. A la fin de l’expérimentation, les petits seront remis rapidement dans la cage avec la mère et isolé au calme (pièce d’hébergement, sans mouvement brusque de la cage). S’agissant d’une maladie génétique, les troubles physiologiques sont présents tout au long de la vie de l’animal et il n’est pas prévu de pratiquer une analgésie qui pourrait d’une part générer un stress supplémentaire lors du traitement quotidien et d’autre part perturber fortement les tests neuro-comportementaux, rendant les résultats inexploitables. Une procedure d’estimation et suppression de la douleur est mise en place : differents elements visuels chez l’animal sont evalues afin d’etablir un score qui permet d’anticiper et d’eviter d’atteindre les points limites : isolement, yeux fermes, dos voute, poils herisses, immobilite, perte de poids, yeux et abdomen creux.

Choix des espèces

La souris ATP7Amoblo est le seul modèle de mutation spontanée permettant une étude de cette pathologie génétique. L'utilisation d'un modèle mammifère, et de souris en particuliers, permet d'étudier l'efficacité du médicament dans l'intégralité d'un organisme vivant proche de l'homme. Ce choix se justifie aussi par la possibilité de faire des liens avec d’autres modèles transgéniques murins utilisés pour l'étude d'autres maladies métaboliques. Nous focaliserons l’étude de la conception jusqu’au-delà du sevrage, à J38 pour les souriceaux destinés aux études neurocomportementales et J100 pour les souriceaux surnuméraires destinés à l’étude de la survie. Ceci nous permettra d’évaluer l’efficacité du traitement du développement embryonnaire et ce jusqu’à l’âge adulte. Les femelles porteuses saines de la mutation seront mises en accouplement à l'âge de 3 à 5 mois, et celles qui subissent le traitement pendant la gestation seront utilisées à nouveau pour maintenir la lignée.

132 souris vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré à sévère, pour tester un transporteur synthétique de cuivre contre la maladie de Menkès. Les femelles reçoivent des injections sous-cutanées cinq jours sur sept pendant la gestation et les mâles malades des injections jusqu'à J38 ainsi que sept tests neurocomportementaux. Le porteur décrit une mortalité importante des souriceaux à la naissance et un risque d'anévrisme aortique mortel chez les animaux non traités. Douze femelles sont tuées au vingtième jour de gestation et les mâles destinés aux analyses tués à J38, tandis que quarante femelles sont gardées pour la reproduction et des mâles surnuméraires gardés vivants pour une étude de survie.

Objectifs

La maladie de Menkès est une maladie génétique rare au niveau du chromosome X qui a pour conséquence un déficit en cuivre dans l’ensemble de l’organisme. C’est l’incapacité du cuivre à franchir les barrières biologiques (placenta, intestin, cerveau) qui est responsable de la pathologie. Les traitements actuels sont inefficaces et le devenir des enfants malades reste extrêmement pauvre avec des troubles graves aboutissant à un décès dans les premières années de vie. Les nanoparticules ont la capacité de franchir différentes barrières biologiques dont la barrière placentaire. Nous suivons une piste thérapeutique chez la souris porteuse de cette mutation, par l’utilisation d’un transporteur synthétique du cuivre (TSC) qui permet d’acheminer le cuivre aux organes cibles tels que le cerveau ou le placenta. Nos travaux ont montré une tolérance des souriceaux à ce traitement. Nous avons déterminé une dose et un rythme d’administration optimaux de TSC, et démontré l’amélioration des signes cliniques chez les souriceaux mâles malades traités par TSC. Néanmoins, malgré un allongement très net de l’espérance de vie et un comportement exploratoire plus alerte, nous n’avons pas corrigé les troubles squelettiques dont les malformations apparaissent au stade embryonnaire, notre traitement actuel ne démarrant qu’au 5e jour post-natal. De plus, les souriceaux mâles non traités montrent une forte mortalité à la naissance avec des ratio sexe/génotype non respectés. Les atteintes liées au déficit en cuivre apparaissent dès le stade embryonnaire. Notre projet vise à montrer qu’un traitement précoce des souris gestantes porteuses de la mutation va permettre une viabilité́ plus importante tout en corrigeant les troubles squelettiques des descendants malades. Le gène de la maladie du métabolisme du cuivre étant porté par le chromosome X, les mâles sont fortement touchés. L’étude sera donc menée sur des femelles dites hétérozygotes, i.e. porteuses d’une version mutée et d’une version non mutée du gène responsable de la maladie, et ne déclarant que peu ou pas de symptômes. Les souris mâles hémizygotes, i.e. porteuses d’un exemplaire unique du gène muté et donc souffrant de la maladie, et nées de ces femelles seront également utilisées pour réaliser les tests neurocomportementaux pour certains, tandis que les animaux surnuméraires seront traités tout au long de leur vie afin d’établir une courbe de survie pour ce modèle d’étude.

Bénéfices attendus

1) Une restauration des ratios sexe/génotype avec une diminution importante de la mortalité à la naissance 2) Une croissance squelettique normalisée pour les descendants mâles malades mais traités avec le médicament. 3) Une restauration des fonctions biologiques altérées. 4) Une restauration des fonctions cognitives principales. 5) Une amélioration de la survie.

Procédures

- Injections sous cutanées répétées de médicament ou de son équivalent dépourvu de principe actif (véhicule) 5 jours sur 7 au cours de la gestation jusqu’au 20e jour de gestation pour les femelles porteuses de la maladie mais non atteintes - Injections sous cutanées répétées de médicament ou de son équivalent dépourvu de principe actif (véhicule) 5 jours sur 7 au cours de la gestation jusqu’à la mise bas - Injections sous cutanées répétées de médicament ou de son équivalent dépourvu de principe actif (véhicule) 5 jours sur 7 à partir de J5 et ce jusqu’à la fin du protocole à J38 pour les mâles descendants et porteurs de la maladie - Tests neurocomportementaux au nombre de 7 allant de J3 à J38 pour les souris mâles malades.

Impact sur les animaux

1) Une mortalité importante à la naissance des souriceaux issus de femelles porteuses de la maladie mais non atteintes, et non traitées pendant la gestation. 2) Mort des animaux non traités ou traités par histidine-cuivre liée au risque d’anévrisme aortique. Ce point est prévisible dans la plupart des cas notamment avec une stagnation voire une perte de poids, ainsi qu’une apathie et une fébrilité (troubles de la mobilité, difficultés d’alimentation). Les études précédemment réalisées ont montré que les souriceaux recevant le TSC avaient une espérance de vie considérablement augmentée, ce qui nous permet de dire que les animaux traités ne subiront pas d’anévrisme aortique grâce au traitement administré. 3) Modification du comportement maternel pendant la gestation et à la naissance (construction du nid, gestion de la portée...) grâce au traitement.

Devenir

Les femelles porteuses de la maladie (mais non atteintes) destinées à l’étude du passage placentaire (au nombre de 12) seront mises à mort au vingtième jour de la gestation, juste avant la mise bas. Les femelles porteuses de la maladie (mais non atteintes) (40) allant jusqu’à la mise bas seront gardées en vie pour de futurs accouplements. Les descendants mâles seront gardés en vie jusqu’à J38 pour ceux destinés aux tests neurocomportementaux (40) dans le but d’effectuer les analyses biochimiques et histologiques. La descendance mâle surnuméraire (40) destinée à l’étude de survie sera gardée vie jusqu’à J100 dans le but de valider les effets bénéfiques du traitement sur la survie. L’âge de survie des animaux mutants non traités ou traitées avec le placebo ou l’histidinate de cuivre (traitement actuel mais inefficace de la maladie de Menkes) est comprise entre 3 et 5 semaines. Au total 132 souris seront impliquées dans ce protocole expérimental.

Remplacement

Il n’existe pas d’alternative d’approche in vitro car le projet porte sur l’étude de l’allongement de la durée de vie, le ratio sexe/génotype dans les portées et l’amélioration de la mobilité et du comportement du souriceau porteur de la maladie de Menkès en fonction de la réponse au traitement.

Réduction

L'étude gestationnelle portera sur 52 femelles au total reparties en 4 groupes de 3 femelles pour la validation du traitement gestationnel. La cohorte de 12 femelles porteuses saines de la mutation, sera mise à mort au 20e jour de gestation dans le but de confirmer les effets positifs potentiels du traitement au cours de la gestation. Au vu des résultats encourageants que nous avons obtenus sur nos travaux portant sur le franchissement de la barrière sang-cerveau, et partant du principe que les mécanismes biologiques régissant le transport du cuivre sont similaires au niveau du cerveau et du placenta nous pensons que le TSC franchira cette barrière placentaire. Si les résultats de dosage du cuivre confirment notre hypothèse de transport à travers le placenta, 4 autres groupes de 10 femelles porteuses saines de la mutation seront destinées à l'étude de l'impact du traitement gestationnel sur la descendance mâle. L’étude comportementale, quant à elle, portera sur 40 souris réparties en 4 groupes de 10 souris malades qui seront étudiés et mis à mort une fois les tests comportementaux terminés, à l’âge de 38 jours. La courbe de survie sera évaluée à partir d'animaux surnuméraires, selon la même distribution de 40 souris mâles supplémentaires et porteuses de la maladie. Au total 132 souris seront impliquées dans l'étude, un nombre d’animaux nécessaire pour mener à bien ce protocole expérimental et obtenir une puissance statistique suffisante. De plus, l’hypothèse faite serait que grâce au traitement, les ratios sexe/génotypes devraient être restaurés et produire au moins 2 mâles mutants par portée. Un mâle sera dédié aux tests neurocomportementaux tandis que le deuxième permettra d’établir une courbe de survie nécessaire pour valider l’effet positif du traitement gestationnel.

Raffinement

Toutes les cages du protocole sont garnies d’éléments enrichissants (coton, buchettes, etc.). Ces éléments permettront notamment aux femelles gestantes de nidifier, ce qui va créer une atmosphère sécurisante pour l’ensemble des souris. Au cours des expérimentations, les souriceaux devant subir un traitement seront isolés de la mère le temps de l’expérimentation (injection et/ou tests neurocomportementaux), et la mère mise à distance, dans le but de réduire le stress maternel. A la fin de l’expérimentation, les petits seront remis rapidement dans la cage avec la mère et isolé au calme (pièce d’hébergement, sans mouvement brusque de la cage). S’agissant d’une maladie génétique, les troubles physiologiques sont présents tout au long de la vie de l’animal et il n’est pas prévu de pratiquer une analgésie qui pourrait d’une part générer un stress supplémentaire lors du traitement quotidien et d’autre part perturber fortement les tests neuro-comportementaux, rendant les résultats inexploitables. Une procédure d’estimation et suppression de la douleur est mise en place : différents éléments visuels chez l’animal sont évalués afin d’établir un score qui permet d’anticiper et d’éviter d’atteindre les points limites : isolement, yeux fermés, dos voûté, poils hérissés, immobilité, perte de poids, yeux et abdomen creux.

Choix des espèces

La souris ATP7Amoblo est le seul modèle de mutation spontanée permettant une étude de cette pathologie génétique. L'utilisation d'un modèle mammifère, et de souris en particuliers, permet d'étudier l'efficacité du médicament dans l'intégralité d'un organisme vivant proche de l'homme. Ce choix se justifie aussi par la possibilité de faire des liens avec d’autres modèles transgéniques murins utilisés pour l'étude d'autres maladies métaboliques. Nous focaliserons l’étude de la conception jusqu’au-delà du sevrage, à J38 pour les souriceaux destinés aux études neurocomportementales et J100 pour les souriceaux surnuméraires destinés à l’étude de la survie. Ceci nous permettra d’évaluer l’efficacité du traitement du développement embryonnaire et ce jusqu’à l’âge adulte. Les femelles porteuses saines de la mutation seront mises en accouplement à l'âge de 3 à 5 mois, et celles qui subissent le traitement pendant la gestation seront utilisées à nouveau pour maintenir la lignée.

1 800 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance allant de modéré à sévère. Elles reçoivent huit injections d'oxaliplatine, une chimiothérapie, sur huit semaines pour développer une douleur neuropathique chronique, évaluée par les tests de von Frey et de la plaque froide. Le porteur indique qu'aucun médicament ne permet de soulager cette douleur et que les souris sont donc tuées à la fin plutôt que traitées. Il teste des molécules vasodilatatrices dont l'effet observé jusqu'ici reste limité aux phases précoces de la maladie.

Objectifs

Les neuropathies périphériques chimiquement induites (NPCI) sont un effet secondaire de nombreux traitements de chimiothérapie. L’oxaliplatine, notamment employée pour traiter les cancers du côlon, engendre des douleurs neuropathiques chez près de 80% des patients. Il n’existe pas de traitement spécifique à ces douleurs, et faisant face à une qualité de vie réduite, les patients n’ont pas d’autre choix que de réduire ou d’arrêter le traitement anti-cancéreux. La chimiothérapie étant administrée par voie intraveineuse, nous émettons l’hypothèse d’une implication des vaisseaux sanguins dans ce processus pathologique. Pour étudier l’impact de la pathologie sur la composante vasculaire, nous avons développé un modèle murin de NPCI aigue. Il nous a permis d’identifier certains mécanismes vasculaires pouvant être impliqués dans la mise en place de la pathologie. Cependant chez l’Homme il existe une forme chronique avec des symptômes plus lourds. Nous souhaitons donc approfondir nos connaissances de la pathologie en développant un modèle murin de NPCI chronique. Nous aurons ainsi une idée plus précise des mécanismes impliqués aux différents stades de la maladie. De plus, nous posons l’hypothèse qu’un flux sanguin modifié pourrait participer aux symptômes des NPCI, au moins dans les premiers stades de la pathologie. Développer un modèle murin chronique nous permettra d’évaluer cette piste thérapeutique à plus long terme. Pour ce faire, nous administrons par voie intraveineuse l’oxaliplatine 1 fois par semaine et différentes molécules vasodilatatrices tous les jours ou tous les deux jours par voie orale sur une période de 8 semaines. Les symptômes neuropathiques sont évalués grâce aux tests comportementaux de Von Frey et de la plaque froide. A la fin des procédures, des études post mortem seront conduites pour évaluer les mécanismes cellulaires et moléculaires impliqués à partir des nerfs sciatiques des animaux.

Bénéfices attendus

Les neuropathies périphériques chimiquement induites sont un problème de santé publique majeur. Pour l’oxaliplatine, traitement majoritairement utilisé pour traiter les cancers du côlon, 80% des patients développeront des symptômes neuropathiques à la suite des cycles de chimiothérapie. Ces patients ont une qualité de vie réduite avec des symptômes douloureux qui peuvent devenir insupportables et conduisent alors à la réduction ou à l’arrêt du traitement anticancéreux. Avec ce projet, nous souhaitons approfondir notre compréhension des mécanismes menant au développement de la pathologie. Nous avons déjà identifié des facteurs pouvant être impliqués dans les stades précoces de la pathologie ; nous étudions notamment l’impact du flux sanguin sur l’apparition des symptômes neuropathiques. Nos données suggèrent que l’administration de molécules vasodilatatrices permet d’atténuer les symptômes neuropathiques dans une phase précoce. Nous souhaitons alors développer un modèle de neuropathie périphérique chronique, afin de déterminer si cette piste thérapeutique peut être envisagée à long terme pour prévenir, soulager ou retarder les symptômes neuropathiques. De plus, l’étude du modèle chronique pourra mettre en évidence des mécanismes cellulaires et moléculaires différents de ceux menant aux symptômes précoces et ainsi mieux définir l’étiologie de cette neuropathie. Le développement d’un tel modèle complètera ainsi notre compréhension des mécanismes pathologiques à différents stades et degrés de sévérité et permettra d’affiner les stratégies thérapeutiques pouvant être proposées chez l’Homme.

Procédures

Les animaux recevront 8 injections intraveineuses d’oxaliplatine ou de glucose pour les animaux du groupe contrôle au cours de 8 semaines. Ils seront éveillés pendant la procédure d’injection, maintenus dans un dispositif de contention laissant libre accès à leur queue, endroit de l’administration. Ces animaux pourront recevoir, tous les jours ou tous les deux jours, par voie orale, des molécules vasodilatatrices dans le but de réduire les symptômes neuropathiques induits par l’oxaliplatine. Leurs symptômes seront régulièrement évalués, deux fois par semaines, lors de tests comportementaux établissant leur sensibilité aux stimuli tactiles et froids. Selon les besoins expérimentaux, les animaux pourront faire l’objet d’une anesthésie profonde et d’une analgésie préalable à la perfusion intracardiaque et l’exsanguination. Certains animaux recevront également une injection intraveineuse de fluorescéine 15 minutes avant la procédure de perfusion intracardiaque.

Impact sur les animaux

Les souris recevant une dose cumulée de 80 mg/kg d’oxaliplatine sur 8 semaines, nous pouvons nous attendre à une petite perte de poids de nos animaux. Les souris traitées à l’oxaliplatine développeront une neuropathie périphérique avec des sensations d’inconfort au niveau des pattes lors des tests comportementaux. Nous étudions cette pathologie car il n’y aucun moyen de traiter les symptômes neuropathiques chez les patients. Les souris ne pourront donc pas être soulagées avec des médicaments qui se sont avérés inefficaces. Leur comportement et douleurs potentielles seront suivis quotidiennement et une euthanasie éthique sera effectuée si un des points limite venait à être franchi.

Devenir

Les animaux seront euthanasiés à l’issue de chacune des procédures car nous prélevons les organes (cerveaux, nerfs sciatiques et peaux de pattes) à l’issue des procédures afin de conduire des études post mortem. De plus, nous ne pouvons pas laisser les animaux en vie en fin de procédure car l’administration d’oxaliplatine entraine une douleur neuropathique qui peut durer dans le temps chez certains animaux. Cette douleur ne pouvant être prise en charge par aucun médicament, nous euthanasions les animaux à la fin de la procédure pour leur éviter des souffrances inutiles.

Remplacement

Ce projet modélise une pathologie humaine, la neuropathie périphérique chimiquement induite à un stade chronique et l’effet d’une potentielle solution thérapeutique. Ce projet nécessite la mesure de différents paramètres comportementaux et physiologiques ; il n’est pas possible de s’affranchir de l’expérimentation animale.

Réduction

Le nombre d’animaux utilisé correspond au minimum nécessaire pour obtenir un résultat scientifique valide. Nous utiliserons des tests statistiques non paramétriques afin d'étudier les différences entre nos différents groupes.

Raffinement

Les animaux sont hébergés en groupe dans un milieu enrichi en coton de nidification et avec un enrichissement de type dôme. Toutes les précautions sont prises afin d’assurer au mieux le bien-être de l’animal en réduisant au minimum leur stress lors des manipulations. Nous avons déterminé des critères d’arrêt précoce pour lesquels les animaux seront pris en charge et sortis des procédures. Pour ce faire, l’état général et le comportement des animaux seront suivis tout au long des procédures. Nous étudions une pathologie, la neuropathie périphérique induite par l’oxaliplatine car aucun traitement actuel ne permet de soulager les douleurs. Il sera donc impossible de soulager pharmaceutiquement un animal présentant ces symptômes. Tout animal présentant des signes de stress ou de douleur sera exclu de la procédure. Les signes à surveiller sont notamment les suivants : • Absence de toilettage • Changements dans la posture et la démarche • Absence d’interactions avec les congénères • Perte de poids supérieure à 25% du poids de l’animal avant le début des expérimentations • Refus de se faire manipuler, agressivité • Réponses anormalement importantes aux tests comportementaux Les animaux seront surveillés et pesés 3 fois par semaine. Si une anomalie venait à être détectée, un suivi quotidien des animaux sera mis en place les jours suivants jusqu’à un retour à un état normal. Si les signes cités ci-dessus ne sont pas atténués dans les deux jours suivant l’exclusion de l’animal, ce dernier sera euthanasié par élongation cervicale. D’après la littérature et notre retour d’expérience, les souris se comportent normalement et il est rare de devoir exclure et euthanasier un animal.

Choix des espèces

Nos données préliminaires concernant le rôle du système vasculaire intra-nerveux dans le développement d’une neuropathie périphérique induite par l’oxaliplatine à un stade aigu ont été obtenues sur un modèle murin de cette pathologie. Ces premiers résultats suggèrent un lien entre la vasoconstriction et les premières étapes de la maladie puisque l’administration de molécules vasodilatatrices semble atténuer les symptômes neuropathiques. Nous souhaitons maintenant étudier la pathologie à plus long terme, pour comprendre les mécanismes impliqués et évaluer l’efficacité de cette piste thérapeutique à un stade chronique. Ces études seront à la fois comportementales mais également cellulaires et moléculaires en post-mortem. Il n’est donc pas possible d’étudier les interactions entre les systèmes vasculaires et nerveux en utilisant des cultures cellulaires. Cette étude doit être réalisée in vivo et requiert le recours à des animaux vivants. La neuropathie périphérique chimiquement induite est un effet secondaire de nombreux traitement anti-cancéreux. C’est donc une pathologie qui touche majoritairement les adultes. Nous travaillons alors chez la souris adulte, âgée entre de 3 et 6 mois.

15 500 souris et rats vont être utilisés dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré à sévère. Chaque animal subit une chirurgie sous anesthésie générale pour poser à demeure un cathéter dans un vaisseau, un organe ou le cerveau, puis peut recevoir jusqu'à quatre prélèvements sanguins ou gavages par jour, avec un hébergement isolé jusqu'à sept jours. L'établissement décrit une activité de fourniture de rongeurs cathétérisés "prêts à l'emploi", les animaux étant ensuite expédiés vivants aux laboratoires ou tués en cas d'atteinte d'un point limite ou pour contrôle qualité. Il justifie l'élevage d'animaux "surnuméraires" par les taux d'échec chirurgical et conclut que la complexité des mécanismes exclut un modèle in vitro.

Objectifs

L’objectif du projet est de permettre la production et la mise à disposition pour la communauté scientifique de modèles de rongeurs équipés de manière permanente (par technique chirurgicale) de cathéters dans des vaisseaux, des organes ou le cerveau permettant soit la libération de substances (comme des médicaments ou des hormones) de manière répétée ou continue, soit le prélèvement de fluides biologiques (sang, bile, liquide cérébro spinal)

Bénéfices attendus

L’utilisation de modèles cathétérisés permet l’administration répétée ou continue de substances d’intérêts (comme des médicaments ou des hormones) ou la mesure et le suivi de paramètres biologiques grâce au prélèvement de fluides biologiques comme le sang, la bile ou le liquide cérébro spinal chez l’animal tout en minimisant les manipulations de la part du scientifique et sans anesthésie. Cela permet donc la réduction très importante du stress provoqué chez l’animal par des injections ou des prélèvements de manière répétée à différents sites d’injection ou de prélèvement. Ces administrations et mesures pourront permettre à la communauté scientifique d’augmenter leurs connaissances et leurs compréhensions sur différents domaines de recherche (devenir d’un médicament dans le corps, toxicité d’un médicament, maladies cardiaques, maladies du cerveau, hypertension, cancer, infertilité, ...) tout en réduisant les nuisances possibles sur l’animal.

Procédures

Tous les animaux dans le cadre de ce projet seront soumis à une procédure chirurgicale unique d’une durée d’une demi-heure à une heure sous anesthésie générale et à la mise en place d’un matériel cathétérisé. Selon les besoins du projet, les animaux pourront être soumis à des prélèvements sanguins ou à des gavages (maximum 4 prélèvements sanguins/gavages par jour). Les actes de prélèvements, de gavages et d’injection ont une durée d’une dizaine de secondes à une minute. Un hébergement isolé peut être nécessaire pour les besoins du projet pour une durée maximale de 7 jours. Selon les besoins du projet, les animaux hébergés soumis aux nuisances énoncées pourront être de phénotype dommageable.

Impact sur les animaux

Les effets indésirables prévus sur les animaux font suite à la mise en place du cathéter suite à la chirurgie : douleur, stress et perte de poids possible chez tous les animaux dus aux contentions, aux procédures chirurgicales, à la présence du matériel cathétérisé. Hébergement individuel possible jusqu’à une semaine.

Devenir

Les animaux sont à la demande, expédiés chez les scientifiques ou sont mis à mort dans le cas d’atteinte d’un point limite ou pour contrôle qualité du modèle.

Remplacement

La production de modèles cathétérisés a pour objectif de mettre à disposition des modèles prêts à l’emploi pour les scientifiques. Les animaux opérés sont intégrés dans des programmes de recherche ou d’études précliniques. Ces programmes visent à étudier les réactions des organes ou leurs interactions face à une substance, de comprendre la vie d’une substance à l’intérieur d’un organisme ou sa toxicité, ce qui entraine l’étude de divers processus biologiques et systèmes physiologiques complexes et nombreux au fur et à mesure de la vie du modèle. La complexité des mécanismes mis en jeu ne permet donc pas de réaliser de nos jours de tels programmes sur des modèles in vitro.

Réduction

Le nombre d’animaux nécessaire est défini par le scientifique. Il est possible que des animaux surnuméraires doivent être utilisés de par les contraintes du modèle, ce nombre étant basé sur les taux de réussite connus et attendus des modèles. La réduction de ces animaux surnuméraires repose sur : l'expertise de l’équipe chirurgie et la maitrise des procédures, les locaux adaptés, les données historiques, l’observation de l’état clinique de l’animal en péri-opératoire afin d’adapter les traitements post-opératoires et de diminuer la mortalité éventuelle. Le nombre d’animaux surnuméraires utilisés dans chaque procédure est déterminé au cas par cas, en fonction du degré de difficulté du modèle, du taux de succès de la chirurgie, du nombre d’animaux à opérer, de la souche, du sexe et de la provenance.

Raffinement

Les cathétérisations permettent le suivi de paramètres biologiques ou encore l’administration de substances répétées ou en continu en minimisant les manipulations de la part du scientifique et sans anesthésie ce qui permet une réduction très importante pour l’animal du stress provoqué par des prélèvements ou des injections répétés à différents sites. Le contrôle de la douleur est réalisé par une administration d’analgésique avant la chirurgie et lors du post-opératoire ainsi qu’en cas de besoin. L’utilisation complémentaire d’anesthésique local peut être effectuée, si nécessaire. Une injection systématique sous-cutanée de sérum physiologique de réhydratation est pratiquée pour tous les animaux au réveil. Une habituation par la manipulation des animaux peut être effectuée dès la phase d’acclimatation (en fonction du stress observé de l’animal à réception, par exemple). Une observation quotidienne de l’état clinique général des animaux est réalisée tout au long de la procédure. Des soins spécifiques sont apportés en cas de signes cliniques (traitements médicamenteux, soins locaux, ajout d’enrichissement, mesures de réhydratation ou de réchauffement, ajout d’aliment, de gel hydratant, de litière ou d’eau complémentée ou non directement dans la cage afin d’en améliorer l’accès). En cas de détection d’un point limite, l’animal est immédiatement mis à mort. Des points limites spécifiques sont établis et raffinés au fur et à mesure des observations. Ces observations sont facilitées par l’utilisation d’outils internes de suivi de type grille de score et document qualité d’enregistrement permettant une traçabilité.

Choix des espèces

Le choix de l’espèce et de la souche est très généralement effectué par le scientifique mais l’équipe de chirurgie se réserve le droit de proposer des changements de modèles sur la base de son expérience. Le rat et la souris sont des animaux couramment utilisés dans ce type de projet. Ce sont des mammifères dont l’anatomie et la physiologie sont proches de l’homme, la disponibilité de données historiques chez ces espèces permet d’obtenir des informations fiables et pertinentes. Sont concernés les animaux sevrés à partir de 3 semaines, dont la taille et le poids sont compatibles avec la pose du matériel cathétérisé, selon les recommandations éthiques en vigueur.

528 souris modèles du syndrome de Dravet vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré à sévère. Elles subissent une chirurgie d'implantation d'électrodes et de sondes, des crises d'épilepsie provoquées par inhalation de gaz de façon répétée et des tests comportementaux d'exploration et de mémoire, l'induction augmentant volontairement la fréquence des morts subites. Le porteur étudie les mécanismes de la mort subite en épilepsie, avec une gamme de médicaments protecteurs présentée comme une perspective. Il affirme qu'aucune crise ne provoque de douleur chez la souris et juge l'usage d'animaux vivants "absolument nécessaire".

Objectifs

Le syndrome de Dravet est une maladie développementale et épileptique sévère, due aux mutations d’un gène codant pour un canal laissant passer le sodium, caractérisée par une apparition précoce (

Bénéfices attendus

La SUDEP est la cause principale de décès chez les patients épileptiques et représente une énorme source d’angoisse pour la majorité des patients épileptiques et leurs familles à cause de son caractère imprévisible, sans aucun signe précédent la mort, et de ses conséquences dramatiques. Ce projet permettra une meilleure connaissance des mécanismes sous-jacent, l’identification de biomarqueurs et de cibles pharmacologiques permettant d’inhiber la SUDEP. Cela pourrait ouvrir une voie pour une nouvelle gamme de médicaments qui protègeraient de la SUDEP. La démonstration du rôle d’un neuromédiateur dans le réveil et l’arrêt de l’apnée post-crise représente l’objectif clinique final de notre projet, et toute la partie préclinique que nous réaliserons permettra de mettre en place le modèle d’analyse et de prédiction des crises.

Procédures

Les animaux subiront une chirurgie (maximum 1h30) qui permet d’implanter des électrodes et des sondes pour mesurer les paramètres physiologiques d’intérêt (activité électrique du cerveau et du cœur, ventilation) et récolter un peu de liquide sous-cutané pour mesurer les molécules d’intérêt. Les périodes d’enregistrement seront sur des périodes de 4 jours maximum, avec des pauses de 2 à 4 jours. Pour que les animaux deviennent épileptiques, ils respireront un mélange d’air et d’un gaz qui déclenche une crise au bout de 20 minutes environ. Ce protocole d’induction est répété quotidiennement pendant une première série de 5 jours, puis après une pause de plusieurs semaines, une seconde et dernière série de 5 jours avec ou non des enregistrements en même temps. Certains groupes auront un fin tube implanté qui permettra d’injecter des molécules d’intérêts sans toucher et stresser l’animal (pas de piqure). Un groupe d’animaux suivra des tests comportementaux très peu invasifs (exploration de nouvelles cages, de nouveaux congénères et mémorisation de parcours ou d’objets).

Impact sur les animaux

Les modèles de souris utilisés sont élevés en routine. A noter, aucune douleur n’est associée aux crises d’épilepsie qui se traduisent par une « extinction » de la conscience chez les humains, ce qui est très probablement la même chose chez les souris. Les crises induites artificiellement pendant les procédures et les crises spontanées apparaissant chez les animaux devenus épileptique sont absolument de même nature, elles ont une durée inférieure à 1 minute. Après les crises, les animaux ont une période d’immobilité d’environ 1 minute puis reprennent leur activité normale. La SUDEP est une mort soudaine, il n’y a aucun signe prédictif et donc aucune douleur ou nuisance quelconque avant son apparition. Les anomalies cardiaques mesurées sur des animaux adultes favorisent probablement la SUDEP mais ne se traduit pas par un phénotype visible, les animaux ont une activité physique normale. Les défauts cognitifs observés chez les adultes traduisent notamment des pertes de mémorisation mais cela n’est pas associé à une douleur pour les animaux. Les anomalies cardiaques et cognitives sont des conséquences à moyen terme, observées après plusieurs jours et non pas immédiatement après le début des premières crises. En résumé, les animaux épileptiques ont un comportement normal pendant leur élevage mais meurent soudainement (SUDEP) avec une fréquence faible, 5%. Les inductions artificielles de crises pendant les procédures vont augmenter la fréquence des SUDEP pendant toute la durée des procédures jusqu’à la mise à mort (effet attendu pour pouvoir étudier les SUDEP). Comme expliqué ci-dessus aucun autre comportement ou effet indésirable n’est attendu. Les nuisances principales induites par les procédures seront les chirurgies d’implantations (sondes et électrodes) et les enregistrements chroniques. Les animaux implantés sont étudiés pour une durée maximale de 40 jours avant mise à mort. Les animaux sont isolés pendant les périodes d'inductions et les périodes d'enregistrement et de tests de comportement (moins de 3h à chaque fois).

Devenir

Tous les animaux seront mis à mort à la fin de la procédure, la majorité seront ensuite utilisés afin de récupérer le cerveau pour des analyses biochimiques et immunohistochimiques, cela apportera de nombreuses informations supplémentaires aux paramètres mesurés in-vivo.

Remplacement

L’épilepsie est un syndrome complexe avec des mécanismes de mise en place peu connus qui impliquent le système nerveux central, le système nerveux périphérique, le système cardiaque et vasculaire et probablement le système immunitaire. Il est donc impossible d’étudier ces mécanismes dans des systèmes in-vitro et l’utilisation d’animaux vivants est absolument nécessaire.

Réduction

Nous utilisons indifféremment les mâles et les femelles qui seront répartis dans les groupes d’étude, soit une perte minimale. Les croisements ont été optimisés afin que la quasi-totalité des animaux à phénotype dommageable produits soient utilisés dans les procédures expérimentales. Une procédure est exploratoire et permet la mise au point fine des expériences et une optimisation du nombre d’animaux utilisés. Le nombre minimum d’animaux nécessaires dans chaque groupe de chaque procédure a été calculé avec des outils statistiques afin d’utiliser le moins d’animaux possibles tout en répondant à la question scientifique. Pour les mises au point, nous réutilisons des souris non utilisées dans les procédures.

Raffinement

Les animaux seront hébergés (au minimum 2 et maximum 5 par cage) avec un abri, de la ouate et une buchette pour leur permette des activités variées. Les conditions de réalisation des chirurgies ont été optimisées afin de réduire au maximum la souffrance des animaux ; tapis chauffant avec sonde rectale pour maintien précis de la température, application d’anesthésique local, cage de réveil chauffée, traitements antalgiques et antiinflammatoire (pendant et après la chirurgie) et une grille de score avec des actions précises mise en place. Nous utilisons des électrodes implantées en routine depuis plusieurs années dans des cages adaptées (connectique souple et rotative) et en alternant les périodes d’enregistrement avec des périodes de repos sans enregistrement pour diminuer la contrainte. Les animaux en enregistrement ne présentent aucun signe de souffrance (enregistrements déjà réalisés sur plusieurs mois). Ils sont enregistrés par 2 dans une cage. Ils sont séparés, et non pas isolés, par une paroi métallique munies de nombreux trous de 1 cm de diamètre permettant les contacts, des échanges de ouate et d’odeurs. Les animaux tests sont des animaux sauvages à phénotype non dommageable. Nous utilisons des cathéters implantés pour injecter les animaux sans manipulation et sans piqure ce qui évite tout stress au moment de l’injection.

Choix des espèces

Plusieurs types de souris modèles du syndrome de Dravet sont utilisés, ils reproduisent très bien les symptômes observés chez les patients humains. Nous avons basé ce projet sur un modèle que nous utilisons couramment et connaissons bien, que nous n’avons pas besoin de générer une autre lignée et que nous pouvons sélectivement augmenter le taux de SUDEP à plusieurs âges (après induction). L’utilisation des souris DBA/1 est basé sur leur pertinence en tant que modèle de la SUDEP et parce que cela ne nécessite aucun croisement supplémentaire, les animaux sont tout de suite utilisables dans les procédures, et elles présentent un phénotype normal avant l’induction (élevage classique). Le choix de lignées spéciales avec des mutations qui permettent d’utiliser des outils génétiques couplés à une stimulation chimique ou lumineuse est restreint par la disponibilité de lignées ciblant spécifiquement les neurones d’intérêt qui sécrètent la sérotonine ou le neuromédiateur d’intérêt. Les lignées achetées puis croisées pour aboutir aux génotypes nécessaires sont normales. Seuls les animaux issus des derniers croisements destinés aux procédures devraient avoir un phénotype dommageable. Les crises peuvent être induite sans limite de P19 jusqu’à l’âge adulte. Nous utiliserons les animaux dès le sevrage à l’âge P21 pour avoir des animaux assez robustes et mimer l’apparition des crises chez les jeunes. La plupart des mesures sont sur des animaux plus âgés (P50 ou P70) pour pouvoir comparer aux données de nos collaborateurs sur des patients adultes.