Autre recherche fondamentale
- Biologie du développement
- Éthologie / comportement / biologie animale
- Multisystémique
- Oncologie
- Organes sensoriels
- Système cardiaque
- Système endocrinien
- Système gastrointestinal
- Système immunitaire
- Système musculosquelettique
- Système nerveux
- Système respiratoire
- Système urogénital
Etude du rôle de la branche ATF6a de la réponse UPR au cours du vieillissement dans un modèle murin
- Recherche fondamentale
- Autre recherche fondamentale
- Oncologie
Toutes tuées en fin de protocole pour le prélèvement de leurs organes, 304 souris vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Elles reçoivent deux injections par semaine pendant six mois, sont pesées chaque semaine et passent une imagerie sous anesthésie deux fois par mois pendant les traitements, puis une fois par mois ensuite. Le porteur cherche à savoir si bloquer une voie de réponse au stress cellulaire retarde les effets du vieillissement, avec l'ambition affichée de développer des molécules anti-vieillissement. Le projet peut durer vingt-quatre mois, soit à peu près l'espérance de vie d'une souris de laboratoire, sans que cette durée soit justifiée autrement que par le suivi du vieillissement.
Objectifs
Bien que les mécanismes conduisant au vieillissement ne soient pas encore complètement connus, il est maintenant établi que les effets du vieillissement sont corrélés à une augmentation du nombre de cellules sénescentes dans les tissus. Les cellules sénescentes se distinguent par de nombreux changements morphologiques et métaboliques et leur élimination (génétiquement ou pharmacologiquement) peut prévenir ou retarder le dysfonctionnement des tissus et ainsi prolonger la durée de vie chez la souris. La sénescence a longtemps été considérée comme un mécanisme suppresseur de tumeurs via l’arrêt permanent du cycle cellulaire. Cependant, certaines molécules sécrétées par la cellule sénescente peuvent contribuer à un microenvironnement favorable à la transformation de cellules pré-cancéreuses. Ce rôle promoteur de tumeurs est également souligné par le fait que des cellules sénescentes sont trouvées dans des tumeurs bénignes et que des cellules épithéliales en culture peuvent échapper de façon spontanée à la sénescence et ré-entrer dans le cycle cellulaire avec des caractéristiques néoplasiques. Par ailleurs, la sénescence est également associée à de nombreuses pathologies liées au vieillissement comme les fibroses tissulaires conduisant à terme à des défaillances d’organe. Ainsi, l’étude des mécanismes de sénescence au cours du vieillissement nous semble particulièrement intéressante. La modulation de ces mécanismes pourrait ainsi permettre de bloquer dans le même temps le développement de pathologies fibrotiques et/ou cancéreuses ou plus généralement des pathologies liées à l’âge. Nous avons montré dans nos précédentes études dans des modèles de cellules que l’inhibition d’un certain nombre de facteurs associés à une voie de signalisation spécifique ("voie de réponse aux protéines mal conformées") provoque un retournement des caractéristiques observées dues à la sénescence. Une étude plus approfondie de ces différents acteurs pourrait permettre de mieux comprendre l’implication de cette voie au cours de la sénescence mais surtout pourrait potentiellement aboutir au développement de nouvelles approches thérapeutiques. Nous souhaitons, au travers de cette étude, déterminer si le ciblage de la voie de réponse aux protéines mal conformées dans un modèle animal pourrait avoir des effets et, ainsi, retarder ou réduire les pathologies liées au vieillissement.
Bénéfices attendus
Ce projet de recherche fondamentale vise à mieux comprendre les mécanismes régissant le vieillissement et pouvant conduire à la mise en place de processus pathologiques. Les résultats que nous obtiendrons pourraient permettre d’envisager l’inhibition spécifique d'une branche de la voie de signalisation impliquée dans les phénomènes de sénescence dans des conditions physiologiques et pathologiques et de déterminer quels inhibiteurs présenteront le meilleur potentiel thérapeutique. A terme, nous souhaitons développer des molécules « médicaments » ayant des effets anti-vieillissement et par conséquent des effets bénéfiques sur l’apparition de maladies liés au vieillissement, y compris la fibrose et le cancer.
Procédures
Après leur arrivée, tous les animaux (304 souris) seront acclimatés à leur zone d'hébergement pendant une semaine puis seront habitués à la manipulation humaine pendant une semaine supplémentaire. Les animaux recevront ensuite une injection de traitement ou de solution contrôle (durée : 1 min) à raison de 2 fois par semaine sur une durée de 6 mois. Les animaux seront pesés une fois par semaine (durée : 1 min) tout le long de la procédure. Dès la première semaine de traitements, l'effet de ces derniers sur la sénescence des cellules sera évalué par imagerie. Pour cela les animaux seront anesthésiés par voie gazeuse, tondus pour faciliter l'imagerie (durée : 30 sec.) et l'injection d'une molécule facilitant la lecture des images sera réalisée (durée : 30 sec). Après la lecture, les animaux seront surveillés jusqu'à leur réveil (durée totale anesthésie : 30 minutes). Cette lecture sera réalisée deux fois par mois pendant les 6 mois de traitements puis une fois par mois jusqu'à la fin du projet. A la fin des traitements, les souris seront maintenues en hébergement pour suivre leur vieillissement (durée maximale du projet : 24 mois).
Impact sur les animaux
Les animaux pourraient ressentir un stress léger de courte durée au moment de la manipulation lié à la nécessité de réaliser une contention et une injection pour l'administration des traitements. Les étapes nécessitant une anesthésie gazeuse pourraient également être source d'un stress léger et de courte durée.
Devenir
Afin d'étudier les effets de nos traitements sur la sénescence des cellules de différents organes, il nous est nécessaire de pouvoir les récupérer à la fin du projet. Tous les animaux seront donc mis à mort à la fin de la procédure.
Remplacement
Avant de procéder à l'étude in vivo, nous avons évalué les différents inhibiteurs des effecteurs de la voie de signalisation qui nous intéresse ainsi que leur efficacité in vitro. Nous avons pu identifier et caractériser les cibles d'intérêt de notre projet. Ces étapes préliminaires réalisées dans des modèles n'impliquant pas d'animaux ont ainsi permis de réduire le nombre d'animaux impliqués dans cette étude. Afin de valider dans un modèle complexe les différents inhibiteurs identifiés, l'utilisation d'un modèle animal à la fois jeune et âgé demeure cependant nécessaire.
Réduction
Afin de réduire au maximum le nombre de souris utilisées, nos cibles d’intérêts ont déjà été identifiées et caractérisées et l’efficacité des inhibiteurs a déjà été évaluée dans un modèle n'utilisant pas d'animaux. Le nombre de souris par groupe a été déterminé par une approche statistique tout en se basant sur les connaissances et l'expertise du laboratoire sur la manipulation de ce type de souris dans une expérience à long terme afin d'obtenir des résultats robustes. De plus, l'utilisation d'un système permettant le suivi longitudinal par imagerie de l'expression de notre facteur d'intérêt permet de réduire le nombre total d'animaux en évitant la mise à mort d'animaux à des temps intermédiaires.
Raffinement
Afin de limiter au maximum toute souffrance, stress ou angoisse des animaux, ces derniers seront hébergés selon les recommandations établies à raison de maximum 6 animaux par cage dans un environnement enrichi (carré de coton pour la nidification) et dans des conditions classiques d'hébergement (température régulée, cycle jour/nuit). Avant toute manipulation, les animaux seront acclimatés 7 jours dans leur salle d’hébergement. Les animaux seront manipulés avant la mise en place de l’expérimentation afin de procéder à une habituation. Lors de l’expérimentation, les animaux seront anesthésiés avant les procédures pouvant induire un stress ou une angoisse ainsi qu’avant la mise à mort. Des points limites ont été définis préalablement à l’expérience et un suivi quotidien des animaux sera réalisé de manière à s’assurer qu’ils ne présentent pas de signes de souffrance excessive nécessitant l’arrêt de la procédure et leur mise à mort (qui sera réalisée à distance des autres animaux). Les souris vieillissantes risquant de développer des pathologies non rencontrées chez des souris jeunes, nous apporterons des points de vigilance supplémentaires à leur suivi. La souffrance sera évaluée par l’observation de paramètres de poids, de comportement et d’apparence permettant la réalisation d’un score basé sur ce qui a été décrit dans la littérature
Choix des espèces
L’utilisation de souris nous permet d’avoir accès à des modèles transgéniques préexistants de manière à suivre l’évolution de la sénescence. De plus, la souris est un modèle largement étudié par la communauté scientifique ce qui permet de comparer les résultats avec les autres laboratoires et d’utiliser certaines conditions comme témoin de la validité de nos résultats. Les procédures expérimentales étant très encadrées, les paramètres de douleur ou de souffrance éventuelle sont plus facilement contrôlables. Nous utiliserons des souris jeunes adultes (2 mois), c’est-à-dire après la phase de croissance ainsi que des souris adultes âgées (9 mois), âge auquel l’accumulation de cellules sénescentes devient détectable. Nous utiliserons des souris jeunes adultes (2 mois), c’est-à-dire après la phase de croissance ainsi que des souris adultes âgées (9 mois), âge auquel l’accumulation de cellules sénescentes devient détectable.
Impact d’une supplémentation en tryptophane ou en nicotinamide sur les rythmes circadiens et métaboliques chez les rongeurs nocturnes et diurnes
- Recherche fondamentale
- Autre recherche fondamentale
- Oncologie
- Système endocrinien
Autres rongeurs : 64
Trois mois et demi seul en cage, sans congénère, pour enregistrer des rythmes individuels. 128 souris et rats roussards vont être utilisés dans des procédures d'un niveau de souffrance modéré, le porteur reconnaissant un stress d'isolement d'intensité modérée chez des rongeurs grégaires. À l'issue de cet hébergement, chaque animal subit un prélèvement de sang puis une chirurgie terminale sans réveil, pour mesurer hormones plasmatiques et activation neuronale après supplémentation en tryptophane ou en nicotinamide. Le porteur retient la souris comme modèle nocturne et le rat roussard comme modèle diurne, qualifiant la première de "modèle incontournable" en recherche animale du fait des lignées transgéniques disponibles.
Objectifs
Le tryptophane est un acide aminé essentiel, qui doit être apporté par l’alimentation. C’est un précurseur de nombreuses molécules dont la nicotinamide (NAM), l'une des deux formes de la vitamine B3, ainsi que de neurotransmetteurs comme la sérotonine. Les rythmes circadiens, comme le cycle veille-sommeil ou le cycle alimentation-jeûne, sont contrôlés par des horloges internes dont la principale est localisée à la base du cerveau. Par ailleurs, la sérotonine est un puissant modulateur de la mise à l'heure par la lumière ambiante de l’horloge principale dans le cerveau. Dans ce projet de recherche, nous proposons d’étudier in vivo l’impact d’une supplémentation nutritionnelle 1) en NAM et 2) en tryptophane sur le cycle veille/sommeil, la synchronisation à la lumière et la rythmicité circadienne de la prise alimentaire et du métabolisme. Les expériences seront basées sur la comparaison des effets chez un modèle animal nocturne, la souris et ceux chez un modèle animal diurne, le rat roussard (Arvicanthis).
Bénéfices attendus
Les bénéfices attendus sont tout d’abord une meilleure compréhension de la modulation de la rythmicité circadienne par les facteurs nutritionnels chez des modèles animaux diurnes et nocturnes. Ensuite, si notre hypothèse 2 est validée par des effets positifs de la supplémentation en NAM et tryptophane sur l’amplitude des rythmes circadiens dans notre modèle animal diurne, cela permettra de développer des stratégies d’intervention nutritionnelle pour limiter ou contrecarrer la désynchronisation circadienne et ses effets néfastes sur la santé métabolique. Dans une perspective biomédiacle, la supplémentation alimentaire en NAM ou en tryptophane pourrait ensuite conduire à des traitements nutritionnels chronomodulés pour restaurer une organisation temporelle de forte amplitude chez les personnes âgées et les patients désynchronisés, par exemple, à cause de pathologies ou d’exposition chronique au travail en horaires décalés.
Procédures
Les animaux seront hébergés en cages individuelles pendant 3.5 mois pour mesurer des paramètres métaboliques et circadiens individuels puis soumis à un prélèvement de sang et une chirurgie terminale sans réveil tous deux étant réalisés sur animal anesthésié et analgésié.
Impact sur les animaux
Les animaux seront hébergés en cages individuelles pour enregistrer des variables rythmiques individuelles, ce qui pourra créer un stress d'isolement d'intensité modérée.
Devenir
La mise à mort de tous les animaux est nécessaire déterminer pour les changements plasmatiques des hormones et des métabolites circulants ainsi que l’activation des neurones dans l’hypothalamus en réponse à l'exposition aux deux molécules testées.
Remplacement
La régulation des cycles journaliers de la prise alimentaire et du métabolisme et la détection de la lumière impliquant plusieurs organes à la fois (notamment, rétine, cerveau, foie, pancréas, surrénales, muscles), l’investigation des interactions entre horloges circadiennes et nutrition nécessite l’utilisation de modèles animaux. Ainsi est-il impossible de réaliser ces études sur des organes isolés ou des cultures cellulaires in vitro.
Réduction
Pour les tests in vivo circadiens et métaboliques, le nombre d’animaux proposé (n=8 par condition) est basé sur une évaluation de la puissance statistique qui prend en compte les moyennes et la dispersion des données comportementales recueillies dans des études antérieures. Notre suivi systématiquement longitudinal des animaux pour l’actimétrie et la calorimétrie réduit significativement le nombre d’individus utilisés.
Raffinement
Après 1 semaine de stabulation en cages collectives (n=4/cage), les souris seront ensuite maintenues en cages individuelles pour enregistrer des variables individuelles, circadiennes et métaboliques. Les arvicanthis mâles étant très territoriaux, les mâles sont hébergés dès le sevrage en cage individuelle. Pour limiter ce stress d'isolement chez les rongeurs qui sont des animaux grégaires, un barreau de bois à ronger, du matériel de coton et/ou de la frisure pour faire un nid constitueront un environnement enrichi. Tout au long de la procédure nous ferons un suivi de l'état général de l'animal à l'aide d'une grille de score et nous avons établi des points limites permettant de soustraire l'animal à la souffrance.
Choix des espèces
Pour mieux comprendre les mécanismes mis en jeu, notre projet repose sur l’analyse comparative des réponses comportementales, physiologiques et neuronales entre un modèle animal nocturne et un modèle animal diurne. La souris de laboratoire Mus musculus est une espèce nocturne devenue un modèle classique en nutrition et en chronobiologie. C’est aussi un modèle incontournable en recherche animale par l’existence de nombreuses lignées transgéniques (y compris celles porteuses de mutations, celles avec gènes invalidés, ou avec gènes-rapporteurs). Une fois ce projet achevé, nous envisageons de rechercher les mécanismes moléculaires mis en jeu, en étudiant des souris transgéniques exposées aux mêmes procédures expérimentales. Les rongeurs diurnes tels que le Rat roussard sont des modèles expérimentaux appropriés pour la recherche biomédicale. Leur utilisation dans le projet présent est pertinente pour comprendre les différences de réponses entre espèces nocturnes et diurnes. C’est pourquoi les mêmes expériences seront faites en parallèle chez le Rat roussard, espèce diurne, et la souris nocturne. Jeunes adultes (2 mois) pour étudier un système circadien et un métabolisme matures et non-sénescents.
Thérapeutique de la cystinurie à partir d’un modèle murin
- Maintien des lignées génétiquement modifiées
- Recherche fondamentale
- Autre recherche fondamentale
- Multisystémique
- Oncologie
Les souris qui n'ont pas le génotype recherché et les couples en fin de reproduction sont tués, comme les animaux entrés en procédure, dont les reins et le cœur sont prélevés après la mort. 2 043 souris vont être utilisées, 1 443 dans des procédures d'un niveau de souffrance léger et 600 dans des procédures modérées. Ces souris forment spontanément des calculs de cystine, et 600 mâles subissent des recueils d'urine répétés jusqu'à treize fois, seize heures en cage métabolique sans nourriture, un gavage quotidien pendant deux semaines, pour certaines l'ablation d'un rein sous anesthésie. Le porteur précise que les animaux seront utilisés entre six et dix semaines, avant l'apparition vers six mois des calculs qui rendent leur état douloureux.
Objectifs
La cystinurie est une maladie génétique responsable de lithiase récidivante. La lithiase désigne la formation de calcul/concrétion solide dans les cavités rénales (dans les voies urinaires). Cette maladie touche près d'une personne sur 7000 mais représente la principale cause de lithiase génétique chez le sujet jeune et l'enfant. Cette maladie est causée par la mutation de transporteurs rénaux d'acides aminés (tel que la cystine) qui les empêche d'être réabsorbé de l'urine. La cystine se retrouve alors en quantité excessive dans l'urine et finit par précipiter sous forme de calculs urinaires (lithiase). L'obstruction causée par ce calcul est responsable de la crise de colique néphrétique. La répétition de ces crises de colique néphrétique peut conduire à une insuffisance rénale chronique, voire à la mise en dialyse dans les cas les plus sévères. La thérapeutique actuelle est insuffisante et repose essentiellement sur l'alcalinisation des urines, l'augmentation de la diurèse et sur l'utilisation de médicaments liant la cystine (D penicillamine, tiopronine) mais exposant les patients à des effets indésirables parfois sévères. Suite à l'apparition d'une mutation spontanée sur les transporteurs d'acide aminé urinaire dans un élevage, il existe un modèle murin présentant des lithiases de cystine comparables aux lithiases décrites chez l'homme. Cependant, elles ne font pas de colique néphrétique car les calculs se trouvent dans la vessie uniquement. Notre objectif est de prouver dans ce modèle murin, que l'alcalinisation urinaire est efficace dans la prévention des récidives de calculs cystinuriques et de déterminer quel traitement alcalinisant est le plus efficace.
Bénéfices attendus
L'objectif de ce travail est de montrer que l'utilisation des nouveaux traitements peut permettre de réduire l'activité lithiasique chez les patients cystinuriques. Ces traitements pourraient permettre d'améliorer significativement la qualité de vie des patients cystinuriques et réduire le risque d'insuffisance rénale voire de mise en dialyse. Les procédures permettront de déterminer quel traitement est le plus efficace pour alcaliniser les urines, pour prévenir la précipitation de la cystine chez des souris sans dégradation de la fonction rénale et chez des souris rendues insuffisantes rénales.
Procédures
Les animaux utilisés pour ces procédures sont des souris cystinuriques. C’est-à-dire qu’elles forment spontanément des cristaux de cystines. L'accumulation de ces cristaux peut entraîner la venue de calculs urinaires conduisant au phénotype dommageable de ces souris. Cependant, les animaux seront utilisés à partir de 6-10 semaines, et les protocoles durant 4-6 semaines ou jusqu'à 3 mois, les souris n'auront pas encore développé ce phénotype dommageable survenant après 6 mois. Dans le cadre du génotypage d'une partie de ces animaux, les souris seront soumises au prélèvement d'une petite partie distale de la queue. Ce prélèvement ne dure que quelques secondes sur des souris vigiles. Les animaux seront soumis à des recueils urinaires soit par émission spontanée d'urine (technique du spot urinaire qui ne dure que quelques secondes), soit par recueil en cage métabolique de 16h (1 seule fois pendant la procédure). Les spots urinaires seront répétés de façon hebdomadaire : une ou deux fois par semaine durant 4 ou 6 semaines ou 3 mois, soit respectivement 4, 6, 8 ou 13 fois. Ces recueils sont effectués sur animal vigile. Certains animaux seront soumis à une chirurgie rénale réalisée sous anesthésie générale associé à une analgésie pré et post-opératoire (néphrectomie, chirurgie durant 25min). Certains animaux seront soumis à un gavage (procédure réalisée sur animal vigile, ne durant que 10 secondes) de façon quotidienne pendant 2 semaines soit 14 fois. A la fin de la période de maintien prévue, les animaux seront soumis à un unique prélèvement sanguin sous anesthésie générale puis d’une euthanasie, suivie des prélèvements nécessaires aux différentes analyses (rein, cœur, ...).
Impact sur les animaux
Le phénotype des animaux n'est pas dommageable avant un âge de plus de 6 mois, lorsque les calculs sont en nombre importants. Les expérimentations seront donc réalisées avant que ce phénotype apparaisse. Le prélèvement à la queue induit une brève douleur lors du prélèvement et un saignement est possible ainsi qu'une éventuelle infection au niveau du site de prélèvement. Toutes manipulations quotidiennes de l'animal peuvent induire un stress chez ce dernier, mais en particulier le recueil d'urine en cage métabolique, et le gavage. Le gavage oral peut être source d’inconfort et d'irritation de la gorge pour la souris, de même qu'il peut occasionner des fausse-routes correspondant à l'administration involontaire du produit dans les voies aériennes. Concernant la chirurgie, il y a un risque de surinfection lié à la chirurgie, mais qui est relativement rare car tous les instruments chirurgicaux sont nettoyés et stérilisés avant chaque intervention. De plus, la chirurgie peut induire des douleurs à l'animal provoquées par la procédure (injections analgésie et anesthésie, ouverture des plans cutané et musculaire, sutures), des complications liées à l'anesthésie chimique (détresse respiratoire, arrêt cardio respiratoire , stress thermique), une altération de l'état général de l'animal tel que la perte de poids ou la déshydratation, un stress de l'animal lié à l'hébergement individuel et privation d'aliment pendant 16 heures.
Devenir
Des prélèvements et analyses sont nécessaires post-mortem cela implique donc l’euthanasie de l’ensemble des animaux expérimentaux par une méthode réglementaire. Les animaux qui n'auront pas le génotype requis pour les procédures ainsi que les couples en fin de reproduction seront euthanasiés par une méthode réglementaire
Remplacement
Une partie des données seront obtenues par des analyses in vitro. Nous étudierons ainsi la cinétique de dissolution des cristaux de cystine in vitro en alcalinisant des urines de patients jusqu'à la disparition des cristaux. Toutefois ces données seront insuffisantes pour mener à bien le projet. En effet, chez les patients et chez les souris, la quantité d'espèce alcaline excrétée dans l'urine n'est pas le reflet direct de la quantité apportée par voie orale. Autrement dit, même si nous montrons que l'alcalinisation directe des urines permet de réduire la précipitation de la cystine, il restera à prouver que l'apport d'alcalin par voie digestive peut effectivement faire varier favorablement le pH urinaire. Pour cela, le recours aux animaux est indispensable
Réduction
Le nombre minimal d'animaux par expérience a été calculé à partir des données déjà connues dans ce modèle et grâce à un calcul de puissance permettant de réduire au maximum le nombre d'animaux utilisés. Le nombre d'animaux prévu est de 600 souris mâles de 6 à 10 semaines pour les procédure expérimentales. Il sera nécessaire de procéder à des tests statistiques pour une interprétation fiable des résultats. Le nombre d'animaux prévu est de 2043 pour l'élevage, incluant les 600 souris mâles utilisés pour l'expérimentation. La production et donc l’élevage des souris sera adapté aux besoins des différents protocoles. Les souris pourront être cryo-préserver s’il n’y a plus de procédure en cours.
Raffinement
Concernant l'hébergement, le bien-être des animaux est assuré par un enrichissement de leur environnement grâce à l'utilisation d'une litière à base de cellulose composée de plusieurs éléments de différentes tailles permettant aux animaux de les décompacter, et grâce à des morceaux de bois à ronger. Les animaux sont observés quotidiennement. Si une agressivité est observée, des abris seront placés dans la cage, notamment au décours des cages métaboliques. Le bien-être des animaux sera également assuré par une surveillance quotidienne afin de pouvoir détecter tout signe de douleur. Les animaux seront pesés chaque semaine. Les critères d’arrêt sont la prostration, ou la perte de poids. Les gestes invasifs, à l'exception du gavage qui nécessite que l'animal soit vigile pour ne pas induire de fausse route, seront réalisés sous anesthésie/analgésie, et un suivi post-opératoire sera réalisé. Tous les autres gestes comprenant le recueil d'urine ne sont pas invasifs. Les animaux seront habitués aux cages métaboliques et aux contentions pour le gavage.
Choix des espèces
Le modèle utilisé est un modèle murin de cystinurie déjà existant suite à la survenue spontanée d'une mutation dans un transporteur rénal d'acide aminé. Ces souris sont viables, n'ont pas de phénotype dommageable dans les premières semaines de vie. Un élevage de ce modèle sera mis en place et constitué exclusivement d'animaux homozygotes pour la mutation et ne présentant pas de phénotype dommageable avant l’âge de 6 mois. Nous utiliserons des souris de 6-10 semaines, âge à partir duquel des cristaux sont analysables chez les souris mutantes, mais bien avant l'apparition d'un phénotype dommageable (lithiase urinaire) qui occure après 6 mois. Nous utilisons régulièrement le modèle in vivo murin et possèdons donc tous les outils nécessaires à l'élevage et l'utilisation de ce modèle.
Colonisation et impact des archées méthanogènes sur la physiologie de l’hôte MODIFICATION
- Recherche fondamentale
- Autre recherche fondamentale
- Oncologie
- Système gastrointestinal
142 souris vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger à modéré, toutes tuées par prélèvement terminal sous anesthésie sans réveil. Des souriceaux au microbiote défini reçoivent jusqu'à six administrations orales, jusqu'à cinq administrations rectales sous anesthésie et jusqu'à cinq injections dans l'abdomen, parfois précédées d'un traitement antibiotique. Cinq stratégies de colonisation par des archées méthanogènes sont mises en concurrence, la plus efficace étant ensuite reproduite deux fois pour en mesurer la variance, ce qui revient à mettre au point un modèle avant toute question biologique. Le porteur reconnaît utiliser des lignées cellulaires et des organoïdes pour explorer le même sujet, et conclut malgré tout qu'il n'existe "pas de méthodologie alternative".
Objectifs
L’objectif de ce projet est de mettre au point un modèle de colonisation des archées dans le tractus intestinal de souris au microbiote défini Oligo-MM12 (OMM12). Ce modèle va permettre l’étude de l’impact de la colonisation sur la physiologie intestinal et immunitaire de l’hôte. De plus, grâce à la grande stabilité intrinsèque du microbiote OMM-12, nous pourrons examiner quels sont les conséquences des archées sur la communauté microbienne tant en termes de stabilité, d’abondance ainsi que des modifications du métabolisme lié à l’hydrogène. Afin d’atteindre cet objectif, nous allons tester 5 stratégies de colonisation des souris avec les archées intestinales : 1.Etude de la colonisation des archées chez les souriceaux OMM-12 2.Etude de la colonisation des archées chez les souriceaux axéniques 3.Etude de la colonisation chez les souriceaux OMM-12 par des archées et une bactérie syntrophique 4.Etude de la colonisation chez les souriceaux OMM-12 par des archées et une bactérie syntrophique avec l’aide d’un traitement antibiotique 5.Etude de la colonisation des archées chez les souriceaux OMM-12 avec 5 gavages Enfin, après avoir sélectionné l’approche la plus efficace pour la colonisation des archées, nous la reproduirons deux fois indépendamment afin d’en évaluer la reproductibilité et la variance (Etude 6).
Bénéfices attendus
Les données obtenues permettront d’établir un modèle murin de colonisation avec des archées méthanogènes dans un microbiote définit. Ces études permettront de mieux comprendre les déterminant de la colonisation des archées intestinales chez la souris et par extension chez l’humain (dynamique temporelle, impact des bactéries, régime alimentaire). A ce jour, différentes publications montrent des corrélations entre la présence des archées et différentes pathologies chez l’humain mais il n’existe pas de modèle permettant d’étudier les interactions archées-microbiote-hôte. Grâce à ce modèle nous pourrons étudier par la suite le rôle de ces micro-organismes, uniques en termes de structures et de métabolisme, dans le contexte de maladies inflammatoires de l’intestin et d’allergie.
Procédures
- Administrations orales : 1 à 6 fois par une solution non-irritante, chaque administration durant moins d’une minute. - Administrations rectales : 1 à 5 fois par une solution non-irritante, chaque administration durant moins d’une minute. - Injection par voie intrapéritonéale : 1 à 5 lors des administrations rectales, quelques secondes
Impact sur les animaux
Un premier essai de colonisation dans les souris OMM-12 adultes a montré que le gavage par des archées méthanogènes n’induit pas d’effet indésirable comme la perte de poids ou une augmentation du stress des animaux. L’introduction d’une aiguille selon les bonnes pratiques vétérinaires pour les administrations et les prélèvements induisent une douleur et un inconfort de courte durée. Le gavage effectué conformément aux bonnes pratiques de gestion des animaux, peut causer un inconfort léger de courte durée. Les administrations rectales seront réalisées sous anesthésie ce qui limitera le stress des animaux et ne devrait pas induire d’effet indésirable au-delà de l’anesthésie elle-même.
Devenir
Les souris seront mises à mort en fin de procédure afin de procéder aux prélèvements terminaux, effectués en fin de procédures et sous anesthésie, ne permettant pas leur réveil. Ces prélèvements sont nécessaires pour évaluer la colonisation des bactéries étudiées et analyser l’impact sur la physiologie de l’hôte.
Remplacement
Nous utilisons des stratégies de remplacements in vitro en utilisant des lignées cellulaires et des organoïdes afin d’explorer le rôle des archées intestinales sur l’inflammation et la barrière intestinale. Cependant ces modèles de remplacement son limité et ne permettent pas d’étudier les interactions complexes entre le microbiote et l’hôte. Toutefois, l’utilisation d’un modèle murin est nécessaire pour tester notre hypothèse car il n’existe pas de méthodologie alternative permettant d’analyser les interactions hôtes-microbiotes dans le contexte intestinal.
Réduction
Afin de réduire le nombre d'animaux dans les différentes études, nous n’entreprendrons certaines études du projet uniquement si elles sont pertinentes scientifiquement. Le nombre d’animaux a été calculé avec l’aide d’outil de modélisation statistique (Shade) et les conseils d’une statisticienne. Le nombre d’animaux est limité au stricte nécessaire et suffisant pour déterminer si la colonisation des archées est réussie. Des tests statistiques seront menés afin de valider l’impact sur le poids des souris, la stabilité de la colonisation, de quantifier les potentielles modifications du microbiote et de déterminer la variance du modèle. Plusieurs facteurs de variabilité indésirable seront à pris en compte grâce à des modèles emboîtés (modèles mixtes) tels que l’effet portée, microbiote, cage et répétition de l'expérience.
Raffinement
Les procédures expérimentales de ce projet sont légères ou modérées du fait de la répétition des injections. Dans la réalisation de ce projet, l’ensemble des procédures a été mis au point afin de permettre une interprétation fiable des résultats, dans le respect du bien-être animal, en limitant la douleur et le stress. Nous nous efforçons de raffiner nos procédures afin de garantir le bien-être des animaux en cours de procédure grâce à une évaluation régulière des animaux et à la mise en place de points limites pertinents. Le gavage et l’administration rectale seront pratiqués avec du matériel adapté : sondes de gavage souples adaptées à l’âge de souris et à usage unique. Cela permettra de réduire significativement les nuisances liées aux gestes techniques eux-mêmes. De plus, si la colonisation fonctionne avec une seule administration, les autres administrations ne seront pas pratiquées. Pour certains gestes, l’anesthésie sera aussi utilisée D’après les données provenant d’expériences précédentes, l’administration des antibiotiques dans l’eau de boisson ne provoque pas de nuisances chez les animaux.
Choix des espèces
L'utilisation d'un modèle murin nous permet d'analyser l'interaction des trois composants : le microbiote, les archées et la réponse de l’hôte. Il n’est pas possible de mener cette étude en utilisant les poissons zèbres ou des invertébrés car ceux-ci ne possèdent pas de microbiote anaérobie similaire aux humains et ni les conditions physico-chimiques nécessaires à la vie des archées méthanogènes. Les souris auxquelles nous allons recourir seront des souriceaux à la naissance que nous suivrons entre la période postnatale et la période adulte (6-10 semaines) ainsi que des adultes.
Réaction de sevrage, métabolites microbiens et régulation du système immunitaire
- Recherche fondamentale
- Autre recherche fondamentale
- Biologie du développement
- Multisystémique
- Oncologie
- Système gastrointestinal
- Système immunitaire
- Système respiratoire
Les souris qui perdent plus de 20 % de leur poids, présentent du sang dans les selles ou restent voûtées en permanence sont mises à mort. 5 400 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger à modéré. Certaines reçoivent une injection intrapéritonéale tous les deux jours pendant quatorze jours, d'autres un gavage à l'âge de deux semaines, une instillation intranasale sous anesthésie ou des prises de sang hebdomadaires, et une partie est rendue immunodéprimée avant une greffe de moelle osseuse. Le porteur cherche à comprendre comment le microbiote intestinal du nouveau-né éduque son système immunitaire, sans expliquer ce qui fixe l'effectif à 5 400 animaux au-delà de la variabilité du microbiote et des effets de portée et de cage.
Objectifs
L’objectif global de ce projet est de comprendre comment le microbiote intestinal, par la production de métabolites, éduque le système immunitaire pendant la période néonatale et permet de maintenir un état symbiotique. Pour se faire, le projet visera à : (i) comprendre quelles cellules, bactéries, produits bactériens et molécules immunitaires sont impliqués pendant la réaction de sevrage pour diminuer la susceptibilité de développer des pathologies inflammatoires ; (ii) comprendre par quels mécanismes les métabolites microbiens participent à la persistance des effets bénéfiques de la période néonatale jusqu’à l’âge adulte. Répondre à ces deux objectifs permettrait d’identifier de nouveaux traitements comme des pro/pre/post-biotiques, ainsi que de nouveaux biomarqueurs au début de la vie afin de diminuer la prévalence aux maladies inflammatoires.
Bénéfices attendus
Le projet devrait faire progresser les connaissances scientifiques et profiter à la santé humaine. On sait peu de choses sur la façon dont le microbiote intestinal au début de la vie forme l'immunité à l'infection tout au long de la vie. Ce projet a le potentiel d'ajouter des données importantes au domaine scientifique en fusionnant l'immunologie et la recherche sur le développement précoce de la vie. Ce projet vise à identifier à la fois les biomarqueurs d'une formation immunitaire saine ou perturbée, ainsi que les composés potentiels qui peuvent restaurer une empreinte immunitaire saine. En recherchant et en testant différentes bactéries, métabolites et composés immunitaires, ce projet a le potentiel d'identifier des agents thérapeutiques qui pourraient être utilisés en médecine humaine comme de nouvelles thérapies de prévention de la dysrégulation immunitaire.
Procédures
- Prélèvement sanguin 1 ou 2 fois maximum par procédure ou 1 fois par semaine pendant trois semaines et terminal sous anesthésie. Quelques secondes à chaque fois - Injection par voie intrapéritonéale une fois tous les deux jours, par animal, pendant 14 jours ou 1 ou 6 fois maximum par procédure. Durée : quelques secondes - une instillation intranasale. Durée : 2 min sur souris anesthésiée - Gavage 1 fois à l’âge de 2 semaines. Durée : quelques secondes - Injection intraveineuse 1 fois à l’âge adulte. Durée : quelques secondes sur souris anesthésiées
Impact sur les animaux
L’introduction d’une aiguille selon les bonnes pratiques vétérinaires pour les administrations et les prélèvements induisent une douleur et un inconfort de courte durée. Le gavage de substances, effectué conformément aux bonnes pratiques de gestion des animaux, peut causer inconfort de courte durée. Certains traitements entraînent une pathologie intestinale avec diarrhée transitoire et une perte de poids qui peut varier de 10 à 20%. Un traitement peut entraîner une perte de poids au jour 4 chez certains individus (
Devenir
Toutes les expériences nécessitent l'analyse des cellules dans les tissus intestinaux et d'autres organes. La seule façon d'évaluer cela est de mettre les animaux à mort à la fin de chaque expérience.
Remplacement
Aucune alternative non-animale n’est disponible pour accomplir ce projet. L’interaction complexe que représentent les milliards de bactéries du microbiote intestinal et son hôte ne peut être reproduite in vitro. Les nouveaux modèles organoïdes tridimensionnels ne peuvent pas représenter la grande variété de cellules immunitaires dans l’intestin ainsi que le recrutement de ces dernières, ou encore mimer les différents signaux produits par notre système nerveux central, qui joue un rôle prépondérant dans l’éducation du système immunitaire. De ce fait, pour répondre aux questions de ce projet, il est toujours essentiel et nécessaire d’utiliser des modèles animaux.
Réduction
D'après la littérature et nos résultats antérieurs, les effectifs par groupe prévus permettent d'atteindre des tailles d'effet compatibles avec la question biologique, en prenant en compte la forte variabilité des données (microbiote) et étant donné que le projet inclut des effets portée et cage. Le calcul de ce nombre tient compte d'un minimum de sang, de cellules et d'organes à prélever pour analyse et inclut pour chaque série d'expériences le nombre nécessaire de contrôles. Il prend également en compte la nécessité de reproduire les résultats, afin de pouvoir identifier et exclure les artefacts expérimentaux et donc les erreurs d'interprétation. De plus, les expériences ont été conçues afin d’utiliser un maximum d’organes de la même souris afin de réduire le nombre d’animaux utilisés. Nous avons utilisé une aide statistique pour déterminer le nombre minimum de souris à utiliser par groupe pour obtenir des résultats significatifs, en tenant compte de la variabilité inhérente à l'expérience. Ces tests ont été développés à partir d'outils référencés. Les données seront analysées grâce à des modèles ajustés sur plusieurs facteurs (âge, sexe de l’animal, traitement). Plusieurs facteurs de variabilité indésirable seront à prendre en compte tels que l’effet portée, cage et répétition de l'expérience.
Raffinement
Le degré de sévérité des procédures expérimentales dans lesquelles les animaux sont inclus est léger ou modéré. Le degré de souffrance modéré concerne les expériences entrainant une maladie inflammatoire, dont la sévérité peut être précisément suivie par une perte de poids, l’aspect général et un marqueur d’inflammation présents dans les fèces. De cette façon, l’expérimentateur peut estimer la douleur. Au cours de procédures comportant des maladies inflammatoires l’état des souris sera monitoré chaque jour visuellement et tous les 2 jours par une pesée, un contrôle de l’aspect général et l’inspection des selles. Lors de procédures comportant des maladies inflammatoires, l'utilisation de gel hydrique ou/et une réhydratation sous-cutanée sera pratiquée en cas de besoin. Si la perte de poids excède 20%, si la souris présente des signes de détresse clinique grave (léthargie, posture voûtée permanente, piloérection marquée, absence de toilettage), ou qu’une présence de sang dans les selles est observée, l’expérience sera interrompue et les souris présentant un ou plusieurs de ces symptômes seront mises à mort. Pour certains gestes, l’anesthésie sera aussi utilisée.
Choix des espèces
Ce projet vise à explorer et comprendre les interactions complexes, dans le temps, entre les cellules du système immunitaire et le microbiote. Il est donc impossible de modéliser de telles interactions in vitro ou in silico, d’autant plus que relativement peu de choses sont connues dans ces interactions. De plus, les traitements antibiotiques ont déjà été validés dans cette espèce. Le modèle de choix est la souris, qui se prête idéalement aux expériences sur le système immunitaire et le microbiote intestinal, bien connus dans cette espèce. Les souris que nous utiliserons seront des jeunes souris entre la période postnatale et le péri-sevrage (0-4 semaines), des souris adultes (8-15 semaines) et des souris âgées (plus de 6 mois). Ce projet étudie l'influence du microbiote au début de la vie sur les résultats de l’inflammation de différents organes à l'âge adulte. Il est donc nécessaire d'utiliser des souris gestantes et de tester leur progéniture tout au long de la vie jusqu'à l'âge de 15 semaines et à un âge avancé.
Analyse de la fonction musculaire : étude pré-clinique des effets de produits alimentaires ou de molécules pharmacologiques sur le modèle de la souris
- Recherche appliquée
- Autres troubles humains
- Troubles musculosquelettiques
- Recherche fondamentale
- Autre recherche fondamentale
- Oncologie
- Système musculosquelettique
- Système nerveux
1 350 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue pour prélever leurs muscles, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Elles reçoivent des gavages ou des injections sous-cutanées, intrapéritonéales ou intramusculaires jusqu'à sept jours par semaine pendant quatre semaines, et un prélèvement sanguin sous anesthésie tous les quinze jours. Le porteur annonce des tests moteurs et comportementaux susceptibles de provoquer un stress léger à modéré et une fatigue passagère, sans préciser lesquels. L'objet réel du projet reste l'évaluation préclinique de quinze produits en cinq ans pour l'industrie agroalimentaire ou pharmaceutique, un passage chez la souris que le porteur qualifie d'"indispensable" pour mesurer les effets sur "l'ensemble de l'organisme".
Objectifs
Les muscles squelettiques assurent de nombreuses fonctions au sein de l’organisme. Aussi, leurs altérations peuvent avoir des répercussions sur la fonction motrice et la qualité de vie des patients. L’industrie du secteur agroalimentaire ou pharmacologique s’oriente vers le développement de produits qui visent à diminuer les états de fatigue ou de faiblesse musculaire. Notre équipe développe un ensemble d’approches expérimentales afin d’évaluer au niveau pré-clinique l’efficacité de nouveaux produits, alimentaire ou pharmacologique, pour le maintien ou l’amélioration de la fonction musculaire. Ainsi, nous envisageons de tester 15 produits en 5 ans.
Bénéfices attendus
Ce projet de recherche vise à évaluer les effets d’approches thérapeutiques innovantes sur la fonction musculaire chez la souris, dans un objectif de transfert vers des populations humaines souffrant de troubles musculaires, notamment les patients atteints de pathologies neuromusculaires et les personnes âgées présentant une perte de la fonction musculaire. L'utilisation du modèle murin permettra également de mieux comprendre les mécanismes impliqués dans la dégradation de la fonction musculaire. Les connaissances acquises contribueront à l'identification de nouvelles cibles thérapeutiques et à l'élaboration de stratégies innovantes pour préserver ou restaurer la masse et la fonction musculaire. À terme, les résultats obtenus pourront ainsi déboucher sur le développement de traitements efficaces, améliorant significativement la qualité de vie des patients concernés.
Procédures
(1) Prélèvement de sang sous anesthésie gazeuse - Fréquence maximale : 1 prélèvement tous les 15 jours ; durée : 5 min maximum (pous tous les animaux) (2) Gavage - fréquence maximale : 7/7 jour sur 4 semaines, ou 3/7 jours sur 8 semaines ; durée : 5 min maximum (pour les animaux traités par gavage) (3) Injection sous-cutanée - fréquence maximale : 7/7 jour sur 4 semaines, ou 3/7 jours sur 8 semaines ; durée : 5 min maximum (pour les animaux traités par injection sous-cutanée) (4) Injection intrapéritonéale - fréquence maximale : 7/7 jour sur 4 semaines, ou 3/7 jours sur 8 semaines ; durée : 5 min maximum (pour les animaux traités par injection intrapéritonéale) (5) Iinjection intramusculaire sous anesthésie gazeuse : fréquence maximale : 5/7j sur une semaine, 1/7j sur 4 semaines ;- durée : 10 min maximum (pour les animaux traités par injection intramusculaire).
Impact sur les animaux
Les effets indésirables susceptibles d’être observés sont principalement dus aux modalités d’administration retenues ou aux prélèvements de sang réalisés au cours du protocole. Les nuisances attendues sur les animaux sont : (1) inflammation transitoire au niveau du site d’injection (2) fausse-route ou blessure du tractus digestif dans le cas d’administration par gavage (3) traumatisme et douleur transitoire au niveau du site de prélèvement de sang (4) risque infectieux liés à la réalisation de gestes invasifs. Les tests moteurs et comportementaux peuvent induire un stress léger à modéré du fait de la manipulation des animaux et leur isolement temporaire, ainsi qu'un fatigue passagère du fait de la répétition des mesures.
Devenir
A la fin de la durée du traitement, les animaux seront euthanasiés. Plusieurs muscles squelettiques seront ensuite rapidement prélevés pour étudier leur fonctionnalité.
Remplacement
Dans le cadre d’évaluation préclinique d’une nouvelle approche thérapeutique, le passage chez l’animal reste indispensable afin d’évaluer les effets sur l’ensemble de l’organisme. Aucune méthode alternative ne permet donc actuellement de reproduire tous les paramètres physiologiques qui sont liés à un individu dans sa globalité.
Réduction
Le nombre d’animaux utilisés est limité autant que possible, tout en garantissant des résultats fiables. En raison de la variabilité attendue des réponses aux traitements testés, 15 souris par groupe ont été prévues. Ce nombre permet de détecter des différences significatives entre groupes tout en respectant le bien-être animal et en limitant le nombre d'animaux. Il est basé sur nos expériences passées, où des différences de 20 à 30 % entre groupes ont pu être observées avec ce type d’effectif. Plusieurs mesures sont mises en place pour limiter encore le nombre d’animaux : (1) Utilisation de produits déjà connus comme sûrs (2) Choix réfléchi des groupes de comparaison (3) Suivi répété des mêmes paramètres chez chaque animal (4) Réalisation de tests multiples sur les mêmes animaux, sans nuire à leur bien-être (5) Combinaison de tests in vivo et in vitro sur les mêmes animaux (6) Réutilisation des données de groupes témoins dans des expériences similaires (7) Mutualisation des données issues de groupes recevant un produit de référence.
Raffinement
Les nuisances ou effets indésirables attendus étants principalement dus aux modalités d’administration des produits à tester, des méthodes moins stressantes et moins invasives seront utilisées, tout en tenant compte des contraintes liées au composé à tester (solubilité, stabilité, dose/volume…), les objectifs de l’étude et la pharmacocinétique souhaitée : Liste des actions pour réduire la douleur et le stress des animaux liées au traitement : - Conditionnement positif des animaux à la manipulation/méthode d’administration - Utilisation préférentielle des voies orales volontaires (eau de boisson/alimentation) - Remplacement du gavage par la technique d'administration guidée par micropipette dès que possible - Remplacement des injections intrapéritonéales par des injections sous-cutanés, sans contention. Les méthodes utilisées pour étudier la fonction musculaire des animaux sont validées et non invasives, des périodes d’acclimatation et d’habituation sont systématiquement effectuées. Lors de la réalisation des tests, un renforcement positif par récompense est mis en place pour limiter le stress des animaux. Liste des actions pour réduire la douleur et souffrance des animaux liées aux tests d’exploration de la fonction musculaire - Choix de tests non invasifs pour analyse in vivo de la fonction musculaire, - Prélèvement de sang effectué sous anesthésie générale, - Observation quotidienne des animaux : définition de points d’arrêts anticipés pour identification des souris souffrantes (aspect et comportement général, poids…), exclusion du protocole et euthanasie des animaux ayant atteints ces points d’arrêt. Liste des actions pour réduire l’angoisse des animaux tout au long du protocole - condition d’hébergement selon réglementation, - réalisation des tests fonctionnels et prélèvements dans une salle d’expérimentation différente de la salle d’hébergement, - familiarisation des animaux avec dispositifs expérimentaux avant les essais, - renforcement positif : récompense de l’animale suite à la réalisation des essais, - un expérimentateur et un soigneur dédiés.
Choix des espèces
Le modèle animal est le seul permettant une évaluation de la fonction motrice dans sa globalité. Au stade préclinique, ce modèle permet également de voir non seulement les effets d’un composé sur le système ou une fonction d’intérêt mais également les effets sur l’ensemble de l’organisme. La souris est également un bon modèle pour ce type d’étude incluant de nombreux tests in vivo d’exploration fonctionnelle du fait de sa docilité et de son aptitude à effectuer les différents exercices. Aussi, sa longévité en fait un modèle de choix pour l’analyse des conséquences du vieillissement, modèle validé par des études antérieures. Le stade de développement des animaux sera défini avant chaque protocole et sera adapté en fonction de la nature du projet : Souris de 5-6 semaines pour les souris adultes Souris âgées de de 18 à 24 mois d’âge, pour le modèle d’altération lié à l’âge avec une fonte importante de la masse musculaire (degrés d’atteinte en fonction de l’âge retenu).
PHEROCAMP2 : Lutte contre la prolifération des populations de campagnols terrestres par une approche d’écologie chimique
- Recherche fondamentale
- Autre recherche fondamentale
- Éthologie / comportement / biologie animale
- Oncologie
Attirer des campagnols terrestres avec leurs propres odeurs sexuelles pour les diriger vers des dispositifs de capture, 288 individus vont être utilisés pour tester ces phéromones, dans des procédures d'un niveau de souffrance léger. Chacun passe six tests de préférence olfactive de deux heures en animalerie, puis trois essais de capture dans un terrarium de neuf mètres carrés, filmés en l'absence de l'expérimentateur. Tous sont ensuite tués, foie et reins prélevés pour chercher la leptospirose, utérus ou testicules pour mesurer leur activité sexuelle. Le projet vise à mieux lutter contre les pullulations de cette espèce, et le porteur conclut qu'aucune méthode ne peut remplacer l'animal pour étudier une réponse comportementale.
Objectifs
Afin de compléter les outils existant dans la lutte contre les pullulations de Campagnols terrestres (Arvicola terrestris), ce projet propose d’étudier les odeurs de type sexuelles « phéromones ». En effet chez de nombreuses espèces de rongeurs, l’olfaction joue un rôle majeur dans la communication sociale et sexuelle. Les signaux olfactifs utilisés leur permettent notamment de signaler leur territoire, d’informer sur leur état physiologique ou encore d’attirer un partenaire sexuel. Nous avons identifié des composés olfactifs dans les urines, mais aussi dans les glandes latérales qui pourraient servir au marquage olfactif. Le but est donc ici de tester sur le plan comportemental le pouvoir attracteur des composés olfactifs candidats identifiés lors de la première phase de recherche. Pour cela nous allons réaliser des tests de préférences olfactives en condition contrôler (animalerie) et semi-naturelle (terrarium) pour renforcer les conclusions expérimentales en vue d'une utilisation en milieu naturel.
Bénéfices attendus
Avoir une meilleure comprehension de la communication olfactive chez le campagnol terrestre et notamment des composés olfactifs qui participent à cette communication. L'évalutation de la réponse comportementale des campagnols à ces composés olfactifs pourrait permettre d'améliorer la lutte contre les pullulations en utilisant leur pouvoir attracteur pour diriger les campagnols vers des dispositifs de contrôle des populations.
Procédures
En animalerie, les animaux participeront à 6 tests de comportemens chacun. En terrarium, les animaux participeront à 3 tests d'efficacité de capture à l'aide de dispositif non letaux. Lest tests seront filmés pour être analysés ensuite, l'expérimentateur ne sera donc présent que en début et fin de test. Les tests en animalerie auront une durée de 2h maximum, ceux en terrarium pourront se dérouler sur une demi-journée ou une journée entière.
Impact sur les animaux
Les manipulation par l'experimentateur peut induire un stress. La capture en terrarium peut induire un stress.
Devenir
A la fin des procédures, tous les animaux seront mis à mort afin de réaliser des prélèvements et pouvoir avoir leur statut sanitaire concernant la leptospirose (foie et rein), mais aussi avoir l’information de leur niveau d’activité sexuelle en récupérant (utérus ou les testicules).
Remplacement
Il n’est pas actuellement possible de substituer l’utilisation d’animaux pour étudier une réponse comportementale comme celle évalué dans ce projet.
Réduction
Le nombre d’animaux a été réduit à 12 par sexe et par test afin de pouvoir conserver une bonne mise en évidence statistique vis-à-vis de la variabilité des réponses comportementales.
Raffinement
En animalerie, les animaux seront hébergés en groupes sociaux et dans des cages placées dans la pénombre pour mimer l’habitat naturel de ces rongeurs et leur permettre une activité normale. Les Campagnols recevront une nourriture variée comprenant des végétaux frais cueillis dans la nature. Les cages comprennent des cachettes et du matériel leur permettant de faire leur nid. Ils sont manipulés avec précaution par un personnel formé à l’élevage d’animaux de la faune sauvage. En terrarium, les animaux sont hébergés en groupes sociaux sur une surface de 9m2, recouverte d'une épaisseur de terre leur permettant d'exprimer Notre projet ne doit pas provoquer de dommages physiques sur les animaux. Cependant, si des animaux tombent malades ou sont blessés accidentellement, ils seront pris en charge, tant que les soins, eux-mêmes, ne génèrent pas un stress trop important chez ces rongeurs qui peut être facilement effrayés par les manipulations. Si le traitement n’est pas possible, nous procéderons à l’euthanasie si la souffrance se maintient.
Choix des espèces
Les odeurs de types sexuelles, « phéromones », sont espèces-spécifiques avec un haut degré de spécificité dans le couplage entre le stimulus et de la réponse des congénères. Ceci afin d’assurer que même d’autres espèce proche n’ait qu’un faible risque de répondre au stimulus. L’évaluation de l’attractivité des composés olfactifs candidats ne peut donc se faire qu’avec des Campagnols terrestres (Arvicola terrestris) Les animaux doivent être sexuellement mature, nous utiliserons donc des animaux au stade adulte.
Effet de l’activation d’une voie de protection et de survie cellulaire dans les maladies rénales chez la souris
- Recherche fondamentale
- Autre recherche fondamentale
- Oncologie
- Système immunitaire
- Système urogénital
520 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue de leur procédure, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Elles reçoivent jusqu'à neuf injections à l'état vigile de molécules toxiques pour les reins, subissent des recueils d'urine avec pression manuelle sur la vessie, deux anesthésies gazeuses à deux heures d'intervalle pour poser puis retirer un capteur de fluorescence sur le dos, une chirurgie avec pose de clamps pour certaines, et un prélèvement de sang terminal. Le porteur indique que l'insuffisance rénale induite entraîne une altération de l'état général, une prostration liée à une fatigue importante et une perte de poids, et qu'une lignée génétiquement modifiée plus sensible aux infections est employée. Il justifie le projet par le coût des maladies rénales, "approchant les 4 milliards par an", et par l'absence de thérapie ciblée, quand la molécule testée est déjà disponible dans le commerce et déjà utilisée en essais cliniques.
Objectifs
Les traitements actuels de l'insuffisance rénale aigue et chronique sont limités et non spécifiques. En effet, la plupart d'entre eux ne ciblent pas directement les cellules rénales lésées. Nous visons à développer des stratégies thérapeutiques pour cibler spécifiquement ces cellules, au lieu des thérapies actuellement utilisées qui visent le système immunitaire dans sa globalité. Des récents travaux ont montré qu’une interleukine (substance sécrétée par le système immunitaire) ainsi que sa voie de signalisation, favorisaient l'intégrité et la survie des cellules rénales, limitant ainsi l'issue de l'agression initiale. Par conséquent, nous pensons qu’un agent qui va activer cette voie de signalisation (nouvelle molécule testée dans ce projet) pourrait être bénéfique pour limiter l’impact des maladies rénales. L’interleukine ciblée et la nouvelle molécule sont disponibles dans le commerce et déjà utilisés dans des essais cliniques. Ces molécules ont déjà été testées dans deux types murins de maladies rénales qui ciblent les mêmes cellules (glomérules) mais elles n’ont pas eu le même effet bénéfique dans les deux modèles, pour des raisons encore inconnues. Les trois objectifs de ce projet sont : (1) Comprendre pourquoi la molécule à tester est protectrice dans un type de maladie glomérulaire chez la souris, mais pas dans un autre ? (2) Caractériser les effets de la molécule dans des modèles murins ciblant d’autres cellules rénales que les glomérules. (3) Optimiser l'administration de la molécule dans des modèles expérimentaux murins qui ciblent différents types de cellules rénales.
Bénéfices attendus
Les bénéfices du projet ont un impact à la fois social et scientifique. Les maladies rénales sont un problème de santé publique et le développement de thérapies ciblées est nécessaire dans ce domaine. L'insuffisance rénale terminale est associée à un taux de mortalité élevé et à des coûts très élevés, en particulier associés aux thérapies de remplacement telles que l'hémodialyse ou la transplantation rénale. L'étude des mécanismes de survie glomérulaire conduira au développement de thérapies ciblées limitant la progression de la maladie glomérulaire vers l'insuffisance rénale terminale. Le coût extrêmement élevé du traitement des maladies rénales, approchant les 4 milliards par an, et l'absence de thérapies ciblées dans les maladies glomérulaires rendent nécessaire le développement de la recherche sur les mécanismes des lésions et de la survie des cellules rénales. Par conséquent, nous visons à développer des stratégies thérapeutiques pour cibler ces cellules, au lieu des thérapies actuellement utilisées qui ciblent principalement le système immunitaire. Notre approche, qui vise à développer de nouvelles cibles thérapeutiques, peut avoir un grand impact dans la compréhension des mécanismes menant aux lésions rénales.
Procédures
(1) Injections : Une grande partie des animaux recevra de 1 à 3 injections de la molécule à tester. Cette injection est réalisée à l’état vigile et dure 10 secondes. L’induction des modèles expérimentaux nécessite, soit des injections sous anesthésie gazeuse (de 1 à 3 injections, durée 30 secondes), soit des injections à l’état vigile (maximum 9 injections, durée 10 secondes). (2) Prélèvements : Une partie des animaux sera soumise à un recueil d’urine : en première intention, dans une boite propre pendant une durée d'au moins 30 secondes, puis si besoin, contention avec la main avec un léger frottement sur la vessie pour la vider le cas échéant. Un prélèvement de sang sera réalisé sur tous les animaux , sous anesthésie, sur un plateau chauffant : durée 5 à 10 minutes. (3) Contentions particulières : Tous les animaux du projet seront pesés régulièrement tout au long des procédures. (Durée 2 secondes par pesée) (4) Mesure de la fonction rénale : une grande partie des animaux sera soumise à la mesure de leur fonction rénale par une technique qui nécessite une anesthésie gazeuse pour injecter le traceur fluorescent et installer sur le dos de l'animal un capteur de fluorescence miniaturisé. Cette partie de la procédure dure cinq minutes. Une deuxième anesthésie est nécessaire deux heures plus tard pour retirer le capteur. Cette partie de la procédure ne dure que deux minutes. La mesure sera répétée plusieurs fois sur chaque souris à des jours différents selon la procédure. (5) Chirurgie : Une petite partie des animaux sera soumise à une procédure chirurgicale qui consiste à priver de la circulation sanguine les deux reins pendant 25 minutes. Elle s'accompagne d'injections pour l'analgésie et l'anesthésie. Ce protocole a une durée de 40 minutes.
Impact sur les animaux
Les nuisances peuvent être générées par : (1) L’utilisation d’un modèle de souris génétiquement modifiée plus sensible aux infections. (2) Les manipulations régulières pour les injections, les pesées et les spots urinaires. Les animaux peuvent développer un stress lors de la contention. (3) Les injections : Les douleurs liées aux injections seront de courte durée mais les animaux peuvent développer une inflammation locale et plus rarement une infection. Certaines injections peuvent entrainer un saignement, un œdème ou une irritation oculaire. (4) Les complications associées aux injections de molécules toxiques pour les reins : Prise de poids en raison de présence d’ascite ou au contraire dénutrition. L'induction d'une insuffisance rénale liée à ces molécules entraine une altération de l'état général, une prostration liée à une importante fatigue et une perte de poids. (5) Les complications liées à la chirurgie pouvant provoquer des douleurs malgré une prise en charge optimale de l'analgésie : ouverture des plans cutanés et musculaires, pose des clamps et sutures. (6) Les complications liées à l'anesthésie au moment de la chirurgie, de la mesure transcutanée de la fonction rénale et le prélèvement de sang terminal (détresse respiratoire, arrêt cardio respiratoire, stress thermique).
Devenir
Tous les animaux (520) seront euthanasiés en fin de chaque procédure, par une méthode réglementaire sous anesthésie générale par une personne expérimentée. Les différents prélèvements nécessaires pour les analyses sont réalisés après constatation de l’absence de battements cardio respiratoires.
Remplacement
En raison notamment de la complexité du tissu rénal qui comporte des dizaines de types cellulaires et au vu de l’état encore embryonnaire de la recherche sur les organoïdes, l’étude des maladies rénales requiert l’obtention de tissu rénal prélevé sur l’animal d’expérience ou l’homme. Il n’existe pas de méthode alternative in vitro pour analyser l’évolution de défaillance chronique progressive d’organes. De plus, l'un des critères majeurs de la caractérisation de l'effet de la molécule étudiée dans ce projet sur le rein est l'amélioration de la fonction rénale.
Réduction
Des expériences préliminaires ont permis d’évaluer l’hétérogénéité interindividuelle du phénotype étudié dans nos deux modèles expérimentaux. Des lots de dix animaux sont nécessaires pour obtenir la puissance suffisante pour mettre en évidence les différences phénotypiques entre les groupes d’animaux et s’assurer de la reproductibilité de ces résultats d’une série à l’autre. Chaque procédure sera effectuée deux fois sur des lots indépendants. Le nombre total d'animaux pour ce projet est de 520 souris. Des tests statistiques seront utilisés pour une interprétation fiable des résultats.
Raffinement
(1) Raffinement de l'hébergement et surveillance : les animaux sont acclimatés dans l'animalerie 1 à 2 semaines avant la procédure. Les conditions d’hébergement sont conformes à la réglementation en vigueur pour l’espèce concernée. Le bien-être des animaux est assuré par une surveillance quotidienne de l’aspect et de la motricité ainsi que par une pesée quotidienne pendant toute la durée des protocoles. Des points limites ont été définis pour chaque procédure. Le bien- être des animaux est assuré par un enrichissement de leur environnement grâce à l'utilisation d'une litière à base de cellulose composée de plusieurs éléments, de tailles différentes (matière décompactée par les animaux), de morceaux de bois à ronger et d'un dôme en cellulose dans toutes les cages. En dehors d'une courte période d'isolement limité à deux heures pendant la mesure de la fonction rénale, les souris restent dans leur cage initiale dans les mêmes groupes. Le personnel impliqué dans le projet est qualifié conformément à la règlementation en vigueur. (2) Raffinement pour la lignée de souris plus sensibles aux infections : les équipements de protection individuelle sont changés plus fréquemment et tout le matériel d’élevage est stérilisé. (3) Raffinement pour les injections : toutes les injections sont réalisées avec une aiguille très fine , ce qui limite les risques hémorragiques. Le volume d'injection est règlementaire. En cas d’injections répétées, les sites sont alternés. Lors de certaines injections, les souris sont sous anesthésie gazeuse et placées sur un plateau thermostaté. Un collyre anesthésiant est appliqué une minute avant l’injection et un gel ophtalmique est appliqué après pour limiter l’irritation oculaire. Les injections sont réalisées par du personnel très expérimenté. (4) Raffinement anesthésie : pour limiter les complications liées à l’anesthésie (détresse respiratoire, arrêt cardio-respiratoire, stress thermique), les souris sont placées sur un plateau chauffant. (5) Raffinement Chirurgie (Clampage du rein) : pour assurer le bien-être pendant et après la chirurgie, les actes chirurgicaux s'accompagneront d'une analgésie et d’une anesthésie appropriée. Les souris seront placées dans une couveuse pour faciliter la phase de réveil dans leurs cages initiales. Durant toute la procédure, de la nourriture humidifiée est mise à disposition des animaux dans la cage. Pour éviter tout risque de surinfection liée à la chirurgie, les instruments sont stérilisés.
Choix des espèces
Concernant le choix de l’espèce : Les modèles expérimentaux du projet sont bien maîtrisés dans cette espèce par le personnel du laboratoire et sont bien documentés dans la littérature scientifique. Concernant le stade de développement : Les animaux sélectionnés pour cette étude seront à un stade adulte, entre huit et dix semaines. À cet âge, ils possèdent un système glomérulaire mature, tout en ne présentant pas encore de lésions dues au vieillissement, ce qui garantit des résultats plus fiables et représentatifs.
Etude de l’impact de l’isolement social durant l’adolescence sur les caractéristiques anatomiques des différentes populations de neurones granulaires dans le gyrus denté de l’hippocampe
- Recherche appliquée
- Troubles nerveux
- Recherche fondamentale
- Autre recherche fondamentale
- Oncologie
288 souris subissent une chirurgie de quarante minutes sous anesthésie et une injection, réalisée pendant la vie embryonnaire ou à la naissance, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Le porteur justifie le choix de la souris par le seul fait que ce travail fait suite à un autre projet mené chez la souris. Une partie des jeunes est ensuite hébergée seule pendant deux semaines, pour mesurer l'effet de l'isolement social à l'adolescence sur les neurones du gyrus denté. Toutes les femelles gestantes opérées sont mises à mort, jugées inutilisables ailleurs, tandis qu'une partie de la progéniture est gardée en vie pour la suite de l'étude et une autre mise à disposition de l'institut pour d'autres projets.
Objectifs
Ce projet vise à étudier comment l’isolement social à l’adolescence influence le développement des neurones d'une structure du cerveau très sensible au stress.
Bénéfices attendus
En caractérisant l’effet de l’isolement social sur l’architecture des neurones générés à différentes périodes de vie, cette étude pourrait contribuer à une meilleure compréhension des altérations neurobiologiques impliquées dans les troubles psychiatriques liés au stress social précoce.
Procédures
Les animaux seront soumis aux procédures suivantes : Anesthésie : Chaque animal recevra 1 anesthésie d'une durée de 30 min ; Procédure chirurgicale : Chaque animal sera soumis à 1 procédure chirurgicale d'une durée de 40 min ; Injection : Chaque animal sera soumis à 1 injection d'une durée de 5 sec lorsque réalisée durant la vie embryonnaire ou lorsque réalisée à la naissance. Une partie des animaux, provenant des groupes « isolement social » seront soumis à une période d’hébergement individuel de deux semaines.
Impact sur les animaux
Les nuisances majeures que pourraient subir les souris sont liés principalement à la chirurgie. La douleur associée à ces chirurgies pourrait avoir des répercussions sur le bien-être de l'animal. De plus, l'isolement social peut induire un état de stress et de détresse de degré modéré puisque de courte durée.
Devenir
Toutes les femelles, anciennement gestantes, seront mises à mort car ayant déjà subi une intervention chirurgicale, elles ne pourront pas être utilisé dans le cadre d’un autre projet. Une partie de la progéniture sera gardée en vie pour la réalisation de la suite de l’étude, et l'autre partie sera mis à disposition à l'ensemble de l'institut afin de réaliser d'autre projet, après accord de la vétérinaire de l'établissement. Tous les animaux ayant reçu les deux injections seront mis à mort à la fin de l’étude afin de pouvoir collecter et analyser les différentes populations de neurones. Les souriceaux de la portée n’ayant pas été soumis à la seconde injection seront mis à disposition au sein de l’Institut pour la réalisation d’autre projet, après accord avec la vétérinaire.
Remplacement
L’objectif de ce projet est d’étudier les caractéristiques anatomiques de neurones générés à différents moments de la vie dans une structure cérébrale particulièrement sensible au stress en réponse à un isolement social. Pour cela, il est nécessaire de réaliser ces manipulations sur des animaux vivants, car le stress et le développement de cette structure cérébrale ne peuvent pas être modélisés in vitro ou in silico.
Réduction
Nous prévoyons d’utiliser le nombre minimal de souris nécessaire pour obtenir des analyses statistiques fiables et cohérentes. Nos expériences précédentes ainsi que la qualité de nos procédures basées sur des années d'expertise, nous permettront de réduire significativement le nombre d'animaux utilisés. Les animaux d'une même portée seront utilisés pour deux temps d'analyse différents.
Raffinement
Pour réduire toute souffrance liée à la chirurgie, les règles suivantes seront appliquées pour le bien-être des animaux : 1- Avant les chirurgies, un analgésique sera administré, à titre préventif afin d’éviter la souffrance post-opératoire. 2- Les chirurgies se feront sous anesthésie générale. Un suivi post-opératoire sera assuré afin d'évaluer le bien-être de l'animal par la mesure du poids, l’évaluation de l’apparence et du comportement. Des points limites stricts et précis sont définis pour détecter précocement d'éventuelles souffrances des animaux. Si l'animal est en souffrance, un analgésique sera injecté. Un soin particulier sera également accordé à leurs conditions d’hébergement.
Choix des espèces
Le modèle utilisé dans ce projet est la souris car il fait suite à un autre projet réalisé chez la souris. Dans la structure cérébrale étudiée, les neurones sont générés de la vie embryonnaire à l'âge adulte. Nous ciblerons les cellules à l'origine de ces neurones et ce à différents moments de la vie de l'animal : 1) pendant la vie embryonnaire, 2) à la naissance, 3) en période juvénile et à 4) l'âge adulte. Ces temps précis d'analyse ont été choisi en fonction de la littérature et de nos études précédentes.
Prévention de la bactériémie et endotoxémie dans un modèle murin
- Recherche appliquée
- Troubles immunitaires
- Recherche fondamentale
- Autre recherche fondamentale
- Oncologie
- Système immunitaire
2 880 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dont 1 905 dans des procédures impliquant un niveau de souffrance sévère. Elles reçoivent une injection d'endotoxine bactérienne ou de bactéries vivantes pour déclencher un sepsis, précédée pour certaines de cinq injections quotidiennes sur une semaine ou de quatre injections hebdomadaires sur un mois, et suivie pour d'autres de dix injections en sept jours. Le porteur énumère les atteintes attendues : inflammation systémique sévère, défaillance du foie, des reins, du cœur et des poumons, troubles de la coagulation, hypotension, hypothermie ou fièvre. Il écrit qu'aucun modèle in vitro ne reproduit cette complexité et qu'il reste attentif aux avancées qui pourraient un jour limiter le recours aux animaux, tout en programmant l'induction d'un choc septique chez près de trois mille souris.
Objectifs
Le sepsis est une complication très grave des infections bactériennes et virales. Il peut apparaître de manière soudaine et imprévisible. Cette maladie survient lorsque le système immunitaire, censé protéger l’organisme contre les infections, s’emballe et déclenche une inflammation excessive, appelée choc cytokinique. Cette réaction incontrôlée peut entraîner un dysfonctionnement des organes et, dans les cas les plus graves, une défaillance généralisée (Source : Ministère des Solidarités et de la Santé). Des recherches récentes ont mis en évidence l’existence de certaines molécules jouant un rôle clé dans la régulation du métabolisme et du comportement alimentaire. Ces molécules sont naturellement produites par les cellules et les organes. Chez la souris, leur inhibition entraîne une diminution de la prise alimentaire et une perte de poids. De plus, leur neutralisation active un mécanisme biologique appelé autophagie, qui permet aux cellules d’éliminer leurs composants endommagés et de mieux résister aux agressions, notamment dans certaines maladies du foie. Sur la base de ces découvertes, ce projet de recherche vise à déterminer si la modulation de l’autophagie pourrait aider à prévenir le choc septique. Pour cela, deux modèles expérimentaux seront étudiés sur des souris : Un modèle d’endotoxémie, où une toxine bactérienne est injectée pour déclencher une forte réaction inflammatoire. Un modèle de bactériémie, où des bactéries vivantes sont injectées afin de reproduire une infection généralisée plus proche des cas observés chez l’humain. L’objectif de cette recherche est d’explorer une nouvelle approche thérapeutique pour limiter l’inflammation excessive et améliorer la prise en charge du sepsis, une condition qui reste à ce jour un défi médical majeur.
Bénéfices attendus
Le sepsis représente un problème majeur de santé publique à l’échelle mondiale. Chaque année, il affecte près de 50 millions de personnes, avec une mortalité particulièrement élevée chez les enfants de moins de 5 ans, qui représentent plus de 40 pour cent des cas. Cette pathologie touche de manière disproportionnée les pays à faibles et moyens revenus, mais reste également l’une des principales causes de décès dans les pays développés. Globalement, le sepsis est responsable de plus de 11 millions de décès annuels, alors que beaucoup de ces décès pourraient être évités grâce à une prise en charge rapide et efficace. En Europe, le sepsis est à l’origine de près de 700 000 décès chaque année, dont environ 57 000 en France, soulignant l’urgence d’améliorer les stratégies de prévention et de traitement. Ce projet vise à valider une nouvelle approche thérapeutique contre la septicémie, en testant l’activation du flux autophagique dans un modèle préclinique approprié et représentatif de l’évolution clinique de la maladie. L’objectif est double : Évaluer l’efficacité et la pertinence de cette stratégie thérapeutique dans un cadre expérimental rigoureux, permettant d’identifier une nouvelle cible pour limiter l’hyper-inflammation et améliorer la survie des patients atteints de sepsis. Mieux comprendre les mécanismes physiopathologiques sous-jacents au sepsis, qui restent encore insuffisamment caractérisés, notamment en ce qui concerne l’impact du métabolisme cellulaire et de l’autophagie dans la réponse inflammatoire systémique. En apportant de nouvelles connaissances sur ces mécanismes et en ouvrant des perspectives thérapeutiques innovantes, ce projet pourrait contribuer à la réduction de la mortalité associée au sepsis et à l’amélioration des stratégies de prise en charge clinique.
Procédures
La mise en place des modèles murins de sepsis implique plusieurs types d'interventions. Celles-ci comprennent des injections ainsi que des procédures de suivi et d'analyse. Avant de déclencher le sepsis, certaines souris recevront 5 injections quotidiennes sur une semaine (traitement par une molécule pour l’induction de la délétion génique). Certaines souris recevront 4 injections hebdomadaires sur 4 semaines. Chaque injection dure quelques secondes et est réalisée sur animal vigile. Enfin, certaines souris ne recevront aucune injection préalable. Pour la mise en place du sepsis, toutes les souris recevront une injection unique (quelques secondes) sur animal vigile. Après le déclenchement de la maladie, certains animaux recevront 10 injections sur 7 jours en fonction des groupes expérimentaux sur animal vigile. Chaque injection dure quelques secondes. Chaque pesée dure également quelques secondes. L'examen non invasif de la pression artérielle sera effectué sans anesthésie et durera environ 15 minutes. L'échocardiographie nécessite une anesthésie légère et dure environ 15 minutes.
Impact sur les animaux
Les effets indésirables prévus dans ce projet sont principalement liés à l’induction de l’endotoxémie et de la bactériémie. Les effets indésirables attendus sont ceux classiquement associés à l’induction du sepsis expérimental, sans effets additionnels imprévus. Les principales nuisances incluent : Inflammation systémique sévère, associée à une production excessive de cytokines pro-inflammatoires. Dysfonction d’organes (foie, reins, cœur, poumons), due à l’hypoperfusion tissulaire et au stress oxydatif. Altération de la coagulation, avec un risque accru de thromboses ou d’hémorragies. Hypotension, résultant d’une vasodilatation excessive et d’une augmentation de la perméabilité vasculaire. Altération de la barrière intestinale, favorisant la translocation bactérienne. Dysfonction immunitaire, avec une phase initiale d’hyperactivation suivie d’une immunosuppression secondaire. Altération de la thermorégulation, pouvant entraîner hypothermie ou fièvre. Les injections intrapéritonéales peuvent entraîner un stress temporaire, lié à la contention des animaux, une douleur locale transitoire au point d’injection, une inflammation locale (rougeur, œdème), un risque d’infection au site d’injection, notamment dans le modèle de bactériémie. Les effets liés aux interventions pharmacologiques pourraient induire des perturbations du métabolisme énergétique et modifications du poids corporel. Les mesures de pression artérielle non invasives peuvent induire un stress lié à la contention, malgré l’habituation préalable des animaux. L’échocardiographie nécessite une anesthésie, qui peut provoquer une hypothermie transitoire, et une récupération retardée.
Devenir
Tous les animaux du projet seront euthanasiés conformément à la réglementation en vigueur afin de prélever les différents organes pour des analyses biochimiques, histologiques et métaboliques.
Remplacement
Le sepsis résulte d’une réponse immunitaire incontrôlée à une infection, impliquant une activation excessive des cellules immunitaires, la libération massive de cytokines, l’activation des voies de coagulation et un dysfonctionnement vasculaire, conduisant à une défaillance multi-organes. À ce jour, aucun modèle in vitro ne permet de reproduire la complexité du sepsis, notamment les interactions dynamiques entre le système immunitaire, les organes vitaux et le microbiote. Bien que des alternatives comme les cultures cellulaires et les organoïdes permettent d’étudier certains mécanismes isolés, elles ne remplacent pas l’étude sur organisme entier. L’expérimentation animale reste donc nécessaire à ce stade, mais nous restons attentifs aux avancées scientifiques qui pourraient, à terme, proposer des alternatives fiables permettant de limiter davantage le recours aux animaux.
Réduction
Ce projet prévoit l’utilisation d’un maximum de 2880 souris, avec une optimisation des expérimentations pour réduire le nombre d’animaux témoins. Ce nombre a été rigoureusement déterminé à l’aide d’une analyse statistique préalable, incluant des calculs de puissance fondés sur les effets observés dans des études préliminaires et des données publiées dans des travaux similaires. L’étude sera interrompue si la première série d’expériences invalide l’hypothèse de travail, afin d’éviter toute utilisation inutile d’animaux. Afin de maximiser l’exploitation des données, plusieurs tissus seront prélevés (analyses immunologiques, histologiques, biologie cellulaire et moléculaire). Ces échantillons seront partagés avec nos collaborateurs, permettant ainsi de limiter le nombre d’animaux utilisés dans des études complémentaires.
Raffinement
Les conditions d’hébergement seront conformes aux réglementations en vigueur et adaptées en collaboration avec le personnel de l’animalerie. Les animaux auront un accès libre à une alimentation équilibrée et à de l’eau ad libitum. Leur environnement sera enrichi avec du coton de nidification et des structures adaptées (tunnels en carton, morceaux de bois) afin de favoriser leurs comportements naturels et réduire le stress. En cas de difficulté alimentaire, un gel nutritif sera placé dans les cages pour faciliter l’accès à une nutrition adaptée et prévenir toute perte de poids excessive. Toutes les manipulations expérimentales seront réalisées en veillant à minimiser l’inconfort et la souffrance des animaux. Un suivi rigoureux sera mis en place pour évaluer leur bien-être et détecter toute anomalie. Le personnel impliqué dans ce projet est hautement qualifié et bénéficie d’une formation continue aux bonnes pratiques d’expérimentation animale. Toutes les procédures seront réalisées avec du matériel approprié pour réduire la douleur et le stress, notamment : L’utilisation d’aiguilles de petit calibre pour minimiser la douleur des injections. Le recours à des anesthésiques adaptés lorsque nécessaire. Les sites d’injection feront l’objet d’une surveillance rigoureuse afin de détecter toute inflammation ou infection. En cas de complication, des interventions appropriées seront réalisées, notamment l’application d’antiseptiques. Si des comportements agressifs ou des blessures sont observés chez les mâles, ils seront placés en hébergement individuel, avec un enrichissement adapté (coton de nidification, morceaux de bois) pour maintenir leur bien-être. Toute blessure sera immédiatement prise en charge.
Choix des espèces
Le choix des souris comme modèle animal se justifie par plusieurs raisons scientifiques. Elles représentent le modèle de laboratoire le plus couramment utilisé, ce qui permet de s'appuyer sur une vaste expertise en élevage, manipulation expérimentale et suivi vétérinaire. Les lignées de souris offrent l’avantage de disposer de modèles génétiquement modifiés spécifiques de nos protéines d’intérêt. Les lignées choisies sont immunocompétentes et ne présentent pas de phénotypes préjudiciables. Selon les procédures, les animaux seront utilisés à partir de 8 semaines, afin de disposer d’un organisme dont le développement est achevé.
Étude sur l’utilisation du traitement oral de α-gal pour prévenir la maladie de Lyme.
- Recherche appliquée
- Maladies animales
- Maladies infectieuses
- Recherche fondamentale
- Autre recherche fondamentale
- Oncologie
- Système immunitaire
160 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue pour prélever leur sang et leurs organes, chacune portant sur le dos une capsule où se nourrissent jusqu'à trente tiques. Elles reçoivent neuf gavages, puis trois à quatre prélèvements sanguins dont certains par ponction du sinus de l'œil, et passent cinq jours isolées en cage individuelle pour que leurs congénères ne mangent pas les tiques. Une partie d'entre elles est génétiquement modifiée pour ne pas produire le sucre alpha-Gal, molécule sur laquelle repose la piste vaccinale testée contre la maladie de Lyme. Le porteur explique qu'il faut cinq souris par groupe parce que la plupart des tiques se détachent ou meurent avant d'avoir fini leur repas, cinq à dix seulement arrivant gorgées par animal.
Objectifs
L'objectif principal de ce projet est de tester une stratégie visant à protéger contre la maladie de Lyme, causée par la bactérie Borrelia, transmise par les tiques. Cette approche consiste à administrer des bactéries non pathogènes (comme E. coli) modifiées pour exprimer une molécule appelée α-gal (un type de sucre). L'objectif est d'induire la production d'anticorps spécifiques contre α-gal, qui pourraient aider à prévenir l'infection par Borrelia. Les étapes spécifiques du projet sont les suivantes : Induction d'anticorps anti-α-gal : En administrant oralement ces bactéries aux animaux, nous espérons stimuler la production d'anticorps spécifiques (IgM et IgG) contre α-gal. Évaluation de la réponse immunitaire et de la protection contre l'infection : Nous mesurerons si la réponse immunitaire induite permet de réduire la charge de Borrelia dans les tiques parasitant les animaux immunisés. Analyse de la charge bactérienne de Borrelia : Après infestation par des tiques infectées, nous analyserons la présence de Borrelia dans les tiques et dans divers tissus des animaux immunisés. Étude de la mortalité et du comportement des tiques : Nous observerons le comportement alimentaire des tiques et leur taux de mortalité afin d'évaluer si l'immunisation a un impact sur leur cycle de vie. Ce projet vise à déterminer si cette méthode peut non seulement protéger contre l'infection, mais également avoir un effet sur les tiques elles-mêmes
Bénéfices attendus
Les tiques sont les principaux transmetteurs de pathogènes provoquant des maladies graves chez les humains et les animaux, comme la maladie de Lyme causée par Borrelia spp. et transmise par les tiques Ixodes. Borrelia burgdorferi est la principale espèce responsable de la maladie de Lyme en Amérique du Nord, transmise par Ixodes scapularis, tandis que Borrelia afzelii est plus courante en Europe, où elle est transmise par l'espèce homologue I. ricinus. Actuellement, il n'existe pas de vaccin efficace contre Borrelia spp., et la lutte contre les tiques repose principalement sur l'utilisation d'acaricides, qui contaminent l'environnement ainsi que les produits animaux destinés à la consommation humaine. De plus, l’utilisation d’acaricides peut entraîner la sélection de populations de tiques résistantes. Étant donné la gravité des maladies transmises par les tiques et l'absence de mesures préventives efficaces, hormis l'évitement des piqûres de tiques, ce projet vise à développer des stratégies de vaccination plus sûres et plus efficaces. En particulier, il cherche à développer des vaccins basés sur le sucre α-Gal, offrant une protection à la fois contre les tiques et contre la maladie de Lyme
Procédures
Les souris seront immunisées par voie orale. Elles recevront 9 administrations et subiront un maximum de 3 prélèvements sanguins. Aux jours 0, 14, 30 et 51, des prélèvements sanguins seront effectués par ponction du sinus, en alternant les côtés à chaque fois, sous anesthésie locale et générale. Une ponction dure 8 minutes, anesthésie comprise. L'administration des probiotiques se fera par gavage. Cette méthode sera appliquée pendant 3 jours consécutifs, avec une pause de 5 jours entre chaque session, sur une période de 3 semaines, soit un total de 3 cycles (une fois par semaine). Chaque gavage durera entre 3 et 5 minutes, anesthésie comprise. Les jours 0,14 et 30 après l’administration orale, un prélèvement sanguin sera effectué dans la veine auriculaire ; ce prélèvement durera environ 8 minutes, anesthésie comprise. Le prélèvement du jour 14 permettra de suivre la production normale des anticorps induits par l’immunisation. Le jour 51, après la dernière administration orale, un dernier prélèvement sanguin sera réalisé sous anesthésie générale. Après la fixation des capsules, les souris seront hébergées en cages individuelles pendant une durée de 5 jours. Elles bénéficieront des mêmes conditions d’enrichissement que dans les cages collectives. Et afin d’atténuer les effets de l’isolement, des enrichissements supplémentaires seront ajoutés pour favoriser leur bien-être
Impact sur les animaux
Les tiques sont placées sur le dos des souris au sein d'une capsule. Les souris peuvent se sentir mal à l'aise lorsque la capsule est placée sur leur dos. Cependant, le placement des capsules sur le dos de l'animal a été optimisé pour minimiser l'inconfort chez l'animal et maximiser les résultats expérimentaux. les rongeurs sont un réservoir naturel de Borrelia spp, ce qui signifie qu'ils peuvent porter l'infection sans montrer de symptômes graves ou évidents, contribuant ainsi à la transmission de la bactérie par les tiques. D'autre part, l'immunisation peut causer une inflammation et une douleur au site d'injection, ou des réactions allergiques. Le prélèvement sanguin peut provoquer du stress lié à la manipulation ou de la douleur. Pour minimiser ces effets, les procédures sont effectuées sous anesthésie et un suivi constant est assuré afin de détecter tout symptôme indésirable.
Devenir
Les animaux seront mis à mort pour récupération du sang total et des organes.
Remplacement
Ce projet vise à étudier l’effet protecteur des anticorps anti-α-gal contre Borrelia, en nourrissant des tiques sur des souris immunisées oralement avec différentes souches non pathogènes d'E. coli exprimant α-gal sur leur membrane. Les objectifs incluent l’évaluation de la survie des tiques et de la transmission de Borrelia, par ces dernières. Actuellement, il n’existe pas de modèle in vitro capable de reproduire avec précision la réponse immunitaire induite par voie orale chez les souris en réponse à une infection bactérienne. Par conséquent, l’utilisation d’un modèle animal est essentiel pour analyser l’effet protecteur des anticorps et la colonisation des tiques par Borrelia.
Réduction
Chaque souris peut nourrir jusqu'à 30 tiques, mais entre 20 et 25 tiques se détachent sans avoir terminé leur repas ou meurent. En moyenne, nous pouvons obtenir 5 à 10 tiques gorgées par souris. Par conséquent, il est nécessaire d'utiliser 5 souris par groupe pour obtenir entre 25 et 50 tiques gorgées, ce qui est le nombre requis pour nos analyses. Le nombre total d'animaux a été calculé afin de minimiser leur utilisation tout en garantissant le nombre de tiques gorgées nécessaire à la réalisation des analyses.
Raffinement
Les souris seront logées par groupes de 5 dans des conditions standards, avec l'enrichissement nécessaire à leur bien-être, notamment des carrés de coton et des maisons en plastique. Les animaux seront surveillés quotidiennement afin de détecter d’éventuels signes cliniques. Lorsque les souris porteront des capsules sur le dos pour nourrir les tiques, elles seront placées en cages individuelles, car elles pourraient retirer les capsules des autres souris ou manger les tiques. Malgré leur isolement, elles bénéficieront des mêmes conditions d'hébergement, avec les enrichissements nécessaires pour leur bien-être. Pour les souris hébergées en cages individuelles des mesures seront prises le temps de leur hébergement individuel afin de garder un contact visuel et olfactif avec leurs congénères. Les souris seront surveillées quotidiennement afin de détecter l'apparition d'éventuels signes cliniques. Des points limites ont été défini pour décider de la mise à mort des animaux en cas d'atteinte sévère de leur état de santé. Par ailleurs afin de limiter la douleur et l'anxiété des souris des protocoles d'anesthésie sont prévus pour certains actes pouvant engendrer une anxiété ou une souffrance.
Choix des espèces
Nous utiliserons des souris génétiquement modifiées qui ne produisent pas le sucre α-Gal ; elles peuvent toutefois produire des anticorps spécifiques contre celui-ci. Ces lignées sont importantes pour étudier comment le corps réagit à cette molécule. Nous utiliserons également des souris non modifiées génétiquement. Elles seront utilisées comme groupe contrôle pour comparer les résultats avec ceux des souris génétiquement modifiées et obtenir des résultats plus proches des animaux sauvages. Les souris auront entre 7 et 8 semaines d'âge. Ce stade de développement (7 à 8 semaines) correspond à une maturité immunologique optimale chez la souris, ce qui est essentiel pour évaluer efficacement la réponse immunitaire induite par l’immunisation avec l’α-Gal. Il s’agit également d’un âge standard dans les modèles d’infection par Borrelia, permettant la comparaison avec des études antérieures et garantissant la reproductibilité des résultats. Par ailleurs les souris âgées de 7 à 8 semaines sont des souris adultes ce qui facilite les actes de prélèvements sanguins car elles sont plus grosses.
Etude cinétique de deux antibiotiques chez les lapins et poulets de chair
- Recherche fondamentale
- Autre recherche fondamentale
- Oncologie
Poules : 40
32 lapins et 40 poulets vont être utilisés dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger, chacun recevant deux administrations d'antibiotique et subissant douze à dix-huit prélèvements sanguins sur animal vigile, répartis sur deux périodes de 48 heures. La contention doit être ferme, une crème analgésique étant appliquée à l'endroit de l'aiguille. L'objectif est de mesurer la vitesse d'élimination de deux vieux antibiotiques vétérinaires, dont les autorisations de mise sur le marché prescrivent la même dose quelle que soit l'espèce traitée. Lapins et poulets sont tués à l'issue pour le prélèvement de tissus, à un âge, 70 jours et 3 à 4 semaines, choisi pour correspondre à celui des animaux traités en élevage conventionnel.
Objectifs
Certains antibiotiques dits "anciens" utilisés en médeciné vétérinaire font partie des traitements dits de « premier recours » pour les praticiens dans toutes les espèces animales de production. Pour ces anciennes molécules, les autorisations de mise sur le marché indiquent d’utiliser la même dose quelle que soit l’espèce animale concernée. Or ces doses ne sont probablement pas bien adaptées car les vitesses d'élimination (et donc la durée d'action) peuvent être très variables d'une espèce à l'autre. Ces différences peuvent aboutir à des expositions à l’antibiotique bien différentes d’une espèce animale à l’autre et notamment à un risque d’exposition insuffisante in vivo (sur animaux vivants), diminuant les chances d’efficacité du traitement. L’objectif principal des procédures expérimentales est de générer des données pharmacocinétiques (à savoir le suivi des concentrations sanguines au cours du temps) in vivo pour deux anciennes molécules antibiotiques courament utilisées chez le poulet et le lapin. Par la suite et à l’aide de la modélisation pharmacocinétique/pharmacodynamique (PKPD) (correspondant à un outil mathématique permettant de relier les concentrations sanguines à l’effet observé soit ici la diminution du nombre de bactéries pathogènes), les modalités optimales d’administration de ces deux molécules seront déterminées (ajustement des doses et fréquence d'administration).
Bénéfices attendus
La révision des posologies des anciens antibiotiques passe par une caractérisation adéquate des profils pharmacocinétiques de chaque molécule pour chaque espèce animale cible de ces traitements, les poulets et les lapins. Ainsi, les études pharmacocinétiques in vivo prévues dans ce projet couplé à des études pharmacodynamiques in vitro sur des bactéries pathogènes les plus fréquemment rencontrées vont, à terme, permettre d’optimiser l’usage de ces antibiotiques (doses, fréquence d'administration) chez le lapin et la volaille. Une utilisation plus optimale des antibiotiques permettra de : (i) augmenter les chances de succès du premier recours à l’antibiothérapie, et ainsi réduire la probabilité d’un éventuel recours à un antibiotique supplémentaire ; (ii) minimiser l’exposition à des concentrations sub-optimales, qui favorisent la sélection et l’émergence de bactéries résistantes aux antimicrobiens.
Procédures
Durant l'expérimentation une source de stress viendra de l'administration des antibiotiques et des prélèvements sanguins qui seront faits sur animal vigile et nécessitent donc une contention ferme (2 administrations par animal au total espacé de 7 jours au minimum), mais la contention sera effectuée par des opérateurs formés, assurant la sécurité des animaux et des opérateurs et minimisant les sources d’inconfort pour les animaux. Pour l’administration par voie orale, une durée de 2min est nécessaire avec une contention. Pour l'administration par voie veineuse, un cathéter sera utilisé sur la veine le temps de l’administration puis retiré dès l’injection terminée, pour une durée de 2 à 3 min. Des prélèvements sanguins répétés (8 à 9 pour les lapins et 6 à 8 pour les poulets) chacun seront effectués sur animal vigile sur une période de 48h après chaque administration. Une crème analgésique sera appliquée sur la zone d'introduction de l'aiguille. Chaque prélèvement ne durera que 2 à 3 minutes.
Impact sur les animaux
L'administration d'antibiotiques et les prises de sang sont des sources d’angoisse et de douleur légère pour l’animal mais d'une durée très brève (inférieure à 2-3 min).
Devenir
A l’issue de l’expérimentation, les lapins et poulets seront mis à mort pour obtenir des échantillons de tissus.
Remplacement
Il n’existe actuellement pas de méthodes non-animales de remplacement pour suivre la cinétique plasmatique (Tout en incluant les variabilités inter-individuelles) des molécules qui est une étape préliminaire à l’approche Pharmacocinetique/pharmacodynamique envisagée.
Réduction
L’utilisation de 16 à 20 animaux par molécule antibiotique (soit 32 lapins et 40 poulets au total) est un nombre optimal afin d’estimer correctement les variations inter-individuelles des paramètres cinétiques (clairance, etc.), tout en limitant le nombre de prises de sang pour chaque individu. De plus, chaque animal sera utilisé pour deux administrations pour chaque molécule d'antibiotique (2 molécules au total) ce qui permet de limiter le nombre total d'animaux. Une période de repos adaptée entre les 2 administrations permet de garantir la fiabilité des résultats et de laisser les animaux récupérer. Les résultats seront analysés grâce à une modélisation mathématique qui permettra par la suite d’étendre l’exploration à d’autres posologies sans la nécessité d’utiliser d’autres animaux.
Raffinement
A leur arrivée, les animaux auront une période d’acclimatation d’une semaine. Les lapins seront hébergés par 2 par cage tout en respectant les normes du bien-être animal. Des enrichissements appropriés (des petits ballots de foin et bâtons à ronger) seront également présents dans l’environnement des lapins. Les poulets seront hébergés par groupe de 5, avec de l’enrichissement (perchoirs, zone de grattage avec sciure, cordelette suspendue). Les gestes relatifs à l’administration des antibiotiques étudiés et aux prises de sang seront effectués dans une pièce isolée des autres animaux afin de réduire le stress de ces derniers. La contention lors de ces gestes se fera avec l’aide d’une grande serviette pour minimiser les gestes parasites de l’animal et risquer des blessures involontaires. Une phase de training à la manipulation sera réalisée (1 semaine) afin de diminuer le stress de la contention. Un analgésique local (pommade) sera utilisé avant l'administration et les prises de sang. Pour les lapins des points limites seront définis en fonction de la grille d’évaluation des expressions faciales du lapin . Une surveillance quotidienne du comportement et de l’état général des animaux sera effectuée au regard de leur consommation d’eau, de leur alimentation, et en effectuant des mesures du poids. Ces points clefs vont déterminer les points limites qui seront appliqués dès l'apparition d'éventuels signes précoces de la douleur. Si l’usage d’analgésique par voie systémique est nécessaire, l’animal sera retiré de l’étude.
Choix des espèces
Il s’agit des espèces cibles pour l’étude pharmacocinétique de ces deux molécules en médecine vétérinaire Au début de l’expérimentation, les lapins seront âgés de 70 jours (soit entre 2kg et 2.5kg à l'arrivée des animaux) et les poulets seront âgés 3 à 4 semaines (soit entre 1kg et 1.5 kg à l'arrivée des animaux). Ce stade correspond à l'âge standard des animaux traités en élevage conventionnel.