Autre recherche fondamentale

400 saumons atlantiques au stade smolt vont être utilisés, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, puis relâchés dans la rivière. Chaque individu est hameçonné sous anesthésie puis lâché dans un dispositif de dévalaison de centrale hydroélectrique, pour mesurer les dommages subis au passage des barrages. Le porteur indique que l'hameçon provoque une douleur jusqu'à cicatrisation et que le test est arrêté si plus de 20 % des poissons subissent des dommages sévères. Il présente le recours aux poissons comme une étape "nécessaire" pour calibrer des capteurs censés, à terme, remplacer l'usage d'animaux non-humains dans ce type d'étude.

Objectifs

Suite à son autorisation, le projet « Innocuité » ayant pour objectif : (1) de tester différentes conditions de réception des poissons dévalant, soit au débouché des dispositifs de dévalaison au niveau des prises d’eau des centrales hydroélectriques, soit lors de leur franchissement d’un barrage, afin d’améliorer les critères de réception et d’assurer un transfert sans dommage des poissons, (2) et de développer une méthode alternative à l’usage des animaux pour effectuer ces tests à l’avenir, a débuté en 2019. Cependant, des périodes de confinement liées à la pandémie de la COVID19 sont intervenues au printemps 2020 et 2021. Les tests in situ programmés durant ces périodes n’ont ainsi pas pu être réalisés comme prévus et le projet a pris du retard. D’autre part, les capteurs, initialement prévus pour le développement de la méthode alternative, se sont avérés inappropriés et souvent défectueux, et une nouvelle phase de développement des capteurs a été nécessaire. L’autorisation de projet arrive à sa fin en décembre 2023 sans que l’on ait pu le terminer. Nous souhaitons demander un prolongement d’un an, ce qui nous permettra de bien réaliser les tests initialement prévus. L’approche méthodologique, décrite en détail dans la demande initiale d'autorisation du projet et ayant obtenu l’avis favorable du comité éthique, est conservée à l’identique.

Bénéfices attendus

L’objectif de ce projet est non seulement de définir de critères hydrauliques garantissant le passage des poissons sans dommage par les barrages ou les dispositifs de dévalaison, mais aussi, d’identifier les valeur-seuils des différents paramètres enregistrés par les modules sensoriels, au-delà desquels les dommages sur les poissons apparaissent, afin de pouvoir les utiliser à l’avenir pour vérifier les bonnes conditions de réception, sans avoir recours à des animaux (remplacement).

Procédures

Tous les individus (400) seront attachés, un par un, à une canne à pêche via un hameçon (hameçonnage sous anesthésie générale), relâchés dans le dispositif de dévalaison (lot test) ou dans la rivière à l’aval du dispositif testé (lot témoin), puis récupérés et observés. La durée d’expérimentation ne dépassera pas les 10-15 minutes en tout.

Impact sur les animaux

Stress physique pendant la manipulation (15 minutes cumulées), douleur suite à l’implantation de l’hameçon jusqu’à la cicatrisation.

Devenir

Tous les animaux en bonne santé seront libérés dans le milieu naturel.

Remplacement

La conduite en parallèle de tests « poissons » et « Sensor » doit permettre d’identifier les valeur-seuils des différents paramètres enregistrés par les Sensors au-delà desquels les dommages sur les poissons apparaissent, ceci dans l’optique de remplacer dans les futures études, l’usage des poissons vivants par les Sensors. Certes, cela ne réduit pas directement le nombre de poissons utilisés pour notre projet mais devrait le réduire, voire le supprimer une fois les critères d’innocuité définis.

Réduction

Chaque test in situ « poisson » sera réalisé sur 100 smolts pour avoir un échantillon représentatif. Toutefois, après avoir lâché 50 poissons, si le taux de dommages sévères est >20%, le test sera arrêté et les 50 smolts restants seront relâchés dans la rivière. Le projet prévoit de réaliser les tests sur plusieurs sites. Les résultats seront élaborés au fur et à mesure de l’acquisition des données. Si les données provenant des premiers sites permettent d’obtenir une relation claire entre mesures Sensor et dommages poissons, les autres sites ne seront pas investigués.

Raffinement

Méthodes de raffinement utilisées : - Implantation des hameçons sous anesthésie générale. - Hameçons avec ardillon protégé par une rondelle de caoutchouc insérée sur la hampe de l’hameçon, évitant toute blessure supplémentaire par l’ardillon qui sera coupé avant de décrocher le poisson. - Fil détendu pour ne pas « brider » les poissons, récupération lente pour limiter leur fatigue. - Très bonnes conditions de stabulation (température, oxygène) et régulièrement surveillées, - Bassins couverts pour réduire la luminosité et tranquilliser les smolts (conditions identiques à la pisciculture). - Faible densité dans les bassins (156 l/kg de smolts, soit une concentration 10 fois inférieure aux préconisations pour la stabulation dans les ascenseurs à poissons). - Manipulation rapide, remis en liberté des poissons après tests.

Choix des espèces

L’utilisation de Sensor doit nous permettre à terme de ne plus utiliser d’animaux pour ce type d’étude. Toutefois pour en arriver là, il est nécessaire de « calibrer » les enregistrements des capteurs en les reliant aux dommages subis par les poissons qui peuvent être de différente nature (écaillure, plaie externe ou interne, endommagement/rupture de la colonne vertébrale…). L’espèce choisie, le saumon atlantique, est une des espèces cibles pour la conception des dispositifs de dévalaison. La morphologie et la physiologie des smolts de saumon atlantique en période de dévalaison, en particulier leur forte sensibilité à l’écaillure à ce stade physiologique, et dont l’intégrité est très importante pour leur survie future en mer, sont des prérequis pour notre étude. La perte d’écailles est l’un des premiers dommages subis par les smolts au passage des obstacles si le dispositif n’est pas approprié. Les juvéniles de saumon atlantique en phase migratoire vers la mer (stade smolt) seront utilisés. La morphologie et la physiologie des smolts de saumon atlantique en période de dévalaison, en particulier leur forte sensibilité à l’écaillure à ce stade physiologique, et dont l’intégrité est très importante pour leur survie future en mer, sont des prérequis pour notre étude.

80 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Elles reçoivent une injection sous-cutanée de la bactérie responsable de la tularémie et subissent des prises de température rectale, pour comparer la virulence de mutants bactériens à une souche de référence. Le porteur affirme que l'analyse in vivo est "indispensable" et que les modèles in vitro ne miment pas la complexité des interactions hôte-pathogène. Toutes les souris sont mises à mort pour mesurer la multiplication bactérienne dans leurs organes.

Objectifs

La tularémie est une maladie zoonotique (c'est à dire que se transmet des animaux vers l'homme) qui est fréquente en Scandinavie (pays du Nord de l'Europe: Norvège, Suède, Finlande). Cette maladie se traduit par un syndrome de type grippal (c'est à dire ressemblant beaucoup à une grippe) mais peut évoluer vers des formes sévères voire létales (c'est à dire entraînant la mort). Cette maladie est une maladie infectieuse causée par un microbe (ou microorganisme) et plus précisément une bactérie. Cette bactérie est dite pathogène car elle peut causer une maladie. L'objectif du projet est de valider l'importance de certains facteurs d'une bactérie pathogène dans un modèle murin (i.e. chez la souris) de la maladie. Pour cela des mutants bactériens sélectionnés et validés au préalable dans des expériences in vitro seront testées en compétition avec une bactérie virulente de référence pour déterminer leur virulence dans la souris. L'objectif est de vérifier le role clef des facteurs testés en vue de faire progresser la connaissance sur cette bactérie et sur la maladie et à long terme de les cibler par des médicaments.

Bénéfices attendus

Ce projet devrait permettre de faire progresser la connaissance sur une bactérie pathogène qui cause une maladie appelée tularémie. Cette maladie peut tuer des humains et touche une centaine de patients par an en France et beaucoup plus en Scandinavie. A terme ce projet devrait permettre de mettre en place des thérapies innovantes pour lutter contre cette bactérie.

Procédures

prise de température rectale (durée < 1min, 3 fois: jour 0 et 24h, 30h, J0 sous anesthésie gazeuse, 24h-30h animaux vigiles, pour tous les animaux) Injection de bactéries sous la peau (durée < 1 min) sous anesthésie gazeuse (c'est à dire que les souris sont endormies pendant cette procédure), 1 fois à j0 pour tous les animaux.

Impact sur les animaux

L'injection de bactéries sous la peau sous anesthésie gazeuse est une source potentielle de douleur locale et/ou de stress transitoire (qui ne perdure pas) pour les animaux. Pendant les deux jours d'infection, les souris pourraient resentir les effets de l'infection même si les doses et les temps d'étude devraient limiter les effets indésirables.

Devenir

Mise à mort de tous les animaux pour anayse de la multiplication des bactéries dans les différents organes en vue de faire progresser la connaissance sur la bactérie et la maladie qu'elle cause et à long terme de développer des traitements.

Remplacement

L'analyse in vivo est indispensable pour remplir les objectifs du projet et valider l'importance des facteurs étudiés dans la virulence de la bactérie. En particulier, les modèles in vitro étudient la réplication de la bactérie dans un seul type de cellule dans un contexte non-inflammatoire et ne peuvent pas mimer la complexité des interactions hôte-pathogène rencontrées lors d'une infection.

Réduction

Les expériences in vivo arrivent en fin de projet après une sélection fine des mutants in vitro de façon à limiter le nombre de mutants à tester in vivo et donc le nombre d'animaux. De plus, la technique utilisée dite "index de compétitivité" diminue la variabilité interindividuelle et donc le nombre de souris pour obtenir des résultats statistiquement significatifs. Finalement, la chronologie des expérimentations a été définie de façon à ajuster et à limiter le nombre d'animaux requis pour obtenir une information fiable.

Raffinement

Nous prévoyons les points de raffinement suivants: 1) anesthésie lors de l'inoculation des bactéries 2) Les points limites sont définis spécifiquement pour ce projet de façon à limiter au maximum la souffrance des animaux 3) les doses de bactéries inoculées sont non-létales sur la durée de l'expérimentation et ont été choisies avec soin sur la base d'expérimentations passées et de la litérature 4) les signes de fièvre sont suivis régulièrement par la prise de température 5) en cas de fièvre, un analgésique est administré aux souris avec un suivi de l'efficacité du traitement.

Choix des espèces

Le modèle murin utilisé est le modèle standard (car il mime très bien la maladie humaine) dans le domaine (comme en atteste de nombreuses publications scientifiques validées par des pairs) pour tester la virulence de mutants bactériens. Les animaux utilisés seront de 6 à 12 semaines (age adulte pour la souris avec donc un système immunitaire mature).

1 050 rats vont être utilisés, tous tués à l'issue pour prélèvement des organes, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Ils subissent une chirurgie d'ablation d'un rein, des administrations répétées de composés jusqu'à deux fois par jour, des prélèvements sanguins, des échographies cardiaques et des séjours en cage métabolique, pour mettre au point un modèle de maladie rénale chronique. Le porteur qualifie la chirurgie d'induction d'invasive et douloureuse et décrit un stress chronique lié aux gestes répétés. Il reconnaît que des modèles in vitro à base de sphéroïdes ou d'organoïdes sont en développement dans la société, tout en concluant à l'usage du rat, la finalité restant le développement de thérapies pour les patients.

Objectifs

Les maladies rénales chroniques peuvent avoir diverses origines : inflammatoires, insuffisances aigues, associées au diabète, infectieuses, …. Elles ont pour conséquence d’induire une perte de fonctionnalité rénale dont les traitements envisagés actuellement se résument à la dialyse ou la transplantation rénale. De plus, ces maladies peuvent induire des altérations cardiaques graves menant à l’insuffisance cardiaque. L'objectif de ce projet est de développer des modèles mimant les maladies rénales chroniques pour permettre le développement de thérapies moins impactantes pour la vie du patient que celles dont on dispose actuellement.

Bénéfices attendus

Seuls la dialyse ou la transplantation rénale sont envisagées pour traiter ces maladies rénales. Ce sont des traitements lourds qui impactent de façon importante la vie du patient. Ainsi, il est nécessaire de trouver de nouveaux axes thérapeutiques pour éviter d’arriver à ces thérapies relativement lourdes. La mise en place de ce type de modèle préclinique le permettra. De plus, des thérapies ciblant les conséquences au niveau du cœur peuvent être également testés.

Procédures

1 – l’induction de l'insuffisance rénale aigue : La chirurgie consistant à retirer un rein se déroule en plusieurs étapes et dure 1h30. 2 - Les composés à tester/de référence seront administrés jusqu’à deux fois par jour par toutes voies possibles : orale, sous-cutannée et intrapéritonéale sur animal vigile et intraveineuse sur animal anesthésié (pendant maximum 2 semaines). L'administration dure environ 1 minute sur animal vigile et 5 minutes sur animal anesthésié. 3- Des prélèvements de sang seront réalisés au cours de la vie de l’animal (quelques jours avant la chirurgie, puis 24h, 48h et 72h après la chirurgie et une fois par semaine pour les projets chroniques ) afin de suivre des paramètres biologiques ou l’élimination des produits testés. Un prélèvement de sang dure environ 2 minutes par animal. Dans le cas de prélèvements de sang visant à quantifier des paramètres métaboliques, les animaux seront mis à jeun 6h maximum avant le prélèvement. 4 - Afin de déterminer si le traitement a un impact sur la fonction cardiaque, nous ferons des échocardiographies et des mesures de pression artérielle sur animal anesthésié en début et fin de projet (durée inférieure à 30 min). Pour mesurer l'impact sur la fonction rénale des animaux, nous mesurerons le débit de filtration du rein (GFR) en début et en fin de projet et la mesure de divers paramètres urinaires en cage métabolique uniquement en fin de projet. La GFR consiste à administrer un composé fluorescent par voie veineuse (sous anesthésie pendant environ 10 minutes) et de mesurer sa distribution via un capteur posé sur la peau pendant 2h (animal vigile). Pour faire les échographies et les GFR, nous devrons au préalable épiler les animaux, sous anesthésie pendant environ 10 minutes. Les récoltes d'urine se feront sur 24h en cage métabolique. En fin de projet, les animaux seront euthanasiés pour récupération de tissus et de sang, et évaluation de critères d’efficacité des composés (histologie, immuno marquages et expression de gènes dans le foie, paramètres métaboliques et de fonction hépatique dans le sang.)

Impact sur les animaux

1 – l’induction d'une insuffisance rénale aigue : cette chirurgie est invasive et douloureuse pour l’animal. En induisant la pathologie, une différence de production d’urine peut être attendue. De la même façon, une différence de prise hydrique peut être attendue. 2 - Les prélèvements de sang peuvent engendrer des hématomes, les sites de prélèvements seront observés de près. La mesure de débit de filtration du rein nécessitant une anesthésie isoflurane et une injection intraveineuse à la veine caudale entraine des conséquences sur la prise alimentaire et hydrique les heures suivant le réveil ou la survie si l’animal ne répond pas bien à l’anesthésie. L'echographie et la mesure de la pression artérielle sont non invasives mais nécessite une anesthésie légère, le reveil des animaux sera surveillé de près. Enfin, la cage métabolique, où l’animal est isolé et dans une cage sans litière peut induire un stress et modifier le comportement de l’animal. 3 – Les traitements : le geste de traitement, i.e. gavage, injection sous-cutanée, intrapéritonéale ou intraveineuse, réalisé à répétition génèrent un stress chronique. Après chaque geste technique, l’état de l’animal sera surveillé : apathie, prostration, agressivité, etc.

Devenir

En fin de projet, tous les animaux seront euthanasiés pour récupération de tissus et de sang, et évaluation de critères d’efficacité des composés (histologie, immuno marquages et expression de gènes dans le rein, paramètres métaboliques et de fonction rénale dans le sang...)

Remplacement

L’insuffisance rénale aigue pourrait être étudiée à partir de culture de cellules rénales in vitro mais le modèle est discutable car il ne mime par réellement l’organisation cellulaire du rein. Des modèles in vitro à partir de système sphéroïde ou organoïde sont en cours de développement au sein de la société.

Réduction

Toutes les procédures nécessaires à la caractérisation de la pathologie et de sa résolution seront réalisées sur le même animal afin de réduire le nombre d'animaux inclut dans l'étude. D’autre part, nous réduisons le nombre d’animaux du groupe de rats sains (non néphrectomisés).

Raffinement

Lors de la chirurgie et en post-chirurgie, des stratégies analgésiques locales et systémiques seront utilisées pour réduire la douleur. L'animal est placé sur tapis thermorégulé avec sonde rectale de température avec mesure instantanée de la température corporelle, garantissant le maintien de l'animal à 37°C pendant la chirurgie. Un concentrateur à dioxygène est couplé à l'appareil à isoflurane pour favoriser la respiration des animaux anesthésiés. Les rats seront hébergés par deux pour respecter les normes d’hébergement compte-tenu du poids et puisque le rat est un animal social. De l’enrichissement est également ajouté dans les cages d’hébergement afin de répondre aux différents besoin des rats. Une double litière pourra être déposée en fond de cage pour éponger l'urine produite au maximum et garantir le confort de l'animal. Après la chirurgie, le bien-être de l’animal sera suivi quotidiennement (mesure du poids, comportement) par les personnes qui ont réalisé la procédure et la SBEA. Après la chirurgie et jusqu'en fin d'étude, des changements significatifs dans le comportement des rats peuvent être annonciateurs de douleur : une démarche altérée ou une posture recroquevillée ou une déshydratation/perte d’appétit ou les yeux mi-clos ou une absence de selles ou une absence de comportement de toilettage ou à l’inverse un léchage excessif de la zone opérée ou une sécrétion de porphyrine au niveau du nez et des yeux, entraineront un examen clinique poussé par le personnel qui a réalisé la procédure chirurgicale et la SBEA. Si l’état clinique de l’animal venait à se dégrader et atteindre plusieurs des points suivants : hypothermie, prostration, perte de poids >20%, ce dernier sera euthanasié. En raison de l’évolution rapide de la pathologie, les animaux seront visités de façon biquotidienne et des mesures d’approches et de préhension seront adaptées pour ne surprendre et stresser l'animal. En cas de déshydratation, un gel d'hydratation peut être ajouté ou une injection sous cutanée de solution saline peut être envisagée. En cas d’hypothermie, l’animal peut être placé en armoire chauffante. Les prélèvements de sang effectués en cours d’étude se feront en respectant les volumes préconisés par les règles éthiques. Une phase d'habituation sera réalisée pour la mise en cage à métabolisme pour limiter le stress de l'animal. De la même façon, la prise hydrique sera monitoré plusieurs fois par semaine.

Choix des espèces

L’utilisation de rat permet d’étudier à la fois le pan rénal et le pan cardiaque de façon robuste. De plus, les traits de la pathologie sont comparables à ce qui est observé chez l’homme. Les animaux utilisés seront étudiés à l’âge adulte afin que la maturation de leur physiologie (hormonale, immunitaire) soit stable et garantir une homogénéité des résultats.

386 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Elles reçoivent une chimiothérapie induisant une thrombopénie, des prélèvements de sang à la queue tous les deux jours et, pour certaines, une chirurgie du crâne permettant d'imager la moelle osseuse, le tout sous anesthésies répétées. Le porteur classe les procédures en modéré surtout à cause du stress lié aux cycles répétés d'anesthésie et de réveil. Il affirme que l'étude de la formation des plaquettes exige un animal adulte vivant et que la souris est la seule solution.

Objectifs

La thrombopénie correspond à une baisse de la numération plaquettaire exposant les patients à des risques hémorragiques. Il s'agit d'un problème clinique courant chez les patients traités par chimiothérapie. Les plaquettes sont produites par les mégacaryocytes (MKs) dans la moelle osseuse. Une étape clé et mal comprise dans leur formation est le passage des MKs au travers de la barrière des vaisseaux (intravasation), ces évènements, très rares, permettent la libération des plaquettes dans la circulation sanguine. Avenant : dosage de la TPO plasmatique dans le sang. La thrombopoïétine (TPO) est une hormone produite en grande partie par le foie qui permet la régulation de la production des plaquettes par les mégacaryocytes dans la moelle osseuse. La concentration en TPO est inversement proportionnelle avec la courbe de la numération plaquettaire avec un décalage dans le cadre d’une thrombopénie. Or, notre modèle de thrombopénie induite par chimiothérapie, nécessite une vision complète des conditions biologiques dont l’évolution de la concentration en TPO endogène au cours des traitements ce qui induit l’utilisation d’animaux vivants. En effet, l’une des perspectives du projet est d’administrer de la Romiplostim, un analogue de la TPO, qui permettrait de limiter/réduire la thrombopénie dans le cadre de la CIT. Cependant, la fenêtre d’administration de cet analogue n’est pas bien définie pour être pleinement efficace. L’objectif de cet avenant et de nous permettre de définir la fenêtre d’administration optimale de la Romiplostim® en fonction de la concentration en TPO endogène. Notre projet concerne la capacité de la moelle et des mégacaryocytes résidents à se remanier et restaurer une numération plaquettaire normale après thrombopénie induite par les agents chimio-thérapeutiques anti-tumoraux (CIT).

Bénéfices attendus

Les retombées de ce projet sont cognitives et cliniques. Sur le plan fondamental, il vise à comprendre le fonctionnement de la PodoPZ dans une étape clé et indispensable de la formation des plaquettes sanguines, l’intravasation des MKs. Sur le plan clinique, nous évaluerons le potentiel thérapeutique de la PodoPZ pour améliorer la prise en charge des CIT, offrant ainsi une méthode alternative de traitement de la thrombopénie par un analogue de la TPO, le Romiplostim.

Procédures

Nous avons précisé « Tous les animaux seront anesthésies quelques minutes au masque pendant les injections des traitements pharmaceutiques (une seule injection au début de l'étude) puis pendant les prélèvements d'un faible volume de sang à la queue tous les 2 jours. La durée moyenne de ces injections est 1 minute. Certains animaux seront soumis en plus à une séance d’imagerie de la moelle d’une durée maximale de 3h, tandis que d’autres seront soumis à un prélèvement sanguin terminal (durée 2 minutes) . Ces gestes seront réalisés sur animal anesthésié.

Impact sur les animaux

En ce qui concerne les traitements de CIT, les souffrances infligées aux animaux sont légères puisqu’il s’agit principalement d’injections et de prélèvements de sang à la queue sur animal anesthésié. Pour l’ensemble des substances injectées aucune souffrance, aucune perte de poids, aucun saignement n’a été observé. En raison de la répétition des cycles d'anesthésie gazeuse et de réveil, nous anticipons un stress supplémentaire des animaux et classons nos procédures en modérées. En ce qui concerne les expériences par microscopie, nous utiliserons des souris génétiquement modifiées qui n’expriment aucun phénotype dommageable. Ces expériences ont toujours lieu sur des souris profondément anesthésiées, elles subiront une petite chirurgie cutanée sur le sommet du crâne pour laquelle nous anticipons une légère inflammation et surveillons les saignements potentiels. Tous les animaux seront mis à mort avant leur réveil.

Devenir

A l’issu des procédures tous les 386 animaux seront mis à mort pour prélèvements et analyses post-mortem.

Remplacement

Les expériences nécessitent un animal adulte vivant, car elles posent la question du fonctionnement du système hématopoïétique in vivo dans sa totalité, en faisant appel à une multitude de cellules qui interagissent dans toute la complexité du vivant et en particulier la circulation sanguine. En particulier, l’intravasation met en œuvre simultanément des interactions entre MKs, les vaisseaux et la circulation sanguine. Ces évènements sont intégrés et demandent à être étudiés sur l’animal. Nous avons effectué les études préliminaires possibles en culture cellulaire avant de passer sur le modèle animal qui s’avère être la seule solution pour étudier ces phénomènes complexes dans leur intégralité.

Réduction

Les souris issues de la première série d’expériences seront utilisées pour les études de cytométrie. Afin d’éviter des répétitions inutiles, le point « homéostasie » avant traitement sera réalisé une seule fois par traitement médicamenteux. A la fin des observations intravitales, les animaux seront euthanasiés et les moelles osseuses récupérées, fixées et stockées pour des observations ultérieures, limitant ainsi le nombre de souris. Le nombre de souris est déterminé de manière à obtenir des résultats statistiques solides dans les différents génotypes. Enfin, le maximum de prélèvements seront réalisés sur une même souris (sang, fémurs, tibia).

Raffinement

Les moyens de raffinement des expérimentations sont les suivants : - Pendant l’hébergement, les animaux sont élevés en groupe dans un environnement calme et non stressant et privilégié avec un minimum de manipulation. Le milieu est enrichi avec de la frisure de papier, des carrés de cellulose et des bâtonnets de coton afin de permettre aux souris de confectionner leur nid et structurer leur environnement. Des croquettes sont déposées sur le fond de la cage pour favoriser le comportement de fouissage. - Les expériences ont toujours lieu sur des souris profondément anesthésiées - Les prélèvements de sang à la queue seront réalisés sous anesthésie gazeuse. Nous appliquerons un tampon hémostatique pour arrêter le saignement avant de replacer l'animal dans sa cage.

Choix des espèces

La souris est largement utilisée pour étudier et modéliser la biologie et la physiologie humaine. De nombreux outils ont été développés pour suivre chez cet animal la production des plaquettes sanguines à partir de leur précurseurs MKs (ex : anticorps, souris génétiquement modifiées GFP-myosine permettant de visualiser en temps réel la PodoPZ). La connaissance de la souris et notre expertise d’imagerie adaptés à cette problématique conduisent à choisir cet animal pour l’étude. Par ailleurs la souris est un mammifère qui, par expérience, supporte bien les traitements de CIT (limités à quelques jours et à une seule injection), et présente une thrombopénie proche de celle des patients humains dans les conditions de chimiothérapies. C'est également un animal indiqué pour le suivi des traitements pharmaceutique, qui dans notre cas est le Romiplostim. L’approche d’imagerie intravitale requière des animaux à un stade de développement jeune (de 4 à 8 semaines) car ils ont l’os du crâne suffisamment fin pour laisser passer la lumière. Pour les autres expériences les souris seront utilisées à un âge habituel de souris adulte entre 8-18 semaines afin de standardiser au mieux les différents traitements. Les souris C57/Bl6 sont commandées par notre service selon nos besoin, il nous est donc aisé d'ajuster les âges de nos différents groupes.

778 souris vont être utilisé·es, la plupart tuées à l'issue pour prélèvement du cerveau et 90 réutilisées, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Toutes subissent une biopsie de la queue et la pose d'une bague auriculaire sous anesthésie, et 216 passent des tests de motricité et de sociabilité, pour étudier une mutation génétique liée à l'autisme. Les bénéfices annoncés, un diagnostic précoce et une meilleure prise en charge des patients, sont renvoyés au conditionnel et au long terme ("à terme", "pourrait"). Le porteur affirme que l'étude comportementale ne peut être reproduite en culture cellulaire ou en modèle informatique.

Objectifs

De nombreuses études génétiques montrent que la famille de gène à laquelle le gène d'intérêt de ce projet appartient, participe activement au développement embryonnaire ; ils sont pour la plupart impliqués dans des maladies génétiques rares affectant le neurodéveloppement. Au moins 3 d’entre eux sont responsables de troubles du spectre autistique qui souvent sont associés à des troubles moteurs. Le gène d’intérêt que l’on souhaite étudier dans ce projet est l’un des rares à ne pas avoir encore été formellement relié à une maladie génétique et reste à ce jour très peu étudié. Plusieurs études semblent toutefois montrer son implication dans des troubles moteurs et potentiellement dans l’autisme. Dans ce contexte, nous souhaitons caractériser le développement neuronal, le développement moteur et la sociabilité des souris génétiquement modifiées pour ce gène d’intérêt.

Bénéfices attendus

Ce projet va permettre à court terme d’infirmer ou de confirmer l’implication de ce gène dans les troubles du spectre autistique et de mieux comprendre les mécanismes physiopathologiques impliqués dans les troubles sociaux et moteurs engendrés par la mutation du gène d’intérêt. A terme, ce projet pourrait permettre de poser un diagnostic précoce ainsi qu’une meilleure prise en charge à plus long terme des patients.

Procédures

Toutes les souris (778) auront une biospie d’un petit bout de queue pour l'identification génétique des souris et la mise en place d’une bague auriculaire sous anesthésie au moment du sevrage. Sur les 778 souris du projet, 144 auront une prise de sang terminale sous anesthésie générale avec antalgiques (durée de 2 min). 216 souris seront pesées régulèrement (1 pesée par semaine, d’une durée de 10 secondes maximum par pesée, 30 fois maximum). Les 216 souris vigiles seront soumises à des tests de motricité et d'évaluation de leur sociabilité ; à l'âge de 28 jours dans la même journée, les souris auront 2 sessions d'une durée maximale de 30 secondes ; entre l'âge de 45 et de 50 jours puis entre 135 et 150 jours, les souris subiront 4 tests d'une durée maximale de 10 minutes pour les 3 premiers tests et de 35 minutes pour le quatrième test. Les tests seront réalisés sur 4 jours consécutifs avec 1 test par jour.

Impact sur les animaux

(1)Une légère altération de la motricité et la sociabilité ,(2) un stress léger et transitoire lié au réveil suite à l’anesthésie et une légère douleur transitoire suite à la biopsie tissulaire (sous anesthésie). (3) L'ensemble des tests de motricité et d'évaluation de la sociabilité évaluant le développement et la motricité générale pourront engendrer un stress léger et transitoire lié à la manipulation chez les souris.

Devenir

La plupart des animaux seront mis à mort notamment pour des prélèvements du cerveau. 90 seront maintenus en vie et réutilisés dans d'autres projets.

Remplacement

Le projet comporte une étude comportementale (sociale et motrice) qu’il est impossible de reproduire en culture cellulaire ou en modèle informatique dans l’état des connaissances actuelles. Il n’existe pas de modèle in vitro ou in silico pour réaliser ce projet. Ces approches nécessitent la présence du réseau neuronal qui est uniquement accessible dans des modèles d’animaux intègres et donc vivants.

Réduction

Nous minimiserons le nombre d'animaux utilisés par des méthodes expérimentales validées et reproductibles, en ayant recours à des analyses statistiques pour l’interprétation des résultats obtenus. Le nombre d'animaux par lot a été calculé en tenant compte de la variabilité des résultats dans d'autres modèles animaux d'autisme et de troubles moteurs. De plus nous mettrons en place une stratégie d’accouplement restreinte au juste nécessaire en réalisant les accouplements par étapes successives jusqu’à obtention du nombre d’animaux nécessaires à nos études.

Raffinement

Toutes les phases du projet seront réalisées par des personnels expérimentés. Le bien-être des animaux est pris en compte à chaque étape par une surveillance régulière des animaux selon une grille de suivi de bien-être animal qui aide dans le suivi des points limites stricts et précis et des critères d’intervention et d’arrêt suffisamment précoces. Un animal atteignant un des points limites définis nécessitant une intervention est pris en charge sans délai. Après leur naissance, les animaux resteront avec leur mère jusqu’au sevrage (J21), hébergés en conditions normales (température et humidité contrôlées, cages ventilées) avec un enrichissement dans la cage fournie par l’animalerie (matériel de nidification et des tunnels pour leur permettre de se cacher) avec accès à l’eau et à la nourriture ad libitum. Les souris seront observées jusqu’au sevrage, puis seront hébergées par groupe de même sexe de 3 à 5 animaux issus de deux portées par cage. La mise en place de la boucle d'oreille pour identification et la biopsie tissulaire sera réalisé sous anesthésie gazeuse. La prise de sang sera réalisée sous anesthésie avec une couverture antalgique. Les animaux seront placés en habituation dans la pièce de comportement minimum 30 minutes avant le début des tests.

Choix des espèces

Les rongeurs ont un système nerveux moteur proche de l’Homme. Les troubles autistiques peuvent être reproduits chez la souris. Les souris seront incluses dans le projet dès leur naissance et utilisées entre l'âge de 28 jours (correspondant au sevrage) et 150 jours (âge adulte). Nous cherchons à montrer que le gène étudié est impliqué dans une maladie neurodéveloppementale, il est donc nécessaire de réaliser une étude longitudinale (des premières étapes du développement au stade adulte), afin d’objectiver le phénotype ataxique qui pourrait survenir dans un stade de la vie plus tardif. Une étude chez la souris âgée fera l’objet d’un autre projet qui sera entrepris en fonction des données préliminaires obtenues dans cette présente étude.

54 miniporcs vont être utilisé·es, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Chaque animal subit une chirurgie de la paroi abdominale sous anesthésie générale d'environ 1h30 avec implantation de deux prothèses, un suivi par IRM et des prélèvements de sang à huit reprises sur dix-huit mois. Les prothèses sont explantées après mise à mort pour analyse. Le porteur justifie le cochon par la transposition des techniques chirurgicales à l'Homme et invoque une directive européenne incitant à produire des "preuves in vivo" pour les dispositifs implantables.

Objectifs

Les hernies et des éventrations sont des pathologies les plus fréquentes de la paroi abdominale (PA). La surpression naturelle de la cavité abdominale pousse le péritoine à travers une zone de faiblesse acquise ou congénitale de la PA vers les tissus sous-cutanées pour créer un sac dans lequel une partie des viscères viennent se loger. Le traitement est chirurgical. L'utilisation de prothèse textile de renfort de paroi est largement adoptée dans le monde. Leur utilisation a permis de réduire de 20% le taux de récidives comparé à la technique de réparation par suture direct. Malgré cela, le taux de récidive demeure élévé (10 à 15%) et de nombreuses complications sont encore signalées (douleur chronique, infection, sérôme). La discordance à l'interface biomatériau-tissu hôte est la principale cause de récidives et de complications postopératoires. Parmi les facteurs affectant l'intégration à l'interface de l'implant et le tissu biologique, il y a la réponse inflammatoire exagérée, la mauvaise recolonisation de l'implant par le tissu biologique ou l'absence de ferméture de la couche myofasciale antérieure. La nature de la réaction immunitaire générée par les macrophages par la présence de l'implant (réponse au corps étranger) semble jouer un rôle déterminant, qui régule l’homéostasie du tissu conjonctif pariétal (TCP) et la fonction des cellules musculaires. Lorsque celle-ci est pro-inflammatoire, il y a formation de fibrose persistante autours de l'implant générant un tissu cicatriciel inflammatoire. En revanche, une réaction anti-inflammatoire est pro-régénératrice conduit à un remodelage des tissus et la néo-formation d'un tissu conjonctif sain autours de l'implant. De façon intéressante, il apparait que l'utilisation de prothèses de renfort de paroi à base de matériaux biosynthétiques résorbables présentent une meileure tolérence clinique. Nos données in vitro indiquent que les prothèses résorbables et partiellement résorbables à base du biopolymère résorbable en acide lactique, le PLLA (Poly-L-Lactic Acid) favorisent la réponse anti-inflmmatoire des macrophages. Selon la littérature, le lactate (produit lors de la résorption du PLLA) oriente les macrophages vers un état anti-inflammatoire. Par cette étude préclinique; chez le miniporc, nous souhaitons évaluer les réponse biologiques et biomécaniques ces prothèses en PLLA in vivo implantées dans la région ventro-caudale et notemment de la nature de la réponse inflammatoire du tissu pariétal de l'hôte.

Bénéfices attendus

Les hernies et les éventrations demeurent un problème de santé majeur dans le monde, accentuée par le vieillissement de la population et l'augmentation des facteurs de co-morbidités (diabète, obésité, tagagisme...) qui complique la prise en charge chirurgicale de cette pathologie de la PA. En France, on dénombre plus de 45000 cures de hernies réalisées en 2017, et ce nombre a augmenté de 33% au cours des 5 dernières années. Cette étude préclinique permet d'apporter un regard scientifique sur les différentes prothèses de renfort de paroi afin d'améliorer leur indications en clinique. De plus, par cette approche fondamentale, cette étude permettra d'apporter des élements de preuve in vivo de leur effets sur le plan de la reconstition du tissu biologique pariétal en favorisant la réponse anti-inflammatoire pro-régénératrice. A cela se rajoute l'étude de leur comportement biomécanique permettant de mieux comprendre le fonctionnement de la prothèse textile une fois implantée dans le PA. De plus, l’impact du facteur mécanique dans l’intégration à l’interface est très peu évalué. En effet, il y a un manque de données sur comportement de la prothèse une fois implantée et sur son adéquation avec le comportement biomécanique de la paroi abdominale. Ce qui suggère qu’il est nécessaire de connaître précisément les propriétés de la PA lésées ou après agression chirurgicale (propriétés mécaniques, orientations, hétérogénéités de la zone considérée) en présence de nos prothèses en PLLA. Ces données précliniques vont ainsi alimenter les besoins cliniques dans la cure des hernies abdominales primaires et incisionnelles, en apportant au chirurgien un choix éclairé par des critères rationnels afin de limiter les risques de complications, douleurs chroniques et récidives.

Procédures

Tous les animaux seront soumis à une chirurgie de la paroi abdominale sous anesthésie générale par laparotomie avec l'implantation de prothèses de renfort et de réfection de paroi en position extra-péritonéale (sans rentré dans l'abdomen). La durée moyenne de la chirurgie est estimée à 1h30, de la prémédication et l’anesthésie de l’animal à la fin de la procédure d’implantation. La durée de l’examen d’imagerie médicale IRM est 20 minutes environ. Un seul tube de sang (volume de 5 ml) sera prélevé au niveau de la veine de l’oreille sur tous les animaux à 8 temps différents : 1. lors de l’intervention chirurgicale (préopératoire) 2. 7 jours post-opératoire 3. 15 jours post-opératoire 4. 1 mois post-opératoire - 3 mois post-opératoire -. 6 mois post-opératoire - 12 mois post-opératoire -18 mis post-opératoire. La procédure de prélèvement est la suivante. Après avoir nettoyer le site de prélèvement avec de l'alcool, un garrot à la base de l'oreille est réalisé pour visualiser la veine, en commençant le plus possible au bout de l'oreille. Au total, la réalisation de cette recherche nécessite l'utilisation de 54 miniporcs adultes (50 - 60 kg) sur une durée maximale de 5 ans

Impact sur les animaux

1) Les effets indésirables attendus liés à la chirurgie peuvent être : - douleur postopératoire, - appation d'hématome, - infection du site opératoire - mauvaise cicatrisation de la plaie chirurgicale. - occlusion intestinale avec un risque élevé de péritonite avec un risque faible du fait que les prothèses sont implantées en position extra-péritonéale. 2) Les effets indésirables attendus liés à l'examen d'IRM : des réactions imprévisibles au produit de contraste ne sont pas exclues. Elles sont habituellement passagères et bénignes : - sensation de chaleur dans tout le corps - goût étrange dans la bouche, pendant moins d’une minute ; - nausées durant quelques secondes (voire, plus rarement, vomissements) ; - apparition d’un petit hématome cutané lié à la piqûre (sans gravité, il se résorbe de lui-même en quelques jours) ; - fuite sous-cutanée du produit de contraste, au niveau de la veine, due à la pression durant l’injection.

Devenir

A la fin de chaque protocole, tous les animaux seront euthanasiés pour l'explantation des prothèses afin de réaliser d'une part une analyse moléculaire et histologique des tissus de la paroi abdominale autours de la prothèse (tissu prothétique) et d’autre part, analyse biomécanique de chaque prothèse explantée. En cas de point limite portant atteinte au bien-être de l’animal, celui sera également euthanasié.

Remplacement

La nouvelle directive 93/42/EEC incite les fabricants de dispositifs implantables de plus de 30 jours à collecter des preuves in vivo permettant de démontrer non seulement la sécurité du produit mais aussi son efficacité. Tels sont les objectifs de notre recherche préclinique sur le miniporc, démontrant : 1) l'implantation du prototype (nouveau produit) de prothèse de renfort de paroi 100% résorbable en PLLA présente une sécurité et l'innocuité à long terme sur un modèle animal relevant et proche de l'Homme. 2) les bénéfices sur le plan biologique de l'utilisation de biomatériau résorbable PLLA dans la confection des prothèses partiellement ou totalement résorbables avec à l'appui les mécanismes biochimiques et moléculaires sous-jacents dans un système biologique intégré du tissu pariétal vivant. Ces effets biologiques porteront sur la régulation positive de l'inflammation permettant un remodelage tissulaire des tissus lésés de la PA antérieure pathologique (hernie) en rapport avec la cinétique de résorption du PLLA dans les conditions physiologiques transposables en clinique. 3) le comportement biomécanique des prothèses une fois implantées et incarcérées dans le tissu pariétal.

Réduction

La réalisation des procédures par un chirurgien clinicien rompu à ces manipulations garantit une bonne reproductibilité et permet de limiter le nombre d’animaux à engager dans les protocoles. Par ailleurs, afin de limiter le nombre d’animaux nécessaire, nous envisageons dans cette recherche à implanter deux différentes prothèses dans la paroi abdominale sur un même animal. De plus, la procédure expérimentale est parfaitement maîtrisée permettant une évaluation efficace de l’innocuité d’un candidat-implant et ses fonctions attendues.

Raffinement

La procédure expérimentale est conçue pour garantir le bien-être de l’animal et réduire au maximum l’inconfort, le stress et la souffrance de l’animal. Les miniporcs seront hébergés dans un environnement en accord avec la norme européenne 2010/63/UE et donc répondant à leur besoins physiologiques (Température entre 10-21°C, avec un cycle lumière 12h:12h) et éthologiques (taille des boxes, enrichissements...). Le bien-être des animaux sera pris en compte tout au long de l’étude, avec un suivi journalier des miniporcs sur leur hydratation, la prise alimentaire ainsi que leur état générale (agressivité, prostration…). Les interventions chirurgicales sont réalisées sous anesthésie générale avec l’usage d’analgésie afin de limiter la douleur post-opératoire. Celle-ci est ponctuelle et est réversible qui fera l’objet d’une surveillance de l’animal. Les animaux seront particulièrement surveillés après l'implantation des différentes prothèses de renforts pour visualiser tout signe d’intolérance ou de complications post-opératoire imprévues qui nécessiteraient la mise à mort de l’animal. Les équipes impliquées dans le projet sont constituées de spécialistes des approches in vivo, ce qui assure des pratiques expérimentales maitrisées, ainsi qu'un soin et un hébergement des animaux dans des conditions optimales. Médecins chirurgiens, vétérinaires et animaliers spécialisés associeront leurs compétences pour assurer la meilleure prise en charge des animaux après chaque procédure. L’examen rapproché des animaux opérés est réalisé quotidiennement notemment au niveau du site de l’implantation des prothèses, qui permettra de déceler rapidement une complication post-opératoire en lien avec le matériel prothétique.

Choix des espèces

Le modèle animal est souvent utilisé dans les études précliniques des hernies ventrales ou inguinales avec l’utilisation de nouvelles prothèses de renfort de paroi. Les procédures d’implantation sont toutes effectuées en une seule opération. L’espèce animale utilisée pour cette recherche est le miniporc. Celui-ci permet une transposition des techniques chirurgicales utilisées en pratique clinique courante chez l'Homme et de démontrer l’efficacité fonctionnelle de la candidat-prothèse de renfort à traiter la hernie abdominale. En général, des animaux mâles et femelles seront utilisés indifféremment dans ce projet, en adéquation avec l’hétérogénéité de la clinique. De façon exceptionnelle, des femelles seront fortement privilégiées dans les études sur les hernies ombilicales afin de réduire le risque de l'infection de la cicatrice abdominale liée à la chirurgie. Celle-ci est à proximité de l'appareil génitale chez le mâle, qui risque d'être sous les jets d'urine lors de la miction.

1250 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Elles reçoivent par voie intrapéritonéale des prélèvements biologiques humains ou animaux pour isoler et collectionner des souches de toxoplasme, puis sont tuées pour récupérer les tissus où le parasite s'est enkysté. Le porteur indique surveiller les signes d'infection dans les 72 heures et ne traiter qu'en cas de signes limites, l'infection restant le plus souvent asymptomatique. Sur le remplacement, il affirme que la culture cellulaire n'atteint pas la même sensibilité et conclut qu'il n'y a "pas d'alternative in vitro" à la souris.

Objectifs

La toxoplasmose est une parasitose dont la prévalence chez l’Homme, en France, est d’environ 40% dans la population générale. Il s’agit dans plus de 80% des cas d’une infection asymptomatique et bénigne. Plus rarement, cette infection peut revêtir un caractère de gravité, et un traitement médicamenteux peut être mis en place pour limiter les conséquences de la toxoplasmose. Ainsi, chez la femme enceinte,l’infection par ce parasite peut être responsable d’une toxoplasmose congénitale par atteinte du foetus (transmission transplacentaire). Le diagnostic de toxoplasmose congénitale réalisé à la naissance, repose sur la sérologie et l’analyse du placenta et du sang de cordon/sang de bébé. Seule la présence formelle du parasite dans ces liquides biologiques, par biologie moléculaire, permet de déterminer si les prélèvements sont positifs. Dans ce cas, ces prélèvements (liquide amniotique, placenta ou sang de cordon/bébé) venant de toute la France, sont envoyés pour isolements des souches. Le modèle murin, sensible à l’infection par le toxoplasme est donc le plus approprié et le seul disponible, il n'y a pas d'alternative in vitro. Dans le cadre de la recherche, l’inoculation par voie intrapéritonéale à la souris, d’échantillons biologiques permet aussi l’isolement et la collection des souches de toxoplasmes en vue de leur caractérisation phénotypique et génotypique.

Bénéfices attendus

Cette caractérisation contribue à l’étude de la biodiversité du parasite et permet une recherche fondamentale (identification de marqueurs de virulence, de résistance thérapeutique…).

Procédures

Inoculation intrapéritonéale, 2 fois, 30sec - prélèvement à la queue, 1 fois, 1minute

Impact sur les animaux

Dans de très rares cas, l’infection peut être suspectée sur des signes d’infection précoce (poils hérissés, gonflement de l’abdomen).

Devenir

L’euthanasie des animaux est nécessaire pour la récupération des tissus où se sont enkystés les parasites. La réutilisation ou l'adoption de l’animal n'est pas envisageable du fait du traitement préalable. Toutes les souris sont euthansiées.

Remplacement

Le modèle murin est le plus sensible à l’infection par le toxoplasme et est le seul actuellement disponible. Des essais antérieurs au sein du laboratoire n'a pas permis d'obtenir d'isolement de souches par culture. Cependant, des essais supplémentaires sont continuellement effectués pour améliorer la sensibilité de culture cellulaire permettant l'isolement des souches . A l'heure actuelle, il n'y a donc pas d'alternative in vitro.

Réduction

Suite à une comparaison d’efficacité, nous avons transposé ce protocole de diagnostic clinique pour l’isolement de toxoplasmes à partir d’autres prélèvements (animaux ou humains) puis optimisé le protocole en réduisant le nombre de souris nécessaire pour l’obtention de souches de toxoplasmes : le nombre de 2 ou 4 souris par prélèvement permet une optimisation entre la diminution du nombre de souris et la sensibilité de l’isolement. Il n' y aura pas de tests statistiques d'effectuer. Deux animaux pour les petits de volumes de prélèvements et 4 animaux pour des plus gros volumes.

Raffinement

Une surveillance accrue est effectuée dans les 72 heures après inoculation. En cas de signes cliniques limites (points limites) 72h après l’inoculation, laissant supposer une atteinte toxoplasmique, un traitement traitement anti-toxoplasmique sera institué. Ce traitement permet une amélioration des signes cliniques dans les jours suivants. Dans la majorité des cas, le traitement n'est pas nécessaire car il n'y a pas d'apparition de signes cliniques (asymptomatique). Le traitement anti-toxoplasmiques reste exceptionnel. Des copeaux et rouleaux de carton sont ajoutées dans la cage.

Choix des espèces

L’isolement à partir de prélèvements (animaux ou humains) pour l’obtention de souches de toxoplasmes ne peut être que la souris. La comparaison avec la culture cellulaire n'a pas permis d'avoir une sensibilité comparable que l'inoculation à l'animal. Souris de 8 semaines 20g, à ce stade de développement le système immunitaire est bien en place et fonctionnel.