Biologie du développement
- Autre recherche fondamentale
- Éthologie / comportement / biologie animale
- Multisystémique
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Modèle murin de maltraitance physique infantile : syndrome du bébé secoué
- Recherche appliquée
- Troubles nerveux
- Recherche fondamentale
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- Oncologie
- Système nerveux
Des souriceaux de 7 jours sont séparés de leur mère, anesthésiés, puis secoués horizontalement, une première fois seuls puis à dix reprises à 24 heures d'intervalle. 1 306 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance sévère, seule gravité déclarée pour ce projet. Le porteur annonce des douleurs cérébrales, des difficultés d'alimentation, un retard de croissance et de développement psychomoteur, une rigidité corporelle, des mouvements convulsifs et des troubles respiratoires, et écrit par ailleurs que les animaux "ne ressentiront aucune souffrance supplémentaire, car toutes les analyses seront effectuées après leur euthanasie". Les cerveaux et les rétines sont prélevés après la mise à mort pour y chercher des hémorragies, l'objet étant de reproduire chez la souris nouveau-née le syndrome du bébé secoué.
Objectifs
Le syndrome du bébé secoué, forme grave de maltraitance, provoque des lésions cérébrales sévères et des séquelles durables (troubles moteurs, cognitifs, langagiers ou comportementaux). Malgré son impact, ses mécanismes biologiques restent mal connus, freinant le développement de traitements ciblés. L’objectif de ce projet est de mieux comprendre les mécanismes cérébraux et biologiques impliqués dans le syndrome du bébé secoué, en développant un modèle expérimental chez la souris nouveau-née, dont le développement cérébral présente des similarités avec celui du nourrisson humain. Ce modèle est nécessaire car les phénomènes étudiés impliquent des interactions complexes entre le cerveau, le système vasculaire et les réponses inflammatoires, qui ne peuvent pas être reproduites par des méthodes alternatives in vitro. La procédure expérimentale consistera à appliquer des secouements contrôlés et standardisés, réalisés une première fois de manière isolée, puis répétés à intervalles de 24 heures, pour un total de dix secouements. Cette approche vise à reproduire, de façon reproductible et encadrée, des conditions compatibles avec celles décrites chez les nourrissons victimes de ce syndrome. Les conséquences de ces secouements seront étudiées à différents stades du développement. Les analyses porteront sur le cerveau et la rétine afin d’identifier d’éventuelles lésions, notamment des hémorragies, à l’aide de techniques d’imagerie et d’analyses histologiques. Les réponses inflammatoires et certaines modifications biologiques seront également évaluées. Le développement et le comportement des animaux seront analysés à l’aide de tests adaptés à l’âge, permettant d’évaluer la motricité, la communication précoce, l’activité, l’anxiété et les interactions sociales. Ces évaluations permettront de relier les lésions cérébrales observées à d’éventuelles altérations fonctionnelles. Les animaux feront l’objet d’une surveillance attentive tout au long du projet, et toutes les procédures seront réalisées en appliquant strictement les principes des 3R (Remplacement, Réduction, Raffinement) afin de limiter le nombre d’animaux utilisés et de minimiser les contraintes qui leur sont imposées. À terme, ce modèle permettra d’évaluer l’efficacité de traitements existants et d’explorer de nouvelles pistes thérapeutiques pour améliorer la prise en charge des enfants victimes.
Bénéfices attendus
Ce projet apportera une compréhension détaillée et intégrée des mécanismes cellulaires, moléculaires et comportementaux liés au traumatisme crânien non accidentel du syndrome du bébé secoué. En analysant les altérations cérébrales à différents stades du développement, de l’enfance à l’âge adulte, il permettra d’identifier les périodes clés de vulnérabilité et les moments les plus favorables à des interventions thérapeutiques ciblées. Ces résultats seront essentiels pour développer des approches adaptées aux enfants et adolescents victimes, et contribueront à mettre au point des stratégies de prévention secondaire efficaces, personnalisées et basées sur des données biologiques objectives.
Procédures
Après le traumatisme, des groupes d’animaux d’âges différents seront euthanasiés par surdosage d’anesthésiant. Une fois l’anesthésie confirmée (absence de réaction au pincement), les cerveaux sont prélevés en vue des analyses (lot 4 et 7 = 288 animaux). Pour certains animaux, une procédure chirurgicale sous anesthésie générale et analgésie permettra de réaliser des mesures d’imagerie cérébrale (durée : 1 heure). Ces animaux seront euthanasiés sans réveil (lot 5= 100 animaux)
Impact sur les animaux
Le jour du traumatisme crânien par secouement : • Séparation d’avec la mère lors de l’anesthésie par inhalation. • Risque d’hypothermie lié à l’isolement maternel. • Application du traumatisme par secouement horizontal. Conséquences post-traumatiques : • Douleurs cérébrales dues aux lésions provoquées par le secouement. • Difficultés d’alimentation entraînant un retard de croissance pondérale. • Retard du développement psychomoteur. • Tension musculaire anormalement élevée, rigidité corporelle, mouvements anormaux ou convulsifs. • Troubles respiratoires. • Altérations du comportement. Lors des tests de comportement : • Le stress de manipulation et la séparation temporaire du groupe peuvent induire une anxiété passagère ou une agitation motrice. • Fatigue transitoire lors du test du niveau d’anxiété ou l’évaluation motrice Test IRM (photo détaillée du cerveau) et fUS (vidéo de l’activité cérébrale en direct) : • Une injection d’anesthésiant sera réalisée pour permettre ces deux tests. Les animaux ne ressentiront aucune souffrance supplémentaire, car toutes les analyses seront effectuées après leur euthanasie. • Les prélèvements seront réalisés après la mise à mort
Devenir
Tous les animaux seront euthanasiés. Les cerveaux seront prélevés post-mortem pour les différentes analyses qui permettront d’étudier de manière approfondie le tissus cérébral après le traumatisme, ainsi que l’inflammation cérébrale.
Remplacement
Dans le domaine de l’étude des traumatismes crâniens non accidentels et de leurs conséquences sur le développement cérébral et comportemental, plusieurs alternatives aux modèles animaux ont été explorées, notamment les cultures cellulaires, les organoïdes cérébraux, mini-cerveaux sans pensée ni conscience crées en laboratoire à partir de cellules souches humaines, et les modèles informatiques. Les cultures cellulaires permettent d’étudier certains mécanismes moléculaires et cellulaires, comme l’inflammation ou les hormones, mais elles ne reproduisent pas la complexité de l’architecture cérébrale, des réseaux neuronaux et des interactions entre différents types de cellules dans un cerveau en développement. Les organoïdes cérébraux offrent une approche tridimensionnelle plus proche de l’organisation du cerveau humain, mais ils ne permettent pas de modéliser des fonctions comportementales, les interactions sociales ou les réponses du cerveau à un traumatisme physique. Les modèles informatiques et les simulations sont utiles pour tester des hypothèses ou analyser des données, mais ils reposent sur des informations expérimentales obtenues sur des modèles animaux vivant et ne permettent pas de prédire de manière fiable l’impact d’un traumatisme crânien sur le développement cérébral et comportemental.
Réduction
Pour mettre au point le modèle, nous utiliserons le moins d’animaux possible. Si le nombre minimal de secouements nécessaire pour provoquer les lésions caractéristiques est atteint, les expérimentations seront arrêtées. Les cerveaux des animaux participant aux analyses de la connexion entre les neurones et aux tests comportementaux seront également utilisés pour les analyses du tissus cérébral. Cette approche permet d’optimiser l’utilisation de chaque animal et de réduire le nombre total nécessaire. Toutes les mesures seront mises en œuvre pour réduire au maximum l’utilisation d’animaux. Grâce aux méthodes expérimentales régulièrement appliquées dans les laboratoires, nous disposons déjà de données préliminaires solides. Celles-ci nous permettent de calculer précisément le nombre minimal d’animaux nécessaires pour obtenir des résultats statistiquement significatifs entre les groupes. Les comparaisons entre groupes seront réalisées à l’aide de tests statistiques. Le plan expérimental a été optimisé afin de garantir la robustesse et la reproductibilité des résultats, tout en respectant strictement le principe de réduction, le nombre d’animaux étant limité au strict nécessaire pour répondre aux objectifs scientifiques du projet.
Raffinement
L’environnement des animaux sera enrichi avec du papier doux absorbant permettant la fabrication de nids, reproduisant ainsi un comportement naturel de nidification. Lors des manipulations (secouements), les souriceaux seront maintenus au chaud à l’aide d’une lampe chauffante pour éviter toute hypothermie. L’état général des animaux sera suivi quotidiennement à l’aide d’un arbre décisionnel, permettant une observation attentive au sein de la portée sans perturber la relation mère-petits, essentielle à leur développement. Principe de l’arbre décisionnel : Un animal en difficulté est rapidement repéré grâce à des signes cliniques caractéristiques. En cas de détresse physiologique (troubles respiratoires, hypothermie sévère, variation importante de la fréquence cardiaque), la procédure sera immédiatement arrêtée et l’animal euthanasié. Enfin, avant les prélèvements de tissus cérébraux, les animaux recevront un analgésique.
Choix des espèces
Le choix de la souris comme modèle expérimental est scientifiquement pertinent en raison de la reproductibilité des résultats, de la connaissance approfondie de sa biologie, et de son cycle de reproduction court, qui permet des études développementales efficaces. Le protocole de secouement sera appliqué à 7 jours de vie, stade qui correspond au début de la petite enfance chez l’humain en termes de développement cérébral. L’objectif étant d’étudier les interactions cellulaires dans un cerveau en développement, dans un contexte de traumatisme crânien, il est essentiel d’utiliser une espèce dont le système nerveux central présente des similarités structurales et fonctionnelles avec celui de l’humain. La souris répond à ces critères et constitue un modèle validé pour les études en neurosciences. Le modèle murin est ici particulièrement adapté : sa robustesse face aux manipulations, la richesse des données précliniques disponibles, et la possibilité d’explorer les effets du secouement sur des périodes développementales bien définies justifient pleinement son utilisation. Le traumatisme crânien par secouement sera induit à 7 jours de vie, âge correspondant au début de l’enfance chez l’humain, afin de mimer la survenue précoce de lésions cérébrales. L’évolution des lésions et l’analyse des différents types de cellules du système nerveux seront étudiées à plusieurs étapes importantes du développement: • 8 et 9 jours de vie : stades précoces correspondant à l’enfance, • 14 et 21 jours de vie : stades intermédiaires évoquant l’adolescence, • 1 mois 1/2 et 6 mois : stades tardifs correspondant à l’âge adulte.
Rôle des astrocytes dans les déficiences intellectuelles
- Recherche fondamentale
- Biologie du développement
- Oncologie
- Système nerveux
Une chirurgie d'une heure sous anesthésie et des injections répétées cinq jours de suite attendent une partie des souris, les autres passant six jours de tests comportementaux à raison de trois à quatre sessions quotidiennes. 304 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger pour 132 d'entre elles et modéré pour 172. La lignée employée porte un phénotype dommageable qui affecte son comportement et son vieillissement, et l'objet déclaré du travail est de comprendre le dialogue entre neurones et astrocytes dans la déficience intellectuelle. Le porteur annonce ces tests comportementaux étalés sur six jours sans indiquer lesquels, et justifie le maintien du modèle animal par le fait que ces paramètres ne pourraient pas être mesurés autrement.
Objectifs
Le cerveau est constitué de neurones ainsi que d'un autre type cellulaire au moins aussi abondant appelé astrocytes. Alors que le rôle des neurones dans le fonctionnement cérébral est largement reconnu et étudié, le rôle des astrocytes et leurs interactions avec les neurones reste largement méconnu. Néanmoins, les données récentes suggèrent qu’ils seraient aussi impliqués dans le contrôle des états comportementaux et des fonctions cognitives en conditions physiologiques ainsi quedans certaines situations pathologiques. Notre étude s’intéresse aux interactions complexes qu’il existe entre les astrocytes et les neurones dans la mise en place d’une pathologie du développement, la déficience intellectuelle. Nous cherchons à mettre en évidence des anomalies de dialogue entre les neurones et les astrocytes et à plus grande échelle des anomalies de communication dans un réseau neuronal complexe du cerveau, tel que l’hippocampe. Cette structure possède des caractéristiques bien établies dans le dialogue entre les astrocytes et les neurones, faisant d'elle une référence de choix pour notre étude dans le contexte pathologique de la déficience intellectuelle.
Bénéfices attendus
L’étude de la fonction du gène impliqué et des mécanismes sous-jacents permettra une meilleure compréhension du rôle des astrocytes dans les déficiences intellectuelles, ce qui pourrait avoir des applications à visées thérapeutiques.
Procédures
Les animaux seront soumis à des tests comportementaux s’étendant sur 6 jours. Un seul test sera effectué par jour. Certains tests incluent plusieurs sessions le même jour (10 à 20 minutes), généralement 3 à 4, espacées d’environ 15 minutes. Une chirurgie sera effectuée sur certains animaux anesthésiés; cette procédure dure environ 1 heure et sera réalisée une seule fois. Certains animaux seront traités par injection, cette procédure dure 5 minutes par animal et sera répétée pendant 5 jours.
Impact sur les animaux
Certains animaux seront soumis à une chirurgie, ce qui engendre une douleur modérée de courte durée. Les tests de comportement et leur multiplicité peuvent provoquer du stress léger sans douleur chez les animaux pendant la durée des tests. La souris de laboratoire utilisée dans ce projet présente un phénotype dommageable impactant certains paramètres comme leur comportement et leur vieillissement. Enfin, le traitement par injection engendre un stress léger et peut provoquer une douleur légère de courte durée chez les individus.
Devenir
A l’issue de chacune des procédures, les animaux seront mis à mort et leur cerveau seront collectés afin de permettre des analyses histologiques et biochimiques.
Remplacement
Nous voulons investiguer l’existence des anomalies de dialogue entre différents types de cellules cérébrales et à plus grande échelle des anomalies de communication dans un réseau complexe du cerveau pour ainsi caractériser et tester leur potentiel thérapeutique via des mesures comportementales. Ainsi, le remplacement du modèle animal n'est pas possible dans ce projet puisque ces paramètres ne peuvent pas être mesurés autrement.
Réduction
En se basant sur la littérature, des tests statistiques et l’expérience du personnel du laboratoire, un nombre minimal d’animaux sera utilisé. De plus, nous allons réaliser plusieurs analyses sur les mêmes souris, ce qui permettra de réduire au maximum le nombre d’animaux utilisés.
Raffinement
Toutes les expériences invasives, comme les chirurgies seront réalisées avec une anesthésie et un traitement anti-douleur appropriés. Les souris recevront un régime alimentaire enrichi additionnel. Les souris seront inspectées quotidiennement pour s’assurer de leur bien-être. Des point limites précoces pour prévenir toute souffrance ou stress de l’animal seront mis en place : animal prostré, fourrure ébouriffée, yeux plissés, perte de poids excessive. Les animaux seront mis à mort si aucune amélioration n'est constatée après deux jours de traitement. De plus, la souris employée de ce projet est utilisée dans le laboratoire depuis longtemps, ce qui nous permettra d’anticiper ses points limites et de faciliter la détection précoce des signes de souffrance, lors de son hebergement, en attente d'être utilisé pour experimentation.
Choix des espèces
La génétique de la souris est bien connue, ce qui permet de créer des modèles robustes pour l'étude des pathologies humaines. De plus, la souris est un mammifère où les processus qui régissent son développement sont les mêmes que chez les mammifères supérieurs. Enfin de nombreuses lignées sont disponibles chez cette espèce, ce qui nous intéresse tout particulièrement pour étudier les altérations pouvant conduire à une déficience intellectuelle. Notre but est d'étudier le gène impliqué dans les mécanismes sous-jacents de la déficience intellecuelle au cours du developpement, dès le stade juvénile. Les expériences seront donc réalisées chez la souris juvénile jusquà l'âge adulte pour étudier le rôle de ces altérations.
Gestion de lignées de rongeurs génétiquement altérés
- Maintien des lignées génétiquement modifiées
- Recherche appliquée
- Alimentation animale
- Autres troubles humains
- Bien-être animal
- Cancers
- Diagnostic des maladies
- Maladies animales
- Maladies infectieuses
- Toxicologie (hors obligations réglementaires)
- Troubles cardiaques
- Troubles endocriniens
- Troubles gastrointestinaux
- Troubles immunitaires
- Troubles musculosquelettiques
- Troubles nerveux
- Troubles respiratoires
- Troubles sensoriels
- Troubles urogénitaux
- Recherche fondamentale
- 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
Rats : 7000
660 000 souris et rats sont élevés pour être livrés aux laboratoires porteurs de la mutation voulue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger pour 535 000 d'entre eux et modéré pour 125 000. Chacun peut subir jusqu'à quatre biopsies de l'oreille ou de la queue pour vérifier son génotype, jusqu'à quatre prélèvements sanguins par jour et une injection d'hormone destinée à activer sa mutation. Une partie part vers d'autres établissements, le reste est mis à mort, ces animaux appartenant au scientifique et ne pouvant, selon le porteur, être replacés. Il annonce une hausse d'environ 10 % des effectifs et indique que les scientifiques s'engagent par écrit à l'absence de solution de remplacement, l'objectif affiché étant de leur livrer le "modèle parfaitement adapté" à leurs expérimentations.
Objectifs
Ce projet consiste à maintenir des lignées de rongeurs dont certains gènes ont été modifiés. Ces modifications peuvent provoquer chez les animaux des changements visibles ou des symptômes particuliers, appelés phénotypes. L’objectif est d’observer ces animaux, de comprendre si la mutation génétique a un impact sur leur santé et leur bienêtre, et d’ajuster la manière dont ils sont suivis et soignés en fonction de ces observations. Ces animaux sont utilisés comme modèles dans la recherche scientifique, par exemple pour mieux comprendre des maladies génétiques comme la mucoviscidose, l’hémophilie ou certaines myopathies, et contribuer au développement de nouveaux médicaments. Pour savoir si un animal porte réellement la mutation recherchée, on effectue une biopsie, généralement en prélevant un morceau d’oreille. Ce prélèvement sert à extraire l’ADN et à vérifier si la mutation est présente. Cela est indispensable, car dans une même portée, tous les animaux ne sont pas forcément porteurs, et il faut pouvoir identifier précisément ceux qui seront utiles pour les recherches et garantir la fiabilité des résultats. Lorsqu’une nouvelle lignée génétiquement modifiée arrive ou est créée, et que l’on ne connaît pas encore les effets de la mutation, une phase d’observation détaillée est mise en place pour comprendre comment celleci influence l’animal et s’assurer que son bienêtre est préservé. Lorsque les effets de la mutation sont déjà connus, le suivi et les soins sont adaptés directement, en surveillant les éventuels signes cliniques et en mettant en place des mesures de prévention ou de traitement si nécessaire. Pour certaines lignées, la mutation ne s’exprime que lorsque l’animal reçoit une substance déclenchante, par exemple une hormone, ce que l’on appelle un ligand. Une administration peut donc être réalisée afin d’activer la mutation et de permettre à l’animal de manifester les caractéristiques liées à cette modification génétique. Dans l’ensemble du projet, environ 660 000 animaux sont concernés, avec une augmentation d’environ 10 % liée à une utilisation croissante de ces modèles. Ils sont répartis dans 500 à 600 projets de recherche différents. Parmi ces projets, environ 35 % portent sur des lignées génétiquement modifiées, pour lesquelles les animaux font l’objet d’une attention particulière en matière de suivi et d’évaluation des phénotypes, afin d’anticiper et de limiter au maximum l’impact potentiel de la mutation sur leur bienêtre.
Bénéfices attendus
Ce projet vise à fournir aux scientifiques des animaux génétiquement altérés (avec une analyse de la présence de la mutation validée) qui leur permettront de réaliser leurs études sur des organismes entiers et vivants. L’altération génétique de ces animaux permet de les rendre plus spécifique à une question scientifique posée, et ainsi réduire le nombre d’animaux qui aurait dû être utilisé si on avait utilisé des lignées moins adaptées à la maladie étudiée. Ainsi, le bénéfice de ce projet sera de permettre une évaluation et une prise en charge des nuisances causées par la mutation génétique des lignées génétiquement altérées et une standardisation et un raffinement des méthodes de prélèvement de tissus pour la cartographie génétique de ces lignées. Le tout permettra d’avoir une meilleure maitrise de la production, de l’élevage et de la qualité des animaux qui doivent être sains, sans agent pouvant induire des biais dans les études et porteur de la mutation génétique voulue afin de fournir aux scientifiques le modèle parfaitement adapté pour leurs expérimentations.
Procédures
Selon les besoins du projet, les animaux pourront être soumis (par animal) : à 1 à 2 biopsies (à l’oreille préférentiellement ; à la queue sur justification scientifique : un prélèvement par animal à la queue maximum) (maximum 4 biopsies sur validation par l’équipe vétérinaire), acte d’une durée maximale de 2sec par biopsie. à des prélèvements sanguins au volume et fréquence conformément à la réglementation en vigueur (maximum 4 prélèvements sanguins par jour) d’une durée maximale de max 3sec. à une injection d’un ligand, acte d’une durée maximale de 10sec par injection. Selon les besoins du projet, les animaux hébergés soumis aux nuisances énoncées pourront exprimer un phénotype ayant un impact négatif sur eux (ex : mutation induisant de l’arthrite).
Impact sur les animaux
Expression d’un phénotype ayant un impact négatif sur les animaux et des signes cliniques associés. Douleur, signes cliniques, mortalité innatendue ou stress exprimé pendant l’évaluation bien etre animal d’une nouvelle lignée. Douleur et stress léger de courte durée associés à une biopsie par méthode invasive (4 biopsies maximum) en plus d’une identification. Douleur et stress léger de courte durée associés à un prélèvement sanguin. Douleur, stress léger de courte durée dûs aux contentions. Douleur, stress léger de courte durée dus à l'injection d’un produit.
Devenir
A la fin de la procédure, les animaux sont soit expédiés, soit mis à mort (les animaux appartiennent au scientifique et ne peuvent être replacés).
Remplacement
Ce projet vise à fournir aux scientifiques des animaux génétiquement altérés qui leur permettront d’étudier dans des organismes entiers et vivants toutes les conséquences d’une altération génétique définie et/ou l’intérêt de molécules thérapeutiques pour lutter contre ces conséquences. Ceci implique l’étude de divers processus biologiques et systèmes physiologiques complexes et nombreux au fur et à mesure de la vie du modèle et nécessite de disposer d’organismes vivants et entiers afin de pouvoir observer l’impact de l’altération génétique ou d’une molécule thérapeutique dans l’ensemble des organes, tissus et fonctions physiologiques. La complexité des mécanismes mis en jeu ne permet donc pas de réaliser de nos jours de tels projets sur des modèles in vitro. Les scientifiques s’engagent par écrit à ce qu’il n’y ait pas de solution de remplacement à cette lignée.
Réduction
Le nombre d’animaux hébergés et mis en accouplement est calculé en fonction des besoins stricts de chaque scientifique. Les chercheurs sont sensibilisés à la nécessité de limiter le nombre d’animaux utilisés et nous mettons en œuvre des améliorations continues de nos méthodes de reproduction pour réduire le nombre d'animaux nécessaire pour obtenir un niveau d'élevage correspondant aux objectifs du projet. Par exemple : Adaptation du sexe du reproducteur génétiquement altéré quand il est accouplé avec des animaux non génétiquement altéréesafin de maximiser les chances de fertilités (phénotype impactant la reproduction) ; éviter les mères dont le phénotype réduit les comportements maternels ; fécondation in-vitro pour ne produire qu’une génération d’animaux d’intérêt et éviter le vieillissement ; cryoconservation des lignées non utilisée et arrêt des colonies respirantes si pas de besoin. Nous encourageons les scientifiques à utiliser les petits au génotype sauvage (non d’intérêt) en tant que contrôles. Pour l’évaluation du bien-être d’une nouvelle lignée, n’est utilisé que le nombre d’animaux minimum requis. Nous ne faisons pas naître d’animaux spécifiquement pour cette évaluation. Pour le génotypage, nous encourageons les scientifiques à choisir des méthodes de prélèvement qui associent identification et génotypage. Nous les encourageons à choisir des schémas d’accouplement ne nécessitant pas de génotypage (homozygotes x homozygotes par exemple). Nous avons aussi réduit le nombre d’animaux utilisés pour l’évaluation du bien-être des nouvelles lignées en adaptant les anciens requis Suisses et Allemands (100 animaux sur 3 générations) aux recommandations européennes (au moins 7 animaux de chaque sexe et génotype, sur 2 générations).
Raffinement
En cas de signe clinique particulier, un suivi adapté est mis en place par des techniciens qualifiés au suivi vétérinaire des animaux. Pour les lignées à phénotype dommageable, des observations cliniques plus fréquentes et spécifiques, avec des points limites, peuvent être mises en place. Pour limiter la douleur, une euthanasie pourrait être demandée à un point limite ou âge précis pour éviter l’expression du phénotype. Cela est évalué lors de la caractérisation du phénotype, en lien avec le scientifique et les vétérinaires. Les observations sont facilitées par des outils internes comme des grilles de score. En cas de détection d’un point limite terminal, l’animal est immédiatement mis à mort. Pour chaque phénotype, des points d’intervention sont adoptés pour un suivi précis et des soins adaptés (soutien nutritionnel…). Si des signes cliniques peuvent être atténués ou guéris par traitement, avec accord du scientifique, le traitement est mis en place. Les animaux présentant un phénotype dommageable léger à modéré mais aptes à voyager seront expédiés avec une communication auprès de l’utilisateur final pour assurer leur réception et utilisation selon les normes éthiques et de bien-être animal.
Choix des espèces
Les rats et les souris sont les espèces pour lesquelles les manipulations génétiques sont développées, maitrisées et avec de nombreuses données scientifiques. De plus, ces espèces permettent d’élever rapidement un nombre d’animaux suffisamment important pour pouvoir avoir des données scientifiquement exploitables et permettent ainsi de mener de manière plus fiable des études en recherche et développement. Pour ce projet, nous devons caractériser et élever des animaux génétiquement altérés qui peuvent développer des caractéristiques cliniques spécifiques à tout âge. Pour vérifier la présence de la modification génétique, une biopsie est réalisée le plus souvent (99% des cas) une semaine avant le sevrage ou au sevrage. Dans environ 1% des cas, une nouvelle biopsie à l’âge adulte peut être demandé pour vérification. Une analyse du sang peut également permettre de vérifier que l’animal présente les caractéristiques attendues, cette dernière se fait après 4 semaines d’âge minimum (adulte) Pour finir, la modification génétique peut être induite par l’injection d’une hormone, cette injection peut se faire à partir de 8.5 jours après la fécondation.
Etude de l’effet d’expositions pré- et postnatales aux champs électromagnétiques radiofréquences du téléphone portable 5G sur le développement et sur la sociabilité chez le rat
- Recherche appliquée
- Toxicologie (hors obligations réglementaires)
- Recherche fondamentale
- Biologie du développement
- Oncologie
- Système nerveux
Exposées jusqu'à 22 heures par jour aux ondes de la 5G à partir du septième jour de gestation, 76 rates sont hébergées seules pendant onze à dix-huit jours d'affilée, puis réunies avec leur portée. Les ratons naissent sous exposition et la subissent jusqu'à leur 80e jour de vie. Du premier au vingt-et-unième jour ils passent des tests sensori-moteurs, puis des tests de sociabilité, de cognition et de coordination locomotrice pouvant durer une heure par jour, avec des animaux stimulus non exposés. Le porteur indique que l'exposition pourrait provoquer des malformations, des retards de croissance et des signes comportementaux anormaux. Au total 1 198 rats vont être utilisés dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, tués à des temps précis de leur développement pour des analyses ex vivo.
Objectifs
L’objectif de ce projet est d’évaluer l’impact d’expositions aux champs électromagnétiques radiofréquences liés aux télécommunications, notamment à la fréquence de la 5ème génération de téléphone portable, sur le développement précoce, la sociabilité et la cognition chez le rat. L’étude portera sur des animaux exposés durant la gestation jusqu’à l’âge adulte, et évalués du début de leur vie postnatale jusqu’à l’âge adulte.
Bénéfices attendus
Ce projet vise à apporter des éléments de réponse aux questions scientifiques et aux préoccupations sociétales relatives aux effets potentiels des expositions précoces aux champs électromagnétiques radiofréquences sur le développement du système nerveux.
Procédures
Observations cliniques et pesées (5 min) : au moins tous les 2 jours, au maximum tous les jours. Hébergement individuel des 76 femelles gestantes : dès leur réception, environ 3e et 10ᵉ jour de gestation jusqu’à la mise bas (11 et 18 jours en continu) pour respectivement les procédures 1 er 2. Exposition aux champs électromagnétiques radiofréquences (jusqu’à 22h/jour) : tous les jours durant au maximum 3 mois, du 7ème jour de gestation à 80 jours après la naissance ; placement des cages d’hébergement dans la chambre d’exposition et exposition. Observation de la croissance physique et tests sensori-moteurs (5 min) : du 1er au 21ème (sevrage) jour de vie postnatal ; manipulation des animaux pour les observer et les positionner pour les tests. Test de sociabilité, et évaluation des fonctions cognitives et de la coordination locomotrice (jusqu’à 1h/jour) : 1 fois/âge/test d’intérêt ; manipulation des animaux pour les positionner pour les tests.
Impact sur les animaux
De manière générale, la manipulation des animaux lors des examens cliniques et des tests comportementaux peut provoquer un certain niveau de stress, susceptible d’influencer leurs réactions à la préhension ainsi que leur activité. La manipulation des ratons, l’ajustement des portées et les éventuelles adoptions impliqueront un stress pour les mères pouvant impacter le développement de leur descendance. Par ailleurs, l’exposition aux champs électromagnétiques radiofréquences pourrait entraîner des effets systémiques pouvant occasionner de la souffrance. Des malformations, des retards de croissance et des signes cliniques anormaux, notamment comportementaux, pourront alors être observés.
Devenir
Tous les rats seront mis à mort à des temps précis de leur développement pour réaliser des analyses ex vivo et conclure sur le niveau de risque de l’exposition aux champs électromagnétiques radiofréquences pour leur santé.
Remplacement
Pour ce qui est du remplacement, les approches cliniques, in vitro et in silico, par leurs limitations éthiques et techniques, ne peuvent pas répondre seules au questionnement concernant l’impact des expositions aux champs électromagnétiques radiofréquences sur le développement sensoriel et moteur précoce, la sociabilité, et la maturation des fonctions cognitives et locomotrices, nécessitant de fait le recours aux études in vivo.
Réduction
Au plan de la réduction, plusieurs paramètres biologiques seront évalués sur un même animal, permettant ainsi de minimiser le nombre de rats utilisés. Les échantillons collectés après la mort seront exploités pour l’analyse de plusieurs marqueurs biologiques d’intérêt fortement questionnés dans le cadre de l’étude des effets des champs électromagnétiques radiofréquences. Le nombre d’animaux qui sera utilisé a été déterminé sur la base de l’effectif minimum nécessaire pour mettre au point les protocoles de test adaptés à l’évaluation de paramètres développementaux chez le rat et de les appliquer à l’étude des effets de l’exposition précoce à des champs électromagnétiques radiofréquences. Il a été établi à partir des données bibliographiques disponibles sur des études antérieures d’intérêt réalisées chez l’animal qui permettront une analyse statistique robuste et une extrapolation pertinente des résultats à l’homme. Des tests appropriés au traitement de chaque type de données et à leur distribution seront utilisés pour les comparer et ainsi évaluer les effets de l’exposition aux champs électromagnétiques radiofréquences.
Raffinement
Dans le cadre du raffinement des conditions expérimentales, chaque animal fera l’objet d’une observation quotidienne et sera pesé au minimum tous les deux jours. Les conditions d’hébergement seront enrichies afin de favoriser le bien-être et l’expression des comportements naturels. Les femelles gestantes seront hébergées individuellement, puis avec leur portée après la naissance. À partir du sevrage, les jeunes seront hébergés par sexe et par groupe, afin de favoriser leur socialisation. Un fond sonore musical sera diffusé en journée pour les habituer progressivement aux bruits associés aux manipulations et ainsi réduire le stress lié aux interventions expérimentales. Du matériau leur permettant de nidifier et des bâtons en bois à ronger seront disposés dans les cages d’hébergement, pour contribuer au comportement maternel, à l’enrichissement cognitif et au bien-être général des animaux. Des mesures complémentaires de raffinement concerneront la stabulation et la manipulation. Des points limites ont été définis pour détecter précocement tout signe de douleur ou de détresse. Pour chacun de ces critères, des actions correctives adaptées ont été prévues, en cohérence avec les paramètres étudiés, afin d’assurer le suivi attentif et le bien-être optimal des animaux.
Choix des espèces
Le rat est un animal de référence pour les études de toxicologie. En particulier, ses systèmes neurobiologiques et physiologiques ont été largement étudiés en laboratoire. Il existe une documentation très complète dans le domaine, dans la littérature et les ouvrages spécialisés. Ces recherches ont été effectuées majoritairement chez le rat. Dans un souci de comparer les données de ce projet avec les résultats obtenus précédemment concernant les effets des champs électromagnétiques radiofréquences sur les fonctions cérébrales, nous avons choisi d’utiliser la même espèce. Dans un 1er temps, des femelles avec leur portée, et des juvéniles et des adolescents seront exposés à des champs électromagnétiques radiofréquences et testés au plan comportemental pour mettre au point les conditions d’essai pertinentes à tester. Dans un 2ème temps, des femelles seront exposées aux champs électromagnétiques radiofréquences d’intérêt définis, durant la gestation jusqu’au sevrage, et leurs descendants du sevrage jusqu’à l’âge adulte. Ceux-ci seront évalués à quatre stades clés de leur développement : néonatal, juvénile, adolescent et adulte, au plan de leur croissance physique, développement neuromoteur, sociabilité et maturation des fonctions cognitives. Pour réaliser les tests de sociabilité aux stades juvénile et adolescent, des animaux stimuli, non exposés, seront utilisés en complément.
BACOTI Cycle expérimental de la filaire Litomosoides sigmodontis chez la gerbille pour production des différents stades filariens
- Recherche fondamentale
- Biologie du développement
- Oncologie
Maintenir au laboratoire le cycle d'un ver parasite, en routine depuis 1992, conduit à utiliser 360 gerbilles de Mongolie sur cinq ans. Toutes sont tuées en fin de procédure, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger, celles qui sont infestées étant autopsiées pour récupérer les filaires. La plupart sont exposées à des acariens hématophages qui se gorgent de leur sang, quelques-unes reçoivent une injection de parasites puis des prélèvements sanguins mensuels sous anesthésie, avant douze heures de contact avec les acariens. Le porteur indique que l'effectif a été "ajusté par analyse rétrospective" au vu des projets à venir, sans donner le calcul qui aboutit à 360 individus.
Objectifs
Ce projet vise à maintenir en laboratoire le cycle d’un ver parasite responsable de filarioses, maladies qui touchent des millions de personnes. Comme ces parasites ne peuvent pas être maintenus en culture, il est nécessaire d’utiliser un hôte rongeur et un petit arthropode hématophage pour obtenir les différents stades du parasite. L’objectif est de disposer en continu de stades larvaires et adultes de ce parasite pour des travaux de recherche en parasitologie.
Bénéfices attendus
Maintenir un cycle expérimental de filariose permettra d'apporter des connaissances sur le développement filarien, la répartition des bactéries endosymbiotiques Wolbachia, d'analyser la réponse immunitaire et métabolique, et de mieux connaitre le mode d'action de traitements anti-filarien et anti-Wolbachia utilisés tant chez l'homme que chez les animaux de compagnie et le bétail qui sont aussi concernés par des filarioses.
Procédures
La grande majorité des gerbilles a uniquement exposée à des acariens hématophages. Le repas sanguin de chaque acarien dure quelques minutes, et aucune autre intervention (ni injection, ni prélèvement) n’est réalisée sur ces animaux. Un petit nombre de gerbilles est infecté par des vers parasites une seule fois par une injection intrapéritonéale de quelques secondes. Leur niveau d’infection sera suivi par un petit prélèvement sanguin réalisé sous anesthésie générale, lui aussi de quelques secondes, répété mensuellement (4 prélèvements maximum). Lorsque l’infection est suffisante, ces gerbilles seront mises en contact avec des acariens pendant 12 heures, afin que ceux-ci puissent se gorger — étape indispensable au développement du parasite dans son vecteur. Toutes les gerbilles seront mises à mort en fin de procédure.
Impact sur les animaux
L’exposition aux acariens peut provoquer une irritation cutanée légère et transitoire au site des piqûres. Chez les quelques gerbilles infectées par les parasites, l’infection est généralement bien tolérée et n’entraîne pas de signes cliniques. Les prélèvements sanguins sont minimisés et réalisés sous anesthésie générale. Une surveillance quotidienne permettra de détecter toute gêne ou altération du comportement.
Devenir
Tous les animaux seront euthanasiés; ceux infestés par les vers nématodes seront autopsiés pour récupérer les filaires
Remplacement
Le recours aux animaux se justifie dans la mesure où il n'existe actuellement aucun autre modèle permettant d’étudier les filarioses à tous les stades de développement de la filaire ; les filaires sont des parasites stricts ; ils peuvent être maintenus un temps très limités in vitro, mais les filaires ne peuvent pas muer in vitro ni se reproduire in vitro, ce qui rend nécessaire l’utilisation d’un cycle impliquant les deux hôtes (arthropodes hématophages et rongeur)
Réduction
Le nombre d’animaux utilisés a été ajusté par analyse rétrospective (le cycle est utilisé en routine depuis 1992) et au vu des projets en cours et pour les 5 ans à venir, de façon à 1/maintenir le cycle de la filaire 2/ réaliser des projets nécessitant l’utilisation de différents stades filariens.
Raffinement
Les mérions sont dans un environnement adapté à leurs besoins (dimensions de la cage, nourriture, enrichissement, température et cycle jour/nuit). Entre autre ils seront hébergés dans un environnement enrichi avec des objets à ronger qui ne gênent pas le cycle des acariens. Une surveillance des animaux est réalisée pendant le repas sanguin des acariens. Les prélèvements sanguins nécessaires au suivi de l’infection sont réalisés sous anesthésie générale de courte durée. Des points limites précoces, fondés sur l’état général, le poids et le comportement des animaux, sont appliqués afin d’interrompre la procédure et de procéder à une euthanasie dès l’apparition de signes de souffrance.
Choix des espèces
L’hôte naturel de la filaire L. sigmodontis est le rat du coton Sigmodon hispidus. Le cycle peut être réalisé sur la gerbille Meriones unguiculatus qui permet d'obtenir les mêmes rendements filariens : même pourcentage de filaires atteignant le stade adulte, et même distribution et quantité de microfilaires sanguines. Les gerbilles sont utilisées au stade adulte, permettant l’installation complète des filaires et une bonne tolérance aux acariens.
Mécanismes régulateurs du développement des articulations des membres chez la souris
- Recherche fondamentale
- Biologie du développement
- Oncologie
- Système musculosquelettique
Tuées vingt-quatre heures après une administration unique, pour que leurs embryons soient prélevés au stade où se forment les articulations des doigts. 228 souris femelles gestantes vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger, dont 12 dans une phase pilote destinée à choisir entre l'injection et le gavage. Aucun embryon ne survit aux analyses, et le porteur ne retient qu'un seul embryon par portée, uniquement s'il présente les caractéristiques attendues. Il présente le choix de femelles de un à trois mois, plus fertiles et moins sujettes aux complications, comme garantissant une reproduction efficace et conforme au bien-être des animaux non-humains.
Objectifs
Même si l’on connaît de mieux en mieux comment se forment les membres au début du développement, la manière dont les articulations apparaissent reste encore difficile à comprendre. L’objectif de ce projet est donc d’étudier en détail comment les articulations se forment, en observant les cellules et les molécules qui participent à ce processus. Pour cela, nous utiliserons un modèle bien établi en recherche biomédicale : la souris. Mieux connaître ces mécanismes est essentiel pour imaginer, dans le futur, des thérapies capables de réparer ou de régénérer des articulations abîmées par des maladies. Dans ce projet, nous comparerons le développement des articulations chez des embryons de souris normaux et chez d’autres présentant des anomalies. Plus précisément, notre objectif est d'examiner plusieurs aspects clés à différents moments du développement : comment les cellules qui constituent les articulations se déplacent, se divisent, communiquent entre elles et s’organisent pour former des structures fonctionnelles comme le cartilage ou la capsule articulaire. En parallèle, nous chercherons à comprendre quels gènes et quelles molécules contrôlent ces comportements cellulaires. Pour cela, nous combinerons les informations déjà publiées dans la littérature scientifique avec nos propres observations expérimentales. En réunissant toutes ces données, notre ambition est d’obtenir une vision complète des différentes étapes qui permettent à une articulation de se former correctement.
Bénéfices attendus
Ce projet apportera une meilleure compréhension de la façon dont les articulations se mettent en place pendant les premières étapes de la vie. En observant de très près leur formation, il sera possible de mieux comprendre pourquoi, parfois, elles ne se développent pas correctement ou s’abîment avec le temps. Ces nouvelles connaissances pourront servir de base pour imaginer, à l’avenir, de nouvelles méthodes pour prévenir, diagnostiquer ou traiter certaines maladies des articulations, qu’elles apparaissent à la naissance ou plus tard. Elles pourraient également aider à trouver des approches innovantes pour réparer ou régénérer les articulations abîmées à la suite d’une blessure ou d’une maladie. Le projet contribuera aussi à enrichir les connaissances générales en biologie et à renforcer les collaborations entre chercheurs spécialisés dans différents domaines. Il offrira des opportunités de formation pour les étudiants de master, les doctorants et les jeunes chercheurs, qui apprendront à utiliser des méthodes de pointe pour étudier le développement et la santé des tissus. En résumé, les résultats attendus auront un impact positif à la fois sur la recherche fondamentale et, à plus long terme, sur les applications médicales, au bénéfice de la santé articulaire de tous.
Procédures
Dans le cadre de cette étude, une seule procédure sera réalisée. Un composé sera administré à des femelles en gestation afin de permettre la mise en évidence de certaines cellules présentes au niveau des articulations des embryons. L’administration de ce composé pourra être réalisée soit par injection, soit par voie orale. Chaque manipulation sera de très courte durée, ne prendra que quelques minutes. Chaque femelle gestante ne recevra qu’une seule administration. Vingt-quatre heures après cette administration, les femelles seront mises à mort afin de permettre le prélèvement des embryons.
Impact sur les animaux
Les procédures expérimentales prévues dans ce protocole consistent à administrer un produit aux souris gestantes soit à l’aide d’une piqûre au niveau de l’abdomen, soit par l’introduction contrôlée d’un petit tube dans la bouche afin qu’ils avalent le produit. Ces interventions sont de courte durée et peuvent occasionner un léger inconfort ou un stress temporaire liés à la contention et à la manipulation au moment de l’administration. Aucune nuisance supplémentaire n’est attendue après l’administration du produit. Aux doses utilisées, le composé ne présente pas de toxicité aiguë ni d’effets délétères différés pour les femelles gestantes. Aucun effet indésirable a posteriori n’est anticipé, notamment en termes de douleur prolongée, d’altération de l’état général, de comportement anormal ou de risque d’avortement, durant la période précédant la mise à mort. Vingt-quatre heures après l’administration, les femelles gestantes sont mises à mort afin de procéder au prélèvement des embryons.
Devenir
Cette étude porte exclusivement sur les embryons. Tous les embryons seront prélevés pour les analyses prévues, ce qui ne permet pas leur survie. La mise à mort des femelles gestantes est nécessaire au moment du prélèvement embryonnaire.
Remplacement
À l’heure actuelle, aucune méthode alternative ne permet d’étudier de manière fiable la formation des articulations sans recourir à des animaux. Des modèles développés in vitro à partir de cellules (cultures 2 dimensions ou organoïdes) permettent de reproduire certaines étapes précoces du développement du membre. Toutefois, ces modèles ne permettent pas de reproduire les phases plus avancées du développement embryonnaire, au cours desquelles s’opère la formation des articulations. Ces étapes reposent sur des interactions spatio-temporelles complexes entre plusieurs tissus (cartilage, tissu conjonctif, muscle, innervation, vascularisation), ainsi que sur des contraintes mécaniques spécifiques. En particulier, les processus de segmentation articulaire, de cavitation et de maturation des articulations nécessitent un contexte tridimensionnel intégré et dynamique qui ne peut actuellement être reproduit de manière fidèle par des modèles cellulaires isolés, comme cela est décrit dans la littérature. Ces limites ne permettent donc pas d’obtenir les informations nécessaires pour répondre aux objectifs de cette étude. Ce projet ayant pour objectif de comprendre comment les articulations se forment naturellement au cours du développement embryonnaire in vivo, l’utilisation d’animaux demeure indispensable pour mener cette recherche de façon rigoureuse.
Réduction
Le nombre de souris gestantes a été défini de façon à n’utiliser que le strict minimum nécessaire pour obtenir des résultats fiables et répondre aux objectifs du projet. Cette estimation tient compte des limites pratiques (temps d’observation au microscope, disponibilité des équipements) ainsi que des variations naturelles entre embryons. Le prélèvement des embryons destinés à l’imagerie sera organisé selon un plan permettant de réduire les biais : un seul embryon sera sélectionné par portée, uniquement lorsqu’il présente les caractéristiques attendues, et à différents moments du développement afin de couvrir les étapes clés d’intérêt. Avant de commencer l’étude principale, une courte phase de test sera réalisée afin de choisir la meilleure façon d’administrer le produit aux femelles gestantes, en s’assurant qu’elle soit efficace et bien tolérée. Cette étape évitera de répéter des expériences inutiles. Douze femelles seront utilisées pour cette phase : six pour tester une administration par injection, et six pour tester une administration par voie orale. Une fois la méthode choisie, le protocole sera appliqué de manière rigoureuse afin d’assurer des résultats comparables entre les différentes souris et de limiter les variations individuelles. Pour l’étude principale, 72 femelles gestantes seront utilisées dans chacune des trois conditions testées (développement normal et deux modèles présentant des anomalies chez les embryons), soit au total 216 femelles. Ce nombre a été sélectionné sur la base de travaux antérieurs réalisés dans notre laboratoire, dans lesquels des stratégies expérimentales similaires ont été utilisées. Le plan expérimental est identique entre les groupes pour permettre des comparaisons directes et limiter le nombre total d’animaux. Enfin, lorsque cela sera possible, des outils d’analyse informatique seront employés afin d’éviter d’avoir recours à de nouveaux prélèvements.
Raffinement
Pour limiter au maximum l’inconfort des animaux, plusieurs mesures de raffinement seront mises en place. En ce qui concerne l'administration du produit, l’utilisation de volumes appropriés, de solutions tièdes, d’aiguilles fines et d’une manipulation douce contribue à limiter l’inconfort. Après chaque administration, les animaux seront attentivement observés afin de détecter tout signe de malaise. Comme les animaux seront mis à mort 24 heures après l’administration pour permettre le prélèvement des embryons, il est peu probable qu’ils subissent des effets indésirables affectant leur bien-être. Cette affirmation repose sur le fait que le composé administré est utilisé à des doses ne présentant pas de toxicité aiguë chez la souris gestante, telles que décrites dans la littérature. De plus, la courte durée d’exposition ne permet pas l’apparition d’effets différés ou chroniques. Aucun signe d’altération de l’état général (perte de poids, modification du comportement, douleur persistante) n’est attendu dans l’intervalle séparant l’administration du produit de la mise à mort. Par ailleurs, le raffinement prévoit un enrichissement environnemental renforcé (y compris matériau de nidification abondant, igloo en papier, etc.), visant à soutenir leur confort et à limiter le stress associé à l’administration du produit et à la gestation.
Choix des espèces
La souris est un modèle très utilisé pour étudier le développement des organes, car son organisation du corps et ses gènes sont très proches de ceux de l’être humain. Son squelette et ses articulations se forment de façon semblable à celle des autres mammifères, ce qui permet de mieux comprendre les étapes normales de ce processus et les causes possibles de certaines malformations. De plus, la souris est un petit animal facile à élever, qui se reproduit rapidement et pour lequel il existe de nombreux outils scientifiques permettant d’observer et de suivre le développement de manière précise. Les connaissances obtenues chez la souris aident ainsi à mieux comprendre le développement des articulations chez l’homme et à préparer des recherches futures sur certaines maladies ou anomalies articulaires. Des femelles âgées de 1 à 3 mois seront utilisées pour la procédure expérimentale. À cet âge, elles présentent une activité ovarienne régulière, une réceptivité utérine élevée et un faible risque de complications gestationnelles, ce qui permet d’obtenir des portées régulières et viables. Au-delà de cette tranche d’âge, la fertilité tend à diminuer et la variabilité des résultats augmente. Ce choix garantit donc une reproduction efficace, fiable et conforme au bien-être des animaux. En ce qui concerne les embryons, les stades étudiés correspondront aux jours embryonnaires 11.5 à 14.5, soit l’intervalle de formation des articulations des doigts.
Etude des effets de la supplémentation en mélatonine sur des anomalies des cellules du cerveau dans un modèle de lésions cérébrales associées à la prématurité
- Recherche fondamentale
- Biologie du développement
- Oncologie
- Système nerveux
808 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance sévère. Injectées deux fois par jour dans l'abdomen durant leurs quatre premiers jours de vie puis une fois le cinquième, les souriceaux peuvent présenter déshydratation, retard de croissance et perte de poids, et 5 à 10 % en meurent. La mélatonine est testée comme protecteur du cerveau en développement, avec l'espoir déclaré de rétablir un environnement cérébral favorable aux nouveau-nés prématurés. Sur le remplacement, le porteur écrit en deux phrases qu'il est "nécessaire" d'étudier un organisme vivant complet.
Objectifs
La naissance prématurée est la première cause de mortalité et de handicap chez les enfants de moins de 5 ans. Les infections maternelles pendant la grossesse peuvent déclencher une réaction inflammatoire qui favorise l’accouchement prématuré et fragilise le cerveau du fœtus. Cette inflammation peut entraîner des lésions cérébrales, appelées encéphalopathie du prématuré, responsables de troubles du développement, notamment des difficultés sociales et des troubles du spectre autistique. Dans cette étude, nous testons la mélatonine comme moyen d’améliorer le contexte neuroinflammatoire durant le développement en étudiant certaines populations cellulaires caractéristiques (microglie et astrocyte). Pour cela, nous utilisons un modèle murin, qui reproduit la période de vulnérabilité cérébrale du troisième trimestre de grossesse chez l’humain. Nous provoquons une inflammation précoce et étudions l’effet de la mélatonine sur le développement du cerveau et sur le comportement social ultérieur des animaux.
Bénéfices attendus
Ce projet a pour ambition d’étudier le potentiel protecteur de la mélatonine sur le développement du cerveau dans un contexte inflammatoire précoce similaire à ce que l’on retrouve chez les nouveau-nés prématurés. L’objectif est de déterminer si la mélatonine peut rétablir un environnement cérébral favorable au développement normal et ainsi limiter les altérations cellulaires et comportementales causées par l’inflammation précoce.
Procédures
Les animaux seront soumis à des injections d’une substance induisant une inflammation au niveau de l’abdomen deux fois par jour sur animaux vigiles durant les 4 premiers jours de vie et une fois le 5ème jour de vie. L’acte de l’injection dure quelques secondes et les animaux sont directement remis dans leur cage avec leur mère. Ces injections ont pour but de créer un contexte inflammatoire chez le souriceau afin de modéliser l’inflammation du cerveau observée chez les nouveau-nés prématurés. A l’âge adulte, des tests comportementaux pour évaluer le comportement social seront réalisés.
Impact sur les animaux
Les injections réalisées sur les souriceaux durant les 5 premiers jours de vie peuvent causer une douleur transitoire et locale. La séparation de leur mère le temps des injections peut causer un stress transitoire. Les injections de cette substance inflammatoire peut engendrer des signes de déshydratation, un retard de croissance, une perte de poids et un retard dans la pousse du pelage par rapport aux souris contrôles. Ces effets perdurent environ jusqu’à la fin de leur 2ème semaine de vie. Les injections en général peuvent également, mais rarement, entraîner une hémorragie abdominale interne chez les souriceaux, ou leur mort dans 5 à 10% des cas. A l’âge adulte, les animaux peuvent présenter une modification de leur comportement et des troubles de la respiration.
Devenir
Tous les animaux seront euthanasiés aux stades d’intérêt, à savoir au 5ème et 10ème jour de vie pour les analyses dévelopmentales du cerveau et à 2 mois, après les analyses comportementales chez l’adulte. Les prélèvements de cerveaux permettront d'étudier de manière approfondie l’inflammation cérébrale. En particulier, une population de cellule immunitaire spécifique du cerveau sera étudiée car cruciale dans les mécanismes liés à l’inflammation et au développement du cerveau.
Remplacement
Pour comprendre l’inflammation du cerveau, ses conséquences et les moyens de la traiter, il est nécessaire d’étudier un organisme vivant complet. En effet, seule une approche chez l’animal permet de reproduire les interactions complexes du cerveau à différents stades du développement.
Réduction
Le nombre minimum d’animaux par groupe a été calculé à l’aide d’un logiciel spécialisé afin de garantir des résultats fiables. Pour les groupes exposés à l’inflammation, nous prévoyons 10 % d’animaux en plus pour compenser une mortalité connue. Chaque type d’analyse nécessite une préparation spécifique, ce qui implique que les prélèvements d’un même animal ne peuvent pas être utilisés pour plusieurs analyses différentes.
Raffinement
Les mères et les souriceaux sont hébergés dans des cages enrichies en essuie-tout et avec cabane pour qu’elles puissent y faire leur nid. Les femelles ont d’excellentes qualités maternelles, ce qui constitue un bon choix pour minimiser le stress des souriceaux qui subiront la procédure d’injection, même si c’est un acte peu douloureux, réalisé sur animal vigile sans nécessité d’anesthésie. Durant toute la procédure d’injection, on surveillera quotidiennement la fréquence respiratoire, la recoloration des extrémités, et le tonus ; à distance de l’inflammation on réalisera une surveillance clinique bi-hebdomadaire pour observer une fluctuation importante du poids ou des troubles du comportement (isolement, agressivité). Une surveillance accrue des animaux en difficulté est mise en place mais si l’un des points limites est atteint, les animaux concernés seront euthanasiés pour éviter toute souffrance.
Choix des espèces
Le choix de la souris est pertinent d’un point de vue scientifique en termes de reproductibilité, des connaissances biologiques de l’espèce et du temps de reproduction. Ce modèle murin d’inflammation a déjà été utilisé par notre équipe pour étudier les voies impliquées dans la neuroinflammation. De plus, les souris utilisées présentent de nombreux avantages pour une étude développementale tels que la taille des portées, qui permet de réduire le nombre de femelles gestantes, ainsi que les qualités maternelles de la mère. Les animaux seront injectés avec une substance inflammatoire durant leur première semaine de vie afin de provoquer une inflammation cérébrale périnatale, puis étudiés à 2 stades de développement : 5ème et 10ème jour de vie et à 2 mois correspondant au stade adulte. L’étude permet d'étudier l’effet de la supplémentation en mélatonine sur le contexte inflammatoire qui perturbe le développement cérébral mais également les conséquences sur le comportement au stade adulte.
Etude du rôle des leukocytes dans un modèle de lésions cérébrales induites par la naissance prématurée chez la souris
- Recherche fondamentale
- Biologie du développement
- Oncologie
- Système nerveux
Des souriceaux reçoivent deux injections dans l'abdomen par jour pendant leurs quatre premiers jours de vie, puis une le cinquième, séparés de leur mère à chaque fois. 616 souris vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance sévère, toutes tuées à l'issue. Le porteur qualifie l'injection d'acte peu douloureux réalisé sans anesthésie, et indique dans le même document que ces injections tuent 5 à 10 % des souriceaux et provoquent déshydratation, retard de croissance et perte de poids, 10 % d'animaux supplémentaires étant prévus pour compenser cette mortalité. Les cerveaux sont prélevés au cinquième et au dixième jour de vie, les autres souris étant tuées à deux mois après des tests comportementaux sociaux que le résumé ne nomme pas.
Objectifs
La naissance prématurée est la première cause de mortalité et de handicap chez les enfants de moins de 5 ans. Les infections maternelles pendant la grossesse peuvent déclencher une réaction inflammatoire qui favorise l’accouchement prématuré et fragilise le cerveau du fœtus. Cette inflammation peut entraîner des lésions cérébrales, appelées encéphalopathie du prématuré, responsables de troubles du développement, notamment des difficultés sociales. Dans cette étude, nous cherchons à comprendre le rôle de certaines cellules immunitaires du cerveau (microglie) et de cellules immunitaires circulantes (neutrophiles) dans ces lésions et leurs conséquences à long terme. Pour cela, nous utilisons un modèle murin, qui reproduit la période de vulnérabilité cérébrale du troisième trimestre de grossesse chez l’humain. Nous provoquons une inflammation précoce et étudions l’impact de la présence ou de l’absence des neutrophiles sur le développement du cerveau et sur le comportement social ultérieur des animaux.
Bénéfices attendus
Grâce à ce modèle murin mimant un syndrome inflammatoire avec une atteinte cérébrale, nous évaluerons l’impact de la présence des cellules immunitaires circulantes dans le cerveau sur les autres types cellulaires réactifs à l’inflammation. Les répercussions sur le comportement social seront également étudiées. Les bénéfices attendus de ce projet sont une meilleure compréhension du rôle de ces cellules immunitaires dans la modulation de l’inflammation cérébrale au cours du développement. Ces résultats permettront de déterminer si leur présence favorise la résolution de l’inflammation ou, au contraire, en aggrave les conséquences. À terme, ces connaissances pourraient contribuer à identifier de nouvelles cibles thérapeutiques et à améliorer la prévention ou la prise en charge des troubles du neurodéveloppement et des pathologies associées à la neuroinflammation chez l’être humain.
Procédures
Les animaux seront soumis à des injections d’une substance induisant une inflammation au niveau de l’abdomen deux fois par jour sur animaux éveillés durant les 4 premiers jours de vie et une fois le 5ème jour de vie. A l’âge adulte, des tests comportementaux seront réalisés.
Impact sur les animaux
Les injections réalisées sur les souriceaux durant les 5 premiers jours de vie peuvent causer une douleur transitoire et locale. La séparation de leur mère le temps des injections peut causer un stress transitoire. Les injections de cette substance inflammatoire peut engendrer des signes de déshydratation, un retard de croissance, une perte de poids et un retard dans la pousse du pelage par rapport aux souris contrôles. Ces effets perdurent environ jusqu’à la fin de leur 2ème semaine de vie. Les injections en général peuvent également, mais rarement, entraîner une hémorragie abdominale interne chez les souriceaux, ou leur mort dans 5 à 10% des cas. Les retards de croissance et de pousse du pelage sont rattrapés au fur et à mesure après la 2ème semaine et ne sont plus visibles par la suite. A l’âge adulte, les animaux peuvent présenter une modification de leur comportement et des troubles de la respiration.
Devenir
Tous les animaux seront euthanasiés aux stades d’intérêt, à savoir au 5ème et 10ème jour de vie pour les analyses développementales du cerveau et à 2 mois pour les analyses comportementales chez l’adulte.
Remplacement
Pour comprendre l’inflammation du cerveau, ses conséquences et les moyens de la traiter, il est nécessaire d’étudier un organisme vivant complet. En effet, seule une approche chez l’animal permet de reproduire les interactions complexes du cerveau à différents stades du développement.
Réduction
Le nombre minimum de 6 animaux par groupe a été calculé à l’aide d’un logiciel spécialisé afin de garantir des résultats fiables. Pour les groupes exposés à l’inflammation, nous prévoyons 10 % d’animaux en plus pour compenser une mortalité connue. Chaque type d’analyse nécessite une préparation spécifique, ce qui implique que les prélèvements d’un même animal ne peuvent pas être utilisés pour plusieurs analyses différentes.
Raffinement
Les mères et les souriceaux sont hébergés dans des cages enrichies en essuie-tout et avec cabane pour qu’elles puissent y faire leur nid. Les femelles de la souche choisie ont d’excellentes qualités maternelles, ce qui constitue un bon choix pour minimiser le stress des souriceaux qui subiront la procédure d’injection, même si c’est un acte peu douloureux, réalisé sur animal vigile sans nécessité d’anesthésie. Le sevrage est effectué 21 jours après la naissance avec un maximum de 6 animaux par cage. À la phase aiguë, on surveillera la fréquence respiratoire, la recoloration des extrémités, et le tonus ; à distance de l’inflammation on réalisera une surveillance hebdomadaire pour observer une fluctuation importante du poids ou des troubles du comportement (isolement, agressivité). Si l’un de ces points limites est atteint, les animaux concernés seront euthanasiés selon les méthodes réglementaires. À la fin de l’étude les animaux seront euthanasiés selon les méthodes réglementaires.
Choix des espèces
Le choix de la souris est pertinent d’un point de vue scientifique en termes de reproductibilité, des connaissances biologiques de l’espèce et du temps de reproduction. Ce modèle murin d’inflammation a déjà été utilisé par notre équipe pour étudier les voies impliquées dans la neuroinflammation. De plus, les souris utilisées présentent de nombreux avantages pour une étude développementale tels que la taille des portées, qui permet de réduire le nombre de femelles gestantes, ainsi que les qualités maternelles de la mère. Les animaux seront injectés avec une substance inflammatoire durant leur première semaine de vie afin de provoquer une inflammation cérébrale périnatale, puis étudiés à 2 stades de développement : 5ème et 10ème jour de vie et à 2 mois correspondant au stade adulte. L’étude permet d'étudier l’effet des cellules immunitaires circulantes infiltrées dans le cerveau sur le contexte inflammatoire qui perturbe le développement cérébral mais également les conséquences sur le comportement au stade adulte.
Développement d’une méthode utilisant les isotopes stables du carbone et de l’azote comme indicateur de l’efficacité alimentaire chez le bar et la dorade
- Recherche appliquée
- Alimentation animale
- Recherche fondamentale
- Biologie du développement
- Oncologie
Autres poissons : 100
Améliorer l'efficacité alimentaire des élevages de bars et de dorades, pour abaisser le coût de l'aliment et les rejets des fermes aquacoles : 200 poissons vont être utilisés dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger, tous tués à l'issue. Chacun subit trois prélèvements d'un bout de nageoire et d'écailles sous anesthésie, aux mois 0, 1 et 3, après avoir été identifié par une puce. Le porteur indique que les zones prélevées se régénèrent en moins de deux semaines, et qu'aucun poisson ne peut être relâché, leurs fonds génétiques restreints l'interdisant. Il affirme qu'un caractère aussi complexe que l'efficacité alimentaire mesurée individu par individu n'a "pas d'alternative" non animale disponible.
Objectifs
L’objectif du projet est de développer une méthode pour mesurer l’efficacité alimentaire ( le poids de nourriture ingéré divisé par le gain de poids ) d’un poisson d’aquaculture en utilisant des marqueurs naturellement présents dans les aliments. Pour cela, le projet combine deux types de mesures : La quantité de nourriture mangée par chaque poisson, obtenue grâce à des vidéos de poissons élevés en petits groupes. La vitesse à laquelle ces marqueurs passent de l’aliment au poisson. L’analyse vidéo permettra de savoir précisément combien chaque poisson mange. En y ajoutant la mesure de sa croissance, on pourra calculer son efficacité alimentaire individuelle. Avant l’expérience, les poissons seront habitués à un aliment A. Pendant l’évaluation, ils recevront un aliment B. Ces deux aliments auront des compositions différentes (par exemple des proportions différentes d’huile ou de farine de poisson), ce qui leur donnera des signatures distinctes pour les marqueurs étudiés. Ces signatures seront ensuite mesurées dans différents tissus des poissons, comme les écailles ou les nageoires, grâce à une technique d’analyse spécialisée. Enfin, on vérifiera s’il existe un lien entre la manière dont chaque poisson absorbe ces marqueurs et sa capacité à utiliser efficacement la nourriture.
Bénéfices attendus
Cette nouvelle méthode pour évaluer l’efficacité alimentaire, basée sur l’analyse de la façon dont les poissons absorbent certains marqueurs naturels présents dans l’aliment, permettra d’estimer facilement les performances individuelles de plusieurs milliers de poissons élevés en groupe. Grâce à un simple changement d’aliment et à un prélèvement léger de tissu (comme des écailles ou une nageoire), il sera possible de mesurer l’efficacité alimentaire des bars et des dorades. Cette approche rendra plus simple et plus pratique la sélection des poissons qui utilisent le mieux leur nourriture. Ainsi, il deviendra possible de mettre en place une sélection ciblée dans une ferme pour choisir les animaux les plus performants et améliorer ce caractère sur le plan génétique. Améliorer l’efficacité alimentaire apporte à la fois des avantages économiques (réduction du coût de l’alimentation) et des bénéfices environnementaux (moins de rejets dans le milieu naturel).
Procédures
Pour réaliser ce projet, les animaux seront prélevés à trois reprises d'un bout de nageoire et d'écailles. Chacun de ces prélèvements prend moins d'une minute et sera réalisé sous anesthésie.
Impact sur les animaux
Le projet n'implique qu'une procédure légère. Les petites blessures causées par les prélèvements d’écailles ou de fragments de nageoires guérissent rapidement. En quelques semaines, les poissons régénèrent entièrement les zones prélevées. Les prélèvements répétés sur les nageoires n’ont pas d’effet négatif sur leur façon de nager. Les prélèvements de nageoires sont réalisés avec un emporte-pièce de petite taille (3 mm de diamètre), ce qui permet une repousse complète du tissu en moins de deux semaines. Ces prélèvements auront lieu aux mois 0, 1 et 3. Enfin, chaque poisson sera identifié grâce à une petite puce d’identification, ce qui permettra de suivre ses performances individuelles tout au long de l’étude.
Devenir
Tous les poissons seront euthanasiés à l'issue de la procédure. La réutilisation et le replacement de ces individus n'est pas possible. Leurs fonds génétiques restreints ne permettent pas de les relacher dans le milieu naturel.
Remplacement
Ce type d'expérimentation, où la variation observée et recherchée est liée à l'individu, ne peut se faire que sur animaux vivants. Il n'y a donc pas de remplacement possible. La mesure de l'efficacité alimentaire (ingéré/gain de poids) est un caractère complexe mettant en jeu une multitude de mécanismes comme la capacité à assimiler les nutriments, le métabolisme énergétique, l'activité de nage des poissons, la microflore intestinale. Ce caractère complexe étudié au niveau individuel n'a pas d'alternative non animale disponible du fait de ses nombreuses composantes et des variabilités individuelles qu'explore l'étude.
Réduction
Les effectifs ont été calculés à partir de données d’expérimentations précédentes sur le bar pour assurer une puissance de détection suffisante des effets escomptés. Les modèles linéaires qui serviront à analyser les données de corrélation entre l'efficacité alimentaire individuelle et la signature isotopique des tissus prélevés seront réalisés à partir d'un logiciel de statistique.
Raffinement
Pour limiter la souffrance et l'angoisse des animaux, toutes les mesures individuelles et tous les prélèvements seront effectués sous anesthésie profonde. Les prélèvements de nageoire et d'écailles seront réalisés à chaque fois à une localisation différente. Tout au long de l'expérimentation, les poissons seront hebergés entre congénères et seront surveillés quotidiennement.
Choix des espèces
Le bar et la dorade sont deux espèces majeures en aquaculture et pour lesquels la question de l'efficacité alimentaire se pose avec un vif intérêt. Ces élevages consomment aujourd'hui, à quantité de production égale, près de deux fois plus d'aliments qu'un élevage de truite ou de saumon. Les animaux seront au stade juvénile (entre 50 et 200g de poids moyen) pour pouvoir mesurer des croissances significatives.
Étude du contrôle moléculaire du développement des vaisseaux lymphatiques et de leurs fonctions chez la souris
- Recherche fondamentale
- Biologie du développement
- Oncologie
- Système cardiaque
- Système immunitaire
- Système nerveux
Modifiées génétiquement pour rendre leurs vaisseaux lymphatiques visibles et pour permettre d'éteindre certains gènes au moment voulu, 1 846 souris vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Elles reçoivent d'une à quinze injections en étant vigiles, des instillations dans le nez, et une à deux injections après incision de la peau sous anesthésie. Le projet vise à décrire comment se met en place, après la naissance, le réseau lymphatique qui draine le cerveau. Toutes sont tuées à l'issue, le porteur précisant que l'irritation liée aux incisions dure les deux heures qui séparent le réveil de la mise à mort.
Objectifs
Les vaisseaux lymphatiques ont pour fonction le nettoyage des tissus en drainant les fluides et les déchets dans les différents organes. Ils participent aussi à la réponse immunitaire. Nous nous intéresserons aux vaisseaux lymphatiques autour du système nerveux central. Ils sont capables de drainer les débris, les antigènes cérébraux et le liquide céphalorachidien. Leur implication a été démontrée dans de nombreux modèles de pathologies neurologiques. Ce réseau se développe après la naissance chez la souris et est à l’heure actuelle peu étudiée. Nos objectifs sont d'étudier le développement postnatal des vaisseaux lymphatiques drainant le cerveau et d'identifier les mécanismes qui contrôlent leur fonction.
Bénéfices attendus
Ce projet permettra de caractériser la mise en place des vaisseaux lymphatiques et leur fonction. Les mécanismes biologiques seront caractérisés dans le but développer des outils moléculaires capable de moduler les différentes fonctions des vaisseaux lymphatiques méningés et de la réponse immunitaire. À long terme, les informations recueillies grâce à ce projet pourraient contribuer au développement de nouvelles thérapies pour les troubles neurologiques.
Procédures
Injections de molécules sur souris vigiles : entre 1-15 injections, durée geste: entre 1 et 10 min. Incisions cutanées et injections sous anesthésie : 1-2 injections, durée geste: entre 10 et 15 min
Impact sur les animaux
L'anesthésie, les instillations intranasales et les injections de modulateurs et de traceurs peuvent provoquer une légère douleur et un certain stress au moment de leur administration. Les incisions cutanées peuvent entraîner une irritation modérée pendant les deux heures séparant le réveil de l'anesthésie de la mise à mort des animaux.
Devenir
Tous les animaux seront mis à mort à l'issue de chaque procédure afin de réaliser des études des vaisseaux lymphatiques méningés et du cerveau des animaux.
Remplacement
Les médiateurs de croissance des vaisseaux lymphatiques que nous caractériserons dans ce projet ont été sélectionnés parmi un ensemble de médiateurs candidats en fonction de leur capacité à moduler de manière reproductible la migration des cellules endothéliales lymphatiques in vitro. Afin d'étudier leur rôle spécifique dans le drainage lymphatique cérébral et leur potentiel thérapeutique, le recours à des modèles animaux est indispensable. Cependant, à chaque fois que ce sera possible, l’étude des mécanismes moléculaires identifiés in vivo sera approfondie sur des cellules lymphatiques in vitro.
Réduction
Le nombre d’animaux a été réduit au maximum. La taille des échantillons permettant une analyse statistique efficace des résultats a été déterminée à partir de données collectées au cours d’expériences précédentes, ainsi que par utilisation de tests statistiques adaptés.
Raffinement
Les souris sont maintenus dans des groupes de plusieurs individus dans un environnement enrichie. Ils sont anesthésiées pour toute intervention. Nous avons défini une grille de score avec des points limites adaptés. En cas d'une altération modérée ne répondant aux critères de mise-à-mort, les soins à apporter seront définis avec la personne responsable du bien-être animal. Pour les incisions cutanées, les souris sont maintenues sur un tapis chauffant thermostatée. Du gel ophtalmique est appliqué sur les yeux pour éviter l’assèchement. Les souriceaux seront placés dans une chambre de réveil chauffée et hydratée afin de faciliter leur rétablissement post-opératoire.
Choix des espèces
Notre objectif est d'identifier les mécanismes moléculaires du remodelage et de fonction lymphatiques. Le modèle animal est donc indispensable à notre recherche. L’existence de modèles génétiques permettant de visualiser les vaisseaux lymphatiques et d’inactiver de manière temporelle et spatiale des gènes d'intérêt fait de la souris le modèle de choix pour décrypter les mécanismes contrôlant les différentes fonctions des vaisseaux lymphatiques. Les souris seront analysées à différents jours après la naissance et chez l’adulte pour étudier les effets de nos gènes d’intérêt et/ou des agents activant ou bloquant les voies de signalisation impliquées dans la mise en place et le maintien du réseau vaisseaux lymphatiques.
Impact de l’activation immunitaire maternelle sur les infections congénitales par le cytomégalovirus – MODIFICATION
- Recherche fondamentale
- Biologie du développement
- Oncologie
- Système nerveux
Une injection chez la rate gestante, un prélèvement de sang trois heures plus tard, puis une opération de trente à quarante-cinq minutes sous anesthésie générale pour atteindre les embryons et injecter le cytomégalovirus dans leur cerveau. Les ratons naissent, sont tatoués aux pattes le premier jour, pesés et testés chaque jour pendant deux semaines par le réflexe de retournement et celui d'éloignement du vide, le porteur ayant déjà observé chez eux des hyperextensions des membres et des crises d'épilepsie généralisées déclenchées par la manipulation. Vers le trentième jour, certains reçoivent une électrode implantée sous anesthésie et sont enregistrés trente minutes éveillés, d'autres passent à l'âge adulte des tests d'anxiété, de mémoire spatiale et de sociabilité. 1 828 rats sont concernés, dont 120 dans des procédures d'un niveau de souffrance sévère, les mères étant tuées faute de pouvoir être réutilisées et la descendance mise à mort pour analyses. L'ajout de deux traitements à étudier a fait passer l'effectif déclaré de 996 à 1 828 animaux.
Objectifs
Les infections congénitales à cytomegalovirus (CMV) concernent environ 1% des naissances et représentent une cause majeure de troubles du développement cérébral, pouvant notamment causer surdité, paralysie cérébrale, épilepsie, déficience intellectuelle, etc. Une influence sur la survenue ultérieure d'autisme ou de schizophrénie a aussi été évoquée. En dépit de leur fréquence et de leurs conséquences médicales et socio-économiques, les mécanismes des troubles neurologiques liés aux infections congénitales au CMV restent peu étudiés et mal connus. Ainsi, les options préventives et thérapeutiques restent limitées. L’étude de modèles animaux pertinents, notamment chez le rongeur, et utilisant les CMVs spécifiques de ces espèces, représente une approche indispensable pour appréhender ces mécanismes évolutifs, liés aux développements respectifs du système immunitaire cérébral et des réseaux neuronaux, et à leurs interactions réciproques, dans un contexte ou gestation et statut immunitaire maternel doivent aussi être pris en compte. L'objectif principal de ce projet est d'explorer chez le rat l'impact de l’immunité maternelle sur les conséquences de l'infection du cerveau en développement par le CMV, à différents niveaux d’analyse : aux niveaux moléculaire et cellulaire, au niveau des conséquences neurologiques pendant la période postnatale précoce, et à plus long terme sur la cognition, le comportement et la survenue d'activités épileptiques. MODIFICATION : L’étude de deux traitements supplémentaires nécessite une modification du projet initial, avec l’ajout de 832 animaux.
Bénéfices attendus
Les infections congénitales à cytomegalovirus (CMV) concernent environ 1% des naissances et représentent une cause majeure de troubles du développement cérébral, avec des conséquences médicales sévères et un impact socio-économique important. Cependant, les mécanismes restent mal compris et peu abordés, et l'impact à long terme notamment reste mal connu. De ce point de vue, notre projet doit apporter des informations importantes pour apprécier ces conséquences, tout en ouvrant la possibilité de les prévenir en ciblant des altérations précoces du cerveau en développement.
Procédures
Une injection périphérique est pratiquée chez des femelles gestantes puis un prélèvement sanguin est réalisé 3h après l’injection. Après plusieurs jours de récupération, les mêmes femelles sont opérées sous anesthésie générale, afin d’accéder aux embryons et d’injecter le CMV dans les cerveaux embryonnaires. Dépendant du nombre d’embryons, la chirurgie dure de 30 à 45 minutes ; le muscle et la peau sont suturés. Au premier jour postnatal, les ratons d’une même portée sont tatoués au niveau des pattes avant et/ou arrière, et suivis quotidiennement pendant les deux premières semaines de vie (mesures de masse corporelle, réalisation de tests sensorimoteurs (test du réflexe de retournement lorsque l’animal est placé sur le dos, test du réflexe d’éloignement du vide lorsque la tête de l’animal est dans le vide, l’animal étant posé sur une plateforme élevée d’environ 8 cm), observation de la survenue de crises généralisées d’épilepsie) ; chaque session de tests dure environ 2-3 minutes. Autour du 30e jour postnatal, une chirurgie sous anesthésie générale est réalisée sur certains animaux pour implanter une électrode permettant d’enregistrer les activités corticales précoces. Ces enregistrements sont réalisés chez l’animal éveillé pendant environ 30 minutes, puis sous anesthésie générale légère pendant au maximum 2 heures. Au stade adulte, d’autres animaux sont évalués au cours de test cognitifs et comportementaux non-invasifs, sans restriction d'eau ni de nourriture (anxiété, reconnaissance et mémoire spatiales, sociabilité). Des sessions d’entrainement sont réalisées afin de minimiser le stress. Une fois ces tests terminés, une chirurgie sous anesthésie générale est réalisée sur certains animaux pour implanter un système sans fil permettant d’enregistrer les activités corticales. Ces explorations fonctionnelles (durée 72h) sont réalisées une semaine après la chirurgie chez l’animal vigile en activité dans sa cage. MODIFICATION : Deux traitements supplémentaires visant à éliminer un type cellulaire précis dans les cerveaux en développement sont pratiqués mais ils ne modifient pas les nuisances décrites ci-dessus : d’une part, un composé ajouté à la nourriture est administré pendant 4 jours consécutifs aux femelles gestantes ; d’autre part un composé est mélangé au CMV pour injection dans les cerveaux embryonnaires.
Impact sur les animaux
Le composé injecté aux femelles gestantes peut déclencher une réaction transitoire (hyperthermie, hypoactivité, et hypophagie) qui se normalise après 24h. Un prélèvement sanguin est réalisé à 3h post-injection. Après plusieurs jours de récupération, ces mêmes femelles sont opérées sous anesthésie générale pour accéder aux embryons et réaliser des injections dans les cerveaux embryonnaires. L'anesthésie des femelles gestantes peut engendrer des dépressions respiratoires, une hypothermie, une déshydratation. La chirurgie elle-même peut engendrer de rares et faibles hémorragies vaginales, des avortements partiels, une inactivité, une perte de poids, une inflammation des sutures. Les femelles gestantes sont isolées lors de la période post-opératoire jusqu’à la mise bas. Leur bien-être après chirurgie est évalué quotidiennement par des mesures de paramètres cliniques, comportementaux ou biologiques. La majorité des femelles gestantes (>97%) récupèrent très bien après la chirurgie et la gestation se poursuit jusqu’à la mise bas. Chez les ratons nés après l’infection cérébrale au CMV in utero, un ensemble de phénotypes est attendu. Leur suivi quotidien au cours des deux premières semaines de vie postnatale a mis en évidence la survenue : d'hyperextension des membres inférieurs ; de crises d'épilepsie généralisées tonico-cloniques déclenchées par la manipulation ; d’un défaut de développement de réflexes sensorimoteurs évalués par le test d'éloignement du vide et le test de retournement. A plus long terme, nous anticipons des altérations fonctionnelles et comportementales chez les rats infectés par le CMV in utero, e.g. des activités épileptiques spontanées, des troubles du cycle veille/sommeil, des troubles cognitifs (mémoire spatiale) et des troubles de la sociabilité, mais cela doit être exploré et validé.
Devenir
Les femelles sont euthanasiés car elles ne peuvent pas être réutilisées. La descendance est mise à mort pour analyses post mortem.
Remplacement
Les mécanismes neuropathologiques des infections congénitales par le CMV reposent sur des interactions développementales multiples, entre la dynamique de l'infection virale elle-même, celle des réseaux neuronaux, et celle du système immunitaire cérébral, ceci dans un contexte de grossesse et d'un statut immunitaire maternel modifié. Il est évident que la plupart de ces évènements, leur évolution, ainsi que leur complexité et leurs relations réciproques, ainsi que leurs conséquences à long terme comme envisagé dans le projet, ne peuvent être modélisés in vitro y compris en utilisant des cérébroïdes, et encore moins in silico. Cette constatation est évidente pour les études cognitives et comportementales. Une partie de nos expériences d'enregistrements des activités épileptiques sera réalisée in vitro (coupes cérébrales), afin de réduire l’expérimentation sur l’animal vivant.
Réduction
Nous avons basé le nombre minimal d'animaux nécessaires sur la base de nos résultats antérieurs, et sur des calculs classiques de puissance statistique pour les tests les plus usuels. Nous optimisons la réduction des animaux utilisés de plusieurs manières : - chaque gestation et tous les embryons injectés in utero sont utilisés. - par ailleurs, le principe de réduction sera appliqué, car un animal jeune adulte passera à la fois les tests cognitifs et comportementaux, puis les enregistrements EEG ; les tissus cérébraux étant prélevés à l'issue de ces analyses. Ceci aura de plus l'avantage de permettre d'établir d'éventuelles corrélations entre plusieurs anomalies chez les mêmes animaux ayant passé l'ensemble des tests.
Raffinement
Le bien-être des animaux est évalué par des mesures de paramètres cliniques, comportementaux ou biologiques adaptés, y compris les weekends et jours fériés, qui sont consignées dans un registre (avec une fiche de suivi post-opératoire pour les femelles gestantes, qui permet d'établir un score, et une fiche de suivi des cohortes de ratons injectés au CMV). Chaque rate et sa portée est hébergée dans une cage avec nourriture et eau à volonté. L’environnement est enrichi avec des matériaux souples (papier foisonnant, litière en carrés de cellulose vierge) et un tunnel en carton permettant la confection d’un nid. Les femelles gestantes subissent une intervention chirurgicale réalisée sous anesthésie générale, sur un tapis chauffant. Le rythme respiratoire des animaux est surveillé en permanence, et une injection intra-péritonéale de sérum physiologique est réalisée en fin d’intervention. Après leur réveil, les femelles sont placées sur un tapis chauffant pendant au moins 30 minutes. Un suivi post-chirurgical est réalisé : surveillance de la cicatrisation (nettoyage de la plaie et nouvelles sutures si détérioration), d’absence d'hémorragie vaginale, de la mise bas (euthanasie si retard de la mise bas supérieur à 24h), de la perte de poids (euthanasie si > à 20%), de l'hypothermie (froid au touché), des signes de douleur (prostration, agressivité, absence de réaction aux stimuli). En fonction du score obtenu, une injection d'analgésique ou d’anti-inflammatoire peut être pratiquée. Les ratons sont également suivis avec notamment une surveillance de leur état général et de leur prise de poids, et de l’apparition des phénotypes caractéristiques de notre modèle. Ces mesures sont quotidiennes pendant les 2 premières semaines postnatales. Au delà, seul le poids sera mesuré, d’abord quotidiennement jusqu’au 20e jour postnatal, puis 1 fois par semaine jusqu’au sevrage (au 30e jour postnatal). Ensuite, les animaux seront regroupés par sexe à 2-3 individus par cage dans un environnement enrichi (rouleaux de papier foisonnant et tunnel en carton). Le poids sera suivi une fois par semaine. Au stade adulte, les tests comportementaux seront effectués, ils seront précédés de plusieurs sessions d’habituation pour minimiser les effets du stress.
Choix des espèces
Les animaux que nous utilisons, en l'occurrence les rats, sont des rongeurs de petite taille et d’élevage facile, avec une gestation d'une durée adaptée aux exigences des travaux de recherche. Ils possèdent un système nerveux central dont le développement présente de nombreuses similitudes avec celui du système nerveux humain, et dont l’organisation, certes simplifiée, est cependant suffisamment complexe pour être représentative. D'une manière générale, ils constituent des modèles de choix pour l’étude des mécanismes pathologiques du développement cérébral. Le rat est particulièrement adapté à des études électrophysiologiques, cognitives et comportementales. Dans le projet présenté ici, le choix de l'espèce est aussi orienté par l'utilisation d'une souche de cytomégalovirus de rat recombinante, car les cytomégalovirus, y compris ceux de rat, sont spécifiques d'espèce. Les rates gestantes seront âgées d'environ 10 semaines à 6 mois. Les infections in utero seront réalisées au début du dernier tiers de gestation, ce stade d'infection tenant compte de l'état de développement cérébral, d'impératifs méthodologiques, et conduisant à reproduire les conséquences neurologiques postnatales rappelant la pathologie humaine modélisée ici. L’étude des activités épileptiformes in vitro sera réalisée autour du 15e jour postnatal, période classique où le cerveau immature, correspondant à la période néonatale chez l'homme, présente une plus forte susceptibilité aux activités épileptiques. Les enregistrements des activités corticales précoces seront réalisés autour du 30e jour postnatal, une période classiquement utilisée pour ce type d’enregistrements. La recherche d'effets à plus long terme du CMV sera réalisée chez des jeunes rats (40e jour postnatal et au delà), permettant la réalisation efficace de tests cognitifs et comportementaux, ainsi que des enregistrements électro-encéphalographiques sur plusieurs jours consécutifs.
Mise en évidence de gènes clés dans la réplication du parasite responsable du paludisme.
- Recherche appliquée
- Maladies infectieuses
- Recherche fondamentale
- Biologie du développement
- Oncologie
Rats : 150
Injectés vigiles avec des globules rouges parasités, 2 822 souris et 150 rats sont ensuite piqués à la queue chaque jour pendant environ huit jours pour un prélèvement d'une goutte de sang, dans des procédures d'un niveau de souffrance léger à modéré. Le porteur annonce une parasitémie faible et aucun signe clinique attendu, tout en indiquant que le paludisme cérébral peut provoquer des mouvements désordonnés, une paralysie partielle puis un coma irréversible. L'objectif déclaré est d'identifier les gènes qui commandent la multiplication du parasite, une centaine de gènes pouvant désormais être modifiés en une seule expérience. Tous sont tués à la fin de la procédure, leur sang étant prélevé après la mort pour récupérer les parasites.
Objectifs
Malgré de nombreux efforts depuis des décennies, le paludisme reste un problème de santé majeur dans le monde. Il touche environ 100 pays, et 40 % de la population mondiale vit dans des zones à risque. En 2020, on a recensé 241 millions de cas, entraînant 627 000 décès, principalement chez les enfants de moins de 5 ans. Le paludisme est causé par un parasite appelé Plasmodium, qui a besoin de deux hôtes pour survivre : un moustique du genre Anopheles et l’être humain, dans le cas du paludisme humain. Chez ce dernier, le parasite se multiplie dans les globules rouges, provoquant les symptômes de la maladie. Bien qu’il existe des médicaments, leur efficacité diminue à cause de l’apparition de résistances. Il est donc crucial de mieux comprendre ce parasite pour développer de nouveaux traitements. Notre projet vise à étudier comment le parasite contrôle son cycle de vie et se développe dans les globules rouges. Nous cherchons à identifier les gènes clés impliqués dans sa multiplication. Pour cela, nous allons créer des parasites fluorescents, puis les modifier afin de bloquer l’expression de certains gènes. Cela nous permettra de comprendre leur rôle et d’identifier de nouvelles cibles pour lutter contre le paludisme. Nous utiliserons Plasmodium berghei, un parasite qui infecte les rongeurs. Il est très similaire à Plasmodium falciparum, le plus dangereux pour l’Homme. De plus, il permet de mener des expériences en laboratoire qui sont impossibles à réaliser avec Plasmodium falciparum. Grâce à une technique innovante de transformation des parasites, nous pourrons réduire drastiquement le nombre d’animaux nécessaires, tout en obtenant des résultats robustes qui permettront d’ouvrir de nouvelles voies de lutte contre cette maladie toujours aussi dramatique.
Bénéfices attendus
Les traitements actuels contre le paludisme ne sont plus assez efficaces, car les parasites deviennent de plus en plus résistants. Il est donc urgent de trouver de nouveaux médicaments pour éliminer cette maladie. Pour cela, il faut chercher des solutions innovantes et viser de nouvelles cibles afin de limiter l’apparition de résistances. Notre projet va aider à mieux comprendre la biologie du parasite responsable du paludisme, d’abord chez la souris, puis chez l’Homme.Cette meilleure compréhension pourrait permettre de découvrir de nouveaux moyens de lutter contre le paludisme, surtout dans les pays où la maladie est très présente et où les résistances augmentent.
Procédures
Dans chacune des procédures, les animaux seront infectés par injection de globules rouges parasités. Les animaux sont vigiles ; il s’agit d’une injection unique. Tout au long de l’infection, environ 8 jours, un prélèvement d'une goutte de sang au bout de la queue sera réalisé, de manière journalière. Cette procédure ne prend que quelques secondes, et correspond à un prélèvement identique à celui de la glycémie. Finalement, à la fin de chaque procédure, les animaux seront euthanasiés et un prélèvement total du sang sera fait de manière post-mortem. Au total, 2 822 souris et 150 rats seront injectés vigiles, monitorés par prélèvements sanguins et euthanasiés dans cette étude.
Impact sur les animaux
Les animaux subiront un léger stress lors de la contention ainsi qu’une légère douleur lors de l’injection ou du prélèvement d'une goutte de sang au bout de la queue, sur animaux vigiles. Lors de notre étude, nous atteindrons uniquement une faible parasitémie (correspondant au nombre de globules rouges infectés sur la totalité des globules rouges). À ce niveau-là, aucun signe clinique n’est à prévoir. Cependant, dans les cas rares de paludisme cérébral, la parasitémie reste faible, mais les souris peuvent développer des signes cliniques tels que : l’apparition de mouvements du corps désordonnés ou mal contrôlés, puis paralysie partielle allant jusqu’au coma irréversible.
Devenir
Tous les animaux sont euthanasiés à la fin des procédures, pour récupérer le sang contenant les parasites pour la suite des analyses in-vitro.
Remplacement
Plasmodium falciparum est le parasite responsable du paludisme le plus dangereux pour l’Homme. Pour bien comprendre comment il vit et se développe, il faudrait l’étudier directement dans un organisme vivant, mais cela est très difficile. Cependant, il existe un parasite très proche, Plasmodium berghei, qui infecte les rongeurs et que l’on peut étudier de manière in vivo. Cela permet de mieux comprendre le cycle de vie du parasite et donc de pouvoir lutter plus efficacement contre la maladie. Pour cette étude, nous ne pouvons pas remplacer complètement l’étude sur les rongeurs, mais nous faisons d’abord le plus d’expériences possibles en laboratoire pour limiter le nombre d’animaux utilisés.
Réduction
Pour limiter l’utilisation d’animaux dans nos recherches, nous avons mis en place une méthode innovante permettant d’étudier plusieurs gènes en une seule expérience. Plutôt que de tester un gène à la fois, nous pouvons désormais modifier une centaine de gènes en une seule étape, en infectant un seul groupe de souris, réduisant considérablement le nombre d’animaux nécessaires. De plus, Plasmodium berghei infecte systématiquement les rongeurs, ce qui nous permet d’optimiser nos expériences en utilisant le strict minimum d’animaux. Le nombre de rongeurs est calculé en fonction de la quantité de globules rouges infectés dont nous avons besoin pour nos analyses.
Raffinement
Avant l’expérimentation, durant toute la période d'acclimatation d'une durée d'une semaine minimum, les souris sont manipulées de manière journalière pour éviter un stress lors de l'expérience. Lors des expérimentations, les animaux seront manipulés et injectés le plus rapidement possible, de manière à les remettre avec leurs congénères rapidement, et ainsi éviter un trop grand stress d’isolement. Lors de notre étude, nous nous limiterons à de faibles taux de parasitémie. Cela nous permettra d’obtenir une quantité de parasites suffisante pour une étude robuste, tout en évitant l’apparition de signes cliniques chez l’animal. Les animaux seront monitorés de manière journalière, l'observation de leur comportement ainsi qu'un examen clinique sera retranscrit sur une grille de score, que nous avons établi préalablement, et qui permettra de s'assurer de leur bonne santé. Cette grille comporte des critères considérés comme points limites, s’ils sont atteints les animaux seront immédiatement euthanasiés, afin d'éviter toute souffrance animale
Choix des espèces
Les recherches sur Plasmodium falciparum nécessitent généralement des modèles animaux complexes, comme certains singes ou des souris génétiquement modifiées, qui sont rares, difficiles à élever et très coûteux. Grâce à un génome très proche de ce dernier, nous pouvons utiliser Plasmodium berghei, qui infecte naturellement les rongeurs, pour mieux comprendre le paludisme humain. De plus, ces parasites murins ne présentent aucun risque pour l’Homme et ne se transmettent entre rongeurs que par la piqûre de moustiques Anopheles, absents en France métropolitaine. Nous utilisons des souris et des rats âgés de 8 à 12 semaines, car à cet âge, ils sont assez développés pour fournir un volume de sang suffisant pour nos analyses, tout en restant en bonne santé pour supporter l’infection.