Biologie du développement
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Exposition maternelle à un mélange de contaminants alimentaires et effets sur la descendance-chez les lapines- Site N°1/2
- Recherche appliquée
- Troubles cardiaques
- Troubles endocriniens
- Troubles urogénitaux
- Recherche fondamentale
- Biologie du développement
- Oncologie
- Système endocrinien
476 lapins, femelles reproductrices et leur descendance, vont être utilisés, tous tués à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger à modéré. Les lapines sont exposées par voie orale pendant la gestation à un mélange de contaminants alimentaires, avec suivi par prises de sang et échographies, tandis que la descendance subit des tests de tolérance au glucose, des mesures de composition corporelle et des collectes de sperme. Adultes et petits sont tués à différents âges, dès quatre jours pour certains, afin d'analyser organes et tissus. Le porteur affirme le recours à l'animal "indispensable" pour étudier les effets d'une exposition maternelle sur toute une vie.
Objectifs
La population générale est exposée à de nombreux contaminants alimentaires qui entrent dans la composition d’un grand nombre de produits de consommation courante. La population, dont les femmes enceintes, est exposée quotidiennement à ce mélange de substances par ingestion, inhalation et/ou voie cutanée. Or, cette exposition représente un risque élevé pour la santé de la mère et de sa descendance. Ce risque est mal caractérisé car les études prennent rarement en compte les effets d’une exposition multiple à plusieurs contaminants (effet cocktail). De plus, le pas de temps entre les générations humaines est trop long pour permettre d’identifier les risques de pathologies développés à l’âge adulte. Il apparait donc nécessaire d’utiliser un modèle animal pour explorer ces effets qui peuvent être spécifiques au sexe de la descendance. Les objectifs du projet sont d'évaluer les effets de l’ingestion maternelle d’un mélange de contaminants alimentaires, fréquemment retrouvé dans les prélèvements humains et suspecté d'affecter le poids placentaire et le poids du nouveau-né chez l’humain. Ces effets seront étudiés, chez des lapines, sur le développement et la croissance du fœtus au cours de la gestation, la fonction du placenta, la santé de la descendance en termes de maladies cardiovasculaires, d’obésité, de diabète et de troubles de la fertilité.
Bénéfices attendus
Ce projet permettra une meilleure compréhension des effets d'un mélange de contaminants alimentaires sur la santé des mères et de leurs enfants en termes de maladies cardiovasculaires, d’obésité, de diabète et de troubles de la reproduction/fertilité. Les résultats obtenus aideront au suivi clinique des enfants dont les mères ont été exposées à ce cocktail de contaminants au cours de la conception, la grossesse et l’allaitement maternel. De plus, ce projet va générer des informations sur la toxicité de l'exposition des mères aux contaminants alimentaires et sur leurs effets sur la descendance, ce qui représente un défi pour les autorités publiques en termes de recommandations et d'évaluation des risques, pour les femmes enceintes, les nourrissons, les enfants et les adultes.
Procédures
1ère étape sur le lot N°1 de 24 animaux : Sur 10 animaux, collecte de sang pour évaluer le niveau de base des contaminants chez les animaux. 15 jours après, injection du mélange de contaminants alimentaires sous anesthésie locale (12 animaux) ou exposition orale aux contaminants alimentaires (12 animaux), prises de sang sous anesthésie locale de 3 min sur animaux vigiles (3 prélèvements maximum par animal). 2nde étape sur le lot N°2 de 40 animaux : exposition orale aux contaminants alimentaires (une fois par jour) pendant 90 jours, prises de sang de 3 min sur animaux vigiles (une fois sur 10 animaux contrôles et 10 exposées), suivi échographique de la gestation à 4 stades de gestation sur des animaux vigiles, 40 min maximum d’échographie par session, 4 sessions par animal à une semaine d’intervalle. 3ème étape sur le lot N°3: exposition orale aux contaminants alimentaires de 40 animaux, une exposition par jour pendant 120 jours. Sur les descendants, 20 mâles et 20 femelles par groupe : - prises de sang avec anesthésie locale sur animaux vigiles à 5 et 8 mois (durée 3 min par prélèvement) - mesure de la pression artèrielle à 5 et 8 mois sur animaux vigiles (durée totale par stade 30 min) - test de tolérance au glucose pour rechercher le développement d’un éventuel diabète sur animaux vigiles (prise de sang à 6 temps différents, durée quelques secondes car pose d’un cathéter pour une durée de 120 min pour ne pas avoir à réintroduire une aiguille) - mesure de la répartition de la masse maigre, masse grasse et densité osseuse à 7 mois (acquisition d’images sur animaux anesthésiés pendant 15 min) - collecte de sperme à 6, 7 et 8 mois Sur les descendants, 10 mâles et 10 femelles par groupe : Mise à la reproduction des descendants âgés de 9 mois, suivi échographique de la gestation à 4 stades de gestation sur des animaux vigiles, 40 min maximum d’échographie par session, 4 sessions par animal à une semaine d’intervalle.et évaluation des effets sur les ovaires et testicules de la seconde génération.
Impact sur les animaux
- Risques de stress liés à la manipulation pour l’exposition par voie orale ou à la contention pour les prélèvements de sang et les approches physiologiques - Le sevrage peut être une étape délicate chez le lapin car il peut parfois causer un risque de diarrhée - Une douleur peut apparaître au point de prélèvement de sang
Devenir
-Mise à mort des animaux adultes afin de collecter un important volume de sang, ce qui est nécessaire pour mettre les dosages des contaminants et de leurs dérivés -Mise à mort des femelles non gestantes et des femelles après sevrage des descendants. Etape nécessaire pour évaluer les effets des contaminants sur les différents tissus par des approches d’histologie et de biologie moléculaire. -Mise à mort des animaux en fin de gestation : cette étape est nécessaire pour déterminer le poids des organes et conditionner les tissus pour de l’histologie et des approches de biologie moléculaire permettant de caractériser les effets des contaminants et de rechercher déjà à cette étape des signatures prédictives de certaines maladies développées à l’âge adulte. -Mise à mort des descendants à différents stades (4 jours, sevrage, 3 mois, 9 mois) : nécessaire pour suivre le développement des ovaires et des testicules et/ou l’apparition de troubles métaboliques mais aussi corréler des effets physiologiques observés chez l’animal aux données histologiques, aux profils en lipides et aux approches de biologie moléculaire.
Remplacement
Le recours à l’animal est indispensable puisqu'il s'agit d’étudier les effets de l’exposition maternelle aux contaminants sur la vie fœtale et au stade adulte. Il n'est donc pas possible de remplacer l’animal vivant par un modèle cellulaire ou une simulation informatique.
Réduction
- Pour étudier la distribution des contaminants dans le sang et les urines, le nombre d’animaux a été défini selon un modèle de distribution des contaminants décrit dans la littérature scientifique et qui permet de limiter le nombre d’animaux à chaque temps de collecte de sang. -,Les animaux adultes seront exposés pendant une période de 90 jours qui inclut la période gestationnelle. Comme les contaminants sont connus pour affecter la fertilité, 40 lapines seront mises en protocole afin d’obtenir 12 lapines gestantes par groupe et 96 animaux dans le groupe témoin et 96 animaux dans le groupe exposé au stade fœtal. Ces effectifs ont été déterminés en nous basant sur nos précédents protocoles et publications scientifiques. - Pour le suivi de la descendance après la naissance, sur les 96 descendants attendus par groupe et de manière à prendre en compte les effets sexe et à avoir des résultats scientifiques robustes : 5 mâles et 5 femelles/groupe seront mise à mort à 4 jours afin d’évaluer les effets sur le développement des ovaires et des testicules ; 10 mâles et 10 femelles/groupe seront euthanasiés au sevrage et à 3 mois afin d’évaluer les effets sur le développement des ovaires et des testicules. Ces effectifs ont été calculés afin d’obtenir des résultats robustes en histologie et en biologie moléculaire. - Pour l’étude de la fréquence cardiaque, la pression sanguine, la composition corporelle (masse maigre, masse grasse et densité osseuse), la qualité du sperme et la recherche d’un diabète, 20 mâles et 20 femelles/groupe seront suivis afin d’obtenir des résultats robustes prenant en compte le sexe. Parmi ces animaux, 10 mâles et 10 femelles/groupe seront euthanasiés à 9 mois pour une exploration de la fonction hépatique et gonadique. -, Pour calculer le taux de reproduction, 10 mâles et 10 femelles/groupe issus de lapines exposées ou non aux contaminants pendant la gestation et la lactation seront mis à la reproduction, il s’agit d’un nombre nécessaire et suffisant pour évaluer ce paramètre. - Tous les tissus maternels et de la descendance seront collectés et stockés afin de pouvoir être utilisés dans le projet lui-même mais aussi ultérieurement dans d’autres projets collaboratifs.
Raffinement
- Les cages d’hébergement des animaux seront enrichies avec une chaînette, des mobiles suspendus, une plateforme et des blocs à ronger composés de foin compressé. De plus, pour le confort de l’animal, les cages disposent de repose-pattes. Les animaux seront en cage individuelle mais les cages sont positionnées les unes à côté des autres ce qui permet aux animaux d’être en contact visuel et olfactif avec leurs congénères. Au moment de la reproduction et de l’élevage, les salles d’hébergement disposent de blocs de phéromones maternelles qui diminuent les sources de stress et apaisent les animaux. - L'état de santé des animaux sera surveillé tous les jours et tout au long de l'expérience, incluant le niveau d’activité, le comportement, la posture au repos, l’apparence (pelage), l’alimentation, les mouvements à la sollicitation. Si un animal présentait une altération de ces critères alors une évaluation de la douleur serait réalisée avec la grille dédiée à l’établissement d’un score. Selon le score, une analgésie serait mise en place. Si la douleur persistait, après concertation avec le vétérinaire, l’euthanasie pourrait être envisagée. - Une phase d’habituation à la manipulation, à l’exposition par voie orale et à la contention sera mise en place 4 semaines avant l’entrée en protocole des animaux. - Avant la mise à mort, les lapines gestantes seront pré-médiquées avec un analgésique de type morphinique qui traverse la barrière placentaire et qui assurera l’analgésie de la mère et des fœtus.
Choix des espèces
Pour ce projet, l’espèce lapin a été choisie pour plusieurs raisons : i/ son type de placentation est plus proche de celle de l’humain que celle des rongeurs ii/ sa taille permet de réaliser un suivi de la gestation en utilisant des appareils d’échographie utilisés en clinique humaine iii/ il n’est pas nécessaire d’anesthésier les lapines pour réaliser les échographies iv/ cette espèce est pertinente pour étudier la toxicité sur le développement du fœtus et offre la possibilité d'évaluer les effets à long terme v/ le lapin est une espèce plus appropriée pour suivre la distribution des contaminants car, chez le lapin comme chez l’humain, l'élimination urinaire prédomine vi/ cette espèce est pertinente car la production d’hormones par les ovaires et testicules pendant la vie fœtale est similaire à celle de l'homme. Stades de développement choisi : - Animaux adultes : nécessaire à l’étude de la distribution des contaminants dans le sang et les urines mais également à l’exposition des femelles pour évaluer les effets sur la santé des descendants aux stades de développement décrits ci-dessous - Stade fœtal (28 jours de gestation) : nécessaire pour étudier les effets des contaminants sur la croissance et le développement fœto-placentaire, les paramètres biochimiques, la biologie moléculaire de différents tissus, dont le placenta, ceci afin de relier la santé des fœtus à la santé à l’âge adulte. - Stade de la naissance au sevrage et à l’âge de 3 mois : nécessaire à l’étude des effets de l’exposition sur le développement de l’ovaire et du testicule. - De l’âge de 5 à 9 mois : nécessaire pour évaluer si l’exposition des mères aux contaminants alimentaires au cours de la gestation et de la lactation altère la santé de la descendance et augmente le risque de troubles cardio-métaboliques (augmentation du risque d’obésité, de diabète, de maladies cardiovasculaires, composition corporelle) et de la fertilité.
Rôle des cellules immunitaires des méninges dans le développement et la physiopathologie du Système Nerveux Central chez la souris
- Recherche fondamentale
- Biologie du développement
- Oncologie
- Système immunitaire
- Système nerveux
11 232 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant des niveaux de souffrance allant de léger à sévère, une partie sous anesthésie sans réveil. Adultes et nouveau-nés reçoivent des injections sous-cutanées, intra-péritonéales ou intracérébrales de vecteurs viraux, certains souriceaux subissant une imagerie sous anesthésie dont ils ne se réveillent pas, pour étudier le rôle des cellules immunitaires des méninges dans le développement du cerveau. Le porteur mentionne des études comportementales vers trente jours sans en préciser la nature. Il affirme qu'on "ne peut pas se passer" du modèle animal, tout en évoquant des cultures de neurosphères qui pourraient réduire le nombre de souris.
Objectifs
La surface du système nerveux central (SNC) est protégée par des membranes : les méninges. La découverte récente de la diversité des populations immunes y résidant et leur capacité à interagir avec le cerveau (influence sur le comportement, migraine, méningites, sclérose en plaque, …) ouvre de nouvelles perspectives en termes de recherche fondamentale et thérapeutique. Les cellules immunitaires les plus représentées dans les méninges sont les macrophages. D’autre part les méninges pénètrent profondément dans le cerveau entre les sous structures majeures du cerveau dont l’hippocampe, le siège de la neurogénèse. Dans ce contexte, mon projet a plusieurs objectifs : -1 : étude de l’implication des Macrophages Méningés (MM) et autres cellules immunitaires méningées au cours de la neurogénèse cérébrale physiologique- 2 : étude de leur implication dans la coordination de la croissance cerveau/crâne (rôle d’interface très important) -3 : étude de leur implication dans les troubles cognitifs postnataux dus à une inflammation au cours du développement cérébral (correspondante au troisième trimestre de gestation chez l’homme). Notre première stratégie sera de supprimer les macrophages méningés (MM) : soit par injection sous cutanée locale dde drogue dans des souris de type sauvage (déplétion chimique) ; soit par une approche génétique utilisant différents modèles de souris transgéniques. La seconde stratégie sera d’inactiver localement les gènes trophiques exprimés spécifiquement par les macrophages. Ces deux stratégies seront réalisées d’une part chez des souris adultes stimulées par activité physique, et d’autre part à des stades développementaux clés dans la maturation du système nerveux central. Nous évaluerons les conséquences de l’absence ou du dysfonctionnement des macrophages sur la neurogenèse cérébrale et le comportement.
Bénéfices attendus
L’objectif de ce travail est de comprendre comment les cellules immunitaires des méninges interagissent avec le développement du cerveau. Du fait de la complexité des interactions cellulaires ainsi que du rôle de la vascularisation dans ce procédé (pour l’apport des cellules immunes), il n’est pas possible de se passer d’un modèle animal, et les études in vitro et in silico, bien qu’intéressantes, ne suffiront pas à comprendre la réponse immune du système nerveux central (SNC) dans son ensemble. L’organisation physique des tissus entre eux est cruciale et ne peut pas être modélisée in vitro. Les retombées de ces recherches au niveau fondamental mais aussi appliqué (découverte de thérapies ciblant les maladies inflammatoires et neurodégénératives) pour l’Homme constituent une justification éthique importante pour faire valoir notre projet impliquant des expériences sur animaux in vivo. Concrètement, nous espérons que ce projet nous apportera les bénéfices suivants : - A court/moyen terme, une meilleure compréhension du rôle physiologique des macrophages méningés (MM) dans 1) le neurodéveloppement, 2) la formation biomécanique du crâne et des méninges, 3) le comportement. - A moyen/long terme : permettre l’identification de candidats exprimés/sécrétés par les macrophages méningés (MM) impliqués dans la neurogénèse afin de pouvoir développer des stratégies thérapeutiques originales et innovantes basées sur la régulation des MM dans les troubles neurodéveloppementaux ou dans des maladies neurodégénératives.
Procédures
Les animaux seront soumis à des injections sous cutanées, intrapéritonéales, de molécules non toxiques à des volumes et des doses en accord avec l'âge et le poids des souris. Une minorité d’animaux seront soumis à des injection intracérébrales. Chez les adultes de 6 à 8 semaines : i) Injection sous cutanée sous la peau du crâne (acte de 30s sur animal vigile) d’un composé non toxique permettant de dépléter uniquement les macrophages des méninges tous les 2 jours pendant 15 jours soit 7 injections chez les animaux de type sauvage, ou 2 injections à 24 h d’intervalle juste avant la fin de l’expérience chez les animaux transgéniques. ii ) Injection unique intra- péritonéale (acte de 30s sur animal vigile) d’un composé non toxique permettant de tracer la formation des nouveaux neurones. iii) Injection intracérébrale de vecteurs viraux (virus inactivé transporteur de molécules) chez certains animaux de type sauvage : injection unique avec analgésie préventive sous anesthésie générale (durée 1h). iiii) prélèvement sanguin unique au coin de l’œil : sous anesthésie générale gazeuse en un geste de 30s juste avant la mise à mort de l’animal. Chez les souriceaux 0 à 10 jours : i) Injection sous la peau de la nuque (acte de 30s sur animal vigile) 3 injections maximum (une injection tous les 2 jours) chez les animaux de type sauvage et 2 injections chez les animaux transgéniques) dans le cas d’un composé non toxique permettant de dépléter uniquement les macrophages des méninges. 2 injections à 8 jours d’intervalle dans le cas de l’injection d’un marqueur de calcification. ii) Injections intra- péritonéales (acte de 30s sur animal vigile) : une injection unique dans le cas d’un composé non toxique permettant de tracer la formation des nouveaux neurones, 2 injections à 24h d’intervalle dans le cas d’un composé activant le système transgénique (uniquement pour certains modèles), une injection unique de toxine bactérienne ou alternativement 2 injections par jour à 6 h d’intervalle pendant 5 jours soit 10 injections totales d’une cytokine pour les animaux rentrant dans l’étude sur l’inflammation périnatale. iiii) Injection intracérébrale de vecteurs viraux (virus inactivé transporteur de molécules) chez certains animaux de type sauvage : injection unique avec analgésie préventive sous anesthésie générale (durée 20mn). V) Imagerie intra-vitale dans une procédure : pendant 1h sous anesthésie générale sur des souriceaux de 15 jours qui ne seront pas réveillés.
Impact sur les animaux
Les différents effets indésirables pouvant intervenir sont : une douleur au site d’injection en particulier pour les injections sous cutanées sous la peau du crâne ou sous la peau de la nuque, une mauvaise réaction à la molécule injectée ou un impact sur la croissance, du stress en particulier au moment des études comportementales à 30 jours, du stress pour la mère et pour les souriceaux, de la douleur au réveil lors des injections intracérébrales. Un contrôle quotidien de l’état de santé des souris, avec une grille de score pour chaque procédure permettra la détection d’anomalies. Si nous détectons une douleur, souffrance ou détresse, que nous n’arrivons pas à réduire par analgésie, l’animal sera euthanasié immédiatement. Dans le cas particulier des souriceaux, nous vérifierons également le comportement maternel, l’allaitement et la croissance des souriceaux. A la fin de chaque procédure les souris seront euthanasiées selon les méthodes réglementaires pour prélever méninges et cerveau.
Devenir
Chaque procédure nécessite l'euthanasie de tous les animaux selon les méthodes réglementaires pour prélever méninges et cerveau afin de les analyser.
Remplacement
L’objectif de ce travail est de comprendre comment les cellules immunitaires des méninges interagissent avec le développement du cerveau. Du fait de la complexité des interactions cellulaires ainsi que du rôle de la vascularisation dans ce procédé (pour l’apport de cellules immunes), il n’est pas possible de se passer d’un animal modèle, et les études in vitro et in silico, bien qu’intéressantes, ne suffiront pas à comprendre la réponse immune du SNC dans son ensemble. L’organisation physique des tissus entre eux est cruciale et ne peut pas être modélisée in vitro. Les retombées de ces recherches au niveau fondamental mais aussi appliqué (découverte de thérapies ciblant les maladies inflammatoires et neurodégénératives) pour l’Homme constituent une justification éthique importante pour faire valoir notre projet impliquant des expériences sur animaux in vivo. Puisque nous ne pouvons pas nous affranchir du modèle animal, nous réduirons au maximum le nombre d’animaux utilisés en suivant la règle des 3R. Certains axes du projet seront développés en utilisant en parallèle une approche de culture de neurosphères afin d’évaluer l’effet sur la neurogenèse de certains facteurs protéiques sécrétés par les macrophages présélectionnés par notre étude in vivo. Ceci nous permettra, nous l’espérons, de réduire encore le nombre de souris et les remplacer par un modèle in vitro.
Réduction
Nous tenterons de limiter au maximum le nombre d’animaux utilisés tout en effectuant des expériences pertinentes et complètes. Nous utiliserons des tests statistiques adéquats pour planifier nos expériences en fonction de la littérature et des données internes de l’équipe. Nous utiliserons plusieurs tissus du même animal (méninges, cerveau, crâne et sang). Les données quantitatives générées seront analysées statistiquement par le test de t de Student. Pour l’obtention de résultats statistiquement significatifs, le nombre d’individus nécessaire est de 20 animaux par groupe dans chaque procédure et 40 animaux par groupe pour les études comportementales. Nous utiliserons donc 11232 souris pour l’ensemble de ce projet sur cinq ans. Afin de réduire au maximum le nombre d’animaux, les études comportementales seront réalisées avant l'euthanasie de l'animal et le prélèvement des structures cérébrales. Les souriceaux utilisés pour l’étude de la neurogénèse (déplétion génique ou chimique des macrophages et mastocytes des méninges) se verront prélever les méninges et le crâne dans le cadre de l’étude sur la formation du crâne. Les souris proviendront d’établissements éleveurs, fournisseurs localisés et de collaborateurs.
Raffinement
Les souris seront hébergées dans des animaleries protégées, concues dans le respect de la réglementation et des principes éthiques liés à l'utilisation d'animaux à des fins scientifiques et exemptes d’organismes pathogènes spécifiques. Les conditions de l’animalerie sont contrôlées (température, hygrométrie, photopériode). Les cages de 530cm2 seront utilisées pour limiter le stress des animaux (100cm2 de surface par animal au minimum, dômes protecteurs et matériel pour la confection de nids). Des précautions supplémentaires seront prises sur les souriceaux : après manipulation l’utilisateur se frottera les mains avec la sciure en provenance de la cage de la mère, ce qui limitera les dépôts d’odeur et favorisera la réintégration au sein du nid. Les souriceaux seront réchauffés grâce à une lampe à infra-rouge, avant d’être replacés. Les injections seront réalisées par des personnes formées à la manipulation des nouveaux nés avec du matériel adapté aux nouveaux nés. L’état de santé des animaux sera évalué quotidiennement selon 5 grands critères : 1-apparence globale (apparence physique et grimace), 2- Respiration et oxygénation (fréquence respiratoire et/ou coloration des extrémités), 3- évolution pondérale individuelle 4 – comportement (provoqué ou non) et continuité de l'accouplement, 5- autres observations (saignement ou tout autre signe clinique jugé par le technicien expérimenté). Une grille de score spécifique à l'âge avec évaluation de la douleur sera complétée. Les points limites nécessitant l’observation accrue, soulagement de l’animal (buprénorphine sous cutanée 0,1mg/kg qui sera répétée toutes les 12 heures) ou l'arrêt de la procédure avec euthanasie seront détaillés dans chaque procédure. Ce sont : poils hirsutes, dos arrondi, fréquence respiratoire augmentée et rythme instable, pâleur ou cyanose, perte de poids individuelle >20%, comportement anormal, hypo-mobilité, isolement, défaut d’alimentation ou d’hydratation, diarrhées, saignements, et en particulier pour les souriceaux, abandon par la mère, décoloration.
Choix des espèces
De nombreux modèles physiopathologiques étant partagés entre l’homme et la souris, nous utiliserons des souches de souris consanguines ainsi que des lignées génétiquement modifiées. De plus, le vaste développement de modèles transgéniques (pour cibler et visualiser des populations cellulaires précises) et l’utilisation d’une grande variété de drogues déjà testées chez la souris permet de tester plus rapidement et plus efficacement nos hypothèses. Enfin, nos modèles d'étude sont fréquemment utilisés chez la souris et leur physiopathologie est donc bien décrite. Pour toutes ces raisons, le modèle murin représente le modèle le plus prometteur pour effectuer notre étude. Nous utiliserons des souris de 6 à 8 semaines (J42 à J56) mâles et femelles afin d’évaluer l’impact des macrophages méningés sur la neurogénèse adulte avec ou sans activité physique. Nous utiliserons également des souriceaux à des âges clés du développement neuronal. Ainsi pour les études de neurogenèse et de croissance cerveau-méninges- crâne, les gestes techniques seront réalisés entre J0 et J9 avec analyse à J3 ou J7 ou J10 en fonction des questions posées. Pour les études cognitives, les gestes techniques seront réalisés de J1 à J5 (correspondant au 3ème trimestre de gestation chez l'homme) avec analyse à J8 ou J30.
Etude des différentes voies de réparation des cassures de l’ADN et leur implication dans le développement de tumeurs lymphoïdes dans des modèles murins.
- Recherche fondamentale
- Biologie du développement
- Oncologie
- Système immunitaire
250 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Génétiquement modifiées, elles développent spontanément des cancers lymphoïdes, avec biopsie de la queue pour le génotypage et mise à mort à l'apparition de symptômes ou au plus tard à douze mois, pour étudier les voies de réparation de l'ADN. Le porteur indique une dégradation de l'état général et des difficultés à respirer, et surveille l'apparition de grosseurs ganglionnaires. Il affirme que les études in vitro ont "montré leurs limites" et que la souris est l'"organisme approprié" pour ce projet.
Objectifs
Les cassures doubles brins de l’ADN (DSBs) sont des lésions cellulaires toxiques qui doivent être réparées efficacement pour maintenir la stabilité du génome et prévenir le cancer. Dans les cellules de mammifères, deux voies principales de réparation existent pour détecter et ligaturer les DSBs : la recombinaison homologue (HR) et le « non-homologous end-joining » classique (NHEJ). Une troisième voie, moins bien définie, porte le nom de NHEJ alternatif (aNHEJ) et a été tout d’abord identifiée comme un système de "secours" capable de réparer les DSBs dans des cellules génétiquement déficientes pour un (ou plusieurs) facteur(s) essentiel(s) pour le NHEJ. Les cellules cancéreuses présentent fréquemment des mutations somatiques entraînant une altération des voies canoniques de réparation de l'ADN, ce qui provoque une instabilité génomique et favorise l'apparition et l'évolution des tumeurs. Dans ce projet, nous avons pour objectif d’étudier les mécanismes impliqués dans la promotion du développement tumoral en l’absence de NHEJ. Pour cela nous utiliserons des modèles murins qui développent spontanément de l’instabilité génomique et des cancers lymphoïdes proches de ceux observés chez l’Homme. Ces modèles présenteront différentes combinaisons de mutations au niveau de gènes impliqués dans la signalisation des dommages de l’ADN, (i.e. p53, ATM) et dans la voie NHEJ (i.e. Xrcc4, Shld1). Nos récents travaux in vitro indiquent que la polymérase Theta (Pol Theta), un facteur du aNHEJ, promeut la survie de lignées cellulaires lymphoïdes tumorales en l’absence de Xrcc4 et p53. Des animaux présentant en plus une déficience en Pol Theta seront donc générés afin de tester son rôle dans la tumorigénèse in vivo. L’analyse du développement tumoral et des échantillons leucémiques obtenus dans ces différents animaux nous permettra de mieux comprendre l’origine des leucémies et lymphomes humains et potentiellement de découvrir de nouvelles pistes thérapeutiques.
Bénéfices attendus
Ce projet nous permettra de mieux comprendre l’implication relative des différentes voies et facteurs de réparation de l’ADN dans l’apparition de l’instabilité génomique et la transformation cellulaire au niveau de l’organisme. A plus long terme, il pourrait nous permettre d’élargir le répertoire des stratégies thérapeutiques et d’améliorer le traitement des cancers.
Procédures
Pour l’ensemble des groupes d’animaux, une biopsie de queue sera parfois effectuée sur animaux vigiles pour vérifier le génotype. Ce geste dure quelques secondes et ne sera effectué qu’une seule fois au cours de la vie de l’animal. Pour l’ensemble des groupes d’animaux, la mise à mort sera effectuée soit par dislocation cervicale soit par exposition croissante à du CO2. Le prélèvement des échantillons leucémiques et des organes lymphoïdes sera effectués sur les animaux après la mise à mort.
Impact sur les animaux
Les procédures expérimentales peuvent conduire à une dégradation de l'état général et de l’état corporel, et des difficultés à respirer.
Devenir
La procédure consiste à prélever des échantillons leucémiques et des organes lymphoïdes nécessitant la mise à mort de tous les animaux.
Remplacement
Des analyses expérimentales in vitro (protéines purifiées, extraits cellulaires, etc....) et dans des lignées cellulaires humaines, murines ou de hamster (knock-down, surexpression, transfection de mutants, etc....) ont été bénéfiques à la compréhension des mécanismes de réparation de l‘ADN et de la fonction des protéines impliquées. Cependant, ces études ont montré leurs limites pour comprendre in vivo les conséquences de la dérégulation de ces processus sur l’apparition de l’instabilité génomique et la transformation cellulaire. Pour ce faire, nous avons besoin d’une approche génétique dans un système biologique proche de celui du système immunitaire et lymphoïde humain. De ce fait, la souris est l’organisme approprié pour conduire ce projet.
Réduction
Le nombre de souris à utiliser a été calculé avec l’objectif de réduction maximale possible en se basant sur des résultats déjà publiés et suivant le test statistique log-rank test.
Raffinement
Les souris seront maintenues dans un environnement protégé pour réduire le risque d’infection. Elles seront hébergées en groupe, avec une litière appropriée et des matériaux de nidification. Les animaux seront surveillés trois fois par semaines et seront mis à mort dès l’apparition de symptômes indiquant une condition générale de l’animal amoindrie telle que la dégradation de l’état corporel, isolement de l’animal, difficulté à respirer, position courbée, signe de stress, apparition visible d’une grosseur susceptible d’être d’origine tumorale (dans le cas de tumeurs lymphoïdes non solides : gros ganglion(s) au niveau du cou, de l’aisselle ou de l’aine, visible même sans palpation).
Choix des espèces
Mus Musculus est un modèle unique pour les travaux de recherche car il peut être génétiquement modifié, ce qui permet une analyse fonctionnelle in et ex vivo d’un gène ou d’un mécanisme donné dans un environnement génétique stable. Ce modèle permet d’étudier les effets combinés de plusieurs gènes. L’étude de chacune des lignées mutantes établies dans ce projet permettra une meilleure compréhension des mécanismes de réparation de l’ADN et des anomalies menant à l’instabilité génomique. L’étude des voies et lésions oncogéniques des différents types de cancers lymphoïdes qui apparaitront dans nos modèles murins permettra une meilleure compréhension de l’oncogénèse des cellules lymphoïdes B et T. L’analyse de ces tumeurs et leur comparaison avec les données de séquençage des tumeurs humaines permettra la découverte potentielle de nouveaux gènes et/ou bio-marqueurs des cancers lymphoïdes. Le développement des tumeurs se fait entre 1 mois et 6 mois suivant le génotype des souris. Les tumeurs seront prélevées en respect des points critiques. Si aucune tumeur n’apparaît à 12 mois d’âge, les animaux seront mis à mort et sujets à une analyse phénotypique (autopsie).
Régulation de l’entrée et de la sortie des lymphocytes du ganglion lymphatique
- Recherche fondamentale
- Biologie du développement
- Oncologie
- Système immunitaire
560 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger. Elles reçoivent des gavages de tamoxifène et des injections de cellules et de fingolimod, quelques-unes une prise de sang, avant mise à mort pour la recherche fondamentale. Le porteur étudie l'entrée et la sortie des lymphocytes dans le ganglion lymphatique et le rôle de deux récepteurs, avec des retombées cliniques présentées comme à moyen terme. Il affirme qu'il n'est "pas possible" de remplacer les animaux, ces mécanismes n'étant pas reproductibles de façon fiable en culture cellulaire.
Objectifs
Les cellules immunitaires circulantes, comme les lymphocytes B ou T, circulent à travers des organes lymphatiques en franchissant les portes d’entrée et de sortie qui sont gardées par les cellules endothéliales lymphatiques. C’est uniquement à l’intérieur de ces organes que les lymphocytes sont activés pour lutter contre des pathogènes ou le cancer. L’objectif du projet est de mieux comprendre les mécanismes d’ouverture et de fermeture des portes en analysant la fonction de deux molécules appelées RANK et LTbR. Ce sont des récepteurs qui activent la cellule endothéliale et qui sont déjà connus pour leur fonction dans le développement des organes lymphatiques.
Bénéfices attendus
Ces résultats apporteront à court terme des données importantes sur la régulation et le développement du système immunitaire. Etant donné qu’une thérapie visant une des molécules étudiée est utilisé en clinique, ces résultats auront des retombées à moyen terme sur une nouvelle application dans des maladies impliquant le système immunitaire comme l’autoimmunité, l’infection et le cancer.
Procédures
Deux gavages (durée 2 minutes) sont réalisés sur animal vigile, 2 ou 3 injections (durée 1 minute chacune) sont réalisées sur animal anesthésié pendant une période qui varie entre 7 jours et 3 semaines. Sur quelques animaux anesthésiés une prise de sang et effectuée (durée 2-3 minutes).
Impact sur les animaux
Le gavage au tamoxifène dans l’huile de colza, l’injection de cellules et du fingolimod dans la cavité abdominale et le prélèvement sanguin nécessite une contention source d’inconfort pour l’animal pendant quelques secondes. Les injections de cellules par voie intraveineuse, intradermique et souscutanée se font sous anesthésie générale gazeuse, ce qui nécessite également une contention de courte durée. Aucun geste n’est répétitif. Il n’y pas de phénotypes dommageable des modifications génétiques. Les produits administrés n’ont pas un effet de nuisance (irritation, douleurs autres, changement de comportement.
Devenir
Mise à mort de toutes les animaux à fin du projet à des fins de recherche fondamentale.
Remplacement
Il n’est pas possible de remplacer les animaux car les mécanismes cellulaires et moléculaires régulant l’entrée des cellules immunitaires dans le ganglion lymphatique et leur sortie sont complexes et ne peuvent pas, à l’heure actuelle, être reproduits de manière fiable par des expériences en culture cellulaire.
Réduction
Nous avons identifié des données dans la littérature scientifique (par exemple la quantité des produits à administrer) permettent une meilleure réussite de l’expérience et ainsi de réduire le nombre de souris. Les sites d’injections ont été choisis de manière à pouvoir diminuer la variabilité inter-expérimentale, car leur drainage se fait de façon quasi exclusive par les ganglions lymphatiques précisément identifiés. Les données entre les différents groupes sont analysées par la méthode statistique adaptés.
Raffinement
Les animaux adultes sont habitués à la contention ce qui contribue à réduire le stress lié aux gavages et aux injections dans la cavité abdominales des gestes réalisés sur animal vigil. Les injections intraveineuses, intradermiques et sous-cutanées et le prélèvement sanguin sur animal âgé d’en mois 2 semaines sont effectuées sur l’animal endormi par une anesthésie gazeuse et placé sur une plaque chauffante thermostatée pour assurer le maitien de sa température corporelle tout au long de la procédure. . L’injection intraveineuse est suivie par un analgésique local, appliqué sur l’œil, pour limiter la souffrance suite au réveil de l’animal. Un temps de récupération de l’animal entre les gestes réalisés sur l’animal est accordé (minimum 18h). Le bien-être de l’animal est évaluée par un personnel expérimenté, prenant en compte une surveillance des lieux de d’injection, le poids, l’apparence, le comportement, hydratation, respiration et l’aspect des fèces. Les critères sont notés. Lorsque qu’une anomalie est observée l’animal bénéficie d’une prise en charge adaptée aux problèmes observés. A l’aggravation, la structure en charge du Bien-Être des Animaux est contacté et des mesures conseillées appliquées. Des points limites spécifiques ont été établis permettant de soustraire l’animal à la souffrance. Les souris seront hébergées par fratrie au sevrage tout en respectant le nombre de souris admis. Si un animal devient agressif, il est aussitôt séparé du groupe. L’hébergement bénéficie d’un enrichissement des cages : tunnel et abris, matériel de nidification et buches à ranger. Les souriceaux sont rapidement retournés à la mère après gavage.
Choix des espèces
La structure du ganglion lymphatique, la circulation sanguine et le drainage de la lymphe sont identiques chez l’homme et la souris. Il existe des moyens chez la souris d’invalider des gènes de manière spécifique dans les cellules endothéliales lymphatiques ce qui permet d’étudier les mécanismes moléculaires et cellulaires régulant l’entrée et la sortie les lymphocytes du ganglion lymphatique. Les souris seront utilisées à l’âge adulte (8-12 semaines) afin de garantir un système immunitaire mature. Des nouveaux nées seront également utilisées, puisque le développement du ganglion lymphatique est lié à l’entrée et la sortie des lymphocytes ce qui apportera des connaissances sur organisation de l’organe.
Etude de la regeneration musculaire normale et pathologique chez la souris
- Recherche fondamentale
- Biologie du développement
- Oncologie
- Système musculosquelettique
940 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Chaque animal reçoit une injection intramusculaire d'un composé myotoxique sous anesthésie pour léser le muscle, certaines des injections de tamoxifène et un suivi par imagerie, avant mise à mort par surdose d'anesthésique et perfusion d'un fixateur. Le porteur étudie la régénération musculaire et les dépôts fibro-adipeux des myopathies, avec des retombées thérapeutiques présentées comme potentielles. Il décrit des méthodes in vitro de réduction, cellules immortalisées et mini-muscles humains, mais conclut qu'une validation in vivo reste "indispensable".
Objectifs
Ce projet a pour but d’étudier les mécanismes impliqués dans le processus de régénération du muscle squeletique sain ou pathologique chez la souris. Le muscle adulte est capable de régénérer suite à des lésions, grâce aux cellules souches musculaires (cellules satellites), ainsi qu’à l’action coordonnée des plusieurs autres cellules, parmi lesquels les macrophages, les vaisseaux sanguins, et des cellules que nous appelons « progéniteurs fibro-adipogéniques » (ou FAPs), composants clés du tissus-conjonctif musculaire. Chez un individu adulte sain, ce processus permet de maintenir la masse musculaire en réparant les microlésions liées à l’activité musculaire normale ou les lésions aigues induites par des blessures physiques. Le processus de régénération est dysfonctionnel dans divers pathologies du muscle, conduisant à une fonte musculaire accompagnée d'infiltrations de tissus fibreux et adipeux. Ces infiltrations résultent d’un comportement anormal des FAPs, qui prolifèrent en exces et se transforment en fibrose ou en adipocytes. Cette multiplication des FAPs et la transformation fibroadipeuse sont normalement inhibées dans un muscle sain, et cette protection est perdue dans certaines myopathies (comme la dystrophie Duchenne, ou la dystrophie facioscapulohumérale (FSHD)). Nous cherchons à identifier les molécules participant à cette protection naturelle. Partie 1 : Nous explorerons la contribution à ce processus du gène FAT1, dont nous avons précédemment identifié l’influence clé sur la croissance et la forme de sous-groupes de muscles pendant l’embryogénèse, et dont nous avons montré que le dysfonctionnement se produisait dans la FSHD. Nous examinerons comment l’inactivation du gène FAT1 dans les FAPs chez la souris perturbe la régénération musculaire induite par une lésion, et evaluerons si elle conduit à l’apparition de dépots fibro-adipeux. Partie 2 : Grace à une recherche de candidats basée sur des données publiées issues de modèles humains et murins de dystrophies musculaires, nous avons identifié des molécules caractéristiques des FAPs, produites en quantité augmentées ou réduites dans les pathologies musculaires avec infiltrations fibro-graisseuse. La liste de candidats sera complétée avec les résultats de la partie 1. Nous testerons l’implication de ces candidats dans les formations fibro-adipeuses, en etudiant leurs fonctions a) in vitro dans des cultures primaires de FAPs de souris ; puis b) in vivo chez la souris.
Bénéfices attendus
L’apparition de dépots fibro-adipeux dans les myopathies marque un stade de non-réversibilité des symptomes. Ces dépots changent les propriétés physiques du muscle, et compromettent l’efficacité du processus régénératif, non seulement spontanné, mais aussi thérapeutique, en empêchant de nouvelles fibres de s’intégrer ou même de se contracter. Ainsi, il est essentiel d’identifier les moyens de bloquer l’apparition ou la progression des dépots fibro-adipeux, afin de retarder l’évolution des symptomes chez les patients, et leur permettre de bénéficier de thérapies inovantes. Partie 1 : L’identification d’un gène tel que FAT1, régulant le développement et la régénération des muscles, et dont nous suspectons que le dysfonctionnement participe à l’apparition des symptomes de la FSHD, a fourni une nouvelle cible thérapeutique potentielle. Divers éléments permettent d’anticiper que l’inhibition de FAT1 dans les FAPs sera détrimentaire au fonctionnement normal des FAPs, pourrait empecher une bonne régénération et favoriser l’apparition de dépots fibro-adipeux dans les muscles lésés. En confirmant cette hypothèse et clarifiant les mecanismes, nos résultats feront émerger de nouvelles options thérapeutiques qui pourraient à terme, bénéficier aux patients. Partie 2 : Le projet permettra d’identifier, parmi les protéines présentes dans les FAPs et produites en quantités anormales dans les pathologies avec dépots fibro-adipeux, ceux qui sont responsables de la formation de tels dépots. Nous obtiendrons dans un premier temps la preuve de principe que reproduire un changement observé dans les pathologies est suffisant pour induire ces dépots. Dans un deuxieme temps, nous déterminerons si corriger une ou plusieurs anomalies dans les modèles de pathologies (in vitro, puis in vivo) est suffisant pour empêcher, retarder ou ralentir la formation des dépots fibro-adipeux. Pour toute molécule remplissant ces deux critères, la correction (deuxième étape) est susceptible d’améliorer les symptomes musculaires chez les patients, et de maintenir les muscles dans un état leur perméttant de bénéficier de thérapies innovantes favorisant la formation de nouvelles fibres saines et fonctionnelles.
Procédures
Le projet comporte 3 procédures, impliquant de 2 à 4 étapes. La procédure de lésion par injection intramusculaire (concerne toutes les souris) est une chirurgie faite sous anésthésie générale, et permettant une injection intramusculaire ciblée d'un composé myotoxique. Elle dure environ une heure, et ne sera effectuée qu'une seule fois pour chaque animal, sur tous les animaux impliqués dans le projet. Etapes ne concernent que des sous-groupes d'animaux. - injection en IP de Tamoxifen (modèles inductibles), une à 5 injection par animal, une fois tous les 2 jours (ou une seule injection lorsque pratiquée à P1). - suivi longitudinal par imagerie non invasive (étape sous anesthésie, procédure 3, répétée 3 à 5 fois pour chaque animal), - Mise à mort par surdose d’anesthésique suivi d’une perfusion intracardiaque de PFA : procédure sans réveil faite sous anesthésie profonde, une seule fois par animal. Gestes visant à réduire la souffrance : Anesthésie (injection IP), injection sous-cutanée d’antalgiques ou d’anesthésie locale. Ces gestes sont pratiqués en préparation de la chirurgie/Lésion, ainsi qu’avant la procédure de mise à mort par perfusion.
Impact sur les animaux
L’injection dans le muscle de composés myotoxiques induit une blessure limitée dans le temps et restreinte au seul muscle injecté. Pendant 3-4 jours, une inflammation (nécessaire pour la cicatrisation) se produit au niveau du site d’injection, puis s'estompe d'elle même. L'expérience a un impact limité sur les conditions de vie de la souris, même lorsque les modifications génétiques étudiées compromettent l'efficacité de la réparation. Dès le lendemain, les souris ont récupéré une activité/locomotion normales. Le fait d'utiliser des modèles génétiques dits « inductibles » (déclenchement par le Tamoxifen) evite que les effets des modifications étudiées commencent avant le demarrage de la procédure expérimentale. Toutes les lignées nécessaires au projet sont élevées dans notre animalerie, et les cohortes expérimentales sont produites par croisements. Les lignées utilisées ne présentent aucun phénotype dommageable lorsque maintenues séparément. Lorsque ces lignées sont combinées : 1) les lignées utilisées pour visualiser les cellules mutantes (grace à un marquage par une protéine fluorescente) ou pour rendre les cellules modifiables par les adenovirus, n’ont pas d’effets dommageables car les protéines introduites n’ont pas de cibles naturelles chez la souris. 2) L’utilisation des systemes inductibles par le Tamoxiden permet que la modification génétique désirée ne commence qu’au démarrage de l’expérience. Il n'y a donc ni douleur ni souffrance avant la procédure expérimentale. L’expérience est terminée en maximum 3 semaines (les douleurs locales étant limitées aux 3 premiers jours), et est écourtée en cas de problemes inattendus. Nous n’attendons pas d’anomalies majeures ailleurs que dans le muscle. 3) Certaines souris utilisées présentent de légères anomalies de forme de certains muscles, non-dommageables car les muscles affectés ne sont pas vitaux (le diaphragme n’est pas touché). Ces souris ont une durée de vie normale, et ne présentent aucun signe de souffrance. 4) Le modèle de souris FSHD a été choisi pour son caractère inductible, limitant la toxicité de la proteine DUX4 (agent causal de la FSHD), à la durée de l’expérience. Même le Tamoxifen devait déclencher dans ces souris des anomalies en dehors du muscle, cela se produira dans le temps de l’expérience, et nous veillerons à écouter le suivi longitudinal si nécessaire, et les expériences effectuées pourraient (de par leur objectif) identifier un moyen de diminuer ces anomalies.
Devenir
La procédure se termine par une mise à mort des animaux visant à prélever les tissus (muscle lésé, ainsi que certains organes supplémentaires). Ces tissus sont soit fixés pour de l'histologie, soit dissociés afin de mettre les cellules en culture. En conséquence tous les animaux utilisés pour ce projet sont mis à mort à l'issue de la procédure.
Remplacement
1) Afin d'éviter des expériences inutiles chez l'animal, nous commençons par exploiter des données publiques déjà disponibles (analyses déjà publiées de biopsies de patients ou de modèles « souris ») pour identifier des mecanismes potentiellement responsables du remplacement de la masse musculaire par des dépots fibro-adipeux dans les pathologies musculaires. 2) Le projet implique une étape basée sur des cultures de cellules isolées à partir de souris. Afin de limiter au maximum l’étape d’isolement à partir de souris, nous développons une méthode alternative utilisant des cellules « souches » humaines (lignées déja établies par d'autres laboratoires), dont le caractère « souche » permet une utilisation répétée/prolongée. En mimant in vitro les étapes du développement du muscle, nous induirons la formation de « mini-mucles » reproduisant autant que possible le contexte physiologique. Une fois optimisée, cette approche sera une alternative efficace pour remplacer les cellules de souris et pour toutes les études-pilotes concernants la compréhension des mécanismes en jeu. 3) Une fois que nous aurons identifié in vitro des molécules susceptibles d’être responsables de l’apparition des dépots fibro-adipeux dans les muscles malades, et que nous aurons montré avec succès que contrer leur action a un effet thérapeutique, il sera néanmoins nécessaire de valider ces résultats in vivo, en passant par un modèle animal. En effet, les modèles in vitro (cellules de souris ou mini-muscles humains), aussi puissants soient ils, ne reproduisent pas l’ensemble des événements mis en jeu dans la réparation musculaire normale ou pathologique. Il est difficile par exemple de reproduire le contexte de la blessure, de l’inflammation, de l’irrigation sanguine, et l’influence du métabolisme des individus malades. Ainsi, un mécanisme efficace in vitro pourrait s’avérer inefficace chez l’animal ou chez l’homme. Il est donc indispensable de déterminer, parmi les approches validées in vitro, lesquelles sont les plus susceptibles d’être efficaces chez l’homme en passant par une étape en modèle animal. Cette validation ne portera cependant que sur des cas pour lesquels nous aurons obtenu une preuve de principe in vitro, limitant largement l’ordre de grandeur des tests in vivo.
Réduction
1) La manière dont nous procédons pour l’histologie (partie 1) permet qu’un même échantillon soit réutilisé pour plusieurs analyses, réduisant ainsi le nombre d'animaux. En effet les tissus prélevés (muscles) sont divisés en plusieurs fragments congelés/stockés séparéments. Sur chaque fragment de tissus, nous réalisons des coupes alternées sur plusieurs séries de lames histologiques. Nous réalisons une base de données permettant l’optimisation de l’utilisation de ces échantillons/lames. Ainsi, un seul muscle d’un seul animal peut servir à des dizaines de tests différents. Une seule cohorte d’animaux (comprenants les souris étudiées et les controles adequats) suffit pour réaliser l’ensemble de l’étude pour un stade donné d’analyse. Les nombres d’animaux dans chaque cohorte (5-10 souris par lot (incluant males et femelles)) sont nécessaires pour l’obtention de résultats statistiquement robustes (tests statistiques considérés significatifs si p
Raffinement
1) Les souris sont hébergées en cages ventilées, avec enrichissement (dôme ou rouleau de carton + baton de papier ou carré de coton pour nidification). Elles sont suivies quotidiennement pour vérifier la nouriture et l'eau, ainsi que leur état de santé et leur bien être. 2) Pour la chirurgie, les souris sont anesthésiées par injection intra-péritonéale. Au préalable, elles recoivent des prémédications visant un effet antalgique (30 minutes avant l'anesthésie) at une anesthésie locale. La peau au niveau de la zone à opérer est rasée et aseptisée par application de solution antiseptique. 3) Nous avons défini des points limites nécessitant interruption anticipée d'une procédure: Une perte de poids dépassant 20% par rapport au poids de reference (poids à l'entrée dans la procédure) est considérée comme limite au dela de laquelle l'expérience est interrompue et l'animal est euthanasié. Par ailleurs, comme un des produits utilisés peut, dans de rares cas, liés au lot ou à la préparation, s’avérer toxique et déclencher une inflammation dans le foie, nous surveillerons le poid des animaux après injection, et fixons à 15% de perte par rapport au poids initiale la limite au dela de laquelle ces effets secondaires sont susceptibles d’interférer avec l’expérience. Dans ce cas, les animaux seront exclus de la cohorte et mis à mort. D'autres parametres d'exclusion sont: pelage hérissé; infection de la cicatrice; immobilité et indifférence à l'environnement, tremblements. 4) Nous utiliserons des tests statistiques adequats pour les comparaisons entre cohortes d’animaux (cohortes test et controles appropriés, males/femelles, differentes approches) avec 5 à 10 souris par cohorte et par stade d’analyse.
Choix des espèces
La souris est un modèle particulièrement adapté à l'étude de la regeneration du muscle. La dynamique du processus est bien connue suite à différents modèles de lésions (cardiotoxine, brulure au froid, glycerol, barium, ces modèles différant légèrement les uns des autres). La regeneration est rapide, et complete en 3 semaines, sans séquelles dans des souris sauvages. La souris permet l'utilisation de modèles génétiquement modifiés élaborés de telle sorte qu'il soit possible de definir précisément le type cellulaire dans lequel un gène est modifié et le moment à partir duquel cette modification est déclenchée. Ceci permet de limiter le dommage au seul organe/tissus considéré. L'utilisation des modèles génétiquements modifiés ainsi que des vecteurs adénoviraux permet d'explorer les mécanismes génétiques et de tester l'effet de nouvelles modifications génétiques, et d'evaluer de nouvelles stratégies thérapeutiques. Aucun modèle cellulaire/ex-vivo humain ne reconstitue l’environnement du muscle suffisamment pour valider la pertinence in vivo d'un mécanisme ou d'une option thérapeutique. Stades d’utilisation : 1) L’Induction par le Tamoxifen (modèles inductibles) est faite soit 1 jour après la naissance (P1), soit au stade adulte, un peu avant et juste après la lésion. Pour obtenir une meilleure efficacité de recombinaison, il est justifié d'acriver la CRE au moment coincidant à un pic d'expression (nombre de cellules et intensité) de la lignée CRE utilisée, basée sur le territoire d’expression du gène PDGFRA. PDGFRA est fortement exprimé pendant la première semaine après la naissance. Chez l’adulte, PDGFRA est produit par les FAPs, mais ces derniers sont « dormants », et en faible nombre. La lésion provoque une augmentation de l’intensité d’expression, et active fortement la multiplication des FAPs. En conséquence, le meilleur moment pour activer la lignée avec le Tamoxifen est juste au moment de la lésion. 2) injection intra-musculaire (lésion/Adenovirus) : Souris Adultes (3 à 6 mois). 3) Suivi longitudinal de la lésion (par imagerie bioluminescence), à 3, 5, 7, 14 et 21 jours après lésions, pour suivre l'évolution de la régénération musculaire dans une fenetre correspondant aux résultats de la litérature, et pour évaluer l'impact des conditions expérimentales sur l'apparition d'infiltrations fibro-adipeuses. 4) mise à mort (à l’issue du suivi longitudinal ou à un stage post-lésion donné (à 3, 5, 7, 14 et 21 jours après lésions
Etudes chez la souris du rôle de l’inflammation dans les troubles du neuro-développement
- Recherche appliquée
- Troubles immunitaires
- Recherche fondamentale
- Biologie du développement
- Oncologie
768 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. On provoque une inflammation chez des femelles gestantes porteuses d'une mutation, pour observer les effets sur le développement nerveux des embryons, avec suivi par échographie. Le porteur indique que l'injection peut induire un développement anormal in utero et une mise bas prématurée. Il affirme qu'il est impossible de remplacer ce modèle muté, les retombées cliniques étant renvoyées à une meilleure compréhension des pathologies.
Objectifs
Lorsque des infections sont contractées durant la grossesse, il en résulte l’apparition de davantage de pathologies du neuro-développement (PND), autisme, paralysie cérébrale, schizophrénie etc. Ces pathologies sont dues en particulier à un développement anormal du système nerveux. De plus, les naissances prématurées qui peuvent s’y ajouter sont un facteur également aggravant. Il a récemment été montré que des anomalies de motricité apparaissent précocement, avant que les anomalies cognitives ne puissent être diagnostiquées. Des travaux récents ont mis en évidence des mutations dans certains gènes, qui jouent un rôle crucial dans le développement du système nerveux central, et qui sont impliqués dans de telles pathologies neuro-développementales. L’existence simultanée d’une inflammation placentaire accentuerait les conséquences de ces modifications génétiques. Lors d’infections au cours de la grossesse, une inflammation du placenta peut être décelée et impacter le développement des embryons. En cas de fragilités génétiques dues à des mutations chez certains embryons, le développement normal du système nerveux est perturbé, ce qui peut conduire à différentes pathologies neurodéveloppementales. Nous provoquerons une situation d’inflammation chez la souris gestante, et nous analyserons l’effet de mutations dans les embryons sur : (i) des marqueurs inflammatoires présents dans les fluides amniotiques des portées, (ii) le développement neuro-anatomique du système nerveux, (iii) de l’appareil neuro-moteur dont les masses musculaires, ainsi que (iv) le développement du placenta.
Bénéfices attendus
Le gène étudié permet la transmission de signaux de l’environnement en permettant notamment le développement embryonnaire du cerveau. Son étude dans des modèles de souris nous permettra d'obtenir une meilleure compréhension des signaux moléculaires et cellulaires et des facteurs multiples conduisant aux pathologies neuro- développementales dans le contexte inflammatoire de la grossesse. Elle devrait également conduire à une amelioration du pronostic des troubles précoces du développement neuro-moteur.
Procédures
Les souris seront accouplées pour déclencher une gestation. Les accouplements seront réalisés jusqu’à l’obtention de 6 souris gestantes par groupe. Les souris suivies subiront 4 examens d'imagerie non invasive pour le suivi des gestations sous anesthésie générale ne dépassant pas 20 minutes. Au cours de cette gestation, une réponse inflammatoire suite à une seule injection (durée maximale : 30 sec) sous-cutanée d’une molecule déclanchant l’inflammation sera générée pouvant entraîner des défauts de développement in utero.
Impact sur les animaux
Impact de l’agent inflammatoire sur l’état général des souris : une vigilance sera portée sur l’inflammation provoquée, même si des conséquences telles que l’hypothermie sont peu probables aux doses faibles utilisées ici (jusqu’à 40 fois moins que les doses rapportées). Il est attendu que les injections d’un composant bactérien, qui provoque de l’inflammation, induisent un développement anormal des embryons in utero et une possible mise bas prématurée.
Devenir
Mort pour utilisation des tissus : analyses anatomiques et dosages immunologiques.
Remplacement
Il est impossible de remplacer ce modèle murin porteur d’une mutation constitutionnelle pour le gène d’intérêt, mais des études en culture ont permis de montrer son rôle sur le développement de certaines structures du système nerveux. Par ailleurs, nous avons déjà identifié des toxines utilisables en culture cellulaire pour renforcer certains des résultats que nous aurons obtenus dans les souris.
Réduction
Le nombre d’animaux par groupe sera de 6 pour atteindre une robustesse statistique. L'échographie non invasive permettra de déterminer in utero l'apparition d'une létalité dans les portées et de préciser à quel stade elle apparaît, évitant une mise à mort séquentielle des femelles gestantes au cours de la gestation, comme cela est habituellement le cas pour les études de mortalité in utero. Ce suivi nous permettra également d’éviter d’engager une inflammation dans des femelles n’ayant pas ou trop peu de petits.
Raffinement
L'échographie non invasive permettra de caractériser in utero plusieurs paramètres fonctionnels (fréquence cardiaque, flux sanguin et résistance hémodynamique) en plus des informations anatomiques (rapport périmètre cranial / périmètre abdominal). A partir des expériences préliminaires, nous établirons rapidement le timing auquel l’injection sera réalisée (précoce ou tardive) pour n’effectuer dans un premier temps l’étude que sur le stade d’injection qui donne les résultats les plus évidents. Les échographies seront faites sous anesthesie, et nous avons établi une grille qui nous permet d’évaluer l’éventuelle détresse et souffrance des animaux et de les supprimer ou soulager et ainsi d’améliorer leur bien-être. Les conditions d’hébergement seront optimisées en évitant l’isolement des animaux et leur maintien en groups sociaux dans des cages enrichies de cylindres en carton.
Choix des espèces
Choix du modèle murin : le modèle de souris a été choisi car il permet d’étudier les conséquences durant le développement embryonnaire de l’absence d’expression d’une protéine. Modèle mammifère, adapté pour les études à visée clinique : études sur la reproduction/gestation, rôle du placenta. Reproduction rapide, fond génétique homogène, nombre important d’animaux dans une même portée, avec des génotypes différents, permettant une comparaison interne fiable. Nombre de publications ont récemment rapporté que les mutations murines introduites miment la pathologie humaine. Les animaux seront utilisés à pour les études anatomiques du système nerveux, la mise en place des motoneurones qui a lieu précocement et le développement des masses musculaires.
Etude de l’effet d’expositions aux radiofréquences du téléphone portable sur la neurogenèse par la technique 5- bromo-2’-deoxyuridine
- Recherche appliquée
- Toxicologie (hors obligations réglementaires)
- Recherche fondamentale
- Biologie du développement
- Oncologie
- Système nerveux
574 rats vont être utilisés, tous tués à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger. Exposés aux radiofréquences de téléphonie dès le stade fœtal, ils reçoivent un marqueur des neurones en formation puis sont tués à des âges précis pour examen des organes. L'objectif est de savoir si ces expositions précoces nuisent à la formation des neurones du cerveau. Le porteur affirme que le rat vivant est la seule approche possible et que les expériences chez l'humain ne sont pas envisageables.
Objectifs
L’objectif de ce projet est de comprendre si des expositions aux champs électromagnétiques radiofréquences (CEMRF) des télécommunications (comme le téléphone portable) reçues très tôt au cours de la vie (dès le stade du fœtus) sont dangereuses pour la formation des cellules du cerveau (les neurones) des rats nouveau-nés, juvéniles (équivalent enfant chez l’homme) et adolescents. Ce projet consistera à comparer des rats exposés aux CEM-RF avec des rats sans exposition aux CEM-RF.
Bénéfices attendus
Ce projet servira à comprendre si les expositions aux champs électromagnétiques radiofréquences (CEM-RF) des télécommunications (comme le téléphone portable) chez le très jeune bébé (avant la naissance) présentent un risque pour le développement de son cerveau. Pour répondre à cette question, nous réaliserons des expériences en comparant des groupes de rats contenant assez de rats pour conclure, sans dépasser ce nombre.
Procédures
Aucune intervention (de type opération chirurgicale) n’est prévue sur les animaux vivants. Dans la procédure 1, les rats adolescent et adulte recevront un marqueur des neurones en train de se former dans le cerveau. Pour savoir si les CEM-RF induisent une inflammation, nous comparerons leurs effets avec un cas provoqué d’inflammation chez le rat. Dans la procédure 2, les petits rats à l’âge de 9 jours et de 21 jours recevront un marqueur des neurones en train de se former dans le cerveau environ 2h00 avant leur mise à mort. Après la fin de l’exposition aux CEM-RF (entre 21 et 70 jours après les naissances), les mères recevront le marqueur des neurones en train de se former dans le cerveau et leurs petits rats le recevront à environ l’âge de 44 jours (stade de l’adolescence) ou de 60 jours (stade adulte) à la dose retenue dans la mise au point de la procédure 1. Avant sa mise à mort, toute souffrance ou douleur de l’animal sera supprimée par administration d’un médicament induisant une profonde anesthésie au bout de quelques minutes.
Impact sur les animaux
Les nuisances provoquées par les procédures n°1 et 2 sont des douleurs à l'injections des différents produits ainsi que la contention..
Devenir
Tous les rats seront mis à mort à des temps précis de leur croissance pour observer leurs organes et conclure à un risque ou non des CEM-RF pour leur état de santé.
Remplacement
Pour ce qui est du remplacement, le rat vivant (étude in vivo) est la seule approche à pouvoir répondre à la question sur le danger des expositions aux CEM-RF sur la formation des nouveaux neurones durant la croissance du cerveau. Le rat vivant est capable de se développer parce qu’il sait faire des actions complexes comme percevoir l’environnement avec ses sens, adapter (réguler) sa température en fonction de la température ambiante. Ces actions complexes ne sont pas réalisables par des cellules dans une boite de culture ou par les logiciels informatiques : leur réponse serait très loin de la réalité. Les expériences chez l’homme ne sont pas possibles.
Réduction
Au point de vue de la réduction, nous utiliserons le moins d’animaux possible. Chaque animal sera examiné au maximum (sur plusieurs organes). Le cerveau sera coupé et plusieurs observations seront faites sur chaque tranche (le nombre de neurones en train de se former, le nombre de neurones déjà formés, les facteurs de croissance (des signaux chimiques qui circulent et qui permettent le développement du cerveau), …). Nous comparerons les résultats des groupes de rats exposés aux CEM-RF avec les rats qui n’ont pas été exposés (groupe contrôle) en réalisant des tests statistiques adaptés.
Raffinement
Concernant le raffinement, chaque animal sera observé tous les jours et pesé tous les 2 jours. Des feuilles d’observation permettront d’écrire les observations du rat sur son apparence générale (par exemple si le poil est normal ou ébouriffé) et sur son comportement (par exemple si ses déplacements sont normaux ou trop lents). Chez les rates qui attendent des petits, les observations seront encore plus attentives. Nous observerons leur bien-être, leurs petits après la naissance et le nid qu’elle construit pour ses petits. L’état de santé des animaux sera suivi. Nous aurons une liste des observations à réaliser avec des notes (grille de scores). Cette grille permettra de comprendre si l’animal est normal et ne souffre pas ou s’il souffre et comment il faut l’aider pour supprimer sa douleur (par exemple, lui faire une piqûre d’anti-douleur). De plus, des objets (par exemple des brindilles pour faire un nid, des bâtons en bois à ronger et éventuellement des cylindres) seront donnés aux rats dans leurs cages pour rendre leur environnement plus intéressant : pour faire leur nid, ronger, se cacher. Les rates qui attendent des petits seront seules dans leurs cages. Elles seront avec leurs petits après la naissance. Lorsque les rats ne seront plus nourris par le lait de leur mère (sevrage), ils seront mis dans des cages en groupes entre mâles ou entre femelles pour qu’ils ne soient pas seuls. Les rats auront une musique d’ambiance pour les habituer au bruit et diminuer leur stress. Avant leur mise à mort les animaux auront une administration d’un médicament contre la douleur, un sédatif.
Choix des espèces
Le rat est un animal de référence pour les études de toxicologie. Le fonctionnement de son cerveau et de son corps a été très étudié en laboratoire. Il existe beaucoup d’articles et de livres spécialisés sur ce sujet. Le laboratoire possède une grande expérience en recherche scientifique sur les dangers des substances ou des agents physiques. Presque toutes ces recherches ont été effectuées chez le rat. Pour pouvoir comparer nos résultats avec les résultats de ces études sur les effets des CEM sur le cerveau, nous avons choisi la même espèce. De plus, les personnes qui travaillent à l’animalerie savent très bien s’occuper des rats et les observer. Aucune intervention (de type opération chirurgicale) n’est prévue sur les animaux vivants. Dans la procédure 1, les rats adolescent et adulte recevront un marqueur des neurones en train de se former dans le cerveau. Pour savoir si les CEM-RF induisent une inflammation, nous comparerons leurs effets avec un cas provoqué d’inflammation chez le rat. Dans la procédure 2, les petits rats à l’âge de 9 jours et de 21 jours recevront un marqueur des neurones en train de se former dans le cerveau. Après la fin de l’exposition aux CEM-RF (entre 21 et 70 jours après les naissances), les mères recevront le marqueur des neurones en train de se former dans le cerveau et leurs petits rats le recevront à environ l’âge de 44 jours (stade de l’adolescence) ou de 60 jours (stade adulte) à la dose retenue dans la mise au point de la procédure 1. Ainsi, nous identifierons le stade de développement le plus sensible aux expositions aux CEM-RF, et les effets à court et à long terme, transitoires ou permanents, sur la neurogenèse tout au long de la maturation cérébrale.
Etude du rôle des proteines du deuterosomes dans la différentiation des cellules multiciliées chez la souris
- Recherche fondamentale
- Biologie du développement
- Oncologie
360 souris nouveau-nées vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Chaque animal subit vers la naissance une électroporation du cerveau sous anesthésie, puis est tué entre deux et quinze jours plus tard pour prélèvement du cerveau. Le projet étudie les mécanismes de production des cils dans les cellules du cerveau. Le porteur affirme n'avoir jamais observé d'effet nuisible de cette technique et juge les cultures cellulaires insuffisantes pour reproduire ce contrôle in vivo.
Objectifs
L’objectif de ce projet est d’identifier les mécanismes moléculaires qui contrôlent la production des centrioles et des cils dans les cellules multiciliées épendymaires dans le cerveau des souris au stade postnatal. Dans ce contexte nous étudierons la fonction de protéines que nous avons préalablement sélectionnés à partir d’expériences réalisées in vitro en culture cellulaire. Des animaux de phénotype sauvage (CD1) seront utilisés pour étudier l’impact de la surexpression ou de l’inhibition de cette protéine en utilisant la technique d’électroporation in vivo de cerveaux postnataux.
Bénéfices attendus
Notre projet est d'une grande pertinence pour le domaine des cellules multiciliées (MCC) : - Un des grands défis dans ce domaine de recherche concerne le contrôle du nombre final de cils dans les MCC individuelles, qui est la clé de l'émergence de leur fonction physiologique. La réponse à cette question ne sera possible que lorsque les mécanismes de production et d'élimination des centrioles seront bien compris. Ce projet fera la lumière sur ces processus de ouvrant de nouvelles voies pour aborder la façon dont le nombre de centrioles est contrôlé. - La multiplication des centrioles dans les MCC et la duplication des centrioles au cours du cycle cellulaire font intervenir des principes de régulation communs. Ainsi, le domaine plus large de la biologie des centrioles bénéficiera à l'avenir d'études sur les MCC comme celle proposée ici. Notre projet est également pertinent pour la santé humaine : - Les maladies respiratoires chroniques, tuent plus de 4 millions de personnes chaque année. Malgré la mortalité associée à ces maladies, une compréhension de la pathogenèse reste incomplète. Nos résultats fourniront des informations importantes sur les mécanismes qui sous-tendent ces pathologies. - La compréhension des règles qui contrôlent le nombre de centrioles dans les MCCs pourrait également être tout à fait pertinente dans le domaine du cancer ou une multiplication aberrante de centrioles est parfois observé.
Procédures
Les nouveaux-nés P0-P1 anesthésiés seront soumis à une procédure d’électroporation in vivo du cerveau afin de modifier l’état génétique des précuseurs des cellules multiciliées. Cette procédure dure 1 à 2 min et sera réalisée une fois par animal sur 360 animaux.
Impact sur les animaux
Les procédures sont appliquées sur des animaux nouveaux-nés qui sont euthanasiés entre 2 et 15 jours après. Nous pratiquons l’électroporation de cerveau en routine depuis une douzaine d’année et nous n’avons jamais observé d’effets nuisibles conséquents à cet acte sur la santé et le bien-être des animaux. L’électropration que nous utilisons dans ce projet induit la diminution de l’ARN cible seulement dans quelques cellules du cerveau après la naissance, ce qui n’entraine aucun effet dommageable sur l’animal.
Devenir
A la fin de la procédure (P5 ou P15), les animaux seront euthanasiés pour prélèvement du cerveau et analyse des paramètres des cellules multiciliées par immunofluorescence.
Remplacement
Les modèles de lignées cellulaires de cellules multiciliées (Cellules epitheliales de trachée humaine, culture primaire de cellules épendymaires de souris, culture primaire de cellules de trachée de souris) ne récapitulent pas le contrôle sticte de production des centrioles multiples observé in vivo. Notamment le nombre de centrioles généré par les cultures de cellules ependymaires sont deux à trois plus élevé que le nombre de centriole observés in vivo. Ainsi, la production des centrioles multiples est contrôlée par des facteurs intrinsèques mais également par des facteurs extrinsèques. Ce contrôle cellulaire non autonome lié à l’environnement cellulaire ne permet pas d’utiliser des systèmes de culture cellulaire in vitro pour étudier ce processus en contexte physiologique. Il est donc nécessaire d’effectuer des approches fonctionnelles in vivo chez la souris. Avant le début des analyses fonctionnelles in vivo, la présence de nos candidats dans les structures cellulaires relevantes pour le processus de production des centrioles multiples a été évaluée par des approches biochimiques sur des lignées cellulaires.
Réduction
Nous utiliserons une approche expérimentale simple et rapide qui permet de modifier l’information génétique des cellules multiciliées dans le cerveau de souris nouveau-nés sans avoir besoin de créer des animaux transgéniques. Cette approche par électroporation in vivo est utilisée depuis plusieurs années dans le laboratoire. Grâce à notre expérience et notre maitrise de cette technique, notre taux de réussite est optimal et nous pouvons estimer au plus juste le nombre d’animaux suffisants à utiliser pour avoir des résultats reproductibles et tenant compte du taux d’échec des expériences réalisées par la suite sur les échantillons biologiques. Les groupes témoins et les groupes tests seront constitués à partir de mêmes portées, sans distinction de sexe, afin de limiter le nombre d’animaux utilisés. Le nombre d’animaux nécessaires est estimé afin d’atteindre une différence significative (p
Raffinement
Les souris sont élevées en groupes sociaux, dans des environnements enrichis par la présence de tunnel en carton, carré de coton et dôme pour la nidification, au sein d’une animalerie exempte de pathogènes et dont les paramètres physiques et sanitaires sont strictement contrôlés. 6 personnes sont dédiées à l’organisation, l’entretien des élevages et le soin aux animaux. Pendant l’expérimentation, les souris sont traitées par des soins pré-opératoires (pommade lidocaïne) et la phase de réveil post-anesthésie se fait en condition de température optimale. Après l’expérimentation, les souris sont hébergées au calme dans une salle post- opératoire dédiée avec un suivi clinique quotidien. Les souriceaux d’une portée continuent d’être élevés tous ensemble avec leur mère. Ils font l’objet d’une surveillance quotidienne par les opérateurs pour vérifier la récupération dans les jours qui suivent l’application de la procédure. En cas de souffrance détectée (grille d’évaluation en Annexe 1), des antalgiques sont administrés (buprenorphine 0,1mg/kg, voie intra-péritonéale). Si les signes de souffrance persistent les animaux seront euthanasiés. Tout au long de l’expérimentation nous nous attacherons à reconnaître douleur et anxiété, agir lorsque les points limites prédéfinis sont atteints, noter les observations faites et les actions entreprises.
Choix des espèces
La souris est le modèle mammifère utilisé par la communauté́ scientifique pour l’étude des mécanismes moléculaires impliqués dans la différenciation des cellules multiciliées et qui sont conservés chez l’homme. De plus il permet des manipulations génétiques, soit par l’utilisation d’animaux transgéniques soit par modification ciblée de l’information génique des précurseurs des cellules multiciliées in vivo dans le cerveau. Les animaux seront utilisés au stade post-natal P0/P1 car Les précurseurs des cellules multiciliées ne sont accéssibles qu’aux stades P0-P1. Les animaux seront analysés à différents temps après électroporation de P5 à P15 correspondant aux différentes étapes de maturation des cellules multiciliées.
Etude par imagerie d’un marqueur de neuroinflammation dans un modèle de trisomie 21 chez la souris.
- Recherche fondamentale
- Biologie du développement
- Oncologie
- Système nerveux
50 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger. Souris transgéniques modèles de trisomie 21 et témoins, elles reçoivent un cathéter dans la veine caudale sous anesthésie puis une heure d'imagerie TEP avec traceur radioactif, avant d'être tuées 48 heures plus tard pour prélever le cerveau. Le porteur cherche à valider cette méthode d'imagerie de la neuroinflammation dans ce modèle. Il affirme qu'il est indispensable de tester les composés dans un organisme vivant entier et qu'aucune méthode alternative ne peut s'y substituer.
Objectifs
L'objectif est de développer une nouvelle stratégie thérapeutique pour la trisomie 21 basée sur des nouveaux composés capables d'agir sur l'inflammation du cerveau. Dans une 1ère étape, les propriétés anti-inflammatoires de ces nouveaux composés ont été évaluées par différents tests in vitro, permettant de sélectionner les plus performants. A ce stade, les études alternatives (in-silico/ in-vitro/ex-vivo) ne permettent plus de répondre à l'objectif puisqu'il est indispensable de tester les composés dans un organisme vivant entier (barrière hématoencéphalique, environnemement vasculaire métabolisme hépatique etc) mimant la maladie. Les composés sélectionnés ont été évalués chez l'animal afin de confirmer (ou non) leurs effets bénéfiques ainsi que le schéma expérimental optimal (dose, administration, etc) par l'un des partenaires du projet, dans un modèle animal de trisomie 21 (souris transgénique). Les modalités mises au point précédemment seront utilisées dans le même modèle animal dans notre laboratoire. Nous disposons d'une méthode d'imagerie in vivo chez l'animal qui permet de quantifier l'inflammation cérébrale à l'aide d'un traceur radioactif utilisé dans différents modèles animaux ainsi que chez l'humain. Ce type d’étude ne peut être substitué par une méthode alternative in vitro car l’objectif final est d’utiliser ces mêmes traceurs en imagerie clinique. Dans la demande présente, nous souhaitons valider la méthode d'imagerie que nous avons prévue dans ce modèle animal de trisomie 21, ce qui n'a jamais été réalisé jusqu'à présent. C'est pourquoi notre demande porte sur l'exploration par imagerie d'un groupe d'animaux transgéniques ("Tg", porteur de la trisomie 21) comparé à un groupe de souris témoins ("wildtype",WT, non porteur de la trisomie 21), afin de vérifier que notre méthode permet bien de mesurer l'inflammation cérébrale des animaux "trisomie 21". Cette étape permettra d'évoluer vers un protocole de traitement avec les composés sélectionnés, protocole pour lequel nous ferons une nouvelle demande d'autorisation. Cette neuroinflammation sera explorée par imagerie in vivo en TEP (tomographie par emission de positons), avec une méthode parfaitement maîtrisée au laboratoire.
Bénéfices attendus
A court terme, les résultats du présent projet permettront d’établir le schéma expérimental qui sera utilisé dans la suite du programme ANR : dose de traitement(s), durée, délai entre traitement et imagerie. A plus long terme, le bénéfice attendu est de progresser dans la mise eu point d’un nouveau traitement pour la trisomie 21.
Procédures
Cette procédure durera environ 1h10, elle sera réalisée une seule fois sur l’animal sous anesthésie générale. Les animaux seront soumis à la mise en place d’un cathéter à la veine caudale sous anesthésie générale, la durée est de 10 min. Les souris seront ensuite imagées pendant 60 min. Pour la mise au point du geste technique, l'expérimentateur aura 3 essais pour la veine caudale de l'animal . La souris sera anesthésiée, , une crème anesthésiante sera appliquée sur la queue de l'animal avant le geste technique. La durée du geste sera d'une durée max de 15 min.
Impact sur les animaux
Le stress est minimisé par l’implication d’un personnel qualifié pour l’expérimentation animale. Les souris sont facilement stréssées, la contention nécessaire à l’induction de l’anesthésie rajoute une source de stress supplémentaire. Après la phase d’acclimatation, les animaux seront habitués à être sortis de leur cage et à être manipulés en préhension. Les nuisances ou effets indésirables de la procédure 1 peuvent-être des hématomes suite à la l'introduction du cathéter dans la veine de la queue et un stress suite à la préhension et les bruits ambiants de la salle d'expérimentation. Les animaux seront habitués pendant la phase d'acclimation à la salle de l'imageur. Durant l'expérimentation la respiration, la température et le poids seront mesurés. Les souris seront observées deux fois par jour par la personne en charge de l’étude.
Devenir
A l'issue de la procédure, les animaux sont réveillés et surveillés. A la suite de la décroissance radioactive (48h ), les souris seront mis à mort. En effet, il est indispensable de prélever les cerveaux 48h après l'imagerie afin de confirmer les résultats obtenus en imagerie avec des mesures ex-vivo ( immunohistochimie et autoradiographie).
Remplacement
A ce jour aucune expérience de ce type n'a été réalisée dans l'espèce humaine. Ce type d’étude ne peut être substitué par une méthode alternative in vitro ou sur cellules. Le recours à l'expérimentation animale est donc nécessaire, et cela d'autant plus que les études alternatives (in-silico/ in-vitro/ex-vivo) ne permettent plus de répondre à l'objectif puisqu'il est indispensable de tester les composés dans un organisme vivant entier (barrière hématoencéphalique, environnemement vasculaire métabolisme hépatique etc) mimant la maladie de la trisomie 21.
Réduction
L’utilisation de méthode d’imagerie au cours de ce protocole va permettre de réduire le nombre d’animaux utilisé qui est néanmmoins dicté par les groupes expérimentaux réquis pour l’obtention de résultats permettant de répondre à la question scientifique posée (degré de neuroinflammation). De plus, les animaux pourront être suivis par imagerie de manière longitudinale dans les prochaines étapes du projet, afin d’évaluer au mieux les nouveaux traitements en utilisant un nombre réduit d’individu.
Raffinement
Après la phase d’acclimatation, les animaux seront habitués à la salle d’expérimention pour diminuer leur stress. Ils seront hébergés en groupe avec présence d’enrichissement (bâton à ronger, papier absorbant, maison ou tube en plastique). Les souris seront observées une à 2 fois par jour. Toutes les stratégies d'analgésie, d'anesthésie et de soin seront mises en oeuvre pour réduire au maximum tout inconfort qui pourrait être induit par le modèle. Les animaux seront anesthésiés à 4% dans une cuve d’induction. Lors de l’imagerie les animaux seront maintenus à 2%. Une protection occulaire sera apliquée lors de l’installation du cathéter à la veine caudale. Nous appliquerons également une crème anesthésiante sur la queue de l’animal. L’animal sera maintenu durant toute l’expérimentation sur un tapis chauffant. Nous assurerons une surveillance accrue du rythme respiratoire et de la température corporelle de l’animal. En cas de detresse respiratoire, l'anesthesie est arrêtée et l'animal réveillé. Si l'animal est en hypothermie, nous procéderons à une augmentation de la température du lit thermorégulé de l'imageur. Si malgré ces actions, l'état général de l'animal ne s'améliore pas, nous arrêterons l'expérimentation.
Choix des espèces
La souris Tg Dp1Yey est actuellement le meilleur modèle animal de trisomie 21. De plus, la taille du cerveau de la souris est compatible avec la sensibilité et la résolution spatiale de la caméra microTEP (environ 1 mm). Adulte afin d'avoir une taille de cerveau compatible avec la technique d'imagerie utilisée dans ce protocole.
Etude de deux gènes dans la régulation de la reprogrammation d’une cellule différenciée en cellule souche chez la souris.
- Recherche fondamentale
- Biologie du développement
- Oncologie
245 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Chaque animal subit une chirurgie abdominale sous anesthésie avec injection de cellules souches dans les testicules, pour y induire des tumeurs et vérifier que ces cellules reprogrammées gardent leur capacité à se différencier. Le porteur indique que les sutures peuvent provoquer des blessures que l'animal s'inflige lui-même, ainsi qu'une perte de poids, et que les souris sont mises à mort au plus tard huit semaines après l'injection. Il présente les retombées pour la médecine régénérative comme "cruciales" tout en les renvoyant au conditionnel, et conclut que la démonstration ne peut être réalisée sans recours au modèle animal.
Objectifs
Au début du développement, les cellules de l’embryon ne sont pas spécialisées dans une fonction. Ces cellules dites « souches » vont ensuite acquérir des identités spécialisées et devenir par exemple des cellules du muscle ou des neurones. La possibilité de changer l’identité établie de cellules, par des procédés expérimentaux appelés reprogrammation, génère des espoirs en médecine régénérative. Il est possible de former des cellules souches induites à partir d’une autre cellule, un fibroblaste. Au cours de ce processus les cellules perdent leur identité et passent dans un état particulier qui leur permettra de devenir souches. Deux gènes ont été identifiés et semblent être impliqués dans la régulation de l’identité cellulaire au cours de la reprogrammation. Leur présence ou absence affecte l’efficacité de la reprogrammation. Nous souhaitons alors étudier comment la présence ou l’absence de ces deux facteurs dans la cellule de départ affecte l’acquisition des propriétés souches dans les cellules reprogrammées. Dans le cadre du projet différents types de cellules avec des identités spécialisées sont reprogrammées en cellules souches induites. Le potentiel souche des lignées de cellules souches induites obtenues doit être ensuite confirmé par des tests chez l’animal, qui consistent en l’injection de cellules souches induites chez la souris adulte afin d’induire des tumeurs bénignes. Ces tumeurs ne disséminent pas et sont constituées, non pas de cellules cancéreuses, mais de cellules souches induites qui auront changé d’identité. L’enjeu principal de ces tests est donc d’identifier les types cellulaires spécialisés une fois la tumeur bénigne formée, grâce à des analyses au microscope des tumeurs collectées.
Bénéfices attendus
L’identification des régulateurs de l’identité cellulaire et la compréhension de leur mode de fonctionnement au cours de la reprogrammation serait de grande importance pour la médecine régénérative. Ces connaissances seront cruciales afin de générer des cellules de haute qualité avec une bonne efficacité. De plus, les cellules souches induites contribuent largement dans le domaine de modélisation des maladies et le développement des stratégies thérapeutiques. Par ailleurs des mécanismes peuvent être conservés dans des modèles de cellules souches à l’origine de pathologies humaines telles que le cancer. En conséquence, approfondir la connaissance des mécanismes moléculaires qui régissent l’identité des cellules souches induites présente aussi un enjeu pour la cancérologie. Les travaux in vitro nous ont permis d’identifier deux nouveaux régulateurs limitant ou favorisant la génération des cellules souches induites en partant de différents types de cellules spécialisés. Nous sommes en train d’identifier le réseau de gènes régulé par chacun de ces deux facteurs. Pour approfondir ces résultats nous souhaiterons donc étudier in vivo comment ces gènes pourront affecter les propriétés des cellules souches induites et donc mieux comprendre leur mode de fonctionnement.
Procédures
Les souris seront soumises à une unique procédure chirurgicale d'une durée de 20 min sous anesthésie générale et traitement antalgique pour éviter toute douleur. La procédure consistera en une incision au niveau de l’abdomen et une injection des cellules en suspension dans les testicules des animaux en conditions stériles. L’abdomen sera ensuite refermé et l’animal sera suivi post-réveil de l’opération ainsi que tout au long de la formation des tumeurs.
Impact sur les animaux
Les effets indésirables qui sont attendus pour les animaux sont ceux qui peuvent découler : i) de la procédure chirurgicale (inflammation, infection et douleurs localisées), ii) de la présence de sutures cutanées qui peuvent entrainer des blessures cutanées à posteriori causes par l’animal lui-même par démangeaisons iii) de douleurs et de modifications du comportement de la souris (perte de poids) liées à la procédure.
Devenir
Tous les animaux seront mis à mort après une anesthésie générale dès l'atteinte des points limites ou après une période maximale de 8 semaines après l'injection des cellules souches dans les testicules. Les testicules seront ensuite prelevées et une analyse histologique sera faite au sein de nos laboratoires.
Remplacement
Jusqu’à présent, le projet a complètement été mené grâce à des expériences sur cellules murines en culture, donc sans faire appel à aucun modèle animal. Néanmoins, afin de pouvoir conclure sur ces résultats et pouvoir les publier, il est nécessaire de démontrer par d’autres approches, que les cellules souches induites maintiennent leur capacité de générer toutes les cellules de l’embryon. Cela ne peut être réalisé sans le recours à des modèles animaux.
Réduction
Le nombre de souris injectées sera réduit à 245 (49 groupes de 5 souris) pour les raisons suivantes : - Le choix des testicules comme site d’injection permet de doubler le potentiel de développement de tumeurs bénignes sans augmenter le nombre d’animaux. - Le résultat attendu de ce projet est l’observation qualitative de cellules/tissus spécialisés au sein des tumeurs mais nous ne recherchons pas d’effet statistique, permettant ainsi de réduire la taille des groupes d’animaux. Notre expérience antérieure nous permet de prédire que 2 souris sur 3 injectées avec des cellules souches développent des tumeurs. Ceci, combiné aux données de la littérature, nous permet de réduire le nombre de souris receveuses à 5 par condition pour obtenir un nombre suffisant de tumeurs analysables et ne pas reproduire l'expérience inutilement.
Raffinement
Durant toute la procédure, et en particulier dès le réveil post-chirurgie, les souris seront observées régulièrement (3 fois par semaine) afin d’identifier tout signe potentiel de mal-être ou de souffrance. Nous avons défini une série de points limites conduisant à l’arrêt de nos protocoles et à la mise à mort immédiate des souris concernées. De plus, anesthésiques et analgésiques seront utilisés avant, pendant et après la procédure opératoire.
Choix des espèces
L’ensemble du projet est focalisé sur l’étude de la biologie des cellules souches de souris. Il nous apparaît donc opportun de réaliser les expériences de formation de tumeurs bénignes chez la même espèce afin de récapituler au mieux les voies de signalisations qui vont induire la différenciation des cellules souches induites dans les tumeurs. Toutes les expériences seront réalisées avec des souris adultes de 6 à 8 semaines, qui est l'âge habituellement utilisé pour l’induction de ces tumeurs bénignes.
Cycle de remplacement des dents pharyngiennes chez le cichlidé Astatoreochromis alluaudi
- Recherche fondamentale
- Autre recherche fondamentale
- Biologie du développement
- Oncologie
- Système musculosquelettique
80 poissons cichlidés Astatoreochromis vont être utilisés, tous tués à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger. Chaque poisson est anesthésié et reçoit une injection intrapéritonéale de marqueur, puis est conservé un temps variable avant d'être tué par surdose d'anesthésique pour prélever ses mâchoires. Le projet mesure la durée du cycle de remplacement des dents pharyngiennes de cette espèce. Le porteur indique que des approches numériques existent mais restent limitées aux mammifères, et affirme devoir poursuivre des études in vivo pour développer un modèle adapté.
Objectifs
Le but du projet est de déterminer la durée du cyle de remplacement des dents pharyngiennes chez le cichlidé Astatoreochromis afin de mieux comprendre la plasticité dentaire et élaborer des modèles de plasticité dentaire. En moins de 200 000 ans, une grande variété de morphologies dentaires s’est mise en place chez les espèces cichlidés des grands lacs africains à la suite de radiations adaptatives parallèles. L’Astatoreochromis alluaudi est une espèce de cichlidé du lac Victoria et des cours d’eau environnant ; malachophage non obligatoire il possède un profil alimentaire varié. Sa mâchoire pharyngienne inférieure est particulièrement plastique et change en fonction de son alimentation. En particulier, une modification du régime alimentaire provoque des changements morphologiques au niveau des dents pharyngiennes. Cette espèce est la seule à avoir fait l'objet de plusieurs études expérimentales qui ont permis de documenter ce phénomène. De ce fait, l'Astatoreochromis alluaudi est une espèce absolument unique pour la réalisation de ce projet.
Bénéfices attendus
Ce projet aura des implications importantes pour notre compréhension du rôle du développement dans la dynamique des radiations évolutives post-crises. Il permettra également de mieux exploiter les fossiles d'espèces qui ont vécu au moment de la transition Permien-Trias qui représente un des épisodes majeurs d'extinction massive d'espèces et de mettre en évidence certains des mécanismes sous-jacent aux phénomènes d'extinctions massives tel que nous vivons actuellement.
Procédures
Les animaux seront anesthésiés individuellement par balnéation et recevront une unique injection intrapéritonéale. L'intervention durera une dizaine de minutes en incluant l'anesthésie, l'injection et le reveil. Les animaux seront ensuite conservés pour des durées variables puis mis à mort par surdose d'anesthésique en balnéation afin de prélever leurs machoires pour analyse.
Impact sur les animaux
Faibles. Le projet implique de réaliser, en début de protocole, des injections péritonéales qui peuvent présenter dans de rares cas des séquelles. Une vigilance particulière sera donc apportée lors de la récupération des animaux après ces injections. Pour le reste du projet, les animaux sont conservés en groupe sociaux et nourris suivant un régime alimentaire équivalent à celui qu'ils adoptent dans le milieu naturel.
Devenir
L'analyse de la forme des dents nécessite de prélever les mâchoires des animaux et de réaliser des coupes qui seront analysées au microscope. Ceci nécessite donc la mise à mort de l'ensemble des animaux utilisés dans le projet.
Remplacement
Des approches in silico existent pour l'étude de la topologie dentaire malheureusement elles ne sont adaptées qu'aux mammifères. Nous souhaitons développer des modèles numériques équivalent mais qui soient adaptés aux espèces que nous étudions. Pour développer ces modèles, il est nécessaire de poursuivre des études in vivo pour fournir les données nécessaires à leur élaboration. Une fois établis, ces modèles pourront être utiliser pour étudier la topologie dentaire d'autres espèces de vertébrés.
Réduction
L’organisation du projet en 3 procédures distinctes permet de réduire le nombre d’animaux utilisés sur l’ensemble du projet. La première procédure permet de définir avec précision la dose de calcéine nécessaire à un marquage efficace. La seconde procédure permet d'évaluer la durée du cycle de remplacement dentaire avec un pas de temps important (2 semaines). Elle permet de fournir une durée approximative du cycle qui sera utilisée dans la troisième procédure pour évaluer avec une meilleure précision la durée du cycle (précision à 2 jours). Cette organisation permet de limiter le nombre d'animaux utilisés à 80 (20 pour la première procédure et 30 chaque pour les deux suivantes). Un approche statisitique sera utilisée pour mettre en évidence d'éventuelles différences de longueur de cycle entre les dents positionnées au centre et celles positionnées en périphérie de la machoire.
Raffinement
La dose minimale nécessaire au marquage des dents va être déterminée dans la première partie du protocole et sera utilisé dans le reste de l'étude. L'injection intra-péritonéale en début de protocole sera réalisés sous anesthésie et les poissons seront placés dans des bacs de réveil et surveillé lors de leur sortie d'anesthésie. Par ailleurs, les Astatoreochromis sont maintenus en groupes sociaux dans des bacs qui leur permettent d'exprimer leurs comportements naturels. Afin de favoriser le bien-être des animaux, les aquariums disposent d'un substrat (sable) qui permettent aux animaux d'exprimer leur comportement fouisseur. De même, afin de limiter les possibilités d'agression par les individus dominants de nombreuses cachettes (gouttières renversées, pots en terre) sont mises à disposition des animaux. Ils disposent d'une alimentation variée proche de celle de leur milieu naturel. Les animaux sont observés quotidiennement et les animaux malades ou stressés sont isolés et placés dans un environnement différent. Après l'injection péritonéale, les animaux seront placés dans des bacs d'observation durant 24h pour détecter tout signe d'inflammation au site de l'injection. Les signes de déséquilibres homéostatiques seront observés après l'injection(hydropisie, écailles hérissées), ainsi que les signes pouvant indiquer une atteinte de la vessie natatoire (flottabilité positive ou négative). Les animaux présentant des signes d'inflammation ou d'atteinte à la vessie natatoire seront mis à mort par une surdose d'anesthésique en balnéation (Tricaine 0,2 % tamponnée à pH 7).
Choix des espèces
En moins de 200 000 ans, une grande variété de morphologies dentaires s’est mise en place chez les espèces cichlidés des grands lacs africains à la suite de radiations adaptatives parallèles. L’Astatoreochromis alluaudi est une espèce de cichlidé du lac Victoria et des cours d’eau environnant ; malachophage non obligatoire il possède un profil alimentaire varié. Sa mâchoire pharyngienne inférieure est particulièrement plastique et change en fonction de son alimentation. En particulier, une modification du régime alimentaire provoque des changements morphologiques au niveau des dents pharyngiennes. Cette espèce est la seule à avoir fait l'objet de plusieurs études expérimentales qui ont permis de documenter ce phénomène. De ce fait, l'Astatoreochromis alluaudi est une espèce absolument unique pour la réalisation de ce projet. Les animaux utilisés seront des juvéniles de moins d'un an.
Effet d’anticorps ciblant différentes protéines du cerveau dans des modèles de schizophrénie chez la souris.
- Recherche fondamentale
- Biologie du développement
- Éthologie / comportement / biologie animale
- Oncologie
- Système nerveux
1 764 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Certaines subissent une chirurgie crânienne de deux heures puis une injection d'anticorps dans le cerveau, d'autres reçoivent des injections répétées de psychotrope pour reproduire des symptômes de schizophrénie, à l'âge adulte ou dès la naissance, avant des tests comportementaux d'exploration et de réaction à des sons. Le porteur teste des anticorps issus de lamas censés cibler une protéine liée au glutamate, et renvoie les retombées pour les patients au conditionnel. Il affirme que le volet comportemental force le recours à la souris et conclut que le remplacement n'est pas possible.
Objectifs
La schizophrénie est une maladie psychiatrique hautement invalidante touchant environ 1% de la population. La recherche actuelle suggère que le glutamate, messager majeur dans le cerveau, est lié à la maladie quand il est trop concentré, mais les essais jusque là ont échoué à cause d'actions mal ciblées à l'origine d'effets secondaires. Une famille de protéines permet cependant de réduire les quantités de glutamate localement, ce qui diminue les risques d’effets secondaires. Nous avons montré que des petits anticorps provenant des lamas pouvaient réduire les symptômes de la maladie chez la souris en ciblant un type de protéine de cette famille. Dans cette étude, nous cherchons à observer les effets de nouveaux anticorps ciblant un autre type de protéines de cette famille, pour potentiellement trouver des résultats similaires par une autre voie. Pour ce faire, nous les testerons chez des souris modèles reproduisant différent symptômes puis enfin sur des souris modèles ne possédant plus la cible de nos anticorps, en contrôle.
Bénéfices attendus
L'utilisation des petites molécules thérapeutiques a historiquement été limitée à cause de leur manque de précision. Nos anticorps, eux, ciblent exclusivement leur cible, ce qui en fait des agents thérapeutiques prometteurs. De plus, cibler le système du glutamate permet de s’attaquer directement à la source de la maladie, plutôt que de se limiter au traitement supericiel de certains symptômes d’hallucinations et de délires tel que le font les traitements actuels. Adresser de manière complète le problème permettrait de réduire tous les symptômes, en particulier cognitifs et/ou de l’humeur, ce qui serait un immense pas en avant pour les patients et limiterait les interruptions de traitement.
Procédures
Dans un premier temps, l’activité de nos anticorps sera évaluée après injection dans le cerveau, ce qui nécessite d'une part une chirurgie crânienne d'une durée de deux heures par animal, et d'autre part une injection unique sur vingt minutes. Si nos anticorps parviennent à passer directement dans le cerveau depuis le sang, cette procédure pourra être remplacée par une injection simple en périphérie (moins de cinq minutes). En ce qui concerne nos modèles, ils se basent sur l’injection régulière (moins de cinq minutes) de psychotrope soit sur deux semaines (une fois par jour) à l’âge adulte soit sur une semaine (un jour sur deux) chez le nouveau-né. Les tests comportementaux seront non invasifs et non douloureux avec de l'exploration d'arène et des réactions aux stimuli sonores sur deux ou trois jours, pour un total de deux heures pour chaque test, soit six heures par animal pour réaliser tous les tests. Tous les animaux à la fin des expériences seront mis à mort par injection d’anesthésique suivie d’une perfusion pour fixer les tissus et récupérer le cerveau.
Impact sur les animaux
Cette étude utilisera des animaux non mutés ou ne possédant plus les protéines cibles. Ces déficiences n'induisent pas de douleurs chez l'animal. La chirurgie présente des risques de mort lors de l’anesthésie, ainsi que de gêne et de douleur suite à l’opération. Les modèles murins de schizophrénie seront mis en place par des injections répétées de psychotrope au stade adulte ou au stade nouveau-né. Outre la douleur des injections, ces modèles impliquent des difficultées de mobilité, de mémoire, et de sociabilisation (sans agressivité). D’après les données chez l'animal obtenues par nos collaborateurs, aucun signe de souffrance n’est attendu après unique injection d’un anticorps. Les anticorps qui seront évalués dans cette étude n'ont pas d'effets indésirables attendus après injection unique.
Devenir
Pour toutes les procédures, les animaux seront mis à mort afin de récupérer le cerveau pour des analyses sur les tissus.
Remplacement
Le remplacement de l’animal n’est pas possible pour cette étude. Les anticorps développés jusque-là ont une cible murine et, bien que leurs caractéristiques aient été décrites en laboratoire, les aspects les plus complexes (circulation dans le système, délai d’action, durée de l’effet) ne peuvent être reproduits. L'étude se concentre de plus sur un trouble psychique dont les mécanismes ne sont pas bien décrits, mais pour lesquels la littérature présente plusieurs modèles murins représentant bien différents symptômes de la maladie. L'aspect comportemental de ce projet, à l'heure actuelle, force l'utilisation de l'animal.
Réduction
Le nombre d'animaux utilisés pour l'étude a été déterminé afin de minimiser l'utilisation de l'animal tout en assurant la pertinence statistique des études réalisées par la suite, en prenant en compte des variabilités attendues car observées dans des travaux similaires et les risques de pertes liés à la chirurgie. Si, au cours du projet, les variabilités observées sont plus faibles, les groupes seront réduits en conséquence. Mâles et femelles seront utilisés, car les modèles murins de schizophrénie utilisés ne présentent pas de variabilité en fonction du sexe. Les nanobodies injectés auront déjà été sélectionnés pour leurs caractéristiques in vitro. Pour chaque étape, les nouveaux résultats permettront de réduire la sélection. Les mêmes animaux seront observés à travers différents tests comportementaux.
Raffinement
Cette étude utilisera des animaux non mutés ou ne possédant plus les protéines cibles. Ces déficiences n'induisent pas de douleurs chez l'animal. Tous les animaux suivront une période de cinq jours d’habituation à la manipulation et aux tests afin de réduire au maximum le stress lié au contact humain et à l’environnement d’étude. Des groupes d’animaux subiront des chirurgies et seront donc endormis profondément par l'utilisation d'anesthésiques appropriés et leur douleur sera traitée avec des anti-douleurs afin de minimiser la souffrance et la mortalité des animaux. Des mesures préventives aux impacts secondaires de la chirurgie (baisse de température, déshydratation, sécheresse des yeux) seront mises en place, avec une semaine de récupération sous surveillance quotidienne. Les résultats actuels ne permettent pas d’affirmer que nos anticorps entrent dans le cerveau d’eux même, mais une étude parallèle est prévue, et si l’injection directe est possible elle sera alors favorisée pour limiter la souffrance animale. Les injections de psychotropes, outre la douleur de la piqûre, induisent des déficits de mobilité et de mémoire qui seront surveillés en fonction de l'âge de l'animal pour identifier aussi tôt que possible toute souffrance non prévue par l'étude. Les données obtenues par nos précédents collaborateurs suite à un traitement aigu avec ces anticorps ne montrent pas de signe de souffrance supplémentaire à l’introduction de l’aiguille chez l’animal. Le comportement des animaux sera évalué via une grille de score de douleur à chaque étape pour intervenir au plus tôt en cas de signes de souffrance plus importants que prévus dans le cadre des manipulations. Un score élevé nous amènera a contacter la structure de bien être animal pour prendre la décision d'utiliser des anti-douleurs ou euthanasier l'animal.
Choix des espèces
Les anticorps produits jusque-là visent des cibles murines avec une forte spécificité et les modèles d'intérêt pour la schizophrénie sont particulièrement bien documentés chez la souris. Afin d’identifier rapidement les composés ayant un potentiel thérapeutique, nous avons décidé d’utiliser d'abord un modèle rapide pour évaluer un symptôme simple de la maladie. Les composés ayant montré une capacité à atténuer ce symptôme seront ensuite caractérisés plus en profondeur dans un modèle d’exposition précoce à un psychotrope. Ce modèle, impliquant une période d’expérimentation plus longue, se veut plus proche de la maladie. Les souches déficientes pour les cibles visées sont des contrôles essentiels pour confirmer que l’activité des anticorps est propre à leur action sur la cible. Ces souris ont déjà été étudiées, et ne montrent pas de souffrance par rapport aux souris non mutées.