Biologie du développement
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Etude des effets cellulaires, moléculaires et épigénétiques d’un stress dans un modèle murin de stress périnatal
- Maintien des lignées génétiquement modifiées
- Recherche fondamentale
- Biologie du développement
- Oncologie
- Système nerveux
398 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures déclarées d'un niveau de souffrance modéré, une partie sous anesthésie sans réveil. Chaque animal reçoit des injections répétées d'alcool ou d'interleukine, jusqu'à neuf fois, pour reproduire un stress périnatal et en étudier les effets épigénétiques sur le cerveau. Le porteur attend des effets comportementaux comme la prostration et l'agressivité, et les souris sont tuées à l'issue de chaque procédure pour prélever les tissus. Il juge le modèle souris "essentiel" pour tenir compte de l'architecture cellulaire complexe du système nerveux.
Objectifs
Plusieurs études suggèrent qu’un stress périnatal augmente la susceptibilité d’apparition de pathologies mentales à l’âge adulte. Ces stress périnataux pourraient induire des modifications épigénétiques à l’origine de l’augmentation de cette susceptibilité. Ces modifications épigénétiques se répercuteraient au niveau architectural puis fonctionnel dans le cerveau et conduiraient à des comportements pathologiques. L’amélioration du pronostic des pathologies mentales liées au stress repose donc sur la découverte de nouvelles stratégies neuroprotectrices. L’objectif de cette étude est de comprendre les mécanismes biologiques, moléculaires, épigénétiques et cellulaires, responsables d’anomalies du développement cérébral décrites chez l’homme suite à des stress périnataux: l’ingestion d’alcool chez la femme enceinte (syndrome d’alcoolisation fœtale SAF) et l’inflammation périnatale. Ces anomalies ont été associées à la présence de lésions cérébrales et de pathologies mentales. Les voies du stress, notamment celles impliquant le gène HSF2 sont particulièrement présentes au cours du développement neural et y jouent un rôle critique. Disséquer les mécanismes génétiques et épigénétiques possiblement causals dans ces troubles psychiatriques est une des voies vers le développement de nouvelles stratégies thérapeutiques. Dans ce but, l’induction de stress répétés chez le souriceau (embryonnaire ou nouveau-né), déjà bien caractérisés et connus pour mimer les effets d’une intoxication alcoolique aigue ou l’inflammation périnatale chez la femme enceinte, sera réalisée afin d’étudier les effets cellulaires, et moléculaires au niveau de l’épigénome dans le cerveau de ces souriceaux, soit peu de temps après le stress, soit après plusieurs semaines. Une partie des travaux de ce projet sera réalisée en parallèle sur des modèles organoïdes, afin de limiter à terme, l'utilisation des animaux dans ce type d'étude. Cependant, une partie du travail repose sur le suivi à long terme des conséquences du stress périnatal, il est donc encore indispensable d'y associer des études chez l'animal.
Bénéfices attendus
Ces travaux s'inscrivent dans la compréhension des mécanismes moléculaires qui sont ciblés par un stress développemental, que ce soit lors de la vie foetale ou l'enfance, et qui ont des répercussions sur la vie adulte. Ce projet à trois visée à long terme, (1) l'anticipation des effets du stress et de leur répercutions par la prévention, notamment en identifiant les périodes de susceptibilité, (2) le développement d'approches diagnostiques basées sur les défauts identifiés et qui viseront à la prise en charge la plus précoce possible pour limiter les conséquences du stress et enfin, (3) le développement d'approches thérapeutiques qui cibleront les voies moléculaires identifiées.
Procédures
Injections intrapéritonéales répétées d'alcool (3 injections séparées de 12h), ou Injections intrapéritonélaes répétées d'interleukine (jusqu'à 9 injections espacées de 12h, soit sur 5 jours), et/ou injections intrapéritonéales de BrdU/EdU (jusqu'à 3 injections espacées de 3h).
Impact sur les animaux
Les animaux subissent des stress contrôlés et modérés, mais sufisants pour reproduire des effets du stress observés chez l'humain. Des effets comportementaux sont principalement attendus, tels la prostration et l'agressivité, dont nous essaieront de limiter l'impact par les enrichissement environnementaux.
Devenir
A l'issue de chaque procédure les animaux seront mis à mort pour prélevement des tissus à analyser.
Remplacement
Il est important de travailler sur ce modèle souris car ces études doivent tenir compte de l'architecture cellulaire et tissulaire complexe qui impacte sur la protéostasie, le métabolisme et les réponses cellulaires, surtout concernant les réponses neurales. Le système nerveux est par essence un système intriqué dédié à la réponse environnemental, vouloir préserver son intégrité dans nos études est donc essentiel, et pour le moment, seul le modèle animal répond à ce défi. Par ailleurs, nous disposons d'animaux transgéniques qui permettent de disséquer des voies complexes de le réponse cellulaire. C’est également la seule possibilité de coupler des phénotypes cellulaires, histologiques à des défauts comportementaux. Nous développons en parallèle des modèles de culture cellulaire complexe qui permettront à terme de limiter le nombre d'animaux utilisés mais pour le moment, ces modèles sont encore imparfaits et ne permettent pas encore de reproduire les phénotypes comportementaux.
Réduction
Les modèles de lésions cérébrales induits par l'alcool sont extrêmement reprocductibles et n'entrainent qu'une faible mortalité, de l'ordrede 5%. Il en est de même pour le modèle d'inflammation que nous utilisons. Ces deux aspects permettent de limiter le nombre d'animaux par groupe. Par ailleurs, l'utilisation de tests statistiques appropriés à l'étude des petits echantillons permet également l'utilisation d'un nombre limité d'animaux. En parallèle à nos travaux nous développons des modèles de culture d'organoides cérébraux, qui pourront être utilisés pour les validations d'effets, et développés à terme pour ce type d'étude.
Raffinement
Le bien être des animaux est au coeur de nos travaux puisque en étudiant le stress, nous sommes particulièrement attentif à leur environnement qui influerait sur nos résultats. Nous veillons à maintenir l'enrichissement approprié, à limiter la manipulation des animaux, et les changements d'environnement qui sont stressants pour les animaux.
Choix des espèces
Au vu de la littérature, la souris est l’espèce la plus utilisée pour la réalisation des modèles neuropathologiques. Par ailleurs, nos études sont axées sur des conséquences à relativement long terme sur la physiologie tissulaire, ce qu'il n'est pas encore possible de modéliser complètement dans les modèles complexes 3D. De plus, il nous est indispensable d’avoir accès aux animaux génétiquement modifiés pour nos analyses mécanistiques. Nous travaillerons sur : E15.5, E16.5, P7, P30 pour suivre la mise en place et la persistance ou l'aggravation des effets de l'alccol, à des etapes clés du développement neural. Le stade auquel le stress alcoolique est appliqué correspond au deuxieme trimestre de la grossesse chez l'humain. A ce stade l'alcool n'induit pas d'altérations majeures identifiables au niveau clinique, poutant les consequences comportementales sont bien caractérisées chez le jeune enfant. Il s'agit donc d'identifier une signature precoce du défauts induits par l'alcool. Les stades d'analyse choisis couvrent des periodes clés du developpement neural (pic de neurogenese cortical, etablissement de la myelination corticale, architecture cerebrale mature). P1, P3, P5, P45 pour les études de l’inflammation puisque cette période correspond au au 3eme semestre de gestation chez la femme durant lequel le développement du fœtus est particulièrement sensible à l’inflammation et cause de prématurité infantile avec des consequences connues chez le jeune enfant. Notre expérience a déjà montré que l’inflammation pendant le développement cérébral est un processus complexe qui doit être étudié dans le temps (notamment la mise en place de la myelination corticale et d'une architecture mature du cortex cérébral). Stades embryonnaires entre E11.5, E14.5 et E16.5 pour les études du rôle de HSF2, car ce sont les stades auxquels les protéines HSF sont exprimées et des étapes clés de la corticogenèse: début de neurogenèse, modification de l'expression de HSF2 dans le cortex cérébral, pic de la neurogenèse corticale et génération des neurones des couches supérieures.
Caractérisation d’un nouveau modèle de l’Ataxie de Friedreich et mise en application d’une approche de thérapie génique
- Recherche appliquée
- Troubles nerveux
- Recherche fondamentale
- Biologie du développement
- Oncologie
- Système nerveux
720 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, hors animaux reproducteurs et de maintien de la lignée. Porteuses d'une mutation reproduisant l'ataxie de Friedreich, les homozygotes développent une ataxie vers trois mois et sont suivies par des tests comportementaux réguliers et des électromyogrammes, avant l'injection d'un vecteur de thérapie génique et une mise à mort à neuf mois pour analyses. Le porteur qualifie ces tests de comportement d'"indolores et sans stress" pour l'animal. Il affirme qu'aucune méthode alternative ne permet d'évaluer cette approche et qu'une validation in vivo est "indispensable".
Objectifs
L’ataxie de Freidreich (AF) est une maladie génétique rare qui se caractérise par une maladie neurologique avec une dégradation progressive des fonctions motrices et sensorielles qui conduit à une perte des mouvements volontaires. La maladie est dû a une perte de frataxine, une protéine essentielle pour le bon fonctionnement des neurones. Les approches thérapeutiques pharmacologiques développées ciblant principalement les effets secondaires sont à ce jour faiblement efficaces et l’AF reste une maladie incurable. Une approche de thérapie génique permettant de restaurer les taux physiologiques de frataxine est en cours de développement. Un nouveau modèle murin avec une mutation ponctuelle dans la frataxine a été généré, afin de mimer les effets d’une mutation ponctuelle identifiée chez certains patients. Ce modèle est en cours de caractérisation, mais nous savons que ce modèle développe un phénotype neurologique progressif entre 3 et 9 mois, similaire à la maladie humaine. Ce modèle murin nous permettra donc de comprendre les états précoces de la maladie, et de développer une approche préclinique de thérapie génique. Le projet a 2 axes : 1) caractériser le phénotype neurologique du modèle au cours du temps, notamment au cours des trois premiers mois et 2) appliquer et optimiser un protocole de thérapie génique avec un vecteur permettant d’exprimer la frataxine à des niveaux proches de l’endogène.
Bénéfices attendus
Il y a plusieurs bénéfices attendus de ce projet. Le premier sera de valider ce nouveau modèle qui présente des faibles taux de frataxine de façon ubiquitaire et une mutation retrouvée chez l’Homme. Ce modèle pourra être utiliser pour continuer à comprendre la pathophysiologie de la maladie afin de développer des nouvelles approches thérapeutiques. Le deuxième bénéfice sera de continuer à développer au niveau préclinique une approche de thérapie génique.
Procédures
A partir de la naissance les animaux seront observés 2x /semaine (pour surveiller leur poids et taille). Des tests de comportement indolores et sans stress pour l’animal, effectués par le même expérimentateur, nous permettront d’identifier avec précision les défauts locomoteurs et de suivre l’évolution du phénotype. Les tests seront utilisés en conformité avec la littérature et les procédures établies au laboratoire. Ces tests seront effectués tous les 15 jours jusqu’à 12 semaines, et ensuite 1 fois par mois jusqu’à l’âge de 9 mois. Des mesures d’électrophysiologie par électromyogramme (EMG) seront effectués afin de mesurer la réponse proprioceptive des animaux et de corréler ses résultats aux données comportementales à 2 et 3 mois, puis 1 fois tous les 2 mois. A 9 mois, les souris seront mises à mort et les tissus d’intérêt seront prélevés pour des analyses biochimiques et histopathologiques. (Procédure 1) Une deuxième cohorte de souris sera générée pour le prélèvement de tissus pour une caractérisation biochimique et histopathologique, à différents temps (naissance, 7 jours, 3 semaines, 6 semaines, 3 mois et 6 mois), ce qui correspond à différentes phases clés dans la progression de la maladie. Le point de 9 mois sera obtenu à partir de la cohorte de la procédure 1. (Procédure 2) Enfin deux autres cohortes seront générées pour évaluer une approche de thérapie génique, d’abord en pré-symptomatique puis en postsymptomatique. Après injection intraveineuse du vecteur médicament (vecteur exprimant la frataxine) soit avant symptômes (Procédures 3) ou après l’apparition des symptômes (Procédure 4), des tests de comportements ainsi que des mesures d’électrophysiologie seront effectués comme en procédure 1 pour évaluer l’effet thérapeutique. A 9 mois, les souris seront mises à mort pour prélèvement de tissus pour des analyses.
Impact sur les animaux
Les lignées utilisées pour l'élevage sont maintenues à l’état hétérozygote, portant un seul allèle muté et un allèle sauvage. Elles n'ont pas de phénotype dommageable et ne nécessitent donc pas de surveillance particulière. Seuls les animaux homozygotes pour la mutation du gène de la frataxine issues des croisements entre deux souris hétérozygotes ont une réduction de la taille globale et développent des symptômes d’ataxie vers le 3ème mois, aspect qui nécessite d’être affiné. De la nourriture gélifiée sera proposée aux animaux dès l’apparition des signes de la maladie, détectés par les tests de comportement que nous effectuerons.
Devenir
Pour des analyses biochimiques et histologiques une mise à mort est nécessaire en fin de procédure en respectant les points limites et la progression de la maladie.
Remplacement
Ce projet vise à optimiser une approche de thérapie génique pour l’ataxie de Friedreich afin d’améliorer la vie des patients et de ralentir la progression de la maladie, voire la stopper de façon pérenne sans induire des effets secondaires invalidants. Tous les outils moléculaires utilisés ont été testés dans des cellules en culture mais il est indispensable de réaliser une validation in vivo sur un modèle murin de la maladie. Ce modèle est le premier modèle qui reproduit génétiquement une mutation ponctuelle retrouvée chez l’homme.
Réduction
Il est estimé que le projet mobilisera sur 5 ans un maximum de 720 animaux hors animaux reproducteurs et maintien de la lignée. Toutes les procédures sont conçues pour diminuer le nombre d’animaux utilisés, tout en tenant en compte du nombre minimum nécessaire pour pouvoir appliquer les tests statistiques adaptés. Les travaux de notre équipe et les données préliminaires de nos collaborateurs nous permettent d’estimer le nombre de souris pour avoir une valeur statistique suffisante (20 souris par condition pour les tests de comportement et 10 souris par condition pour les analyses biochimiques et histologiques). Autant que possible, les mêmes animaux seront utilisés pour réaliser les analyses fonctionnelles, histologiques, moléculaires et biochimiques. Si aucun phénotype moléculaire/histologique n'est observé à 6 semaines, les cohortes prévues pour les points plus précoces ne seront pas générés. En l’absence de différence entre les mâles et les femelles, les données seront combinées afin de diminuer de moitié l’effectif.
Raffinement
Les animaux seront observés quotidiennement et leur poids et taille seront mesurés 2x / semaine. Dès les premiers signes cliniques (défauts à la locomotion ou perte de poids), de la nourriture gélifiée sera mise à leur disposition dans la cage. Des points limites prédictifs sont déjà établies et validés par la communauté scientifique avec un « scoring » adapté aux modèles d’ataxie.
Choix des espèces
Il n’existe à ce jour pas de méthodes alternatives pour évaluer la pertinence d’une approche de thérapie génique pour le traitement de l'Ataxie de Friedreich, notamment de la composante neurologique de la maladie. Il est alors nécessaire d’utiliser un modèle animal pour comprendre et proposer des approches thérapeutiques de la pathologie. La frataxine humaine sauvage est capable de compenser l’absence de frataxine murine endogène dans des modèles cellulaires et murins. Malgré l’existence de modèles cellulaires, une étude chez l’animal est indispensable pour déterminer la pertinence de cette approche de thérapie génique et afin d’établir une preuve de concept et l’innocuité de cette stratégie. Cette étape préliminaire est cruciale avant de pouvoir considérer une application chez l’Homme. Les études aux stades post-nataux débuteront à la naissance et se termineront à 9 mois au plus tard, et avant d’atteindre les points limites fixés dans cette étude. Nos collaborateurs ont déjà établi que les animaux avaient un phénotype à 3 mois, mais n’ont pas testé les stades avant.
Développement et caractérisation de modèles de poisson zèbre pour étudier les processus pathologiques impliqués dans des syndromes malformatifs chez l’homme
- Recherche fondamentale
- Biologie du développement
- Éthologie / comportement / biologie animale
- Oncologie
- Organes sensoriels
- Système cardiaque
- Système musculosquelettique
3 880 poissons zèbres vont être utilisés, tous tués à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Génétiquement modifiés pour porter des mutations liées à des malformations humaines du visage et du cœur, ils subissent un prélèvement d'un fragment de nageoire sous anesthésie, et le porteur indique que les lignées peuvent présenter des malformations du squelette et de la tête. Des tests comportementaux de nage en réponse à des stimuli sonores et lumineux sont réalisés sur les larves. Il affirme que le recours à l'animal est "indispensable" car les études in vitro ne rendent pas compte du développement en trois dimensions du cœur ou des mâchoires.
Objectifs
Les malformations congénitales, diagnostiquées dans 2-3% des naissances sont un enjeu majeur de Santé Publique. Les malformations du visage et du cœur sont une composante fréquente des syndromes de malformations congénitales humaines et sont donc d'une importance clinique majeure. Les deux impliquent généralement une lourde charge médicale et chirurgicale. De plus, parmi les malformations congénitales humaines, les malformations affectant la forme du visage sont peut-être les plus frappantes en raison des attentes culturelles et des conséquences psychologiques. La majorité des alterations du visage et du coeur sont la conséquence d’un défaut de développement de l’embryon qui est provoqué par la mutation d’un gène. L’objectif de ce projet est d'élucider les mécanismes moléculaires et développementaux qui causent des malformations grâce à l’analyse de poissons zèbres qui portent des mutations dans certains gènes.
Bénéfices attendus
L'étude des poissons zèbres qui portent des mutations dans des gènes récemment identifiés dans des pathologies humaines devrait fournir de nouvelles connaissances sur les mécanismes moléculaires responsables de ces maladies rares et sur le développement normal du visage, du cœur et du cerveau.
Procédures
Les animaux subiront des prélèvements sous anesthésie d'un bout de nageoire, pour l’analyse de l’ADN. La procédure consiste à anesthésier le poisson adulte jusqu’à absence de réflexe au toucher (environ 3 minutes) puis un segment de 3mm de la nageoire caudale est coupé. Le poisson est ensuite placé à nouveau dans l’eau et il se réveille au bout de 1-2 minutes. Les poissons régénèrent spontanément leurs nageoires en quelques jours et il n’y a pas d’effets nocifs à long terme. Cette procédure sera nécessaire pour chaque animal génétiquement modifié et sera effectuée une seule fois au cours de la vie de l'animal.
Impact sur les animaux
Les lignées génétiquement modifiées pourront présenter des malformations du squelette, de la tête (diminution de la taille de la mâchoire, aplatissement de la face) ou des altérations des paramètres de la nage témoignant de problèmes moteurs ou de nutrition (amaigrissement).
Devenir
Procédure 1 : Tous les poissons génétiquement modifiés et âgés entre 20-24 mois (âge à partir duquel ils n’arrivent plus à se reproduire) ou toujours en vie à la fin du projet, seront euthanasiés par surdosage d’anesthésique. Procédure 2 : À la fin de la procédure qui a pour but l'étude post-mortem de l’ensemble des caractères visibles de poissons mutants, les poissons seront euthanasiés par surdosage d’anesthésique. Procédure 3 : À la fin de la procédure, qui a pour but l'observation, sur une brève période, du comportement de nage des larves en réponse à des stimuli sonores et lumineux, les poissons seront euthanasiés par surdosage d’anesthésique.
Remplacement
Notre objectif est de comprendre les mécanismes moléculaires et développementaux qui sous-tendent certaines malformations du visage et du cœur et la déficience intellectuel. Le recours à des modèles animaux est indispensable pour réaliser ces études car les études in vitro ne peuvent pas complètement rendre compte de la complexité des processus mis en jeu, par exemple, le développement complexe en 3 dimensions du coeur ou les interactions entre des populations de cellules qui donneront lieu aux mâchoires.
Réduction
Nous limiterons le nombre d’animaux utilisés aux besoins statistiques de nos analyses. Nous générerons uniquement le nombre d’animaux nécessaires à nos projets. La fécondité élevée chez cette espèce est un avantage, car elle permet d’obtenir beaucoup d’embryons, à partir d’une population restreinte de reproducteurs adultes.
Raffinement
Afin de limiter au maximum la souffrance et l’angoisse infligées aux animaux, les procédures se dérouleront avec une surveillance journalière, avec un dénombrement des poissons affectés par symptôme. Compte-tenu des gènes impliqués, des malformations du squelette de la tête ou de la capacité de nager sont attendues parmi les phénotypes spécifiques. De ce fait, ces altérations ne seront pas un critère éliminatoire. Néanmoins l’apparition de symptômes morphologiques (érosion, lésion) ou comportementaux (fort amaigrissement, immobilité) seront suivis et scorés tout au long de la croissance du poisson. Les poissons dépassant les points limites définis seront euthanasiés. La procédure de prélèvement d’un fragment de la nageoire caudale (pour l’analyse de l’ADN) sera réalisée sous anesthésie générale. De plus, un enrichissement du milieu sera effectué par la constitution de groupes sociaux, la mise en reproduction régulière et l’ajout de nourriture vivante.
Choix des espèces
Le poisson zèbre se révèle être un modèle de choix pour l’étude du développement du squelette de la tête et de la mise en place de l’orientation du cœur car ces processus chez le poisson zèbre sont similaires à ceux des mammifères. Le poisson permet du fait de la transparence des embryons et des larves, une observation non invasive des organes et cellules in vivo. Il permet d’établir des lignées génétiquement modifiées. -Pour la sélection des nouvelles lignées, le prélèvement d’un fragment de nageoire caudale pour l’analyse d’ADN sera réalisé sur poisson adulte, car prélever ce tissu aux stades plus jeunes serait trop endommageant. -L'analyse d'orientation du cœur sera réalisée sur des embryons âgés de moins de 5 jours post fertilisation, car l'orientation du cœur est déjà établie avant ce stade. -Les analyses du développement du squelette seront réalisées à trois stades clefs du développement : formation du squelette de la mâchoire à 5-7 jours post fertilisation ; début de la formation du crâne à 4 semaines post fertilisation ; squelette entièrement formé à 3 mois de vie. -L’observation de la taille sera réalisée sur des poissons à trois stades clefs de la croissance du poisson : à 18 jours post fertilisation, un stade larvaire ; à 28 jours post fertilisation, un stade juvénile, lorsque la plupart des caractéristiques adultes ont été acquises, sans maturité sexuelle ; à 11 semaines post fertilisation, un stade adulte. -Les tests comportementaux seront réalisés sur des poissons âgés de 10 jours post fertilisation, une étape à laquelle le développement neurologique est suffisamment mature pour pouvoir tester le comportement en réponse à des stimuli.
Conséquences de la salinisation des zones humides côtières sur la reproduction des amphibiens
- Conservation des espèces
- Protection de l’environnement
- Recherche fondamentale
- Biologie du développement
- Éthologie / comportement / biologie animale
- Oncologie
320 crapauds épineux vont être utilisés, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger, tous relâchés sur leur lieu de capture. Le porteur maintient 80 adultes en captivité brève et 240 têtards environ trois mois, en les exposant à des niveaux de salinité proches de ceux du milieu naturel, pour étudier les effets sur la reproduction et le développement. Il indique s'attendre à une éclosion et à une croissance altérées, sans effet attendu sur la survie. Il affirme qu'il n'existe "pas d'alternative" à l'animal et qu'il est "indispensable" d'obtenir les pontes au laboratoire.
Objectifs
La salinisation de l’environnement a été identifiée comme une menace globale pour les systèmes océaniques, dulçaquicoles et terrestres. Plus d’un quart des zones humides de la planète ont déjà été touchées par la salinisation, d’autres sont en voie d’être affectées par ce processus, notamment les zones côtières menacées par la montée des niveaux marins et l'augmentation de la fréquence d'évènements extrêmes (submersions marines). A l’échelle globale, l’impact de la salinisation sur la biodiversité est en voie de devenir un problème de conservation majeur. Il est connu que la salinisation du milieu peut avoir des conséquences importantes sur l’utilisation de l’habitat, les budgets énergétiques ou la reproduction chez de nombreux taxons. Certains de ces groupes taxonomiques possèdent des capacités de dispersion élevés qui leur permettent d’échapper à ces conditions négatives et de se reporter sur des habitats encore favorables (par exemple les oiseaux). D’autres groupes sont beaucoup moins mobiles et sont particulièrement soumis à ce type de perturbation. C’est typiquement le cas des amphibiens qui sont caractérisés par de faibles capacités locomotrices. Ils sont également caractérisés par une peau très perméable qui facilite les échanges avec le milieu ce qui peut poser des problèmes de maintien de l’équilibre osmotique. D’autre part, le développement des œufs et des têtards dans l’environnement aquatique (mares) les rend particulièrement susceptible à la salinisation des sites de reproduction, particulièrement en zones côtières. Toutes ces caractéristiques font des amphibiens des espèces particulièrement adaptés pour examiner l’impact de la salinisation de leur environnement sur la reproduction. Le projet consiste à évaluer l’impact de la salinité environnementale (évaluée par des mesures in situ) sur le développement embryonnaire et larvaire d’un amphibien répandu, le crapaud épineux (Bufo spinosus). Afin d’évaluer les capacités d’adaptation de ce taxon à la salinisation de l’environnement, nous comparerons les réponses d'individus capturés en zones côtières (présumés habitués à ces conditions) et de zones continentales (non soumis à cette contrainte environnementale) afin d’identifier si des mécanismes spécifiques permettent aux populations côtières de faire face à cette contrainte environnementale.
Bénéfices attendus
Ce projet permettra de répondre à deux questions cruciales. Tout d'abord, ce projet permettra d'évaluer si la salinité environnementale affecte négativement les capacités de reproduction des amphibiens côtiers. D'autre part, ce projet permettra d'élucider les capacités d'adaptation des populations cotières a ce paramètre environnemental en comparant les réponses de populations soumises ou non à la salinité environnementale. Les données récoltées seront utilisables dans un objectif de conservation (protection contre les intrusions marines des sites de reproduction côtiers, aménagement de zones refuge ou tampon).
Procédures
Les interventions sont limités à de la captivité transitoire (adultes : 48h, têtards : ~90 jours) et à des mesures morphométriques (quelques minutes).
Impact sur les animaux
Concernant les adultes, les effets indésirables potentiels sont limités à ceux induit par la captivité transitoire. Néanmoins, nos travaux précédents ont montré que les niveaux d'hormones de stress des individus reproducteurs adultes ne sont pas modifiées par la capture et la captivité ce qui semble suggérer des effets faibles de nos procédures. Les niveaux sublétaux de salinité testés dans ce projet sont similaires à ceux auxquels les individus font face dans l'environnement naturel (zones côtières). Les effets indésirable potentiels seront donc similaires à ceux auxquels les individus font face sur le terrain. Parmi les effets potentiels, nous nous attendons à des succès d'éclosion et des patrons de croissance altérés au traitements de salinité faible et modérée. Néanmoins, à la vue des niveaux de salinité testés, nous n'attendons pas d'effets sur la survie des individus. Tout sera mis en oeuvre pour limiter au maximum le stress et/ou la douleur possiblement induits par nos procédures. La durée de captivité des adultes sera réduite au minimum (la ponte ayant lieu en général dans les 24h qui suivent la capture). Les individus adultes seront relâchés sur leur lieu de capture dès que la ponte aura eu lieu. Les têtards seront maintenus dans des conditions optimales (nourriture ad libitum, pas de risque de prédation et de compétition, régime thermique stable). L'avis du vétérinaire référent sera sollicité tout au long de ces procédures (capture, captivité pour les adultes; captivité pour les têtards) en cas d'anomalie observée.
Devenir
Les niveaux sublétaux de salinité testés dans ce projet sont similaires à celux auxquels les individus font face dans l'environnement naturel (zones côtières). Les effets indésirable potentiels seront donc similaires à ceux auxquels les individus font face sur le terrain. Tous les individus seront donc maintenus en vie et relâchés sur leur site de capture.
Remplacement
L'étude de l'influence de la salinité environnementale sur les performances de reproduction a des implications importantes à la fois pour la recherche fondamentale en écologie et la recherche appliquée en conservation. Ce projet porte spécifiquement sur le crapaud épineux (Bufo spinosus) en conditions contrôlées. Il n'existe pas d'alternative à l'utilisation d'un modèle animal pour cette étude.
Réduction
Le nombre d'individus sera réduit au minimum (20 couples par sites soit 40 couples au total, soit 80 individus adultes). Seule une fraction des têtards issus de chaque ponte sera conservée pour monitorer le développement larvaire (6 individus par ponte, soit un total de 240 têtards). Les oeufs et les têtards qui ne sont pas impliqués dans ces suivis seront relâchés sur le lieu de capture des adultes dès la ponte ou l'éclosion. Les 240 têtards gardés au laboratoire seront relâchés sur le lieu de capture des adultes dès la métamorphose. L'étude concerne donc 80 individus adultes et 240 têtards (soit un total de 320 animaux). Un test de puissance (1-β) ainsi que nos travaux précédent valident que ces tailles d'échantillon sont suffisantes pour détecter des différences significatives. Les données obtenues seront analysées grâce aux techniques statistiques classiques : des modèles linéaires généralisés qui permettent de comparer des variables entre plusieurs groupes. Lorsque les analyses requièrent l'utilisation de plusieurs données par individus (parents), des modèles mixtes seront utilisés pour tenir compte de la non-indépendance des données (identité parentale en facteur aléatoire).
Raffinement
Tout au long des procédures, les adultes, les oeufs et les têtards disposeront de conditions de maintien en captivité optimisées. Les conditions d'hébergement sont adaptés aux différents stades. Le choix des dimensions des différentes boites sont tirées de la réglementation en vigueur ou de notre expertise et/ou celle de collègues quand ces informations ne sont pas disponibles. Les boites de transports permettent de limiter l’amplitude des déplacements (et donc le stress) pendant le transport. Les bacs de ponte dépassent la taille requise pour le 1/3 d’habitat aquatique requis pour les amphibiens terrestres de cette taille. Les têtards seront maintenus dans des aquariums dédiés, dans des conditions thermiques optimales (régime stable à 17°C), l'eau sera changée de façon hebdomadaire et les individus auront un accès à la nourriture ad libitum, sans compétition, sans prédation. Un suivi journalier de l'état de chaque individu et de son aquarium sera effectué. L'avis du vétérinaire référent sera sollicité le cas échéant.
Choix des espèces
L'étude de l'influence de la salinité environnementale sur les performances de reproduction a des implications importantes à la fois pour la recherche fondamentale en écologie et la recherche appliquée. Ce projet porte spécifiquement sur le crapaud épineux (Bufo spinosus), une espèce largement répandue à la fois en zones cotières et en zones continentales, ce qui en fait un modèle particulièrement bien adapté à nos investigations. Il n'existe pas d'alternative à l'utilisation d'un modèle animal pour cette étude. Il est nécessaire d'obtenir les oeufs dès la ponte pour éviter qu'une fraction significative du développement embryonnaire n'ait lieu dans des conditons non-maitrisées (i.e., sur le terrain) et pour évaluer de manière robuste les effets des traitements expérimentaux de salinité dès le début du développement embryonnaire. Dans ce cadre, il est indispensable d'obtenir les pontes au laboratoire. En outre, cela permet d'inclure des variables parentales (taille, masse corporelle) dans nos investigations. la salinité des milieux côtiers s'exprime en particulier sur les mares dans lesqeulles les amphibiens se reproduisent. Il est donc indispensable d'intégrer les effets de cette salinité environnementale sur le développement larvaire de ce groupe.
Analyse de l’activité et la physiologie de l’aorte descendante chez le rat chez la descendance suite à un régime hypercalorique maternelle
- Recherche fondamentale
- Biologie du développement
- Oncologie
- Système cardiaque
277 rats vont être utilisés, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger à modéré, une partie réutilisée pour d'autres projets et le reste tué pour prélèvements. Des rates sont soumises à un régime gras avant et pendant la gestation, puis leur descendance est suivie de la naissance au sevrage pour étudier les effets sur l'aorte et le métabolisme. Le porteur décrit des prélèvements de sang répétés à la queue et des mesures de pression artérielle, et fixe un point limite à 20 % de perte de poids chez les adultes. Il affirme qu'une culture cellulaire ne reproduirait pas la complexité de ce tissu et juge certaines expérimentations "absolument indispensables".
Objectifs
La programmation foetale est un concept qui montre la relation entre le faible poids de naissance et le développement de maladies métaboliques à l'âge adulte telles que les maladies cardiovasculaires, le diabète, le syndrome métabolique, l'obésité et l'hypertension. Les individus qui avaient un faible poids de naissance et qui sont restés petits au début de l'enfance ont rapidement développé une hypertension. Le rebond précoce de l'adiposité est fortement lié à un indice de masse corporelle élevé au cours de l'enfance qui s'est avéré être le facteur de risque du diabète de type 2. Bien que ces maladies ont une part génétique, il y a également une part environnementale. Un régime maternelle hypercalorique (enrichi en graisse) pendant la grossesse va avoir des conséquences sur la descendance. Ce régime aura des impacts directs sur l'ensemble des gènes de la descendance mais également lors de son développement par sa nutrition via le placenta en favorisant l'hyperméthylation du génôme. En effet, l’état nutritionnel de la mère pendant la gestation et/ou la lactation, sont des déterminants clés du développement foetal et postnatal. Dans notre étude nous allons utiliser un modèle de rates Wistar nourries en régime gras pendant 2 mois qui nous permettra d'étudier les conséquences fonctionnelles et métaboliques au niveau des vaisseaux sanguin pendant des périodes spécifiques de développement embryo-foetal. Le projet vise à répondre aux questions: un régime précoce en régime gras entraîne-t-il des modifications de la structure et de la physiologie de l’aorte ? Quels seraient les mécanismes moléculaires et tissulaires responsables de ces éventuelles modifications ? Existe-t-il des fenêtres d'exposition critique pour expliquer l'apparition des altérations moléculaires? L’objectif du projet est d’évaluer l’intégrité des fibres élastiques (élastogenèse et élastolyse) en tant que facteur déterminant des fonctions vasculaires chez la progéniture issue de mère nourie avec un régime riche en gras.
Bénéfices attendus
Ce projet apportera une meilleure compréhension des mécanismes de régulation de la mise en place de la matrice extracellulaire vasculaire chez le rat et par extension à l'Homme. Ces connaissances fondamentales permettront d'appréhender de façon plus précoce les maladies cardiovasculaires d'un point de vue vétérinaire et humaine mais aussi d’identifier les phases d’exposition critique pour la descendance.
Procédures
Pour la procédure 1: dans la cadre d'une prévention la glycémie sera mesurée tous les 7 jours en prélevant 10 μl de sang par incision (< 2 mm) d’une veine de la queue. La glycémie devra être située entre 50 et 400 mg/dl. Les rats n'étant pas à jeun les valeurs sont plus élevées. Pour la procédure 2: la pression artérielle sera mesuré de manière non invasive sur animal vigile pour les ratons de 21jours. Cette mesure ne provoque aucune douleur ni prélévement.
Impact sur les animaux
L’objectif est d’obtenir un déséquilibre métabolique dont les conséquences chez les ratons nés de mères surnutri nous sont déjà connues : hypertrophie myocardique, stéatose hépatique, troubles du développement du système nerveux central, diabète... Pour les femelles surnutrie nous obtiendrons un surpoids et pas d’IRES (insulino-résistance) pour un régime de 2 mois.
Devenir
Pour les animaux sous régime HFD, Un retour a un état physiologique d'origine étant trop compliqué après un HFD. Les femelles progénitrices HFD (16 femelles/phase => 4 phases 21jours, 14jours, 7 jours et 24H => 64 femelles HFD) seront euthanasié et les organes seront prélévés. Les animaux sous régime normal (les males progéniteurs 13, 3-4/phase et les femmes progénitrice 40, 10femelles/phase) seront réutilisé pour d'autre projet de recherche ou enseignement. Les ratons témoin et HFD seront euthanasié pour prélèvements. Les ratons surnuméraires obtenus seront réutilisés pour d'autre projet de recherche ou enseignement.
Remplacement
Nous souhaitons étudier les conséquences d’une sur-nutritionnelle maternelle (régime riche en graisse HFD) sur le développement et la fonction de l’aorte descendante chez la descandance. Un modèle de cultures cellulaires ne permet pas d’étudier la complexité et la dynamique de ce tissu.
Réduction
Les procédures ont été réalisées afin de se limiter aux expérimentations jugées absolument indispensables pour cette étude. Une réflexion biostastistique (G-power) a été intégrée à la création de ce projet afin de réduire le nombre d’animaux tout en assurant la fiabilité scientifique. En raison de la petitesse des animaux et des approches biochimiques, moléculaires ou d'imagerie envisagées nécessitant une quantité certaine de matériels, nous constituerons des groupes d’étude à raison de 20 individus. De plus, entre chaque procédure, un système GO/NOGO sera mis en place afin d’utiliser le nombre d’animaux strictement nécessaire. Les analyses statistiques seront réalisées à l’aide d’un test Mann-Whitney.
Raffinement
En amont des procédures, les animaux seront hébergés dans des cages de dimensions réglementaires avec un enrichissement adapté. L’eau et la nourriture seront données de façon ad libitum. Les cycles de jour de 12h seront réalisés. Chaque protocole expérimental débutera par une période d'acclimatation de 2 semaines à nos locaux. Les animaux sont surveillés quotidiennement et une procédure d’estimation de la douleur est mise en place (grille de score RAT GRIMACE SCALE). Le point limite est fixé à 20% de perte/prise du poids corporel (chez les adultes). En fin de protocole les animaux seront mis à mort et des prélèvements (sang aortes) seront effectués. D'autres tissus seront également prélevés et congelés pour d'autres projets scientifiques et pour l'enseignement. Les mâles reproducteurs et les femelles sous régime normal, seront replacés pour d'autres protocoles expérimentaux.
Choix des espèces
Le projet de recherche fait appel à des analyses physiologiques, biochimiques et moléculaires en lien avec des régimes nutritionnels spécifiques. Les rats Wistar sont classiquement utilisés dans la littérature scientifique pour ce type d’étude. Le projet se concentre sur les effets transgénérationnels dans les stades précoces de la vie du régime HFD responsable d'une hyperméthylation du génome de la descendance et vise en particulier à étudier les effets de cette hyperméthylation dans l'élastolyse, l'insuffisance cardiaque et le diabète. Nous regarderons donc les conséquences sur la descendance à 24h, 7J, 14J et 21J moment du sevrage. Les stades de développement utilisés sont: • Rats adultes pour le reproduction (13 males et 104 femelles) • Ratons nouveau nés maintenus à 21 jours, mise à mort de 20 ratons par groupe (HFD vs controle) • Ratons nouveau nés maintenus à 14 jours, mise à mort de 20 ratons par groupe (HFD vs controle) • Ratons nouveau nés maintenus à 7 jours, mise à mort de 20 ratons par groupe (HFD vs controle) • Ratons nouveau nés de moins de 24 heures, mise à mort de 20 ratons par groupe (HFD vs controle)
Etude chez le rat de la transmission transgénérationnelle d’un stress périnatal et sa correction par un traitement à la carbétocine et au probiotique Lactobacillus reuteri en période post-partum
- Recherche fondamentale
- Biologie du développement
- Éthologie / comportement / biologie animale
- Oncologie
- Système nerveux
2 186 rats vont être utilisés, tous tués à l'issue, dans des procédures impliquant des niveaux de souffrance allant de léger à modéré. Le porteur décrit un stress imposé aux femelles gestantes, immobilisées 45 minutes trois fois par jour, dont les effets sont suivis sur trois générations de descendants. Il indique que ceux-ci subissent des tests comportementaux, sans en préciser la nature, ainsi que des prélèvements de sang sous stress de nouveauté, avant la mise à mort pour prélever sang, cerveau et intestin. Il affirme qu'aucune méthode de substitution ne permet de recréer la transmission d'un stress périnatal sur trois générations.
Objectifs
Le projet a pour but de 1) caractériser les effets transgénérationnels du stress périnatal sur la descendance adulte mâle et femelle en 2ème et 3ème génération ,2) mettre en évidence les effets correcteurs d’un traitement en post partum avec la carbétocine (analogue de l’ocytocine) ou le probiotique Lactobacillus reuteri (puissant activateur du système ocytocinergique) sur les conséquences de l’exposition au stress et sur le comportement maternel et 3) comprendre les mécanismes mis en jeu au niveau du comportement et au niveau cérébral et moléculaire.
Bénéfices attendus
Le modèle de rat stressé périnatalement (PRS, perinatal stress) développé depuis 1995 (Maccari et al., 1995, J. NeuroSci., 15) constitue un modèle de choix pour l'étude des troubles associés au stress ainsi que pour leurs traitements. Ce modèle continue d’être caractérisé d'un point de vue comportemental mais également neuroendocrine. Les études actuelles sont complétées par des approches biochimiques et moléculaires. Les rats PRS utilisés pour les procédures expérimentales développées ci-après, proviennent de femelles qui après avoir été mises en reproduction seront soumises à un stress de contention pendant 45 minutes, 3 fois par jour à partir du 11ème jour de gestation jusqu'à la veille du jour de la parturition. Pour les rats non PRS, les mères gestantes ne subiront aucun stress et seront manipulées régulièrement. Ainsi, le stress est certes imposé au cours de la période prénatale mais il existe également un stress postnatal pour les ratons puisque les femelles stressées au cours de la gestation montrent une réduction des soins maternels (stress prénatal +postnatal = stress périnatal). Les rats PRS seront sélectionnés en fonction du comportement maternel déterminé au cours des 7 premiers jours après la parturition.
Procédures
-Injections intrapéritoneales ou traitement par l'eau de boisson chez la femelle lactante en post partum : 103 femelles pendant 7 jours ; -test comportementaux chez les descendants à l'age adulte 720 animaux durée 3 semaine avec espacement d'une semaine entre chaque test ; -prelévements sanguins sur animaux vigiles : 720 animaux , durée 1 journée (stress de nouveauté) ; -prelévements sanguins, cérébraux et intestinaux sur animauxeuthanasiés : 283 mères + 720 descendants pour un total de 1003 animaux.
Impact sur les animaux
La carbetocine, agoniste de l'ocytocine a deja montré son efficacité dans la correction de l'impact du stress dans le modèle PRS (Mairesse et al. 2015 ; Gatta et al. 2018) et le L. Reuteri est un puissant activateur du système ocytocinergique (Pouthaidis et al. 2013). Compte tenu de ces évidences experimentales, nous n'attendons pas d'effet indesirable particulier.
Devenir
-Procédure 1 reproduction F0) : seront euthanasiés les mâles reproducteurs et les femelles n'ayant pas donné de portée valable. Les femelles restantes seront reutilisées dans la procédure 4 pour les prelevements sanguins et cérébraux ; -Procédure 2 (lignées maternelles F1, F2) : seront euthanasiés les mâles reproducteurs et les femelles n'ayant pas donné de portée valable, ou presentant le mauvais comportement maternel. Dans ce dernier cas leurs descendants seront également mis à mort. Les mères restantes seront reutilisées dans la procédure 4 pour les prelevements sanguins et cérébraux. Les descendants valables séléctionnés dans la procédure 2 seront réutilisés dans la procédure 3 ; -Procedure 3 (descendants F1, F2, F3) : touts les animaux seront reutilisés dans la procédure 4 pour les prelevements sanguins et cérébraux.
Remplacement
Ce projet est conçu dans l’optique de respecter scrupuleusement la règle des 3 R : - Principe de remplacement : Aucune méthode alternative ou de substitution permet de recréer les conditions exposées ci-dessus, car il s’agit de mesurer des éléments intégrés associant stress périnatal et sa transmission à travers 3 générations à l’âge adulte. - Principe de réduction: Pour les rates reproductrices, en génération F0, F1 et F2, nous estimons que 8 à 15 rates/groupe/genération sont nécessaires, et pour les descendants en F1, F2 et F3, 12 rats/groupe/sexe/genération sont nécessaires pour limiter la variabilité interindividuelle des réponses au stress et des traitements en postpartum à la carbetocine et au probiotique. - Principe de raffinement : Les animaux seront nourris ad libitum avec accès libre à l’eau de boisson. Les rats, que ce soit lors de la période de reproduction ou lors des traitements, seront surveillés plusieurs fois par jour afin d'évaluer la présence de signes cliniques (vigilance des animaux, signes de détresse/douleur, perte de poids). Si un animal devait présenter des signes cliniques de détresse au cours d'une expérimentation, celui-ci serait rapidement euthanasié. Les animaux seront hébergés dans un endroit calme et toute expérimentation sera réalisée dans une salle différente de la salle d‘hébergement.
Réduction
Ce projet est conçu dans l’optique de respecter scrupuleusement la règle des 3 R : - Principe de remplacement : Aucune méthode alternative ou de substitution permet de recréer les conditions exposées ci-dessus, car il s’agit de mesurer des éléments intégrés associant stress périnatal et sa transmission à travers 3 générations à l’âge adulte. - Principe de réduction: Pour les rates reproductrices, en génération F0, F1 et F2, nous estimons que 8 à 15 rates/groupe/genération sont nécessaires, et pour les descendants en F1, F2 et F3, 12 rats/groupe/sexe/genération sont nécessaires pour limiter la variabilité interindividuelle des réponses au stress et des traitements en postpartum à la carbetocine et au probiotique. - Principe de raffinement : Les animaux seront nourris ad libitum avec accès libre à l’eau de boisson. Les rats, que ce soit lors de la période de reproduction ou lors des traitements, seront surveillés plusieurs fois par jour afin d'évaluer la présence de signes cliniques (vigilance des animaux, signes de détresse/douleur, perte de poids). Si un animal devait présenter des signes cliniques de détresse au cours d'une expérimentation, celui-ci serait rapidement euthanasié. Les animaux seront hébergés dans un endroit calme et toute expérimentation sera réalisée dans une salle différente de la salle d‘hébergement.
Raffinement
Principe de raffinement : Les animaux seront nourris ad libitum avec accès libre à l’eau de boisson. Les rats, que ce soit lors de la période de reproduction ou lors des traitements, seront surveillés plusieurs fois par jour afin d'évaluer la présence de signes cliniques (vigilance des animaux, signes de détresse/douleur, perte de poids). Si un animal devait présenter des signes cliniques de détresse au cours d'une expérimentation, celui-ci serait rapidement euthanasié. Les animaux seront hébergés dans un endroit calme et toute expérimentation sera réalisée dans une salle différente de la salle d‘hébergement.
Choix des espèces
L'utilisation du rat (souche Sprague-Dawley) comme modèle animal présentant des comportements de types émotionnels suite à la programmation par le stress périnatal constitue un modèle de choix pour tester les effets à long terme. Par ailleurs, les rats (souche Sprague-Dawley) sont particulièrement adaptés aux études comportementales et entre autres à l'étude des réponses au stress. Facilement manipulables, ils présentent également un métabolisme mesurable. Les analyses comportementales, biochimiques et structurales seront effectuées chez des animaux adultes (âgés de 3 à 5 mois) afin de déterminer la persistance des effets du stress à travers les générations.
Etude chez un modèle murin du rôle de la Nétrine-1 dans l’homéostasie rénale (développement et tumorigenèse)
- Recherche fondamentale
- Biologie du développement
- Oncologie
660 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger à modéré. Une partie reçoit des injections pour modifier un gène pendant le développement du rein, une autre des greffes de cellules de cancer du rein humain et des injections d'anticorps, avant prélèvement des tissus. Le porteur indique que les tumeurs à croissance lente entraînent une gêne non douloureuse et qu'une perte de poids supérieure à 20 % déclenche la mise à mort. Il affirme que le développement du rein, trop complexe pour être reproduit in vitro, rend l'approche animale "indispensable".
Objectifs
Le rein par sa fonction est un élément central dans la régulation de l'organisme. Les reins ont pour tâche de filtrer le sang et de produire l'urine. En outre, Le rein produit un certain nombre d’hormones capitales dans la régulation de la tension artérielle. Les pathologies renales dont les cancers du rein sont un problème majeur de santé publique avec ~400 000 nouveaux cas par an dans le monde. Le Carcinome à cellules Rénales (RCC) est subdivisé en 3 grands sous-types histologiques et moléculaires : les RCCs à cellules claires (ccRCCs), les RCCs papillaires (pRCCs) et les RCCs chromophobes (chRCCs). Ils représentent respectivement ~75%, ~15% et ~5% des RCCs. Ce projet s’intéresse au rôle d’un facteur de guidage axonal au cours du développement et durant les processus de tumorigenèse. Ce facteur de guidage axonal est principalement connu pour contrôler le développement du cerveau et des organes branchés (poumon, glande mammaire). En outre, de plus en plus de preuves suggèrent que ce facteur de guidage est aussi impliqué dans le cancer. En effet, cette molécule de guidage axonal se comporte comme un facteur de survie pour les cellules cancéreuses. Il a été démontré que l’expression de ce facteur de guidage axonal est gagnée dans les neuroblastomes, les cancers du sein et du poumon. Une étude bioinformatique conduite au laboratoire a mis en évidence une très forte expression de notre facteur de guidage axonal dans un sous type de RCCs : chromophobe RCCs. Des études in vitro réalisé sur une lignée cellulaire de chRCCs, ont montré que ce facteur de guidage axonal favorise la survie des cellules cancéreuses. Afin de tester chez l'animal (in vivo) le rôle facteur de survie de notre molécule de guidage axonal sur les chRCCs, il sera réaliser des expériences de xénogreffes chez la souris « nude » de cellules de lignée chRCCs. En outre, il est intéressant de remarquer que le rein est aussi un organe branché. Le rôle de notre facteur de guidage axonal dans la morphogenèse du rein sera testé à l’aide de modèles murins génétiquement modifiés.
Bénéfices attendus
Ce projet devrait permettre d’une part de mieux comprendre le développement du rein (procédure 1). En effet, si nous voulons mieux comprendre les différentes pathologies touchant le rein, il est indispensable de bien caractériser son développement. La procédure 1 est donc à visée fondamentale et devrait permettre de mieux comprendre les contributions d’un facteur de guidage axonal dans le développement du rein. En revanche, les procédures 2 et 3 sont beaucoup plus appliquées. En effet, les chRCCs sont habituellement traités par une résection du rein malade. Toutefois, il n’existe pas de traitements spécifiques pour les patients métastatiques qui ont un très mauvais pronostique. Aujourd’hui, ces patients reçoivent les traitements conventionnels des ccRCC (les plus fréquents) avec peu de réussite. Dans le cas de résultats positifs avec l’utilisation de notre candidat médicament, nous apporterons la première thérapie spécifique au chRCCs.
Procédures
Dans la procédure 1: Les femelles receoivent une injection de tamoxifen. Cette procédure prend 20 seconde pour être réalisée. Dans la Procédure 2: les animaux sont xénogréffés avec une lignée cellulaire tumorale. Dans la Procédure 3: les animaux sont xénogréffés avec une lignée cellulaire tumorale et reçoivent 3 injections hébdomadaires d'un anticorps. Dans les procédures 2 et 3, la durée des procédures est de l'ordre de 30 secondes (injection de cellules tumorales ou d'anticorps et mesure de la croissance tumorale).
Impact sur les animaux
Dans le cadre de la procédure 1, il sera utilisé des modèles murins genetiquement modifiés dépendant de l'injection d'un analogue d'hormone. C’est une procédure très courante dans les études développementales afin d’étudier la contribution d’un gène à un mécanisme développemental. Dans les cadres des procédures 2 et 3: il sera réalisé des injections sous-cutanées de cellules de lignée tumorale de cancer du rein. Ces injections n’entraînent pas de nuisance particulière, elle est réalisée par un personnel qualifié qui maîtrise parfaitement le geste. Les tumeurs développées dans ce modèle ont croissance lente qui ne sont pas décrite pour être nécrosantes. Dans la littérature, il faut attendre 70jours pour atteindre le point limite (1500mm3) et aucune métastase n’est observée. Par conséquent, ce modèle peut entrainer une gêne non douloureuse chez les animaux.
Devenir
Tous les animaux seront mis à mort car nous préleverons des tissus post-mortem pour analyse ou si un point limite est atteint en cours de procédure. Dans le cadre des procédure 2 et 3: dès lors que l'un groupe ne comporte plus d'individus, les individus de l'autre groupe sont aussi mis à mort, car on considère que c'est la fin de la procédure pour le second groupe.
Remplacement
Le développement du rein est très complexe avec plus de 30 sous-types cellulaires. Ces sous-types cellulaires interagissent les uns avec les autres. Il est donc nécessaire d’étudier chez l’animal le de notre facteur de guidage axonal car il est aujourd’hui impossible de reproduire in vitro un tissu si complexe (procédure 1) . Le recours à l’expérimentation animale est nécessaire pour valider l’observation clinique et analyser les effets du gène d'intérêt (procédure 2 et 3). Ces méthodes sont complémentaires aux expérimentations sur des cellules en culture qui sont largement utilisées en parallèle pour cette étude. L’approche chez l'animal est donc indispensable dans le cadre de cette étude.
Réduction
Une attention particulière sera accordée à la règle des 3R afin de réduire le nombre d’animaux nécessaires tout en s’assurant de la reproductibilité des résultats. Pour l’étude développementale (procédure 1), nous utiliserons les 2 reins de chaque individu pour des analyses différentes. De la sorte, nous diviserons par 2 le nombre de femelle et embryons/souriceaux nécessaire à cette étude. Concernant les procédures 2-3, le nombre d’animaux a été déterminé afin de ne pas interférer avec l’objectif de la procédure (nombre suffisant d’animaux par condition pour la réalisation des tests statistiques).
Raffinement
Toute manipulation susceptible d’entraîner du stress sera réalisée par un expérimentateur formé aux techniques de contention et de manipulation des animaux. Les animaux seront hébergés avec dômes et boules de coton dans les cages. Les 3 procédures seront réalisées par un expérimentateur habitué à réaliser ces gestes. Dans le cadre de la procédure 1, le contrôle spatial et temporel de l’invalidation du gène étudié permet de restreindre à l'organe étudié la modification génétique, ce qui est un raffinement majeur de la procédure 1. Nous utiliserons aussi un rapporteur fluorescent qui nous permettra de bien visualisé la localisation de la modification génétique. Dans les procédures 2 et 3, si une perte poids supérieure à 20%/semaine du poids maximal (28g) survient, l’animal sera immédiatement mis à mort. Dès lors qu'un groupe ne comporte plus d'individus, les individus de l'autre groupe sont aussi mis à mort, car on considère que c'est la fin de la procédure pour le second groupe. De la sorte, nous éviterons que les animaux restants atteignent un point limite.
Choix des espèces
La souris est un organisme modèle qui partage 98% son patrimoine génétique avec l’homme. Ce modèle permet donc d’étudier les mécanismes biologiques que l’on retrouve chez l’homme. Procédure 1: Le développement du rein et les pathologies associées ne peuvent être abordées que chez l’animal vivant. En effet, le développement du rein est très complexe avec plus de 30 sous-types cellulaires. Ces sous-types cellulaires interagissent les uns avec les autres. Le developpement chez la souris commence à mi-gestation jusqu'à la fin de la première semaine après la naissance. Dans cette procédure les reins seront donc collecter durant cette période afin de comprendre le rôle du gène d'intérêt. Procédure 2-3: La souris immunodéficiente est le modèle le plus approprié pour greffer des cellules cancéreuses humaines afin qu’il n’y ait pas de rejet des cellules. Toutes les xénogreffes seront réalisées sur des souris de 5 à 7 semaines, qui est l'âge optimal d'utilisation des souches de souris immunodéprimées et pour lequels nos modèles de xénogreffes ont été validés lors d'études antérieures.
Caractérisation du réseau de la neurohormone pro-sociale ocytocine : approche comportementale chez la souris
- Recherche fondamentale
- Biologie du développement
- Oncologie
140 souris vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, la plupart tuées pour prélever leur cerveau. Le protocole applique aux nouveau-nés une séparation maternelle répétée de trois heures par jour, pour reproduire un facteur de risque de troubles du développement et étudier le réseau de l'ocytocine. Le porteur indique que les souris devenues adultes peuvent être plus anxieuses, effet recherché par les tests comportementaux qui suivent. Il précise que les souris servant de stimulus social sont réutilisées dans un autre projet, et revendique la souris comme modèle "essentiel".
Objectifs
Contexte de l’étude : L’ocytocine largement distribuée dans le cerveau, est fortement impliquée dans les interactions sociales à l’âge adulte (par exemple en favorisant la reconnaissance et la perception des émotions, la mémoire sociale, ou encore la confiance en autrui), mais est également soupçonnée de participer à l’établissement de la sociabilité au cours du développement de l’enfant. Il a été récemment mis en évidence l’existence de deux réseaux de l’ocytocine, l’un inné et constitutif, présent dès la naissance, l’autre acquis précocement après la naissance, et qui se développerait avec l’expérience. Ces résultats indiquent que le développement cérébral est soumis à une plasticité ciblée du système ocytocinergique. Objectif principal : Ce phénomène de maturation neuronale qui se prolonge dans l’enfance, est donc susceptible d’être affecté par l’environnement, et modifié par l’expérience sociale et pourrait constituer un facteur de risque précoce dans les troubles du développement. En effet, parmi les nombreux facteurs génétiques, anténataux et environnementaux, l’hypothèse d’un lien entre des évènements stressants de vie au cours des premières années constitue un facteur de susceptibilité. Ce présent projet vise à vérifier l’hypothèse selon laquelle l’expression des réseaux de l’ocytocine est 1) influencée par l’expérience sociale précoce, et 2) que cela se traduit par des comportements sociaux inadaptés à l’âge adulte. Ainsi afin d’étudier les effets cellulaires et comportementaux des interactions socio-parentales, nous prévoyons d’utiliser un modèle de séparation maternelle précoce. En effet de précédentes études ont permis de montrer que l’isolement maternel néonatal, qui influence le lien d’attachement entre la mère et ses petits, peut entrainer plus tardivement des comportements associés à l’autisme. Cette étude a donc pour objectif principal de comparer le développement postnatal du réseau ocytocinergique et ses conséquences sur le comportement social chez des souris issues de portées élevées en condition standardisée, avec des souris séparées transitoirement de leur mère et de leur fratrie.
Bénéfices attendus
Les résultats de ces travaux permettront dans un premier temps d’approfondir la connaissance du système ocytocinergique et son implication dans le développement des troubles du neurodeveloppement affectant la dimension sociale du comportement. Les données obtenues chez le rongeur ont considérablement accrue notre compréhension du système nerveux central. Ainsi ces travaux de recherche permettront également d’identifier les bases neuronales du comportement social et permettrait de développer de nouvelles approches thérapeutiques ciblées. A moyen et long-terme, ces expériences pourraient avoir des applications cliniques pour des pathologies telles que l’autisme et l’anxiété sociale.
Procédures
Les animaux ne subiront pas d'intervention, seulement un stress potenitel lié a la séparation maternelle de 3H par jour.
Impact sur les animaux
L’accès à la nourriture et à l’eau se fera ad libitum (à l’exception des heures de séparation maternelle), quelle que soit les conditions expérimentales. Suite aux procédures de séparation maternelle (de 3, 7 ou 14 jours), il n’y a pas d’effet indésirable attendu concernant le poids. Pour autant, les animaux seront pesés quotidiennement par les expérimentateurs pendant la durée de la séparation, puis toutes les semaines le cas échéant (protocole à long terme), afin d’effectuer un suivi régulier de poids. Il est possible que les animaux devenus adultes soient plus anxieux que les portées élevées en condition standard, ce qui pourrait se ressentir lors des tests expérimentaux. Nous n’attendons pas d’anxiété excessive lors de l’hébergement. Une surveillance quotidienne, puis hebdomadaire de la qualité du pelage sera effectuée en parallèle de celle du poids. Nous n’attendons cependant pas d’anxiété excessive car ce sont des fratries ayant toujours vécues ensemble dans la cage d’accueil d’origine. En cas de pelage d’apparence détérioré du a un toilettage excessif, aucune médication n’est prévue. En revanche, un enrichissement supplémentaire (tunnel, briquettes de bois) pourra être alors fourni afin d’atténuer le stress des animaux.
Devenir
Tous les animaux seront mis a mort à l’issu des procédures 1 et 2, car la collecte du cerveau est nécessaire à l’étude anatomique du système ocytocinergique. Les animaux étrangers utilisés pour les tests comportementaux seront replacés dans un autre projet de l’établissement utilisateur.
Remplacement
Notre projet de recherche porte sur l’anatomie du réseau de l’ocytocine et la fonction de plusieurs régions cérébrales. Par conséquent, les études in vitro ou la modélisation ne peuvent pas constituer des modèles expérimentaux satisfaisant et le recours aux a l’expérimentation animale est nécessaire pour cette étude. De plus l’analyse fonctionnelle du réseau ocytocinergique par la mise en place de tests comportementaux ne peut se faire que par une approche in vivo.
Réduction
Approche statistique pour réduire au minimum le nombre d’animaux : Le nombre d’animaux a été calculé statistiquement par un test anova afin de limiter le nombre d’animaux et de n’utiliser que le nombre nécessaire. Une étude pilote est également prévue afin de déterminer le nombre de jours adéquat de séparation maternelle pour obtenir un effet. Cela également dans un but de réduction de groupes expérimentaux qui seront utilisés, par identification de la période nécessaire de séparation à mettre en place pour l’étude à long terme. Nous groupons également les analyses histologiques et comportementales afin de réduire le nombre d’animaux nécessaire à l’étude. Pour les tests comportementaux incluant l’utilisation d’animaux étrangers (test 3 chambres et résident-intrus), nous utiliserons si possible des animaux de l’animalerie d’accueil déjà inclus dans d’autres protocoles, et ce dans un but de réduction afin de ne pas commander d’animaux supplémentaires pour un seul test comportemental. Si cela n’est possible les animaux utilisés pourront être replacés à la fin du protocole.
Raffinement
Ces travaux de recherche fondamentale nécessitent des observations sur des animaux vivant dans de bonnes conditions psychophysiologiques. Les souris utilisées pour ce projet sont nées et ont été élevées dans des établissements agrées. Le bien-être des animaux est impérativement pris en compte à chaque étape de l’expérimentation. Les conditions d'élevage, d'hébergement, de soins et les méthodes utilisées sont les plus appropriées pour réduire le plus possible toute douleur, souffrance, angoisse ou dommage que pourraient ressentir les animaux. De plus le bien-être animal conditionne le bon déroulement et les résultats de nos tests comportementaux, nous sommes donc extrêmement exigeants sur la qualité de vie des animaux. De plus, dans un objectif de raffinement, nous procéderons à une étude pilote, qui permettra de déterminer la durée de séparation maternelle. Nous laissons notamment une période d’acclimatation pour les animaux dans la salle de comportement avant de démarrer les tests afin de diminuer le stress causé par un nouvel environnement. Nous surveillons en temps réel les bébés lors de la séparation et nous filmons les retrouvailles avec la mère afin de s’assurer du bon déroulement de l’étude par ailleurs ceci nous permet de pouvoir intervenir si besoin directement. Des mesures de suivi de poids et de pelage seront aussi effectuées quotidiennement afin de s'assurer du dévelopememnt normal des animaux.
Choix des espèces
Dans le cade de ce projet, la souris (Mus musculus) est le modèle de choix, en raison de ces similarités génétiques et physiologiques avec l'homme. Les souris apparaissent comme essentiel dans l’étude anatomique et fonctionnelle de l’ocytocine, puisque les réseaux de ce peptide sont très conservés, y compris chez les rongeurs. De façon intéressante, le rôle fonctionnel et comportemental de l’ocytocine est conservé dans de nombreuses espèces animales, y compris la souris, rendant l’étude de ce modèle animal pertinent pour la compréhension des mécanismes neuronaux sous-jacents. De plus, les études de référence sur le système ocytocinergique porte sur cette espèce, ce qui permettra d’inclure ces données dans celles de la littérature . Par conséquent, ce modèle animal offre la possibilité de caractériser l’anatomie des systèmes mis en jeu lors de perturbations environnementales précoces et leurs liens avec les troubles de la sociabilité observés ultérieurement. La souris est donc l’espèce animale susceptible de fournir des résultats fondamentaux très satisfaisants
NEUROPEPTIDES : Etude des rôles des neuropeptides URP1 et URP2 au cours du développement larvaire du poisson zèbre (Danio rerio)
- Recherche fondamentale
- Biologie du développement
- Oncologie
- Système musculosquelettique
1 480 poissons zèbres vont être utilisés dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré à sévère. Les traitements par balnéation, destinés à faire surproduire deux hormones ou à détruire les neurones qui les fabriquent, provoquent des déformations de la colonne vertébrale, cyphose puis scoliose, le porteur signalant aussi un risque de mortalité lié au metronidazole. Les animaux expérimentaux sont élevés jusqu'à six mois puis tués pour analyse des tissus, tandis que les lignées génétiquement modifiées sont gardées comme reproducteurs jusqu'à deux ans. Le bénéfice avancé, réduire les malformations de la colonne chez les poissons d'élevage, est renvoyé au long terme, et le porteur affirme que la morphogenèse d'un organe complexe "nécessite" un modèle animal.
Objectifs
Notre projet est d’étudier les fonctions de deux hormones peptidiques (nommées URP1 et URP2) dans la mise en place et le maintien de la colonne vertébrale chez les poissons. Ces hormones sont produites par des neurones de la moelle épinière et agissent sur les muscles dorsaux du tronc. Chez le poisson-zèbre, notre modèle d’étude, en l’absence de ces deux hormones ou de leur récepteur, chez des poisons porteurs de mutations des gènes qui les codent, les animaux présentent une malformation de la colonne vertébrale. Ce défaut apparait chez la jeune larve. A ce stade, l’animal présente alors une simple courbure de l’axe avec la queue vers le bas (cyphose). La déformation évolue sensiblement au cours de la vie larvaire. Chez le juvénile, la colonne présente une double courbure en forme de S évoquant une scoliose. Ce phénotype ne semble pas s’aggraver pendant la croissance du juvénile ni plus tard chez l’adulte. En dehors de cette malformation, les animaux grandissent et vivent normalement. L’objectif de notre projet est de déterminer si ces hormones sont nécessaires uniquement chez la larve pour la mise en place de la colonne vertébrale ou si elles sont requises tout au long de la vie pour le maintien de la colonne.
Bénéfices attendus
Ce projet vise à déterminer les fonctions des neuropeptides URP1 et URP2 dans la formation de l’axe vertébrale des poissons. A long terme, ces travaux devraient apporter de nouvelles pistes d’études pour réduire la fréquence des malformations de la colonne chez les poissons d’élevage
Procédures
3 types d’interventions sont utilisées dans ce projet : - 1 : Transgénèse : production d’animaux génétiquement modifiés. - 2 : Traitement par balnéation au tamoxifen 3 nuits consécutives pour induire une surproduction des hormones URP1 ou URP2. - 3 : Traitement par balnéation au metronidazole 3 nuits consécutives au metronidazole (balnéation) pour éliminer spécifiquement une population de neurones produisant les peptides URP1 et URP2 et ainsi supprimer la source de ces hormones.
Impact sur les animaux
La transgénèse est généralement sans effet mais est susceptible d’entrainer des malformations non souhaitées. La surproduction des hormones URP1 ou URP2 (induite par traitement au tamoxifen) et l’ablation des cellules sources d’URP1 et URP2 (induite par traitement au metronidazole) devraient entrainer des déformations de la colonne vertébrale. Le traitement au tamoxifen en lui-même est sans effet. Le traitement au metronidazole pourrait être toxique pour les animaux à la dose utilisée avec un risque de mortalité. Dans ce cas, la dose utilisée serait revue à la baisse.
Devenir
Les animaux génétiquement modifiés créés sont utilisés comme reproducteurs jusqu’à l’âge de 2 ans. Dans le cadre des expériences de surproduction des hormones URP1 ou URP2 ou d’ablation cellulaire, les animaux sont élevés jusqu'à 6 mois (âge adulte) puis sont utilisés pour réaliser des analyses des différents tissus pouvant être affectés.
Remplacement
L’étude dynamique des processus de morphogenèse (croissance et acquisition de la forme des tissus, organes et animaux) est essentielle pour comprendre de nombreuses étapes du développement embryonnaire et larvaire normal et pathologique. La morphogenèse de tissus et d’organes complexes, comme la colonne vertébrale, ne peut être reproduite totalement in vitro et nécessite de recourir à des organismes modèles animaux.
Réduction
Dans le cadre des traitements au tamoxifen ou au metronidazole, les expériences seront conduites par lots successifs de façon à pouvoir être arrêtées dès que les résultats obtenus seront concluants. Les phénotypes obtenus seront analysés à l’aide de tests statistiques adaptés.
Raffinement
Les animaux sont élevés dans des conditions optimisées pour leur croissance et leur reproduction. Les embryons et larves sont maintenus dans un milieu d’élevage et les adultes dans de l’eau dont les paramètres sont surveillés très régulièrement. Les animaux sont nourris avec de la nourriture sèche pour assurer une croissance optimale ainsi que de la nourriture vivante (larves d’artémia, rotifères) pour permettre un enrichissement du milieu et sont maintenus à une densité adaptée afin d’éviter tout stress dû à une surpopulation ou un isolement. Pour la création des lignées génétiquement modifiées, l'utilisation d'un marqueur de transgénèse permet de sélectionner les embryons porteurs des transgènes d'intérêt sans avoir recours à des biopsies.
Choix des espèces
Le poisson-zèbre (Danio rerio) est un modèle reconnu pour l’étude du développement embryonnaire et larvaire. Son développement rapide et externe, le grand nombre d’embryons synchronisés par ponte, la transparence des embryons, les possibilités d’édition du génome (production de lignées génétiquement modifiées porteuses d’un transgène ou d’une mutation d’intérêt) en font un modèle de choix pour la recherche. Les animaux génétiquement modifiés créés sont utilisés comme reproducteurs. Les animaux sont donc utilisés de la fécondation jusqu'à l'âge adulte. Dans le cadre des expériences de surproduction des hormones URP1 ou URP2 ou d’ablation cellulaire, les traitements sont réalisés entre 2 semaines (jeune larve) et 12 semaines (juvénile) afin d’en tester l’impact en fonction de l’âge des animaux. Les animaux sont ensuite élevés jusqu'à 6 mois (âge adulte) puis sont utilisés pour réaliser des analyses des différents tissus pouvant être affectés
Production in vitro de jeunes embryons équins et transfert dans des femelles receveuses pour la sauvegarde à terme de races menacées
- Conservation des espèces
- Recherche fondamentale
- Biologie du développement
- Oncologie
350 équidés vont être utilisés, gardés en vie et réutilisés, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Chaque animal subit une fois par an une ponction folliculaire de 45 minutes et une chirurgie de transfert embryonnaire d'environ une heure, le porteur reconnaissant un risque d'infection et de douleurs post-opératoires. Le projet met au point la fécondation in vitro par ICSI, présentée comme un moyen de sauvegarder des races équines et asines menacées. Le porteur indique aussi que la filière pourra employer la technique pour reproduire des animaux peu ou pas fertiles.
Objectifs
L'objectif du projet est de mettre au point la technique d'ICSI (Intra Cytoplasmic Sperm Injection) pour permettre la reproduction des animaux peu ou pas fertiles et sauvegarder ainsi des races équines et asines menacées d'extinction.
Bénéfices attendus
Ce projet doit permettre de mettre au point et développer la production d'embyons in vitro via l'ICSI. Cette technique sera utilisée pour préserver les races équines et asines menacées d'extinction. La filière pourra également utiliser cette technique pour reproduire des animaux peu ou pas fertiles.
Procédures
La synchronisation sera effectuée une fois par an par animal. La durée est le temps de l'injection soit quelques secondes. La ponction folliculaire sera également réalisée une fois par an par animal et dure 45 minutes. La chirurgie pour le transfert embryonnaire sera réalisée une fois par an par animal et l'intervention dure environ 1 heure.
Impact sur les animaux
La chirurgie peut engendrer des infections et des douleurs post opératoire.
Devenir
Tous les animaux sont gardés en vie
Remplacement
Notre objectif est de développer une technique de production in vitro de jeunes embryons équins pour la préservation du patrimoine génétique. Le développement de cette technique peut se faire en partie avec des ovocytes collectés sur des juments abattues dans des abattoirs commerciaux. Toutefois, les résultats obtenus avec des ovocytes collectés dans les abattoirs ou in vivo par ponction folliculaire sont parfois différents. Notre objectif étant de produire des embryons à partir de femelles de races menacées, nous devons mettre au point nos techniques sur des ovocytes collectés in vivo par ponction, sans abattage des animaux. Nous utiliserons des ovocytes collectés dans des abattoirs pour les premières mises au point, puis nous adapterons les techniques aux ovocytes collectés in vivo par ponction folliculaire. Les embryons équins seront transférés dans des juments receveuses car il n’existe pas actuellement de système in vitro permettant le développement embryonnaire au-delà de 6-7 jours.
Réduction
Depuis plusieurs années nous optimisons la technique de collecte d’ovocytes afin d’améliorer les rendements de collecte pour réduire le nombre de femelles utilisées.
Raffinement
Tous les animaux sont dans des groupes sociaux stables avec un enrichissement du milieu varié et renouvelé régulièrement ( morceaux de bois, brosses, cônes, sorties à l'herbes...). Pour les receveuses, les animaux seront placés pendant 5 jours dans un boxe aménagé de tapis, avec de la paille et équipé d'une caméra. Durant ces 5 jours, un suivi sera assuré deux fois par jours pour nettoyer la cicatrice, prendre la température et vérifier que l'animal se nourrit. Les animaux recevront 20ml d’antibiotiques (Depocilline) en intra-musculaire et un anti-inflammatoire non stéroïdien (flunixine meglumine, 5ml iv). Les expérimentateurs pourront injecter d'autres substances pour améliorer le confort de l'animal si nécessaire.
Choix des espèces
Notre objectif est de développer une technique de production in vitro de jeunes embryons équins. Nous devons donc prélever des gamètes équins, et transférer les embryons dans des femelles de la même espèce. Nous utiliserons des femelles adultes, pubères et cycliques pour collecter des ovocytes de bonne qualité, aptes à être fécondés, et pour disposer de femelles receveuses capables d’assumer le développement embryonnaire et la gestation.
Effet de la lumière sur le rythme circadien chez un vertébré diurne, le poisson zèbre
- Recherche fondamentale
- Biologie du développement
- Éthologie / comportement / biologie animale
- Oncologie
- Organes sensoriels
- Système nerveux
2 040 poissons zèbres, utilisés au stade larvaire, vont être tués à l'issue, dans des procédures classées de souffrance légère. Les larves transgéniques sont traitées au métronidazole pour détruire des populations de neurones photorécepteurs, puis leur activité locomotrice est filmée avant mise à mort et génotypage, afin d'étudier l'effet de la lumière sur le rythme circadien. Le porteur note que la mesure d'activité renseigne aussi sur l'anxiété des larves, une larve anxieuse restant davantage sur les bords du puits. Il justifie le choix du poisson zèbre par son caractère de vertébré diurne, jugé "plus pertinent" que les rongeurs pour cette question.
Objectifs
Notre équipe s’intéresse à comprendre quelles sont les structures controlant l’entrainement du rythme circadien par la lumière en utilisant le poisson zèbre Danio Rerio comme organisme modèle. La recherche de notre équipe focalise sur différentes structures d’intérêt en particulier la glande pinéale et l’hypothalamus et sur une famille de gènes codant pour des photopigments de la classe des mélanopsines. Ce projet consiste en la réalisation de mesures d’activité locomotrice sur larves sauvages ou dans lesquelles l’activité neuronale de photorécepteurs spécifiques a été abolie soit en éliminant ces populations neuronales, soit en invalidant leur activité synaptique. Ces larves sont âgées au maximum de 9 jours.
Bénéfices attendus
Ce projet permettra de comprendre comment la lumière agit sur le rythme circadien chez un vertébré diurne.
Procédures
Les larves transgéniques sont traitées au métronidazole durant deux jours (jour 2 et 3), changées de milieu (eau) puis leur activité locomotrice est filmée en plaque 96 puits. Elles sont ensuite mises à mort et génotypées.
Impact sur les animaux
Le traitement au métronidazole et la mesure d'activité locomotrice n'induisent pas d'effet indésirable connu alors que ces techniques sont largement utilisées. Pour ce qui concerne les larves génétiquement modifiées (transgènes donnant de l'expression de la nitroreductase : nfsB-mCherry), un effet n'est attendu qu'une fois le metronidazole ajouté au milieu. De plus, après traitement au métronidazole, l'expression des transgènes ne devrait induire ni malformation ni létalité mais pourrait modifier le comportement des larves (activité, humeur...). De manière intéressante, la mesure d'activité locomotrice permet directement d'évaluer le niveau d'anxiété de l'animal. Une larve anxieuse passera en effet plus de temps sur les bords du puit qu'une larve normale (thigmotaxie). Le projet inclus une analyse pilote de ce paramètre après le traitement au métronidazole, ce qui nous permettra de décider d'une éventuelle réduction du nombre d'animaux utilisés s'il s'avérait qu'un des transgènes induisait une anxiété voire un changement de stratégie (voir paragraphe raffinement).
Devenir
Les larves sont génotypées après les expériences. Certains adultes transgéniques peuvent être mis à mort selon la procédure réglementaire effectuée par une personne habilitée à effectuer cette tache.
Remplacement
Notre projet utilise des larves plutôt que des adultes.Le produit du gène nfsB-mCherry nécessite l’addition du métronidazole pour être actif. Ainsi les adultes porteurs ne seront pas traités et ne subiront donc pas d’effets.
Réduction
L'équipe s'intéresse uniquement au comportement des larves. Par conséquent, les poissons adultes gardés au laboratoire sont consacrés uniquement à la reproduction et ne sont soumis à aucune expérimentation. Le nombre d'individus hébergés correspond au nombre minimal nécessaire au maintien des lignées et à la production d’oeufs nécessaires à notre expérimentation. Nous prenons soin de faire évoluer nos protocoles expérimentaux afin de réduire le nombre d’individus hébergés dans l’animalerie. Notamment, le fait d’analyser 96 larves simultanément et durant quatre jours permet de réduire le nombre de fondateurs nécessaires pour nos analyses. Les nombres de larves utilisées correspondent aux standards utilisés dans des études similaires. Nous utilisons des transgènes permettant une occurrence plus forte de larves tests que des mutations récessives (occurrence de ½ plutôt que ¼). De plus, si au cours de l’étude nous nous apercevons que nous pouvons obtenir des résultats statistiquement significatifs avec moins d’animaux, nous n’utiliserons que le nombre minimal d’animaux statistiquement nécessaire.
Raffinement
Nous avons prévu d’utiliser le gène nfsB-mCherry pour induire la mort de populations neuronales spécifiques. Si nous observons des effets génants (stress, anxiété) chez les larves modèles au cours des expériences pilotes mesurant la thigmotaxie, nous envisagerons d’utiliser le gène codant pour la toxine botulique qui empêchera l’activité synaptique des neurones cibles. Afin d’éviter que les adultes porteurs soient affectés, nous utiliserons un système de deux transgènes, l’un permettant l’expression de l’activateur transcriptionnel Gal4 et l’autre permettant l’expression de la toxine botulique sous un promoteur UAS. Ce système n'a pas été choisi en première instance car il nécessite plus d'animaux.
Choix des espèces
Le poisson zèbre est un vertébré diurne donc plus pertinent à étudier que les rongeurs pour les questions de rythme circadien. C'est un modèle reconnu pour l'étude du comportement animal. Les larves sont traitées à jour 2 et 3 avec le métronidazole de manière à pouvoir laisser du temps pour l'entrainement circadien. Les mesures d'activité locomotrice sont effectuées à partir du jour 6 pour trois ou quatre cycles selon les expériences. Les larves de zebrafish ont une activité locomotrice rythmique à partir du cinquième jour. L'étude à partir de jour 6 permet d'avoir un jour complet pour que les larves s'habituent à la plaque.
Intérêt de la supplémentation orale en « molécule M » pendant la grossesse et la période de lactation lors d’un déséquilibre alimentaire maternel induit par la consommation d’une alimentation grasse hypercalorique: étude pré-clinique chez la souris
- Enseignement supérieur
- Recherche appliquée
- Alimentation animale
- Troubles endocriniens
- Recherche fondamentale
- Biologie du développement
- Éthologie / comportement / biologie animale
- Oncologie
- Système endocrinien
- Système nerveux
1 282 souris vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger à modéré. Les mères sont soumises à une alimentation grasse hypercalorique pendant la gestation et la lactation, puis mères et descendance subissent des gavages, des prélèvements sanguins répétés et des tests de tolérance au glucose sur animal vigile, pour étudier l'effet d'une supplémentation en une vitamine. La plupart sont tuées pour prélèvements, seules 80 souris adultes du groupe témoin pouvant être conservées pour l'élevage selon les besoins de l'unité. Le porteur affirme qu'il n'existe "pas de méthodes de substitution" pour étudier ces paramètres métaboliques et conclut à un usage "indispensable" de la souris.
Objectifs
Rechercher par quels mécanismes biologiques la supplémentation orale en molécule M chez la mère pendant la grossesse et la lactation améliore la santé métabolique de la descendance.
Bénéfices attendus
Identification du mode d’action de la molécule M lors de la supplémentation orale pendant la gestation et la lactation, en vue de la mise en place d'un protocole de supplémentation systématique chez la femme enceinte et réduire ainsi les facteurs de risque d'obésité chez l'enfant.
Procédures
Ce projet nécessite l’exploration fonctionnelle du contrôle glycémique chez la souris. Les animaux seront ainsi soumis à des tests de performance métabolique, comparables à ceux utilisés chez l’Homme, permettant d’apprécier le rôle physiologique de l’insuline et de détecter des états pré-diabétiques et diabétiques, caractérisés par une intolérance au glucose, une résistance à l’insuline, voir une hyperglycémie à jeun. Ces tests nécessitent des administrations pharmacologiques et des prélèvements sanguins. Les animaux recevront une charge soit de glucose (2g/kg) soit d’insuline (0,75u/kg) par voie intrapéritonéale et un relevé des excursions glycémiques sera réalisé après administration. Pour cela, des prélèvements sanguins (10 microlitres) seront réalisés afin de mesurer la glycémie et l’insulinémie des animaux. En pratique, 7 prélèvements seront réalisés sur une durée de 135 minutes. Comme chez l’Homme, ces tests de performance métabolique sont réalisés impérativement sur sujet vigile car les anesthésiques sont hyperglycémiants et sont incompatibles avec les paramètres physiologiques mesurés. Les procédures de ces tests sont parfaitement maitrisées et le mode opératoire est parfaitement cadré et partagé par la communauté scientifique.
Impact sur les animaux
Le modèle expérimental de mise sous régime HFD maternel pendant la gestation et la lactation provoque un stress métabolique qui se traduit par une adiposité supérieure voir une intolérance au glucose (cette dernière est recherchée dans ce projet). Il n'y a pas de dystocie, et la taille des portées et le sex-ratio à la naissance est conservé dans ce modèle. D'autre part la consommation en molécule M exogène n’a pas d’effet indésirable connu. La supplémentation orale en molécule M, qui est une vitamine, vise au contraire à contrer une carence induite expérimentalement par une alimentation maternelle appauvrie (modèle conventionnel HFD semi-synthétique). La supplémentation orale en molécule M dans ce contexte a donc un effet bénéfique attendu. Les tests de tolérance au glucose pourront provoquer soit une hypoglycémie (injection d'insuline) ou une hyperglycémie (injection de glucose). Enfin les tests de prélevements sanguins au bout de la queue sont succeptibles de générer un inconfort.
Devenir
Tous les animaux soumis au régime hypercalorique et/ou à la molécule M sont soit mis à mort au cours de la procédure (pour prélèvements post-mortem) ou en fin de procédure (par inhalation de CO2) car ils ne peuvent être conservés pour d'autres études de l'unité, du fait de cette programmation nutritionnelle obésogène. En revanche les 80 souris adulte (mâles et femelles) soumis au régime standard et qui participent au projet uniquement pour produire une descendance F1 controle (qui sera quant à elle étudiée), seront soit mises à mort (par inhalation de CO2) soit éventuellement conservées à des fins d'élevage, en fonction des besoin de l'équipe ou de l'unité. Le choix sera donc fait par la responsable de l'animalerie.
Remplacement
Les animaux de laboratoire nous permettent de modéliser l’obésité nutritionnelle et ses complications. Leur utilisation est indispensable pour décrire les processus qui se déroulent pendant l’installation de cette maladie, souvent asymptomatique dans sa phase précoce, et qui ne sont pas encore totalement élucidés à ce jour. Il n’existe pas de méthodes de substitution permettant d’étudier les paramètres physiologiques complexes recherchés dans nos études (prise alimentaire, dépense énergétique, thermogenèse, glycémie, adiposité, etc). Ces paramètres mettent en jeu des arc-réflexes, des rétrocontrôles, et des dialogues entre les organes qui ne peuvent être modélisés complètement. De plus, ces paramètres sont l’expression d’une perception et intégration cérébrale de signaux nutritionnels et métaboliques qui ne peut être étudiée que dans un organisme vivant.
Réduction
Les procédures décrites dans ce projet, ainsi que la stratégie expérimentale, ont été optimisées, standardisées et validées lors d'une précédente étude. L’optimisation des procédures réduisent la variabilité interindividuelle et évitent des études pilotes supplémentaires, ce qui finalement réduit les effectifs nécessaires au projet. Cela permet également de déterminer le nombre d’animaux nécessaires et suffisants pour mener à bien les analyses statistiques et donc là encore d’optimiser le nombre d’animaux utilisés.
Raffinement
Les procédures concernant l’installation du modèle expérimental et les prises de mesures ont été optimisées et standardisées. Le personnel a été formé et maitrise tous les actes à réaliser. Le travail avec les animaux s’effectue en conditions calmes et maitrisées. Les aliments et l’eau de boisson sont fournis ad libitum. Les animaux sont surveillés quotidiennement et des soins vétérinaires peuvent être donnés au besoin selon l’avis d’un vétérinaire. Les conditions d’hébergements sont enrichies (maison et matériaux de nidation) et apportent des conditions optimales permettant l’expression de comportements innés (vie sociale, gestation, enfouissement, nidation, protection, lactation).
Choix des espèces
La souris représente l’espèce la plus adaptée au type de recherche que nous menons. Sa taille est compatible avec la dissection de tissus et organes d’intérêt permettant des analyses biochimiques, cellulaires, moléculaires, et histologiques. Cet animal permet d’obtenir des analyses pertinentes du comportement alimentaire. La réalisation de différents tests fonctionnels explorant les performances métaboliques est aussi possible chez cet animal, comme la recherche de la tolérance au glucose et la sensibilité à l’insuline, du fait de nombreuses similarités qui existent avec le métabolisme de l’espèce humaine. Les stades de développement étudiés sont les suivants : Stade postnatal P5, P8, P12 (descendance) : ce stade permet d’étudier le rôle neurotrophique de l’insuline (cf procédure 3) Stade postnatal P2 (descendance) : ce stade permet d’étudier le développement sensoriel des animaux (cf procédure 4) Stade postnatal P17 (descendance) : ce stade permet d’étudier la maturation du système neuronal à mélanocortine (cf procédure 5) Stade postnatal P60 (descendance) : ce stade permet d’étudier le contrôle glycémique des animaux (cf procédure 6) Stade adulte (mère) : ce stade permet de caractériser le modèle expérimental et d’évaluer le contrôle glycémique (cf procédure 2)