Système cardiaque
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- Système cardiaque
Sous anesthésie, de jeunes porcs de 90 à 110 kilos subissent l'induction d'une mort encéphalique ou un arrêt circulatoire, puis le prélèvement de leur cœur entier. 36 porcs vont être utilisés dans des procédures menées sous anesthésie, tous tués avant tout réveil. Le but est de comparer deux techniques de perfusion des greffons cardiaques et d'en tirer des marqueurs de qualité, des retombées que le porteur formule au conditionnel. La liste des procédures ne mentionne que des cathéters, une prise de sang et une biopsie cardiaque, et le résumé qualifie les nuisances de "limitées et de courte durée", sans décrire comment la mort encéphalique ou l'arrêt cardiaque sont provoqués.
Objectifs
Chaque année, de nombreux patients décèdent en attente d'une transplantation cardiaque, faute de greffons disponibles en nombre suffisant. Pour faire face à cette pénurie, les équipes médicales ont recours à des cœurs à transplanter prélevés dans des conditions plus difficiles, notamment chez des patients décédés après un arrêt cardiaque. Ces greffons sont plus fragiles et plus difficiles à évaluer avant la greffe, ce qui freine leur utilisation. Actuellement, les greffons cardiaques sont prélevés majoritairement chez des donneurs en état de mort encéphalique, c'est-à-dire des patients dont le cerveau a cessé de fonctionner de manière irréversible mais dont le cœur continue de battre grâce à la réanimation. Ces greffons sont ensuite conservés dans la glace pendant le transport. Cette technique, simple et largement utilisée, présente cependant des limites importantes : elle ne permet pas de savoir si le greffon fonctionnera bien après la greffe, et elle ne peut être maintenue que quatre heures au maximum. De nouvelles machines de perfusion permettent de maintenir le greffon cardiaque dans des conditions proches de celles du corps humain, soit à température normale, soit à basse température avec apport d'oxygène. Ces deux approches semblent prometteuses, mais elles n'ont jamais été comparées directement dans le domaine cardiaque. Ce projet vise à comparer ces deux techniques chez le porc utilisé comme modèle de l’humain reproduisant les conditions réelles de prélèvement. L'objectif est d'identifier des marqueurs biologiques permettant de mieux évaluer la qualité d'un greffon cardiaque avant de le transplanter, afin d'augmenter le nombre de transplantations réalisées en toute sécurité et de réduire la mortalité des patients en attente.
Bénéfices attendus
Ce projet vise à améliorer les connaissances sur la préservation et l’évaluation des greffons cardiaques avant transplantation. À court terme, les travaux permettront de mieux caractériser les altérations des greffons et d’identifier des paramètres permettant d’évaluer leur viabilité avant transplantation. Ces résultats pourraient permettre le développement d’outils utilisables directement sur les machines de perfusion afin d’aider les équipes médicales à décider si un greffon peut être transplanté en toute sécurité. Ils pourraient également contribuer à améliorer les méthodes de conservation des greffons avant leur implantation. Le projet pourrait enfin permettre d’identifier des traitements destinés à mieux préserver les greffons pendant leur conservation. À terme, ces avancées pourraient favoriser l’utilisation de greffons provenant de donneurs après arrêt circulatoire (DCD) et ainsi contribuer à augmenter le nombre de transplantations cardiaques et à réduire la mortalité des patients en attente de greffe.
Procédures
Chaque animal participe à une seule procédure expérimentale, réalisée au cours d’une même journée. Toutes les interventions sont réalisées sous anesthésie générale. La procédure comprend : • une injection d’anesthésique (quelques minutes) • la pose de cathéters dans les vaisseaux sanguins sous anesthésie générale (durée : 30 à 45 minutes) ; • un prélèvement sanguin et une biopsie cardiaque réalisés sous anesthésie générale (durée : environ 5 minutes).
Impact sur les animaux
Les nuisances pour les animaux sont limitées et de courte durée, dans la mesure où l’étude est réalisée sur des animaux anesthésiés. Avant l’anesthésie, une contention est réaliser pour procédé à l’injection intramusculaire du médicament. Une douleur légère et brève peut survenir lors de l’injection intramusculaire du médicament permettant l’endormissement. Un stress transitoire peut également être observé lors de la manipulation et au moment de l’induction de l’anesthésie générale. Une fois l’animal anesthésié, les interventions sont réalisées sous anesthésie générale et analgésie adaptées.
Devenir
La mise à mort des animaux est indispensable à l’objectif scientifique du projet car celui-ci nécessite le prélèvement du cœur entier afin d’étudier sa conservation et son évaluation avant transplantation. Le prélèvement cardiaque est incompatible avec le maintien en vie de l’animal. Par ailleurs, le projet vise précisément à reproduire les conditions rencontrées lors d’un don d’organes après mort encéphalique ou après arrêt circulatoire. Aucun animal ne peut donc être maintenu en vie à l’issue de la procédure. La procédure est réalisée sans réveil.
Remplacement
Il n'existe pas de modèle alternatif permettant de reproduire les conditions étudiées sans recourir à un organisme entier. Les lésions subies par le greffon cardiaque lors d'un prélèvement résultent d'interactions complexes entre le système cardiovasculaire, le système nerveux, les réponses inflammatoires et hormonales, qui ne peuvent être reproduites ni en culture cellulaire, ni avec des organoïdes ou des systèmes microfluidiques. Le modèle porcin a été retenu en raison de sa proximité anatomique et physiologique avec l'homme.
Réduction
Le nombre d'animaux a été limité au strict minimum nécessaire pour obtenir des résultats interprétables, soit 8 animaux par groupe, conformément aux standards publiés pour ce type d'étude préclinique sur grands animaux. Par ailleurs, des prélèvements sur plusieurs organes seront réaliser en lien avec d'autres équipes de recherche ce qui réduira le nombre total d'animaux utilisés.
Raffinement
Le protocole est intégralement réalisé chez des porcs anesthésiés, avec une prise en charge adaptée de la douleur visant à prévenir toute souffrance au cours des interventions. Des points limites adaptés ont été définis.
Choix des espèces
Le porc est le modèle animal de référence en transplantation cardiaque car son cœur est très proche de celui de l'homme en termes de taille, de structure et de fonctionnement. Cette similitude permet de reproduire fidèlement les gestes chirurgicaux réalisés en clinique et d'obtenir des résultats directement transposables à la pratique médicale. Le recours au porc au stade de jeunes porcs pubères, d'environs 90 à 110 kg est indispensable pour trois raisons pratiques : la taille du cœur est compatible avec les machines de perfusion utilisées en transplantation humaine, ce qui est impossible avec un petit animal ; l'induction d'une mort encéphalique et le maintien prolongé sous ventilation artificielle ne sont pas réalisables chez le rongeur ; enfin, seul le porc fournit le volume sanguin suffisant pour alimenter le circuit de perfusion et réaliser les prélèvements biologiques répétés nécessaires à l'étude.
Etude de l’impact d’une kinase sur la dysfonction endothéliale en condition inflammatoire dans le modèle murin (UE 2/4)
- Recherche fondamentale
- Système cardiaque
Selon les groupes, 802 souris sont irradiées puis greffées de moelle osseuse, infectées par des bactéries jusqu'à 96 heures, opérées pour la ligature d'un vaisseau abdominal suivie de 48 heures de survie, ou maintenues sous anesthésie jusqu'à leur mise à mort pendant une thrombose induite au laser ou une inflammation provoquée. Elles sont utilisées dans ce volet d'un projet multisite, dans des procédures déclarées d'un niveau de souffrance modéré à sévère. Chaque effet décrit reste pourtant qualifié de léger ou de modéré, l'infection étant dite "légère à modérée" et le porteur écrivant que "L'irradiation ne procure aucune douleur". Toutes les souris sont tuées à l'issue, pour prélever les tissus et organes analysés ensuite.
Objectifs
Nous avons identifié que l’inhibition d'une protéine diminuait de façon significative la progression des lésions dans un contexte inflammatoire. Dans le but de mieux comprendre le mode d’action de cette protéine sur la progression de ces lésions, nous allons évaluer son impact sur l’inflammation et la fonction de l’endothélium (cellules qui tapissent l’intérieur d’un vaisseau sanguin) grâce à des modèles précliniques d’infection (sepsis), d’inflammation et de thrombose (activation de l’endothélium avec une cytokine inflammatoire ou un laser).
Bénéfices attendus
Ces expériences permettront d’évaluer, dans un organisme vivant, les effets potentiels de la protéine étudiée sur la formation de caillots sanguins et l’inflammation, ce qui ne peut pas être reproduit en laboratoire sur des cellules isolées. Elles aideront également à déterminer si cette protéine pourrait représenter une cible intéressante pour développer de nouvelles approches thérapeutiques visant à protéger les vaisseaux sanguins contre les dysfonctionnements liés à des processus inflammatoires ou thrombotiques.
Procédures
Trois types d’interventions seront réalisées sur des lots différents d’animaux : 1- Dans le premier ou deuxième établissements utilisateur, des lots d'animaux seront soumis à une irradiation suivie d’une greffe de moelle osseuse (injection des cellules par voie intraveineuse). 2- Dans un troisième établissement utilisateur, des lots d'animaux seront soumis à une infection bactérienne. Une seule prise de sang sera réalisée sur chaque lot à differents temps (au plus tard 96h apres le début de l’infection). Pour cela les souris seront sous anesthésie générale profonde (mélange de Tilétamine, Zolazépam et Xylazine), et seront ensuite euthanasiées. 3- Dans un quatrième établissement utilisateur, les animaux seront hébergés pendant 1 semaine pour acclimatation. 4- Dans le cinquième établissement utilisateur, les animaux seront soumis, sous anesthésie profonde, à un modèle de thrombose (activation des cellules du vaisseau par un laser) ou d’inflammation (activation des cellules du vaisseau par une molécule inflammatoire). Les animaux sont maintenus sous anesthésie tout au long de l’expérience et sont euthanasié à la fin des expérimentations qui durent respectivement 4 heures pour étudier la thrombose et 7 Heures pour étudier l’inflammation locale. Pour étudier la thrombose veineuse, des lots différents d’animaux seront exposés à une chirurgie sous anesthésie avec ligation d’un vaisseau sanguin abdominal (40 minutes). 48 heures après la chirurgie les animaux sont euthanasiés.
Impact sur les animaux
- Les animaux subiront une irradiation sans geste invasif suivi d’une reconstitution de leur moelle osseuse. Les effets indésirables possibles sont une légère baisse de l'alimentation avec légère perte de poids. Les animaux peuvent avoir un léger stress du fait de l'enfermement et du bruit, mais ce stress est de courte duréee. L'irradiation ne procure aucune douleur. - Après l’induction d’une infection (légère à modérée), les effets indésirables attendus dans ce modèle incluent une perte de poids, une diminution de l’activité et de la vitalité. Les souris seront ensuite euthanasiées au plus tard 96h apres le début de l’infection. D’autres expérimentations (modèles de thrombose et d’inflammation) sont conduites sans réveil des animaux. Les souris sont alors maintenues sous anesthésie générale pendant toute la durée des procédures expérimentales. À l’issue des expérimentations, les animaux sont euthanasiés sans reprise de conscience.
Devenir
Tous les animaux seront mis à mort à la fin de la procédure pour collecter les tissus et organes qui seront ensuite analysés. Les animaux seront également euthanasiés si l'un des points limites était atteint.
Remplacement
Le recours au modèle murin est irremplaçable pour le déroulement de ce projet pour deux raisons majeures : (i) la complexité des mécanismes mis en jeu dans un contexte physiopathologique intégré non modélisable par des approches in vitro et (ii) l'utilisation de souris exprimant la protéine d’interet inactive. Ainsi, l’utilisation d’animaux vivants constitue une étape nécessaire pour répondre aux objectifs du projet, aucun modèle de remplacement pertinent n’étant actuellement disponible.
Réduction
Dans un souci d'utilisation d'un nombre minimal d'animaux, le nombre d'animaux annoncé a été calculé au plus juste à l'aide d'outils statistiques. Cependant si une différence significative est obtenue entre deux groupes expérimentaux avant la réalisation de la totalité du lot, nous ne réaliserons pas d'expérimentations supplémentaires. Dans les expérimentations de thrombose, plusieurs types cellulaire et/ou molécules seront visualisés dans les mêmes animaux.
Raffinement
Les souris sont hébergées en groupes de cinq individus, dans des cages ventilées, avec un accès ad libitum à l’eau et à la nourriture. Si une diminution de l’activité est observée, de l’aliment hydraté sera mis à disposition dans la cage afin de faciliter l’accès à la nourriture. Du papier sopalin et des cubes de bois seront également rajoutés comme enrichissement environnemental afin de permettre des comportements naturels de nidification et d’exploration, contribuant ainsi à réduire le stress et à améliorer le bien-être des animaux. Une période d’acclimatation de sept jours est respectée avant le début des expérimentations afin de limiter le stress lié à l’environnement. Les transferts entre deux établissements seront réalisés par un transporteur agréé. Les animaux bénéficient d’une période d’acclimatation d’une semaine avant toute procédure expérimentale dans l’établissement d’accueil.
Choix des espèces
Ce projet vise à améliorer la compréhension des mécanismes impliquant une protéine kinase dans l’inflammation, la thrombose et la dysfonction endothéliale en contexte thrombo-inflammatoire. Ces processus reposent sur des interactions complexes entre la paroi des vaisseaux, les cellules sanguines et le système immunitaire, s’inscrivant dans une réponse physiopathologique intégrée qui ne peut être reproduite de manière pertinente par des approches in vitro ou ex vivo. Le recours à l’expérimentation animale constitue donc l’unique approche permettant d’étudier ces mécanismes dans leur globalité. Le modèle murin est largement reconnu comme le modèle de référence pour les études précliniques de la thrombose et de l’inflammation, en raison de fortes similitudes avec l’Homme, tant au niveau des cellules impliquées que des voies moléculaires mises en jeu. Par ailleurs, l’utilisation de souris génétiquement modifiées ciblant spécifiquement la protéine kinase, sans phénotype dommageable en conditions basales, permet une analyse mécanistique en contexte pathologique. Nous utiliserons des souris de 6 à 8 semaines pour les donneuses de moelle osseuse, et de 12 à 25 semaines pour les expérimentations (âge adulte, système cardiovasculaire mature).
Etude de l’impact d’une kinase sur la dysfonction endothéliale en condition inflammatoire dans le modèle murin (UE 3/4)
- Recherche fondamentale
- Système cardiaque
Pour comprendre comment une kinase agit sur l'inflammation et la coagulation dans les vaisseaux, 802 souris vont être utilisées dans ce volet d'un projet réparti sur plusieurs établissements, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré à sévère. Selon les groupes, elles sont irradiées puis greffées de moelle osseuse, infectées par des bactéries dans un protocole de sepsis puis tuées au plus tard 96 heures après, ou soumises sous anesthésie à une thrombose induite au laser, une inflammation provoquée ou la ligature d'un vaisseau abdominal suivie de 48 heures de survie. Une partie porte une version inactive de la kinase. Toutes sont tuées au terme de leur procédure pour prélever tissus et organes, et plus tôt si "l'un des points limites" est atteint, sans que le résumé dise lesquels.
Objectifs
Nous avons identifié que l’inhibition d'une protéine diminuait de façon significative la progression des lésions dans un contexte inflammatoire. Dans le but de mieux comprendre le mode d’action de cette protéine sur la progression de ces lésions, nous allons évaluer son impact sur l’inflammation et la fonction de l’endothélium (cellules qui tapissent l’intérieur d’un vaisseau sanguin) grâce à des modèles précliniques d’infection (sepsis), d’inflammation et de thrombose (activation de l’endothélium avec une cytokine inflammatoire ou un laser).
Bénéfices attendus
Ces expériences permettront d’évaluer, dans un organisme vivant, les effets potentiels de la protéine étudiée sur la formation de caillots sanguins et l’inflammation, ce qui ne peut pas être reproduit en laboratoire sur des cellules isolées. Elles aideront également à déterminer si cette protéine pourrait représenter une cible intéressante pour développer de nouvelles approches thérapeutiques visant à protéger les vaisseaux sanguins contre les dysfonctionnements liés à des processus inflammatoires ou thrombotiques.
Procédures
Trois types d’interventions seront réalisées sur des lots différents d’animaux : 1- Dans le premier ou deuxième établissements utilisateur, des lots d'animaux seront soumis à une irradiation suivie d’une greffe de moelle osseuse (injection des cellules par voie intraveineuse). 2- Dans un troisième établissement utilisateur, des lots d'animaux seront soumis à une infection bactérienne. Une seule prise de sang sera réalisée sur chaque lot à differents temps (au plus tard 96h apres le début de l’infection). Pour cela les souris seront sous anesthésie générale profonde (mélange de Tilétamine, Zolazépam et Xylazine), et seront ensuite euthanasiées. 3- Dans un quatrième établissement utilisateur, les animaux seront hébergés pendant 1 semaine pour acclimatation. 4- Dans le cinquième établissement utilisateur, les animaux seront soumis, sous anesthésie profonde, à un modèle de thrombose (activation des cellules du vaisseau par un laser) ou d’inflammation (activation des cellules du vaisseau par une molécule inflammatoire). Les animaux sont maintenus sous anesthésie tout au long de l’expérience et sont euthanasié à la fin des expérimentations qui durent respectivement 4 heures pour étudier la thrombose et 7 Heures pour étudier l’inflammation locale. Pour étudier la thrombose veineuse, des lots différents d’animaux seront exposés à une chirurgie sous anesthésie avec ligation d’un vaisseau sanguin abdominal (40 minutes). 48 heures après la chirurgie les animaux sont euthanasiés.
Impact sur les animaux
- Les animaux subiront une irradiation sans geste invasif suivi d’une reconstitution de leur moelle osseuse. Les effets indésirables possibles sont une légère baisse de l'alimentation avec légère perte de poids. Les animaux peuvent avoir un léger stress du fait de l'enfermement et du bruit, mais ce stress est de courte duréee. L'irradiation ne procure aucune douleur. - Après l’induction d’une infection (légère à modérée), les effets indésirables attendus dans ce modèle incluent une perte de poids, une diminution de l’activité et de la vitalité. Les souris seront ensuite euthanasiées au plus tard 96h apres le début de l’infection. D’autres expérimentations (modèles de thrombose et d’inflammation) sont conduites sans réveil des animaux. Les souris sont alors maintenues sous anesthésie générale pendant toute la durée des procédures expérimentales. À l’issue des expérimentations, les animaux sont euthanasiés sans reprise de conscience.
Devenir
Tous les animaux seront mis à mort à la fin de la procédure pour collecter les tissus et organes qui seront ensuite analysés. Les animaux seront également euthanasiés si l'un des points limites était atteint.
Remplacement
Le recours au modèle murin est irremplaçable pour le déroulement de ce projet pour deux raisons majeures : (i) la complexité des mécanismes mis en jeu dans un contexte physiopathologique intégré non modélisable par des approches in vitro et (ii) l'utilisation de souris exprimant la protéine d’interet inactive. Ainsi, l’utilisation d’animaux vivants constitue une étape nécessaire pour répondre aux objectifs du projet, aucun modèle de remplacement pertinent n’étant actuellement disponible.
Réduction
Dans un souci d'utilisation d'un nombre minimal d'animaux, le nombre d'animaux annoncé a été calculé au plus juste à l'aide d'outils statistiques. Cependant si une différence significative est obtenue entre deux groupes expérimentaux avant la réalisation de la totalité du lot, nous ne réaliserons pas d'expérimentations supplémentaires. Dans les expérimentations de thrombose, plusieurs types cellulaire et/ou molécules seront visualisés dans les mêmes animaux.
Raffinement
Les souris sont hébergées en groupes de cinq individus, dans des cages ventilées, avec un accès ad libitum à l’eau et à la nourriture. Si une diminution de l’activité est observée, de l’aliment hydraté sera mis à disposition dans la cage afin de faciliter l’accès à la nourriture. Du papier sopalin et des cubes de bois seront également rajoutés comme enrichissement environnemental afin de permettre des comportements naturels de nidification et d’exploration, contribuant ainsi à réduire le stress et à améliorer le bien-être des animaux. Une période d’acclimatation de sept jours est respectée avant le début des expérimentations afin de limiter le stress lié à l’environnement. Les transferts entre deux établissements seront réalisés par un transporteur agréé. Les animaux bénéficient d’une période d’acclimatation d’une semaine avant toute procédure expérimentale dans l’établissement d’accueil.
Choix des espèces
Ce projet vise à améliorer la compréhension des mécanismes impliquant une protéine kinase dans l’inflammation, la thrombose et la dysfonction endothéliale en contexte thrombo-inflammatoire. Ces processus reposent sur des interactions complexes entre la paroi des vaisseaux, les cellules sanguines et le système immunitaire, s’inscrivant dans une réponse physiopathologique intégrée qui ne peut être reproduite de manière pertinente par des approches in vitro ou ex vivo. Le recours à l’expérimentation animale constitue donc l’unique approche permettant d’étudier ces mécanismes dans leur globalité. Le modèle murin est largement reconnu comme le modèle de référence pour les études précliniques de la thrombose et de l’inflammation, en raison de fortes similitudes avec l’Homme, tant au niveau des cellules impliquées que des voies moléculaires mises en jeu. Par ailleurs, l’utilisation de souris génétiquement modifiées ciblant spécifiquement la protéine kinase, sans phénotype dommageable en conditions basales, permet une analyse mécanistique en contexte pathologique. Nous utiliserons des souris de 6 à 8 semaines pour les donneuses de moelle osseuse, et de 12 à 25 semaines pour les expérimentations (âge adulte, système cardiovasculaire mature).
Modèle murin pour l’étude de la Dipeptidyl Peptidase 3 dans le cancer et la chimiothérapie
- Recherche fondamentale
- Oncologie
- Système cardiaque
Tuées à la fin du protocole pour l'analyse de leurs organes et tissus, 396 souris mâles et femelles vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Chacune reçoit une greffe de cellules de cancer du sein sous la peau, puis six jours d'injections de chimiothérapie par anthracyclines, avec cinq semaines d'échographies cardiaques hebdomadaires sous anesthésie et des prises de sang dans le sinus derrière l'œil. Le porteur indique que la tumeur "pourrait être douloureuse" et que la chimiothérapie peut causer des douleurs, et les souris qui restent au-delà des points limites sont "exclues de l'expérience", sans autre précision sur leur sort. Pour justifier le choix de l'espèce, il cite l'homologie avec l'humain et des souris "relativement peu coûteuses à élever".
Objectifs
Depuis longtemps la cardio-toxicité des agents chimiothérapiques est établie chez l'Homme, cependant la chronologie et les facteurs aggravant de la maladie ne sont pas connus. Aussi, aucune stratification des patients n’est réalisable en amont du traitement car les mécanismes précis de cette cardiotoxicité restent complexes et imparfaitement étudiés. L’objectif du projet est de déterminer l’impact de notre protéine, une protéine fréquemment surexprimée dans différents cancers, sur le devenir des animaux traités aux anthracyclines , un des traitement de base du cancer du sein. Ce qui nous intéresse tout particulièrement sera la capacité du coeur à se contracter lorsque nous initierons le traitement.
Bénéfices attendus
Les bénéfices attendus de ce projet sont multiples : 1. De valider l’hypothèse que les effets toxiques de la tumeur sur le coeur pré-traitement sont médiés par la protéine retrouvé dans la circulation 2. De confirmer l’intérêt d’utiliser la protéine dans la circulation comme biomarqueur prédictif de cardiotoxicité associée à la chimiothérapie 3. De prévenir la cardiotoxicité associée aux anthracyclines par l’utilisation d'un anticorps dirigé contre notre protéine.
Procédures
Pose de bague d'identification à l'oreille: 1 fois au moment du sevrage à 21 jours. Biopsie de 2mm à l'oreille au moment du sevrage à 21 jours. Anesthésies par voie intrapéritonéales: 1/semaine pendant 5 semaines, durée 15 minute. Prélèvements rétroorbitaires sur animaux anesthésiés: 1/ deux semaines pendant 5 semaines, durée 2 min. Injection rétro-orbitaires 1 fois à la 4ème semaine, durée 1 min. Injection sous cutané 1 fois en début de protocole, durée 2 min.
Impact sur les animaux
Concernant la méthode de prélèvement pour le génotypage : inconfort ponctuel lors de la pose de la bague auriculaire et du prélèvement de tissu (2mm à l'oreille). A la suite de l’injection sous-cutanée des cellules cancéreuses, les souris développeront une tumeur, et cette croissance de la tumeur pourrait être douloureuse. La chimiothérapie utilisée peut elle aussi engendrer des douleurs pour l’animal.
Devenir
L'euthanasie de tout les animaux à la fin de la procédure permettra une analyse histologique des organes d'intérêts, ainsi qu'une analyse protéique et génétique de divers tissus selon les groupes d'appartenance des animaux.
Remplacement
Les expérimentations in vitro ne permettent pas de représenter la complexité d’un organisme vivant. L'effet d'un traitement sur une monocouche de cellules cancéreuses in vitro nous permet de montrer l'efficacité de ce traitement sur ce type cellulaire mais le traitement devra être étudié in vivo pour être sûr de son efficacité dans un organisme vivant complexe qui contient une multitude de tissus et organes qui peuvent être touchés.
Réduction
Nous avons effectué un calcul nous permettant d’avoir le nombre précis de souris nécessaire à l’étude. En utilisant les résultats d’une précédente étude de notre laboratoire sur un projet relativement similaire, nous sommes arrivés au chiffre de 12 souris par groupe en début de protocole. Enfin, le suivi par échographie cardiaque permet également une réduction du nombre d'animaux car cette technique permet un suivi longitudinal sur le même animal sans mise à mort à des temps intermédiaires.
Raffinement
Les animaux disposeront d’une période d'acclimatation de 5 jours et seront observés quotidiennement par le personnel qualifié de l'animalerie ainsi que par l'expérimentateur. Différents points limites seront particulièrement surveillés et seront notifiés dans un cahier de suivi des animaux. Les animaux âgés de 12 à 18 semaines recevront une injection sous cutanée de 100 microlitres de cellules cancéreuses du sein. A cette occasion, ils seront surveillés de manière visuelle (fréquence respiratoire) pendant 1h après injection. Deux semaines après l'injection de la tumeur, les animaux, mâles et femelles, recevront une injection intrapéritonéale de chimiothérapie tous les jours pendant 6 jours, laquelle peut engendrer des douleurs et donc une analgésie adaptée sera administrée en cas de besoin. Chaque semaine pendant 5 semaines, l’échocardiographie et le prélèvement sanguin (fait une semaine sur deux en l'occurence pour éviter un excès de prélèvement de sang) seront faits l’un après l’autre pour limiter le nombre d’anesthésie hebdomadaire. Nous évaluerons la fonction cardiaque par échographie sous anesthésie générale, puis nous ferons des prélèvements sanguins via le sinus rétro-orbitaire, environ 100 microlitres à chaque prélèvement, 5 min après l'application d'un anesthésique locale. Une pommade ophtalmique afin de réhydrater l'oeil de l'animal sera utilisée post prélèvement. La même procédure aura lieue pour l'injection de notre médicament candidat. Différents points limites seront particulièrement surveillés tels que la perte de poids, le comportement, l’apparence physique et la gêne pour sedéplacer. En cas d’atteinte des points limites, les souris concernées auront alors un suivi adapté avec analgésie quotidienne, nourriture en gelée dans la cage, et si les points limite persistent, elles seront alors exclues de l'expérience.
Choix des espèces
La souris est utilisée en sciences expérimentales pour plusieurs raisons essentielles. Tout d’abord les souris partagent une grande homologie génétique et physiologique avec les humains, ce qui permet de mieux comprendre les processus biologiques et les maladies chez l’humain. Ensuite, les souris se reproduisent rapidement et sont relativement peu coûteuses à élever, ce qui permet d'obtenir rapidement des cohortes expérimentales. Troisièmement, les souris peuvent être facilement génétiquement modifiées pour étudier l'impact de gènes spécifiques sur les processus biologiques, offrant ainsi des informations précieuses sur la fonction des gènes. Pour notre étude, nous avons choisis des souris mâles et femelles C57Bl/6. Ces souris sont utilisées fréquemment dans la recherche en cancérologie et en cardiologie pour leur robustesse, leur survie malgré de forte dose de chimiothérapies, leur facilité de manipulation génétique, et d’après des recherches bibliographiques la croissance tumorale est la même pour les deux sexes, ce qui nous permettrait donc de comparer les effets du PCZ selon le sexe. Les animaux seront agés de 12 à 18 semaines dans un but de prendre des souris adultes, car le cancer du sein est une maladie fortement liée à l'âge. Prendre des animaux plus jeunes risquerait de masquer certaines observations, et ne serait pas cliniquement relevant lorsque nous voudrions transposer les résultats à l'homme. Prendre des animaux plus agés risquerait d'augmenter la probabilité de morts liés aux traitements, ainsi que la survenue de comorbitidés ou d'autres tumeurs spontanées chez nos souris. Par ailleurs, le cancer du sein triple négatif touche particulièrement les jeunes femmes, donc nous avons choisis des souris dans la première moitié de leur vie.
Atteintes vasculaires et déficits visuels dans les modèles murins d’atrophie optique liée à OPA1 : vers une compréhension intégrée des mécanismes pathologiques
- Recherche fondamentale
- Système cardiaque
Injectées de tamoxifène cinq jours de suite pour supprimer un gène lié à l'atrophie optique dominante, 900 souris vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger, au risque d'une baisse de leur acuité visuelle. Le projet cherche à savoir si l'absence du gène OPA1 dans les seules cellules des vaisseaux sanguins suffit à altérer la vue, mesurée par un test optomoteur. Certaines sont tuées à l'issue de la procédure, les autres gardées en vie jusqu'à 18 mois puis tuées à leur tour. Sur le remplacement, le porteur se contente d'écrire qu'il "n'existe pas de méthode de remplacement d'étude de l'acuité visuelle".
Objectifs
Objectif 1 : Vérifier si l’absence du gène dans les cellules des vaisseaux sanguins affecte la vision. Le but est de savoir si la suppression d’un gène dans les cellules qui tapissent les vaisseaux sanguins (les cellules endothéliales) peut entraîner une baisse de la vision. En effet, même si les vaisseaux sanguins présentent des anomalies, cela ne signifie pas forcément que la fonction visuelle est touchée. Pour répondre à cette question, l’acuité visuelle de différentes souris sera comparée. Si les souris dépourvues de ce gène dans leurs cellules endothéliales présentent une vision altérée, cela suggérerait qu’un dysfonctionnement des vaisseaux sanguins pourrait contribuer à une atteinte du nerf optique. Objectif 2 : Étudier les vaisseaux sanguins de la rétine. Le second objectif consiste à analyser en détail la structure des vaisseaux sanguins de la rétine afin de comprendre l’origine des anomalies observées dans l’atrophie optique dominante, une maladie liée à un gène particullier. Trois groupes de souris seront comparés des souris normales (contrôles) ; des souris possédant une anomalie du gène d'intérêt dans toutes les cellules ; des souris présentant cette anomalie uniquement dans les cellules endothéliales des vaisseaux sanguins. La densité, l’organisation et la qualité du réseau de petits vaisseaux sanguins de la rétine seront analysées grâce à des analyses microscopiques. Ces observations permettront de détecter d’éventuels défauts de circulation sanguine ou des anomalies de la structure vasculaire. La réalisation d’images en trois dimensions de la vascularisation apporterait des informations complémentaires précieuses. Une analyse du flux sanguin rétinien pourrait également être réalisée. Retombées attendues : Ces travaux permettront de déterminer si un dysfonctionnement des cellules endothéliales est suffisant pour altérer la vision. Ils aideront également à comprendre si les atteintes observées dans l’atrophie optique dominante sont principalement dues à des anomalies des vaisseaux sanguins, des cellules nerveuses, ou à une combinaison des deux. À terme, cette étude contribuera à mieux comprendre les mécanismes qui relient les troubles vasculaires aux maladies du nerf optique.
Bénéfices attendus
L’atrophie optique dominante est une maladie génétique qui provoque une détérioration progressive du nerf optique, le câble qui transmet les informations visuelles de l’œil au cerveau. Chez les personnes atteintes, les médecins observent souvent une modification de l’aspect du nerf optique ainsi qu’une diminution des petits vaisseaux sanguins autour de celui-ci. Ces observations laissent penser que les vaisseaux sanguins pourraient jouer un rôle important dans la maladie. Pour mieux comprendre ce phénomène, des chercheurs utilisent des modèles de souris présentant des anomalies d'un gène d'intérêt, impliqué dans cette maladie. Ces souris développent progressivement des troubles de la vision, généralement à partir de l’âge d’un an. Elles présentent également des anomalies du réseau de petits vaisseaux sanguins de la rétine, ainsi qu’une disparition accrue de certains capillaires. De plus, ces souris montrent des problèmes plus généraux de fonctionnement des vaisseaux sanguins. Cela suggère que la perte de fonction du gène dans les cellules qui tapissent les vaisseaux (les cellules endothéliales) pourrait perturber la circulation sanguine dans la rétine et contribuer aux atteintes oculaires. Cependant, plusieurs questions restent sans réponse. On ne sait pas encore si ces anomalies vasculaires sont directement responsables de la baisse de vision observée chez les souris. Il n’est pas non plus établi si les altérations de la circulation rétinienne sont les mêmes lorsque le gène est affecté uniquement dans les cellules des vaisseaux sanguins ou dans l’ensemble des cellules de l’organisme. En résumé, le rôle exact des vaisseaux sanguins dans la perte de vision liée à l’atrophie optique dominante n’est pas encore clairement démontré. Cette étude vise à déterminer si un dysfonctionnement des cellules endothéliales peut, à lui seul, provoquer des troubles visuels et contribuer à la dégénérescence du nerf optique.
Procédures
Les animaux seront soumis à des injections de tamoxifène dilué dans l'huile de maïs neutre 5 jours consécutifs pour induire la délétion du gène. L'injection dure quelques secondes. La mesure de l'acuité visuelle serait effectuée 4 semaines après, avec 5-10 minutes d'habituation, puis 10-15 minutes de mesure.
Impact sur les animaux
La délétion pourrait provoquer chez les animaux un défaut d'acuité visuelle. Les injections administrées 5 jours consécutifs peuvent être stressantes et engendrer un léger inconfort au point de piqure. La réalisation du test optomoteur peut induire un stress minimal du au changement d'environnement.
Devenir
A l'issue de la procédure certains animaux seront mis à mort, d'autres seront maintenus en vie jusqu'à l'âge de viellissement maximum de 18 mois où ils seront mis à mort.
Remplacement
Il n'existe pas de méthode de remplacement d'étude de l'acuité visuelle.
Réduction
Le nombre d'animaux est calculé sur la base d'un plan expérimental stéréotypé permettant d'obtenir la puissance statistique nécessaire à l'obtention de conclusions biologiquement pertinentes. Le calcul des effectifs nécessaires a été fait et donnait 13 animaux par groupe requis 2 animaux par groupe sont prévus en plus pour pallier aux risques du modèle expérimental (vieillissement). Nous réalisons des expériences in vivo puis ex vivo sur les mêmes animaux et nous prélevons l'ensemble des organes d'intérêts afin de limiter le nombre d'animaux.
Raffinement
Les animaux seront élevés et hebergés en respectant les conditions réglementaires d'hébergement. Les cages sont enrichies et surveillées au cours des procédures pour repérer l'eventuelle apparition de signes cliniques pouvant indiquer une souffrance ou un mal -être. En cas de cécité partielle avérée, des tétines plus longues facilitant l'accès à l'eau de boisson seront mises en place et des croquettes pourront être disposées dans la cage.
Choix des espèces
Ces animaux présentent une délétion reproduisant une maladie rare qui est l'atrophie optique dominante. Les animaux seront utilisés à 3 mois, 6 mois, 9 mois, 12 mois et 18 mois pour mesurer l'évolution lente de la maladie.
Élevage d’une lignée de souris à phénotype dommageable d’une pathologie neuromusculaire héréditaire
- Maintien des lignées génétiquement modifiées
- Recherche fondamentale
- Système cardiaque
Les souris de cette lignée sont tuées systématiquement à sept mois, l'âge où leur cardiomyopathie dilatée évolue en insuffisance cardiaque. 823 souris vont être utilisées dans ce projet d'élevage, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger à modéré, une partie subissant une biopsie de queue pour le génotypage. Dès quatre mois, les souris atteintes développent une atteinte cardiaque et musculaire, une cyphose et une perte d'environ 20 % de leur poids, et le porteur indique qu'aucun signe de douleur n'apparaît avant sept mois selon la grille de l'établissement. Les reproductrices et reproducteurs sont tués en fin de période reproductive, les autres souris partent en "utilisation continue" dans d'autres projets, en cours ou à venir.
Objectifs
Le but de ce projet est d’entretenir une lignée transgénique de souris, modèle murin d’une pathologie neuromusculaire héréditaire, le syndrome d'Emery Dreifuss. Cette pathologie est une maladie rare et à l’heure actuelle il n’existe pas de thérapie curative pour les patients. Cette lignée est un outil essentiel pour approfondir nos connaissances sur la physiopathologie et le développement de thérapies innovantes pour cette pathologie. Cette lignée, n’est pas commercialisée et n’est donc pas disponible en dehors de notre établissement utilisateur. Ce projet permettra le maintient de cette lignée, pour fournir les animaux pour ce projet et pour les autres projets de l’équipe déjà en cours et approuvés par le ministère ou à venir, qui feront l’objet d’un dépôt de dossier afin d’obtenir les autorisations nécessaires.
Bénéfices attendus
Le bénéfice premier de projet est de maintenir notre lignée de souris transgénique en évitant la dérive génotypique afin de fournir des animaux pour les projets en cours ou à venir de l’équipe. Cette production d’animaux permettra de fournir des lots expérimentaux qui seront utilisés pour mettre en évidence de nouveaux mécanismes de signalisation moléculaire impliqués dans le développement des troubles du rythme cardiaque et de tester de nouvelles stratégies thérapeutiques. Au 1er janvier 2023, environ 2,74 millions de personnes en France avaient un antécédent d’hospitalisation pour trouble majeur du rythme ou trouble de conduction cardiaque. Cela correspond à une prévalence d’environ 3,2 pour cent de la population française pour la fibrillation atriale, 1,9 pour cent pour les troubles de conduction, et 0,4 pour cent pour les tachycardies ventriculaires ou arrêts cardiaques nécessitant une hospitalisation.
Procédures
Une biopsie de queue d’environ un millimètre sera réalisée sur une partie des animaux pour lesquels une identification génétique est nécessaire.
Impact sur les animaux
Le phénotype dommageable débute à 4 mois avec l’apparition progressive d’une cardiomyopathie dilatée d’abord légère et qui évolue vers 7 mois en insuffisance cardiaque. Cette progression de l’atteinte cardiaque est corrélée à une atteinte progressive et moins sévère des muscles squelettiques de type oxydatif, l’apparition d’une cyphose légère et une perte de poids d’environ 20 pour cent par rapport au poids de l’animal à 4 mois (environ 20 g). Ce phénotype réduit l’espérance de vie des animaux. En se référant à l’échelle de la grille d’observation fournie par notre établissement utilisateur, les animaux ne présentent aucun signe caractéristique de douleur avant l’âge de 7 mois. Le génotypage invasif d’une partie des animaux provoque un stress et une douleur de courte durée.
Devenir
Tous les animaux reproducteurs seront euthanasiés en fin de période reproductive. Les souriceaux issus des accouplements serviront d’une part comme animaux reproducteurs et seront euthanasiés en fin de période reproductive. D’autre part, ils serviront en utilisation continue au sein des projets de recherche autorisés en cours et de projets à venir après leur autorisation.
Remplacement
Nous sommes toujours dépendants de l’utilisation de modèles animaux car les questions que nous abordons ne peuvent l'être dans des modèles cellulaires. En effet, les cellules cardiaques adultes, ayant atteint un état de différenciation terminale, ne se divisent pas. Il est par conséquent impossible d’en dériver une lignée cellulaire stable. De plus, ces cellules adultes ne se conservent en culture primaire que quelques jours et ne peuvent pas être transfectés par des agents de transfection non viraux. D'autre part, aucun modèle d'expression in vitro ne reproduit les conditions physiologiques spécifiques de la cellule cardiaque (expression de protéines spécifiques dans des domaines cellulaires spécifiques). Bien qu’il existe des lignées cellulaires issues de cellules souches, celles ci ne résument la physiologie d’un cœur adulte que partiellement. Elles seront toutefois utilisées pour tester certaines de nos hypothèses qui ne nécessitent pas de modèle animal.
Réduction
Le nombre d’animaux inclus dans ce projet est évalué à partir de la connaissance et l’expérience approfondie de l’investigateur principal en matière d’entretien de lignée de souris. Le nombre d’accouplements par an et par génotype est évalué en fonction de la durée d’un accouplement, du temps moyen entre deux portés, du nombre de portées moyen par femelle, de la taille moyenne d’une portée (sevrée), du taux de sevrage, du taux de mortalité, du sexe ratio, du génotype ratio, de l’indice de reproductivité. Le nombre total d’animaux est estimé à 823. Ce projet ne nécessite pas d’analyses statistiques. Les tests statistiques seront réalisés dans les projets autorisés qui inclueront ces animaux d'élevage. La lignée est cryoconservée en cas de non‑utilisation prolongée. La gestion des accouplements sera adaptée en fonction de la demande en animaux des projets associés autorisés.
Raffinement
Les animaux seront observés tous les jours par les membres qualifiés de l'animalerie et tout comportement anormal sera directement communiqué à la personne responsable du projet. Les animaux sont stabulés en portoirs ventilés avec un système d'abreuvement automatique et un accès ad libitum à la nourriture. Les conditions de température et d'hygrométrie sont contrôlées et monitorées. Le cycle d'éclairage est de 12h par jour (6h-18h). Les animaux sont hébergés avec leurs congénères, 6 par cage maximum pour les cages après sevrage, jusqu'à 15 (souriceaux et reproducteurs) pour les cages de reproduction. Les conditions d'élevage, d'hébergement, de soins et les méthodes utilisées seront les plus appropriées pour réduire au maximum toute douleur, souffrance ou angoisse que pourraient subir les animaux: enrichissement du milieu (lanières de papier Kraft, maisons en carton), acclimatation d'une semaine avant toute manipulation, hébergement en groupe, formation technique des utilisateurs. L'hébergement individuel des animaux est évité au maximum, cependant il est possible que certains animaux se trouvent isolés de manière imprévue (seul mâle d’une portée, animal arrivé seul d’un fournisseur, mâle dominant ayant blessé les autres animaux de la cage, dernier animal dans la cage…). Dans ce cas, l’animal bénéficiera d’un enrichissement supplémentaire dans sa cage. Afin de réduire la contrainte liée au phénotype dommageable et de ne pas atteindre les points limites, une grille d'observation mise en place par la Structure chargée du Bien-Être Animal du site est utilisée pour suivre l’évolution du phénotype au cas par cas. Les animaux seront euthanasiés systématiquement à l’âge de 7 mois.
Choix des espèces
La souris est l’animal choisi pour ce projet en raison des similitudes de ses systèmes cardiovasculaire et musculaire avec ceux des humains et de l’existence d’une lignée génétiquement modifiée portant une mutation responsable à l’état homozygote du syndrome d’Emery-Dreifuss. De plus, la souris est le modèle animal le plus utilisé dans ce champ de recherche, permettant ainsi des comparaisons avec d’autres études ou d’utiliser les résultats d’autres études afin de limiter le nombre d’animaux utilisés. Les animaux seront utilisés pour les accouplements à maturité sexuelle entre 2,5 et 6 mois.
Analyse chez le rat de l’air exhalé au cours d’une exposition à un polluant émergeant, le benzène.
- Recherche fondamentale
- Système cardiaque
- Système respiratoire
Exposés éveillés à du benzène gazeux en chambre d'inhalation, une ou plusieurs fois par semaine pendant 25 minutes, des rats subissent aussi, pour une partie, une atteinte pulmonaire de type emphysème provoquée sous anesthésie. 92 rats vont être utilisés, tous tués pour l'analyse du cœur et des poumons, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré à sévère. L'objet est de valider un capteur qui mesure le benzène dans l'air expiré, et certains rats serviront aussi à former l'expérimentateur à l'échocardiographie. La gravité sévère n'est rattachée à aucune procédure précise, alors que le porteur mentionne "un cumul de stress physiologique et une récupération incomplète entre les sessions".
Objectifs
Ce projet a pour objectif de tester une nouvelle technologie de capteur capable de mesurer très précisément certains polluants présents dans l’air que l’on expire. Dans un premier temps, nous allons vérifier que le système fonctionne correctement en mesurant le monoxyde de carbone, un gaz bien connu en clinique humaine, non toxique à la concentration utilisée. Une fois cette étape validée, nous l’utiliserons pour mesurer le benzène. Le benzène est un polluant toxique que l’on retrouve souvent dans l’air intérieur. Il peut provenir des chauffages, des appareils à combustion, de la fumée de cigarette ou encore de certaines activités professionnelles comme le travail en industrie ou en station-service. Il est reconnu pour ses effets nocifs sur la santé et est associé à un risque plus élevé de maladies respiratoires et cardiovasculaires, même lors d’expositions faibles mais répétées sur une longue période. Mesurer le benzène directement dans l’air expiré présente un grand avantage : cette méthode est simple et non invasive. Elle permet d’estimer la quantité de polluant réellement absorbée par l’organisme après une exposition. Cela donne une indication plus précise de ce que le corps a accumulé. Grâce à cette approche, il devient possible de mieux comprendre l’impact de la pollution sur la santé respiratoire et cardiovasculaire, et de faire le lien entre l’exposition quotidienne à certains polluants et leurs effets sur l’organisme.
Bénéfices attendus
Ce projet vise à mieux comprendre comment la pollution de l’air affecte notre organisme. Il cherche à mesurer directement, dans l’air que l’on expire, la quantité d’un polluant qui a réellement été absorbée par le corps. En comparant le niveau d’exposition (unique ou répété sur une longue période) avec la quantité retrouvée dans l’air expiré, on pourra mieux déterminer à partir de quel seuil des effets sur la santé apparaissent. Cela permettra aussi d’identifier les éléments qui peuvent aggraver ou au contraire limiter ces effets. L’étape essentielle du projet sera de vérifier, chez l’animal, que ce nouveau capteur est fiable pour détecter le benzène dans l’air expiré. Si cette méthode est confirmée, elle pourrait devenir un moyen simple, rapide et sans douleur pour surveiller l’exposition à certains polluants et évaluer leurs effets sur le cœur et les poumons.
Procédures
Dans cette étude, les animaux seront exposés à de faibles quantités de benzène sous forme de gaz, une ou plusieurs fois par semaine pendant 25 minutes, alors qu’ils sont éveillés. Certains subiront des examens simples et sans chirurgie pour évaluer le fonctionnement des poumons et du cœur : la respiration sera mesurée sur animal éveillé, et le cœur sera examiné par imagerie sous anesthésie légère. Dans un autre groupe, une courte anesthésie sera réalisée pour mettre en place un modèle expérimental d’atteinte pulmonaire. Au cours d'expériences de mise en place et validation, quelques animaux auront trois prélèvements de sang à plusieurs heures d'intervalle.
Impact sur les animaux
L’exposition chronique ou intermittente au benzène peut entraîner à long terme, des altérations cardio-respiratoires et hématologiques. Dans le modèle d'emphysème, nous simulons une infection bactérienne qui peut induire des symptômes transitoires classiques de l'emphysème pulmonaire exacerbé chez l'homme tels qu’une difficulté respiratoire modérée, une réduction de l'activité physique, et dans des cas très rares une perte de poids. Concernant les chambres d’exposition, un stress peut apparaître en lien avec la manipulation des animaux et leur contention dans les chambres d’inhalation. Le suivi de la fréquence respiratoire pendant l’exposition permettra de détecter une agitation excessive et persistante de l’animal qui sera un critère d’arrêt. L’exposition répétée au benzène, pourrait induire une irritation des voies respiratoires. Des effets systémiques tels qu’une fatigue, une baisse d’activité et des altérations neurocomportementales seront surveillés. La répétition des expositions dans le cadre des protocoles entraîne un cumul de stress physiologique et une récupération incomplète entre les sessions. De plus, un stress peut apparaitre quand les animaux sont manipulés lors des explorations fonctionnelles non invasive sur animal éveillé et lors de la prise de sang à la queue. Les animaux feront l’objet d’une surveillance adaptée tout au long de l’étude afin de détecter rapidement tout signe de souffrance ou d’inconfort.
Devenir
À la fin des expériences, les animaux sont mis à mort afin de permettre l’étude détaillée de leurs organes, en particulier le cœur et les poumons. Cette étape est essentielle pour mieux comprendre les éventuelles altérations de ces organes et vérifier les effets de l’exposition.
Remplacement
Nous optimisons nos expériences pour utiliser le moins d’animaux possible. Chaque rongeur subit plusieurs analyses complémentaires, ce qui permet de limiter le nombre d’animaux tout en obtenant des résultats scientifiques plus riches et fiables. Le nombre d’animaux inclus a été calculé statistiquement pour garantir la robustesse des résultats.
Réduction
Nous optimisons nos protocoles expérimentaux afin de réduire autant que possible le nombre d’animaux utilisés. Pour cela, chaque rongeur est soumis à plusieurs analyses complémentaires (échographiques, hémodynamiques et biologiques), ce qui permet à la fois de limiter le nombre d’animaux et d’enrichir les interprétations scientifiques. Certains animaux servent à plusieurs procédures et serviront pour la formation de l'expérimenteur à l’échocardiographie, dans le but de garantir la robustesse et la reproductibilité des résultats obtenus.
Raffinement
Les rats sont hébergés dans des conditions adaptées, avec un environnement enrichi pour répondre à leurs besoins physiques et comportementaux. Des protocoles d’habituation ont été mis en place pour que les animaux s’habituent aux procédures et réduire leur stress. Ils sont surveillés chaque jour par un personnel formé, qui contrôle leur état de santé et leur bien-être. Si un animal montre des signes de détresse inhabituelle, il est euthanasié pour éviter toute souffrance.
Choix des espèces
Le modèle de rat est largement caractérisé sur le plan cardiovasculaire, il présente une physiologie cardiovasculaire plus proche de celle de l’homme, ce qui en fait un modèle plus pertinent pour l’étude des effets toxicologiques liés à l’inhalation de polluants. Par ailleurs, le métabolisme du benzène chez le rat reflète plus fidèlement celui observé chez l’homme dans des conditions d’exposition environnementales, alors que la souris présente des différences métaboliques notables qui limitent la transposabilité des résultats. Le choix du rat permet donc d’obtenir des données plus représentatives et exploitables pour l’évaluation du risque chez l’homme. Les études sont réalisées sur des animaux adultes mâles et femelles âgés de 7 à 8 semaines. Nous utilisons le stade adulte car nous souhaitons étudier les effets extra-pulmonaires, notamment cardiovasculaires, dont le système est pleinement mature chez les rongeurs à l’âge adulte. Nous voulons également éviter les biais liés à la croissance ou au vieillissement, afin d’obtenir des résultats comparables aux autres études environnementales publiées, qui utilisent majoritairement des animaux adultes.
Elevage d’une lignée de souris immunodéficiente (phénotype dommageable)
- Maintien des lignées génétiquement modifiées
- Recherche fondamentale
- Système cardiaque
Privées de lymphocytes T et B par une mutation, les souris de cette lignée vivent exposées à un risque accru d'infection, au point d'être changées sous hotte stérile avec une litière et un aliment irradiés. 623 souris vont être utilisées dans ce projet d'élevage, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger, une partie subissant une biopsie sur animal vigile pour le génotypage. Une partie est tuée dans le projet, à la fin de la période de reproduction ou en cas de point limite, les reproductrices et reproducteurs l'étant à huit mois. Les souris de 4 à 24 semaines sont transférées vers une autre animalerie pour y subir d'autres procédures, et le porteur ajoute aux 450 souris prévues pour deux projets 113 souris "supplémentaires pour pallier à une infertilité ou des lésions".
Objectifs
Ce projet consiste à élever une lignée murine immuno-déficiente afin de générer les animaux nécessaires à la réalisation de plusieurs projets scientifiques. Ces souris possèdent une mutation génétique qui conduit à l’absence d’une partie du système immunitaire dans l’organisme : les lymphocytes T et les lymphocytes B. L'intérêt d'utiliser cette lignée dans des études scientifiques dans le domaine de cardiologie associé à l'inflammtion est majeur. En effet, dans diverses études, un sous type cellulaire d'intérêt va être injecté et son devenir sera étudié (activation, prolifération, interaction avec les organes, etc) sans interactions avec d'autres cellules du système immunitaire. Ainsi seule le sous type cellulaire injecté sera étudié et analysé.
Bénéfices attendus
L’utilisation de ce modèle de souris immuno-déficientes va permettre de mieux comprendre le rôle de sous populations du système immunitaire étudiées, et en particulier des sous populations de lymphocytes T et B. Ces rôles seront étudiés dans un contexte de maladie cardiaque associée à l'obésité et aux arrythmies atriales afin d’étudier leur rôle dans la progression de la maladie. Les cellules étudiées dans ce modèle sont très semblables à celles présentes chez l’homme. Une meilleure compréhension de ces cellules immunitaires pourrait donc servir à mieux comprendre les maladies immunes chez l’homme et donc à pouvoir proposer des thérapies en clinique.
Procédures
Une partie des animaux subira une unique biopsie sur animal vigile pour l’identification génétique (quelques secondes par animal). L’ensemble des animaux dispose d’un phénotype dommageable (immunodéficience).
Impact sur les animaux
Les animaux ici en élevage présentent une immunodéficience acquise ce qui implique un risque accru aux infections. Lors de la biopsie nécessaire à l’dentification génétique, l'animal subira un stress et une douleur de courte durée associée à un faible risque d’inflammation/infection.
Devenir
Une partie des animaux produits seront impliqués dans des projets de recherche préalablement autorisés en utilisation continue, une autre partie sera euthanasié au sein de ce projet a l’issue de la période de reproduction ou en cas de point limite.
Remplacement
Le modèle animal est indispensable pour étudier le rôle d’une population cellulaire au sein du système immunitaire, dans différents contextes pathologiques immuns. Dans la mesure du possible, un maximum des questions scientifiques de nos projets font appel à des expériences in-vitro comme des tests de suppressions/proliférations d'une population cellulaire vis à vis d'une autre, ou des tests de sécrétion cytokiniques après activation. Cependant, les organes et les réponses immunitaires étudiés sont complexes et il n’est pas possible de recréer in vitro la complexité d’un organisme entier avec tous les acteurs cellulaires entrant en jeu.
Réduction
Les animaux produit par l'élevage de ce projet seront inclus dans 2 projets expérimentaux autorisés par le ministère et s’élève à 450 animaux sur 5 ans. Ce nombre cumulé d’animaux a été obtenu pour aboutir des résultats statistiquement fiables selon les projets et procédures expérimentales. Cependant, nous nous accordons 113 animaux supplémentaires pour pallier à une infertilité ou des lésions. Sur les dernières années nos accouplements en duos fournissent en moyenne 3 portées de 5 individus sur 6 mois, soit 15 individus par duo. Il nous faudra donc 30 duos sur 5 ans pour générer les souris utiles à l’expérimentation, donc 60 individus. On estime alors à 623 animaux le nombre d’animaux total nécessaires. De plus, la lignée étant cryo-préservée dans notre établissement, l’élevage pourrait être suspendu si pendant une période les animaux ne sont plus utilisés. Les animaux auront accès à l’eau et à la nourriture à volonté. Une période d’acclimatation sera respectée dans le cas d’un rafraichissement de la lignée avec des animaux provenant d’un fournisseur extérieur.
Raffinement
Les conditions d’hébergement sont conformes à la réglementation, avec un environnement sans agents pathogènes, avec une alternance jour/nuit, une température de 22 degrès Celsius, et une hygrométrie à 50. Le milieu est enrichi avec 2 types d’enrichissement pour toute la durée de l’élevage: bâton en bois à ronger pour la mastication et lambeaux de papier kraft pour la nidification changé toutes les semaines. Pour protéger les animaux immuno-déficients, le change des animaux s'effectue sous hotte de change en conditions stériles et la litière et l'aliment sont irradiés. Les contrôles sanitaires sont réalisés tous les trimestres. Les animaux seront examinés quotidiennement par le personnel qualifié de l’animalerie. Une mise en place d’étiquettes au niveau des cages permet d'assurer un meilleur suivi (note d’observation au cas de blessure, présence de souris gestante ou naissance). Une période d’acclimatation d'une semaine sera réalisée en cas de rafraichissement de la lignée à partir d’animaux issus de fournisseur extérieur.
Choix des espèces
La souris est le modèle le plus utilisé pour les études dans le domaine de l’immunologie car son système immunitaire est proche de celui de l’homme. Les animaux transgéniques utilisés pour les accouplements pourront être mis en duo à 2 mois. Les animaux en accouplement âgés de 8 mois seront euthanasiés et le duo d'accouplement sera renouvelé. Les animaux issus des accouplements agés entre 4 et 24 semaines seront transférés vers une autre animalerie pour être inclus dans des procédures expérimentales.
Stress psychosocial chronique et hypertension artérielle : interaction sur la vulnérabilité neurovasculaire cérébrale et le déclin cognitif
- Recherche fondamentale
- Éthologie / comportement / biologie animale
- Oncologie
- Système cardiaque
752 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue pour le prélèvement du cerveau, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Pendant quatre semaines, une partie d'entre elles subit des changements d'environnement, des bruits et des perturbations lumineuses, reçoit une pompe sous la peau qui élève la pression artérielle, ou se voit implanter un dispositif d'imagerie miniaturisé dans le cerveau au cours d'une chirurgie d'environ une heure. L'équipe cherche à savoir si le stress chronique rend les petits vaisseaux cérébraux plus vulnérables à l'hypertension, et soumet les souris à des tests de mémoire et de comportement qu'elle ne nomme pas. Elle qualifie ce protocole de stress de "sans douleur", tout en indiquant qu'il peut réduire la prise alimentaire, altérer le pelage et diminuer l'activité.
Objectifs
L'hypertension artérielle est la première cause modifiable d'une maladie qui touche les petits vaisseaux du cerveau et qui peut entraîner, avec le temps, des troubles de la mémoire et de la concentration. Certaines personnes développent des atteintes cérébrales sévères malgré un bon contrôle de leur tension artérielle, ce qui suggère l'existence d'autres facteurs aggravants. Le stress chronique (lié par exemple au travail, à l'isolement social ou aux difficultés financières), auquel les femmes sont particulièrement exposées, pourrait être l'un de ces facteurs : il fragiliserait les petits vaisseaux du cerveau et les rendrait plus sensibles aux effets néfastes de l'hypertension. Ce projet a quatre objectifs : identifier les zones du cerveau les plus sensibles à cette combinaison stress-hypertension ; mesurer, grâce à des techniques d'imagerie, comment la circulation sanguine et l'étanchéité des petits vaisseaux cérébraux sont modifiées dans deux régions du cerveau impliquées dans la mémoire et les émotions (le cortex préfrontal et l'hippocampe) ; repérer des signes précoces, dans le comportement des animaux, annonçant des troubles de la mémoire ; identifier les mécanismes biologiques qui rendent certains individus plus vulnérables et d'autres plus résistants.
Bénéfices attendus
L'hypertension artérielle touche plus de 1,4 milliard de personnes dans le monde et constitue le premier facteur de risque de la maladie cérébrale des petits vaisseaux et du déclin cognitif. Malgré un contrôle tensionnel adéquat, certains patients développent des lésions cérébrales sévères tandis que d'autres sont épargnés, indiquant l'existence de facteurs de vulnérabilité encore non identifiés. Ce projet apportera : à court terme, une caractérisation de l'interaction entre stress psychosocial et hypertension sur le système neurovasculaire cérébral, avec identification de régions cérébrales particulièrement sensibles et de marqueurs biologiques permettant de distinguer les cerveaux qui résistent au stress de ceux qui y sont plus vulnérables ; à moyen terme, des indicateurs précoces (imagerie, marqueurs biologiques) permettant d'estimer le risque individuel de déclin cognitif lié à l'hypertension ; à long terme, de nouvelles pistes thérapeutiques personnalisées pour la prévention du déclin cognitif, intégrant la dimension du stress psychosocial dans la prise en charge de l'hypertension artérielle. Les résultats négatifs seront valorisés par publication dans des revues à comité de lecture.
Procédures
Ce projet utilise des souris réparties en quatre expériences sur 5 ans. Dans toutes les expériences, certaines souris sont soumises pendant 4 semaines à un protocole de stress modéré (changements d'environnement, bruits, perturbations lumineuses, sans douleur) et/ou subissent une chirurgie d'environ 5 minutes sous anesthésie gazeuse pour l'installation d'une petite pompe sous la peau délivrant une substance augmentant modérément la pression artérielle. Première expérience : mesure du flux sanguin cérébral par imagerie non invasive sous anesthésie, à trois reprises sur 4 semaines (environ 25 minutes par session). Deuxième expérience : chirurgie sous anesthésie pour implanter un dispositif d'imagerie miniaturisé dans le cerveau (environ 1 heure), puis enregistrements chez l'animal éveillé à trois reprises sur 4 semaines (environ 1h10 par session pour la moitié des animaux ; environ 45 minutes par session, incluant un test de mémoire de courte durée, pour l'autre moitié). Troisième expérience : tests de mémoire et de comportement ne causant aucune douleur, réalisés à deux reprises (environ 20 à 40 minutes par session selon le test), suivis de l'analyse des vaisseaux cérébraux après euthanasie. Quatrième expérience : après euthanasie sous anesthésie profonde, les cerveaux sont prélevés pour des analyses au microscope et des analyses des gènes actifs dans les vaisseaux.
Impact sur les animaux
Le stress chronique peut entraîner une légère diminution de la prise alimentaire, une altération de l'état du pelage et une réduction de l'activité. Ces effets sont transitoires et de faible intensité. La chirurgie d'implantation de la pompe et celle du dispositif d'imagerie peuvent occasionner une douleur modérée, prévenue et traitée par des médicaments antidouleur. L'hypertension modérée est généralement sans symptôme. De rares complications graves peuvent survenir, entraînant la mise à mort immédiate de l'animal.
Devenir
Tous les animaux seront euthanasiés. La mise à mort est nécessaire pour le prélèvement du cerveau, seul organe étudié dans ce projet.
Remplacement
Le stress psychosocial chronique induit des modifications hormonales, comportementales et vasculaires systémiques non reproductibles en dehors d'un organisme vivant. L'étude de l'interaction entre stress et hypertension sur le cerveau nécessite un réseau vasculaire fonctionnel dans son environnement naturel. L'imagerie cérébrale avancée et les tests cognitifs nécessitent un animal vivant intact. Aucun modèle cellulaire ou informatique ne peut reproduire cette complexité. Des études complémentaires sur cellules en culture seront néanmoins réalisées pour valider certains mécanismes
Réduction
Le nombre d'animaux a été calculé pour garantir une analyse fiable avec le minimum nécessaire. Les expérimentations les plus lourdes (imagerie fonctionnelle et imagerie cellulaire) sont réalisées uniquement chez les femelles, population la plus à risque d'après les données épidémiologiques ; les résultats clés sont ensuite vérifiés chez les mâles (tests comportementaux et analyses tissulaires), ce qui évite de répéter l'ensemble du protocole d'imagerie dans les deux sexes. L'imagerie et les tests comportementaux sont longitudinaux (mêmes animaux suivis dans le temps).
Raffinement
Toutes les chirurgies sont réalisées sous anesthésie gazeuse avec médicaments antidouleur avant et après l’intervention. Les animaux sont acclimatés à la salle d’expérimentation et habitués à la manipulation avant le début des protocoles. Pour l’imagerie par miniscope, les animaux sont progressivement habitués au port du dispositif. Le stress utilise exclusivement des facteurs de faible intensité, sans douleur. Un suivi quotidien de l’état de santé est assuré, avec une surveillance accrue en période post-chirurgicale. Une grille de score et un arbre décisionnel définissent les soins conservatoires (antidouleur, nourriture enrichie, surveillance renforcée) et les critères de mise à mort en cas de souffrance.
Choix des espèces
La souris a été choisie car cette espèce permet de combiner stress chronique et hypertension dans un modèle intégré, avec des outils d’imagerie cérébrale avancés. La souche utilisée présente une sensibilité particulière aux lésions des petits vaisseaux cérébraux sous hypertension modérée, reproduisant les atteintes observées chez l’homme. Les souris seront utilisées au stade adulte (12 semaines) car le projet étudie des mécanismes pathologiques adultes et que la maturation vasculaire cérébrale est complète à ce stade.
Diffusion extravasculaire du variant facteur IX Padua et son rôle potentiel hémostatique dans un modèle murin d’hémophilie B. Modification
- Recherche appliquée
- Diagnostic des maladies
- Troubles cardiaques
- Recherche fondamentale
- Système cardiaque
Une plaie ouverte dans une patte arrière, puis quinze minutes à compter les caillots qui s'y forment : 27 souris hémophiles B vont être utilisées ainsi, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant des niveaux de souffrance léger à modéré. Elles reçoivent d'abord une injection quotidienne de facteur IX pendant cinq jours, naturel pour un groupe, variant Padua pour l'autre, l'évaluation intervenant sept jours après la dernière injection. La mise à mort est justifiée par un prélèvement d'un millilitre de sang total, volume que le maintien en vie ne permet pas, et les pattes arrière sont ensuite disséquées. Le porteur précise que ces souris, contrairement aux personnes hémophiles, ne saignent pas spontanément et qu'il faut un traumatisme pour provoquer l'hémorragie étudiée.
Objectifs
L’hémophilie B est une maladie hémorragique héréditaire rare liée à déficit en facteur IX (FIX). La sévérité de l’hémophilie est définie par les taux de FVIII ou FIX plasmatiques. La forme sévère, où le taux du FIX est indétectable dans le sang, est caractérisée par des saignements spontanés surtout au niveau articulaire. La prise en charge recommandée est le traitement prophylactique par concentrés de FIX afin de réduire voire éviter les saignements spontanés. Cette prophylaxie peut être également effectuée par la thérapie génique qui permet au patient de produire son propre FIX. Le FIX est une petite protéine qui peut diffuser à l’extérieur des vaisseaux et en cas d’apport régulier de FIX (comme lors d’une prophylaxie au long cours) et y former un réservoir extravasculaire autour des vaisseaux. L’objectif de ce projet est d’évaluer le comportement extravasculaire d’un variant du FIX appelé FIX-Padua chez les souris hémophiles B, ce variant est utilisé pour la thérapie génique de l’hémophilie B chez l’homme.
Bénéfices attendus
Au travers de la comparaison des groupes de souris recevant un traitement par FIX-WT ou FIX-Padua, ce projet pourrait améliorer la compréhension des mécanismes extravasculaires du FIX, en particulier du variant Padua, et clarifier son potentiel à former des réservoirs tissulaires. Il permettra d’évaluer si cette accumulation extravasculaire contribue à une hémostase durable, même en l’absence de FIX plasmatique détectable. Ces résultats pourraient guider l’optimisation des stratégies de thérapie génique pour l’hémophilie B, en améliorant l’efficacité clinique et le phénotype hémorragique en réduisant les saignements sévères, notamment au niveau des articulations et des muscles.
Procédures
Les souris seront séparées en 2 groupes : Groupe 1 : traitement prophylactique par FIX naturel (FIX-WT) Groupe 2 : traitement prophylactique par le variant FIX-Padua Un traitement quotidien par FIX (naturel ou variant Padua) 100 UI/kg sera injecté chez toutes les souris et sera poursuivi pendant 5 jours. Ensuite, l’activité coagulante du FIX extravasculaire sera évaluée 7 jours après la dernière injection de FIX, en l’absence de tout résidu du FIX dans le sang. Pour cette évaluation, le nombre de caillots sanguins formés seront comptés pendant 15 minutes à partir d’une plaie vasculaire au niveau d’une patte arrière. Un prélèvement sanguin sera réalisé pour la mesure de FIX qui doit être indétectable. Tous les actes qui peuvent engendrer une douleur ou un stress seront effectués sous anesthésie générale et sous médicament anti-douleur. Les souris bénéficieront d’un enrichissement adapté améliorant leur bien-être. Les souris seront mises à mort et les pattes arrière et des organes seront disséquées pour l’étude histologique à la recherche du FIX extravasculaire. Les animaux seront soumis, sous anesthésie générale, à 1. Une plaie vasculaire : 2-3 min 2. Observation de formation de caillots sanguins : 15 min 3. Un prélèvement sanguin : 1 min 4. Une injection: 2 min 5. Un prélèvement sanguin de 1mL et mise à mort: 3-5 min
Impact sur les animaux
Au cours du projet, tous les gestes sont réalisés sous anesthésie à l’isoflurane. Le modèle de souris hémophile KO ne présente pas de saignement spontané mais un risque d’hémorragie en cas de blessure.
Devenir
La mise à mort est justifiée par la nécessité de prélèvement de 1mL de sang total, non compatible avec le maintien en vie de l'animal
Remplacement
La nécessité d’un modèle animal est justifiée par le besoin d’un modèle vivant, dynamique et doté d’un système vasculaire et locomoteur pour cette étude l’étude de la diffusion du FIX dans les tissus dont les articulations. La mise au point des techniques in vitro est réalisée au maximum avant l’utilisation des souris ce qui nous permet de conserver le modèle de souris hémophile, modèle éprouvé et fiable pour notre étude.
Réduction
En accord avec l’expérience acquise par le groupe, le nombre d’animaux utilisés dans ce projet est réduit à son minimum sans compromettre la validité statistique des résultats. De plus, les tests développés au laboratoire nous permettent d’effectuer un maximum de mesures et d’études sur le même animal.
Raffinement
Application de points limites stricts et spécifiques du projet pour préserver le bien-être de l’animal. Quand cela est possible, les souris sont maintenues en groupe par fratrie avec l’utilisation de biberon à longues tiges. Tous gestes traumatiques ou stressants seront réalisés sous anesthésies et analgésie.
Choix des espèces
La souris représente la seule espèce animale, après le chien hémophile, à permettre la mesure de l’activité des médicaments de l’hémophilie et d’étudier la destruction articulaire induite par la maladie. Il est important de préciser que la souris hémophile, paradoxalement à la forme humaine de cette maladie, n’est pas victime de saignement spontané et les saignements sont provoqués que par des traumatismes. Pour cette étude, nous allons utiliser des souris matures. Il est important de travailler avec des jeunes adultes dont la croissance est finie. Les souris très jeunes sont à éviter car leur croissance articulaire n’est pas encore terminée et les souris très âgées sont également à éviter en raison de la modification possible de la coagulation avec l’âge et par conséquent la tendance hémorragique.
Impact de l’inhibition de la synthese d’aldosterone sur la balance hydrosodee dans l’hypertension arterielle chez le rat
- Recherche fondamentale
- Système cardiaque
120 rats vont être utilisés, tous tués à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Ils reçoivent un traitement par voie orale vingt jours cumulés, jusqu'à cinq jours par semaine, subissent des régimes pauvres en sodium ou riches en potassium pendant trente jours au plus, passent cinq jours consécutifs en cage individuelle pour le recueil des urines, et voient leur pression artérielle mesurée cinq fois de suite par un ballonnet gonflé sur la queue. L'administration orale peut irriter leur œsophage, le régime et les traitements faire perdre du poids et modifier la mobilité, l'hébergement individuel provoquer un stress social. Cette recherche est fondamentale, et le porteur écrit avoir "besoin de réaliser des expériences in vivo chez le rat" parce qu'il juge impossible de recréer in vitro la complexité d'un "organisme entier".
Objectifs
L'hypertension arterielle et ses complications cardiovasculaires et rénales a une très forte prévalence en Europe et augmente avec l'age pour atteindre près de 50 pour cent après 60 ans. L'hypertension arterielle participe au cercle vicieux liant insuffisance rénale chronique (IRC) et pathologies cardiovasculaires. Il est important de comprendre les mécanismes sous-jacents des interactions entre vaisseaux, rein et coeur et d’identifier des thérapeutiques permettant de limiter ces comorbidités. Les données recueillies chez l’Homme et l’animal montrent que l’aldostérone, une hormone produite par les glandes surénales, joue un rôle important et induit inflammation et fibrose tissulaire, ce qui joue un rôle critique dans le remodelage rénal et cardiaque induit par l'hypertension artérielle. L'aldostérone a également un role crucial dans la balance hydrosodée, régulant l'excretion rénale de sodium et potassium. Les objectifs du projet sont d'étudier les conséquences de l'inhibition de la synthèse d'aldosterone par un nouvel inhibiteur spécifique de l'aldosterone synthase sur la balance hydrosodée et la pression artérielle
Bénéfices attendus
L’insuffisance rénale chronique (IRC) dont la prévalence est d’environ 10 pour cent en europe, selon les pays, a des conséquences cardiovasculaires majeures avec une morbidité et mortalité importantes ce qui représente un cout sociétal considérable. Le nombre de décès liés à l’IRC est estimé à 1,5 million dans le monde et est la 5ieme cause de perte d’année de vie. La proportion de sujets en France ayant une qualité de vie altérée variait de 20 à 50 pour cent dans les dimensions à composante physique selon le degré d’IRC. Disposer d'un modèle rongeur permettant de tester les bénéfices éventuels d'un inhibiteur de la synthase d'aldosterone serait une avancée therapeutique potentielle
Procédures
Les animaux sont soumis à diverses interventions. Certains animaux seront mis sous régimes spéciaux (animal vigile) pendant un maximum de 30 jours pour chaque serie expérimentale. Les animaux seront soumis à une administration orale d'un traitement sur animal vigile, 20 jours maximum cumulés, 1 minute par geste, par periode de 5 jours par semaine, avec une periode de repos de 2 jours, puis une semaine entre les protocoles nourriture controle puis nourriture pauvre en sodium ou riche en potassium. Il est réalisé par une personne formée à cet acte. Pour le recueil des urines (3 fois pendant 8h, une fois pendant 24h) un hébergement individuel temporaire est nécessaire (animal vigile). Il est réalisé 5 jours consécutifs (animal vigile) pendant 4 périodes selon le protocole avec des temps de repos de 2 jours entre chaque période. Certains animaux ont une injection (1 fois, 1 minute, animal vigile). La mesure de la pression artérielle est réalisée cinq fois sur 5 jours consécutif pendant 15 min (animal vigile). Elle consiste à placer un ballonnet gonflable sur la queue de l’animal puis à mesurer la pression du ballonnet à laquelle le pouls est de nouveau perçu. L’euthanasie est réalisée selon une méthode réglementaire en fin de période expérimentale après prélèvement sanguin sous analgésie et anesthésie (1 fois, quelques minutes).
Impact sur les animaux
Les effets indésirables notoires seront 1) la douleur et le stress de contention lors de l'administration orale avec irritation possible de l'oesophage , 2) les conséquences de changement de la pression artérielle (perte de poids, perte d’appétit, diurèse augmentée) 3) le régime alimentaire spécial et les traitements peuvent entrainer une perte de poids et modifier la mobilité et le comportement des animaux, 4) l’hébergement individuel temporaire dans les cages à métabolisme pourra engendrer un stress social mais les animaux seront dans la même pièce que leur congénères 5) le stress lié à la manipulation et la contention durant l'administration du traitement et la prise de pression artérielle 6) le stress et la douleur légère de courte durée au site d'injection 7) le stress et la douleur légère de courte durée au site de prélèvement de sang avec un risque minime d'hémorragie
Devenir
Les animaux seront euthanasiés en fin de procédure car des analyses biochimiques sanguines (composition, molécules pro-inflammatoire) ainsi que des analyses sur organes prélevés sont obligatoires pour mener à bien ce projet.
Remplacement
Cette recherche est de type fondamentale. Nous avons besoin de réaliser des expériences in vivo chez le rat afin de pouvoir confirmer nos données obtenues in vitro (spécificité de l'antagoniste aldosterone synthase (ASI) dans des cellules de surrénale). Cette étude ne peut être conduite qu'in vivo car il n’y a pas de modèles alternatifs pour l’étude intégrée et multi-organes de l’activation du récepteur minéralocorticoïde par l'aldostérone et de la signalisation sous-jacente dans l'hypertension artérielle. Il n’est pas possible de recréer in vitro la complexité d’un organisme entier avec tous les acteurs cellulaires entrant en jeu
Réduction
Nous avons d'abord fait une étude de la littérature (ainsi qu'une estimation grâce à un algorithme fournis par un logiciel) pour s'assurer de la faisabilité du projet ainsi que pour estimer le nombre d'animaux nécessaire pour qu'on puisse mettre en évidence des différences statistiques entre les résultats de nos différents groupes. Pour la réalisation de cette étude, nous utiliserons des groupes de 10 rats males ou femelles pour permettre une évaluation statistique solide des effets analysés. Nous chercherons à regrouper les expérimentations dans le but de réduire le nombre d’animaux contrôles. L’étude sera arrêtée si les expériences initiales ne confortent pas l’hypothèse de travail. Le nombre total d’animaux sera de 120 rats
Raffinement
Dans la réalisation de ce projet, l’ensemble des procédures a été mis au point afin de permettre une interprétation fiable dans le respect du bien-être animal, en limitant la douleur et le stress. Les conditions d’hébergement sont conformes à la réglementation avec un cycle jour nuit automatique: les animaux sont hébergés avec leurs congénères en portoirs ventilés avec un système d’abreuvement automatique et un accès à volonté à la nourriture et l’eau. Le milieu est enrichi avec un des enrichissements ci-après: carré de lanière kraft et batonnet en bois. Un enrichissement pour se cacher et grimper pourra être ajouté (tunnel, hutte ou équivalent en PVC ou autre). Les conditions de températures et d’hygrométrie sont contrôlées et monitorées. Les animaux sont vérifiés quotidiennement. Nous nous efforçons à chaque instant de raffiner nos procédures afin de garantir le bien-être des animaux en cours de procédure grâce à une surveillance attentive, des soins adaptés. La prise alimentaire sera contrôlée pendant les traitements et les analyses métaboliques. Enfin, certaines analyses cardiovasculaires seront réalisées après habituation, afin de réduire le stress des animaux. Des points limites suffisamment précoces ont été définis. Pour réduire les nuisances les actions suivantes seront réalisées: le comportement des animaux sera surveillé attentivement, en référence à une grille de scoring de l’animalerie. Les rats sont maintenus 2 par cage au minimum (ça dépend de leur poids, nous suivons les recommandations de la réglementation française). Une période d’acclimatation réglementaire de 7 jours est respectée si les animaux proviennent d’un fournisseur extérieur.
Choix des espèces
L'espèce rat a été choisie car c'est un modèle établi pour le développement de l'hypertension et maladies cardiovasculaires et rénales. De plus nous disposons d'un modèle de rats génétiquement modifiés Les animaux sont utilisés à l’âge adulte (7 semaines) afin de disposer d’un organisme avec un processus de développement terminé. Les animaux contrôles sont les littermates (frères et soeurs des même portée) non transgéniques donc élevés au même endroit.
Etude de différentes stratégies thérapeutiques pour le support de la fonction hémodynamique dans un modèle porcin d’arrêt cardiaque soutenu par assistance extracorporelle
- Recherche fondamentale
- Système cardiaque
Des porcs juvéniles de 35 kg sont retenus pour la proximité de leur cœur avec celui de l'humain et, le porteur l'écrit, parce que ce poids "facilite la manutention de l'animal". 98 d'entre eux sont opérés sous anesthésie générale et tués avant tout réveil. Chacun subit une instrumentation chirurgicale, un arrêt cardiorespiratoire provoqué, une assistance circulatoire par ECMO et 45 mL de prélèvements sanguins, sur une procédure d'environ cinq heures. Le porteur annonce que les porcs ne ressentiront ni stress ni douleur puisque tout se déroule sous anesthésie, tout en indiquant que des échecs de réanimation et des hypotensions sont possibles "compte tenu de la difficulté et de la sévérité du modèle".
Objectifs
L’arrêt cardiaque est une condition clinique dramatique associé à un taux de mortalité de plus de 90%. La réanimation cardiopulmonaire conventionnelle se caractérise par la mise en place d’un massage cardiaque associé à une assistance ventilatoire. Cependant, elle est insuffisante dans les cas d’arrêt cardiaque les plus sévères. Un dispositif d’assistance circulatoire, appelé ECMO, est alors nécessaire. Ce dispositif permet de soutenir la fonction cardiovasculaire, et donc la perfusion des organes, en cas de défaillance cardiaque. Il permet également d’oxygéner le sang à l’extérieur du corps des patients. Pour maintenir une fonction circulatoire suffisante à l’aide de l’ECMO, il est nécessaire d’administrer des poches de fluides pour compléter le volume sanguin, ainsi que des molécules particulières (telles que noradrénaline ou adrénaline) pour renforcer le tonus des vaisseaux sanguins. Cependant, l’administration de fluides ou de ces composés en trop grande quantité est délétère pour l’organisme, et conduit à terme à diminuer la perfusion sanguine des organes. L’objectif de ce projet consiste donc à évaluer différentes stratégies thérapeutiques pour maintenir une fonction circulatoire suffisante avec l’ECMO sans avoir besoin d’administrer trop de fluides ou de ces composés (adrénaline, noradrénaline…). Nous testerons 3 stratégies pharmacologiques différentes visant à limiter la perméabilité des vaisseaux sanguins, 1 stratégie pharmacologique visant à renforcer la force de contraction du cœur et 1 stratégie technologique d’ECMO pulsatile visant à favoriser la récupération du cœur. Nous conduirons ce projet sur un modèle porcin d’arrêt cardiaque réanimé. Ce modèle est particulièrement adapté compte tenu de sa proximité physiologique avec l’Homme et de la possibilité de transposer les techniques et dispositifs d’ECMO à l’Homme.
Bénéfices attendus
Ce projet vise à montrer le bénéfice des stratégies thérapeutiques envisagées sur la fonction hémodynamique lors de la mise en place d’ECMO chez les patients victimes d’arrêt cardiaque sévère. Les bénéfices sont attendus au vu de la capacité selon les stratégies envisagées à : 1/ maintenir l’intégrité de la paroi interne des vaisseaux sanguins pour réduire la perméabilité vasculaire et donc l’œdème tissulaire ; 2/offrir un volume sanguin suffisant avec un apport hydrique limité ; 3/optimiser le métabolisme cardiaque et donc l’efficacité cardiaque ; 4/favoriser la récupération cardiaque ; 5/diminuer les besoins d’administration en fluides et en catécholamines. Ainsi, les résultats générés permettront d’étayer des arguments en faveur ou en défaveur de ces différentes stratégies sur l’optimisation hémodynamique dans ce contexte. Une fois le bénéfice potentiel sur la fonction hémodynamique mis en évidence, les stratégies choisies pourront être testées lors d’essais cliniques chez l’Homme. Ces stratégies représentent une opportunité majeure de faire progresser la prise en charge des patients victimes d’un arrêt cardiaque sévère pour améliorer le taux de survie de cette affection et la qualité de vie des patients survivants.
Procédures
Tous les animaux seront soumis à une anesthésie générale, une instrumentation impliquant des procédures chirurgicales, à un arrêt cardiorespiratoire puis à une assistance cardiaque. 4 stratégies pharmacologiques et 1 stratégie technologique (1 stratégie par animal) seront testées en fonction des groupes d’animaux. Des prélèvements sanguins d'un volume de 45 mL sous anesthésie seront réalisés tout au long de la procédure. La procédure durera environ 5h incluant le temps de préparation de l'animal.
Impact sur les animaux
Toutes les procédures d’arrêt cardiaque, de mise en place de l’ECMO, de réanimation et de suivi seront réalisées sous anesthésie générale. Les animaux ne ressentiront donc ni le stress, ni la douleur liée à ces procédures. Un léger stress de l’animal associé à une légère douleur lors de l’injection intramusculaire pourront être induits lors de l’administration de la prémédication anesthésique. Dans ce projet, les échecs de réanimation et des hypotensions sont possibles chez les animaux, compte tenu de la difficulté et de la sévérité du modèle.
Devenir
Tous les animaux sont mis à mort en fin de protocole, la réalisation des prélèvements terminaux n'étant pas compatible avec le maintien en vie de l'animal.
Remplacement
L’arrêt cardiaque induit une dysfonction de plusieurs organes après la réanimation. Le caractère intégratif de l’affection ne permet donc pas de la reproduire in vitro ou in silico (absence de Remplacement possible). L’étude de médicaments ou dispositif permettant de lutter contre ses séquelles doit se faire impérativement in vivo, en utilisant des animaux à des fins scientifiques.
Réduction
Le critère de jugement principal sera le volume de fluides nécessaire à maintenir le débit de l’assistance cardiaque. En considérant une différence entre les groupes et par rapport au groupe témoin, le calcul a été déterminé par une approche statistique. Ce calcul permet d’utiliser le nombre d’animaux le plus faible possible pour conduire le projet présenté. Les valeurs estimées de volumes de remplissages mentionnées sont issues de travaux antérieurs.
Raffinement
Dès leur arrivée à l’animalerie, les animaux seront hébergés collectivement dans des boxes avec des copeaux de bois au sol et enrichissement avec des jouets en plastique. Ils bénéficieront d’une période d’acclimatation d’1 semaine. Les animaux seront maintenus sous anesthésie générale tout au long de la procédure avec administration d’antalgiques puissants. La procédure sera interrompue en cas d'atteinte du point limite.
Choix des espèces
Notre choix s’est porté sur l’espèce porcine compte tenu de sa proximité avec l’homme au vu de sa masse corporelle, de son anatomie et de sa physiologie cardiaque et des valeurs usuelles des paramètres hémodynamiques systémiques et cérébraux. Les procédures mises en place chez cette espèce peuvent facilement être transposées à l’Homme. Il s’agit de porcs juvéniles de 35 kg car ce poids facilite la manutention de l’animal pour les expérimentations du projet.