Système cardiaque
- Autre recherche fondamentale
- Biologie du développement
- Éthologie / comportement / biologie animale
- Multisystémique
- Oncologie
- Organes sensoriels
- Système endocrinien
- Système gastrointestinal
- Système immunitaire
- Système musculosquelettique
- Système nerveux
- Système respiratoire
- Système urogénital
Etude du flux sanguin au cours du développement des valves dans un modèle souris
- Recherche fondamentale
- Système cardiaque
Anesthésiées au gaz pour une échocardiographie, 105 souris femelles sont tuées sans reprendre conscience, des cœurs étant prélevés pour analyse histologique. Le projet mesure la vitesse du flux sanguin dans les valves aortiques aux stades embryonnaire et fœtal, afin de proposer un modèle des forces de frottement qui s'exercent pendant le développement. Le porteur décrit l'échocardiographie comme une procédure indolore ne nécessitant pas d'analgésique, l'unique nuisance déclarée tenant au stress de l'anesthésie. Il ne précise ni le nombre d'embryons concernés, ni les stades retenus, ni le nombre d'examens par femelle, l'effectif restant présenté comme "un nombre minimal" défini statistiquement.
Objectifs
Les maladies des valves cardiaques, appelées aussi valvulopathies, peuvent entraîner une dysfonction cardiaque d’apparition progressive. Certaines valvulopathies touchent spécifiquement la valve aortique, qui assure une circulation unidirectionnelle entre le ventricule gauche et l’aorte. La valve aortique joue le rôle de clapet empêchant ainsi le reflux du sang de l’aorte vers le ventricule gauche. Notre projet a pour objectif de mesurer la vitesse du flux sanguin au niveau des valves au cours du développement embryonnaire. L’enregistrement de ces flux, parallèlement à une analyse de l’anatomie à différents stades du développement, permettra de proposer un modèle des forces de frottement exercées au cours du développement. Cette étude ouvrira la voie à l’identification du ou des modes de signalisation cellulaire répondant aux forces qui contrôlent le développement normal de la valve aortique.
Bénéfices attendus
Nous attendons de ce projet d’augmenter nos connaissances sur le développement des valves cardiaques et d’identifier les voies de signalisation importante pour el développement normal de cette structure du cœur.
Procédures
Les animaux seront soumis à échocardiographie sous une anesthésie gazeuse.
Impact sur les animaux
Au cours de cette procédure, les nuisances sont liées au stress de l’anesthésie.
Devenir
Les animaux seront mis à mort pour prélèvement des coeurs et analyse histologique.
Remplacement
Notre projet consiste à étudier la physiologie cardiaque aux stades embryonnaire et fœtal. Malheureusement, le développement embryonnaire ne peut pas être reproduit in vitro et nous devons maintenir une analyse d’un modèle in vivo.
Réduction
Un nombre minimal de souris femelles sera inclus dans le projet. Ce nombre a été défini à l'aide d'une approche statistique permettant d'obtenir des données d'échographies significatives, fiables et reproductibles.
Raffinement
Dès l’importation des animaux dans notre établissement utilisateur, nous porterons une attention au bien-être animal sur l’ensemble de nos individus. Les animaux seront hébergés en groupe. La manipulation des animaux sera faite par des personnes compétentes et sensibilisées à la contention à faible stress (mains en coupelle et tunnels). L’échocardiographie est une procédure indolore, ne nécessitant pas de recours aux analgésiques. Afin de limiter le stress des animaux lié à une contention prolongée, elle sera systématiquement réalisée sous anesthésie générale gazeuse.
Choix des espèces
L’anatomie et la fonction du cœur des souris sont proches de celles du cœur humain. Le modèle souris est un bon modèle d’étude du développement du cœur et de la conséquence hémodynamique sur le développement des valves. Différents stades embryonnaires et foetaux seront nécessaires pour étudier de façon linéaire la vitesse du flux sanguin au cours du développement
Une nouvelle voie pour réduire la lipotoxicité hépatique liant les maladies métaboliques du foie et l’athérosclérose dans un modèle murin
- Recherche fondamentale
- Système cardiaque
- Système gastrointestinal
Soumises à un régime riche en graisses et en sucre pendant huit à vingt-quatre semaines, injectées avec des particules pour modifier l'expression d'un gène, puis placées jusqu'à onze jours en cage individuelle ou en enceinte à 30 degrés, 784 souris subissent des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. En fin de parcours s'ajoutent des injections de lipoprotéines tous les deux jours pendant deux semaines, avant que toutes soient tuées pour prélever le sang et les organes. Le projet vise à décrire le dialogue entre le foie, le cœur et les vaisseaux dans la stéatose hépatique et l'athérosclérose, et le porteur affirme que ce dialogue ne s'étudie qu'à l'échelle de l'"organisme entier". La composition et la durée exacte du régime restent indéterminées, renvoyées aux résultats d'une étude pilote encore en cours.
Objectifs
Les maladies métaboliques telles que la stéatose hépatique associée à un dysfonctionnement métabolique sont caractérisées par des désordres touchant le métabolisme énergétique, et notamment des lipides. Elles sont fréquemment associées à des complications cardiaques et vasculaires. L’accumulation de lipides dans la paroi des artères est une conséquence fréquente qui peut conduire à des accidents vasculaires comme la crise cardiaque. Elle est associée à d’autres troubles comme l’obésité, le diabète et les dyslipidémies. Ces maladies touchent plusieurs organes et doivent être étudiées de façon globale afin de mieux comprendre les mécanismes impliqués. Toutefois les mécanismes impliqués dans la communication foie - cœur et contribuant au développement de l’athérosclérose sont peu connus. L’objectif principal de ce projet est de valider la contribution majeure de la voie d’un transporteur et des lipoprotéines dans cette communication et de proposer de nouvelles pistes thérapeutiques dans le traitement des maladies cardiovasculaires chez les patients atteints de stéatose hépatique associée à un dysfonctionnement métabolique.
Bénéfices attendus
La prévalence mondiale des maladies du foie telle que la stéatose hépatique associée à un dysfonctionnement métabolique (Metabolic dysfunction–Associated Liver Disease, MASLD) associée à l’athérosclérose ne cesse de croitre (38 pourcents) et celle-ci est associée à une augmentation de la mortalité. Ainsi, 65 pourcents des patients diabétiques de type 2 sont atteints de MASLD. Ce projet permettra de mettre en évidence les mécanismes associés au développement de MASLD et de l’athérosclérose et aux troubles métaboliques qui en découlent tels que l’insulino-résistance, et plus particulièrement d’identifier un lipide clé des hépatocytes dans ce processus. Cette étude nous permettra de comprendre l’importance de la dérégulation de l’homéostasie lipidique des hépatocytes dans le développement des maladies cardiométaboliques et d’explorer les dialogues inter-cellulaire et inter-organes. L’ensemble de ces données permettra d’envisager notre transporteur d’intérêt comme une potentielle cible thérapeutique dans le traitement des patients ayant une MASLD et un risque cardiovasculaire élevé.
Procédures
Les animaux impliqués dans ce projet seront injectés avec des particules (moins de 5 minutes) pour exprimer le gène cible. Un maximum de 6 actes est prévu par animal. Seuls 6 actes au total sont réalisés sur animaux anesthésiés (injection des particules, prélèvements sanguins, échographie cardiaque, électrocardiogramme, activité d’enzyme et injection de lipoprotéines), les autres actes étant réalisés sur des animaux vigiles. Après 2 semaines, les souris seront mises en présence d’un régime riche en graisses et en sucre pour une durée de 8-24 semaines. Avant et après régime, sur les souris vigiles nous évaluerons la masse grasse ce qui nécessite une courte contention (moins de 5 min), et elles seront testées par un faible prélèvement de sang sous anesthésie (moins de 5 minutes). A la suite du régime riche en sucres ou en lipides, les souris seront mises à jeun (entre 2 et 15h) et rapidement évaluées sur le plan métabolique. Les conséquences de l’ingestion de sucres ou de lipides seront alors évaluées grâce à de très faibles prélèvements (5 et 6 prélèvements) de sang sur de courtes périodes (respectivement 5 et 6 prélèvements à 2h et 6h par intervention). De même, la sensibilité des souris à l’insuline, afin d’estimer un potentiel diabète, sera réalisé selon la même procédure (2h) et une procédure complémentaire (5 minutes). Afin que les évaluations soient fiables, les animaux seront vigiles et libres de leurs mouvements. De même, les évaluations seront réparties dans le temps afin d’éviter toute fatigue. Le comportement des animaux sera mesuré sur quatre jours grâce à des cages munies de divers capteurs. L’impact de la température sur la prise de poids sera mesuré dans des cages de thermoneutralité à 30 degrés Celsius. Une partie des animaux sera évaluée sur le fonctionnement du cœur par une échographie (15 minutes) et un électrocardiogramme (15 minutes). Ceci sera réalisé sous anesthésie afin de garantir l’immobilité des souris et la qualité des images sans stresser l’animal. Enfin, des lipoprotéines seront injectées tous les 2 jours pendant les 2 dernières semaines (moins de 5 minutes) pour tester leur effet thérapeutique. Les souris seront ensuite anesthésiées avant une euthanasie, afin de permettre les prélèvements de sang et d’organes nécessaires pour réaliser les analyses poussées requises pour ce projet. Les organes seront prélevés post-mortem.
Impact sur les animaux
Les souris seront exposées à des régimes riches en lipides et en sucre pendant plusieurs semaines (24 maximum) pour induire une MASLD et de l’athérosclérose afin de provoquer les désordres métaboliques qui lui sont associée : altération du métabolisme lipidique, insulino-résistance, troubles du rythme, troubles du rythme cardiaque…. Ces régimes pourraient induire un inconfort et une difficulté de déplacement dus à la prise de poids développée. L’injection de particule pourrait induire une douleur de courte durée et un risque d’hématome ou d’hémorragie. De plus, les souris seront soumises à un phénotypage métabolique qui inclus un jeûne non-strict de quelques heures ce qui peut engendrer une sensation de faim chez l’animal. Les injections pour le test de sensibilité à l’insuline et l'administration de solution de glucose pour le test de tolérance au glucose et un le suivi de glycémie (ou lipides) associé avec des prélèvements sanguins de faible volume pourront induire un stress et une douleur légère de courte durée. L'administration de solution de glucose pour le test de tolérance au glucose ou de lipide pour le test de tolérance aux lipides pourrait induire des microlésions et des irritations. De plus, les sites d’injections et prélèvements peuvent également s’infecter. L’analyse corporelle ainsi que l’hébergement dans les cages métaboliques ou en thermoneutralité peuvent engendrer un stress de courte durée. Le placement de certaines souris en cage individuelle pendant une période de 11 jours pourra causer un stress social. Les anesthésies gazeuses peuvent provoquer un risque léger de dépression respiratoire et de température corporelle. Enfin, la manipulation des animaux peut induire un stress
Devenir
Les souris impliquées dans les expériences seront euthanasiées à la fin de la période de maintien prévue et les tissus récupérés. L’euthanasie est en effet requise afin de réaliser les dosages moléculaires et anatomiques fins pour répondre à la question (ou aux objectifs) scientifique de ce projet.
Remplacement
Le dialogue inter-organes (coeur-foie, foie-vaisseaux sanguins, foie-tissus adipeux …) impliqué dans les maladies cardio-métaboliques, et entre les différents types cellulaires (hépatocytes et macrophages) au sein d’un organe, est particulièrement complexe et ne permet pas leurs études in vitro dans des cultures cellulaires. Ainsi l’impact induit par un régime peut être différent en fonction du tissu ou des cellules observées. D’autre part, l’altération du métabolisme lipidique dans un organe peut avoir un écho profond dans des organes plus distants. La réalisation du projet ne peut donc s’envisager qu’à l’échelle de l’organisme entier afin d’avoir une approche globale et intégrée des mécanismes impliqués.
Réduction
Le projet impliquera 784 animaux au total. Des tests statistiques seront utilisés pour une interprétation fiable des résultats. Les études bibliographiques préalables ont permis de réduire le nombre d’évaluations à réaliser, et donc le nombre d’animaux requis. La composition et la durée du régime riche en lipides et en sucres utilisé ici sera déterminée par les résultats d’une étude pilote en cours. Cette méthode nous permet ainsi d’assurer avec un faible nombre d’animaux le succès de ce projet et une utilisation rationnée et réduite au strict nécessaire.
Raffinement
Les conditions d’hébergement sont conformes à la réglementation. Les animaux sont hébergés avec leurs congénères (l’hébergement individuel ou à 30 degrés Celsius (thermoneutralité) est limité au maximum) en portoirs ventilés avec un système d’abreuvement automatique et un accès ad libitum à la nourriture et l’eau. Le milieu est enrichi avec deux enrichissements minimum. Le projet a été mis au point afin de permettre une interprétation fiable des résultats dans le respect du bien-être animal. Les greffes et les explorations cardiaques seront réalisées sous anesthésie générale afin de limiter le stress des animaux. Les animaux seront vérifiés quotidiennement et un suivi régulier du poids sera effectué afin de s'assurer du bien-être des animaux. Pour faciliter l'alimentation, de la nourriture hydratée sera disposée au fond de la cage en cas de nécessité. Conformément à la réglementation, les actes techniques seront réalisés par du personnel formé et compétent pour respecter le bien-être animal et diminuer leur stress. Ainsi, la douleur et le stress sont limitées en apportant des soins adaptés ainsi qu’une surveillance attentive accompagnée de points limites suffisamment prédictifs et précoces.
Choix des espèces
La souris constitue le modèle privilégié pour l’étude des mécanismes impliqués dans la pathophysiologie des maladies métaboliques : la souris est le mammifère le moins évolué qui développe rapidement des maladies métaboliques similaires à l’Homme. L’analyse de l’athérosclérose requiert une modification du métabolisme lipidique et une altération de la communication inter-organes. Nous utiliserons une lignée de souris qui présente un métabolisme lipidique plus proche de ce que l’on peut observer chez l’Homme. Des souris âgées de 8 à 10 semaines, un âge auquel elles sont suffisamment matures pour être injectées avec les particules, seront utilisées. Les régimes riches en lipides et en sucres seront mis en place à l'âge de 10 à 12 semaines, afin que l’expression du transporteur dans les hépatocytes suite à l’injection des particules soit optimale.
Caractérisation du rôle d’un mécanorécepteur dans l’hémostase chez la souris
- Recherche appliquée
- Troubles cardiaques
- Recherche fondamentale
- Système cardiaque
2 418 souris vont être utilisées dans des procédures menées sous anesthésie, les animaux étant tués avant tout réveil. Chacune reçoit un analgésique puis un anesthésique, à sept minutes d'intervalle, avant un prélèvement de sang unique effectué soit dans le sinus rétro-orbitaire, soit directement dans le cœur après incision des parois abdominale et thoracique. L'objectif est de caractériser le rôle d'un mécanorécepteur activé par le flux sanguin dans la coagulation, sur une lignée dont le gène a été modifié pour reproduire une mutation humaine rare. Le volume de sang à prélever est trop important pour que les souris puissent rester en vie, et leurs poumons et leur moelle osseuse sont récupérés après la mort.
Objectifs
Les plaquettes sanguines, essentielles pour arrêter les saignements, peuvent aussi être impliquées dans la formation de caillots anormaux (thromboses). Leur activation est normalement très contrôlée : trop faible, le saignement persiste ; trop forte, un caillot peut se former sans raison. Ce projet étudie l’impact d’une molécule activée par les forces mécaniques du flux sanguin sur l’équilibre de l’hémostase. Certaines mutations rendent cette molécule trop active et semblent favoriser la formation de thromboses. Nous pensons que cette hyperactivité pourrait provoquer une activation anormale des plaquettes et des globules rouges. Avec un modèle de souris, nous analyserons comment cette protéine influence l’activation des plaquettes, et dans quelles conditions mécaniques elle déclenche la formation de caillots. Ces travaux pourraient apporter de nouvelles pistes pour comprendre et traiter des maladies thrombotiques, comme les accidents vasculaires cérébraux.
Bénéfices attendus
Ce projet est essentiel pour la compréhension des mécanismes physiopathologiques associées à des mutations d’un récepteur à l’origine d’une maladie rare peu étudiée. A court terme, cette étude permettra d’approfondir les connaissances de la pathologie et d’améliorer son diagnostic clinique qui est aujourd’hui encore imparfait. Grâce aux données obtenues et grâce à une collaboration étroite avec 3 autres équipes de recherche, cette étude fera progresser la compréhension de la maladie, et sera bénéfique pour les cliniciens, médecins, chercheurs et surtout pour les patients. A plus long terme, l’identification des mécanismes physiopathologiques ouvrira des perspectives de solutions thérapeutiques ciblées pour les patients atteints de cette maladie. La caractérisation des mécanismes (physiques, cellulaires et moléculaires) impliqués dans l’activation du mécanorécepteur devrait également renforcer notre compréhension des thromboses survenant lors des accidents vasculaires cérébraux, ouvrant de nouvelles cibles thérapeutiques.
Procédures
Au cours du projet, toutes les souris recevront deux injections successives (analgésique, puis anesthésique) avant un prélèvement sanguin unique, suivi de leur mise à mort. Ces deux injections seront réalisées en moins de cinq secondes chacune et espacées d’environ sept minutes. Dès l’obtention d’une anesthésie complète (environ dix minutes après l’injection), le prélèvement sanguin sera effectué soit au niveau du sinus rétro-orbitaire, soit par voie intracardiaque après incision des parois abdominale et thoracique. L’acte chirurgical durera moins de 10 min, et les animaux seront mis à mort immédiatement après le prélèvement, avant tout réveil.
Impact sur les animaux
La contention peut provoquer un stress chez l’animal. Les injections d’anesthésiants peuvent entrainer un stress, une hypothermie et une douleur de courte durée à l'animal.
Devenir
Toutes les souris seront mises à mort car le volume de sang prélevé, nécessaire à la caractérisation des différents mécanismes moléculaires impactés par le gain de fonction de la molécule, est trop important pour les maintenir en vie. De plus, à la fin des expériences des prélèvements post-mortem d'organes (poumon, moelle osseuse) seront également effectués afin d'étudier l'érythropoïèse, la mégacaryopoïèse et l’activité des cellules endothéliales
Remplacement
Toutes les expériences sont préalablement mises au point sur les plaquettes humaines en présence d’un activateur chimique de la molécule. Une fois les principaux paramètres d’études définis, il est crucial de confirmer le rôle du gain de fonction de la molécule dans l’hémostase grâce au modèle murin dont le gène qui code cette protéine a été modifié. En effet, ce modèle est plus spécifique puisqu’il reproduit le gain de fonction et permet ainsi de s’affranchir de l’activateur chimique et de ses potentiels effets non spécifiques (effets sur d’autres récepteurs et/ou d’autres cellules).
Réduction
Une réflexion a été menée en prenant en compte les outils technologiques et statistiques afin de réduire au maximum le nombre d’animaux utilisés pour chaque expérience. Une gestion attentive des accouplements sera effectuée afin de réduire au maximum le nombre de souris non utilisables dans nos expériences. Les résultats obtenus seront analysés avec des tests statistiques adaptés. Les procédures se feront étape par étape afin de vérifier que les résultats obtenus sont en accord avec nos hypothèses de recherche. Plus particulièrement, nous nous attendons à des différences de données en fonction du sexe des souris. Si aucune différence entre mâles et femelles n’est observée, un seul groupe mixte au lieu de deux groupes homogènes sera étudié.
Raffinement
Tous les prélèvements sanguins seront effectués sur des souris prémédicalisées avec un antalgique puis anesthésiées avec un mélange d’anesthésique – analgésique. La qualité de l’anesthésie sera contrôlée régulièrement au cours de la procédure. Tout signe de douleur entrainera un renouvellement de l’injection ou l’arrêt de la procédure avec mise à mort de la souris dans les 2 min. L’hébergement se fera avec 2 à 5 souris par cage.
Choix des espèces
La souris permet l’étude d’animaux génétiquement modifiés particulièrement informatifs pour la compréhension des mécanismes physiopathologiques. De plus, de nombreux tests ont été développés et bien caractérisés dans cette espèce animale. Enfin, la souris permet d’obtenir suffisamment de sang, de cellules endothéliales et de progéniteurs hématopoïétiques nécessaires à l’étude ex vivo de l’hémostase et de la mégacaryopoïèse. Souris adultes âgées d’au moins 11 semaines. Ce stade de développement a été choisi par analogie avec la littérature.
Theranostic de l’athérosclérose
- Recherche appliquée
- Troubles cardiaques
- Recherche fondamentale
- Système cardiaque
Nourries d'un régime riche en cholestérol pendant huit, quatorze ou vingt-quatre semaines, injectées par voie intraveineuse, passées à l'IRM avant l'injection puis six et vingt-quatre heures après, 1 790 souris vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Les souris génétiquement modifiées développent des plaques dans les artères, un groupe non modifié constituant le témoin sain. Le porteur présente l'IRM comme une imagerie "sans risques" tout en décrivant des variations du rythme cardiaque et respiratoire pendant l'examen, une hypothermie possible en imagerie optique, et des injections répétées susceptibles de provoquer inflammation, douleur et caillots au point de piqûre. Le prélèvement sanguin final se fait sous anesthésie profonde suivie de la mise à mort, les organes étant ensuite prélevés.
Objectifs
L'athérosclérose est une maladie inflammatoire systémique, chronique et progressive qui touche les artères . Elle se développe lentement et provoque des dépôts de graisses (appelés plaques) dans les parois des vaisseaux sanguins. L’athérosclérose crée les conditions pathologiques de l'infarctus du myocarde, l'angine de poitrine, l’accident vasculaire cérébrale et des problèmes circulatoires. Le plus souvent, ces plaques dangereuses ne causent pas de symptômes avant qu’il ne soit trop tard. C’est pourquoi il est essentiel de mieux les détecter avant qu’elles ne se rompent. Notre recherche vise à développer un outil combiné de diagnostic et de traitement (appelé théranostic). Ce système permet à la fois de voir les plaques à l’aide de l’IRM (imagerie par résonance magnétique) et de délivrer un médicament ciblé directement sur la zone concernée. Ces outils seront développés à partir d’anticorps humains afin de minimiser les réactions d’allergie lors de l’injection chez l’homme. L’IRM est une modalité d’imagerie « sans risques » qui offre la possibilité d’utiliser des agents de contraste sûrs. Avant d’envisager une utilisation chez les patients, ces outils doivent être testés dans des études précliniques sur des souris présentant des lésions similaires à celles de l’homme. Un groupe de souris « saines » sert de comparaison. Ces modèles permettent de comprendre comment le corps entier réagit, et d’analyser précisément les tissus.
Bénéfices attendus
Les outils de diagnostic, de traitement et de prévention développés dans cette étude permettront de créer de nouveaux systèmes d’évaluation, utiles pour repérer les personnes les plus à risque et mieux cibler celles qui pourraient bénéficier d’immunothérapies. Aujourd’hui, le traitement de l'athérosclérose est souvent mis en place trop tard, uniquement après l’apparition de symptômes ou d’un accident cardiovasculaire. Ce projet offre une opportunité unique de changer cette approche, en mettant en place un suivi précoce et préventif des personnes à risque, même si elles ne présentent encore aucun signe. Cela permettrait de proposer des traitements personnalisés en amont, afin de réduire le nombre de complications cardiovasculaires tout en diminuant les coûts pour le système de santé
Procédures
Les animaux seront soumis à deux types de régimes riches en cholesterol pendant trois périodes distinctes de 8, 14 et 24 semaines. Des images seront prises lors des injections (une injection unique par bionano-objet, anticorps ou serum physiologique) à l'aide de l'IRM (30 minutes), avant et après injection (6 et 24 heures après injection) sous anesthésie (30 min), ou via imagerie optique (durée : 4 minutes), en pré et post-injection sous anesthésie (10 min). La durée des injections correspondra au temps nécessaire pour administrer une piqûre à une souris anesthésiée. Dans les expérimentations d'efficacité thérapeutique avec les bionano-objets, deux injections hebdomadaires pendant deux semaines d’anticorps ou de serum physiologique sont réalisés , un prélèvement sanguin unique sera effectué au début, à mi-parcours (durant 1-2 mins ) et à la fin du protocole ( durant 2-5min), sous anesthésie profonde avec euthanasie. Lors des études ex-vivo des prélèvements d’organes, seront réalisée après euthanasie.
Impact sur les animaux
Les injections intravéneuses répétées des différents composés peuvent susciter une réaction inflammatoire, une douleur, la formation de caillots au point d'injection. Le test du régime avec la nouvelle souche de souris peut entrainer une perte ou un gain de poids excessif, une léthargie, un changement dans la consommation d'eau ou d'aliments, une teinte jaune des muqueuses (ictère, signe de dysfonctionnement hépatique), grattage excessif, léchage.L'IRM est une technique non-invasive cependant, durant l'examen un changement du rythme cardiaque et/ou respiratoire , mesurés grâce à un capteur placé entre l'animal et le lit IRM, peut subvenir, du fait de la variabilité inter-animaux de la sensibilité aux anesthésiques. L'imagerie optique de fluorescence est une méthode non invasive largement utilisée peut présenter certains effets indésirables comme l’hypothermie. L’anesthésie utilisée lors des injections ou lors des imageries pourrait affecter la fréquence respiratoire, la température corporelle, induire du stress, léthargie si répétitions.
Devenir
Notre étude porte sur le théranostic de l'athérosclérose, à savoir offrir la possibilité d'effectuer une imagerie non invasive par résonance magnétique (IRM) pour établir le diagnostic et d’administrer un médicament au niveau du site d'intérêt pour le traitement. Ces outils de diagnostic seront développés à partir d’anticorps humains afin de minimiser les réactions d’allergie lors de l’injection chez l’homme. L’IRM est une modalité d’imagerie « sans risques » qui offre la possibilité d’utiliser des agents de contraste sûrs. Il est cependant nécessaire de tester ces outils de diagnostic dans des études pré-cliniques. Ces études sont réalisées sur 3 modèles animaux d’athérosclérose et un modèle témoin « sain ». En effet, afin de nous permettre de répondre aux questions cliniques, des modèles animaux de la pathologie sont nécessaires afin d’avoir une représentation complète de la physiologie du corps entier. A l'issue des différentes procédures, les animaux seront mis à mort et des analyses sur les tissus de ces groupes seront également effectuées afin de valider nos études in vivo.
Remplacement
L'athérosclérose est une maladie systémique, multifactorielle et évolutive, influencée par des facteurs hémodynamiques, immunitaires et métaboliques, qui jouent un rôle clé dans la formation et la progression des plaques athéromateuses. Les modèles in vitro montrent des limites majeures, telles que l'absence d'interactions systémiques, de circulation sanguine réelle, de contraintes mécaniques naturelles, et l'impossibilité de reproduire l'évolution temporelle des plaques et les réponses immunitaires complexes. En revanche, les modèles animaux offrent un environnement physiologique réaliste, intégrant les interactions biologiques, les contraintes mécaniques et l'évolution dynamique des lésions. Ils restent essentiels pour une compréhension complète de la pathologie, la validation de cibles thérapeutiques et le développement d'approches diagnostiques et préventives efficaces et transposables à l'humain.
Réduction
Pour l’établissement des modèles pathologiques se fera par une étude pilote, le nombre d’animaux calculé est le nombre nécessaire pour valider statistiquement l’étude avec une prise en compte du taux de mortalité mort et/ou d’exclusion lié au modèle de plaque développée. Par ailleurs, le nombre d’animaux reste modéré car lors des étapes de mises au point des séquences IRM in vivo ou imagerie optique de fluorescence, les souris seront imagées plusieurs fois. Le nombre d’animaux utilisé sera nécessaire et suffisant pour détecter statistiquement la pathologie et la biodistribution des biomolécules injectées. Ceci permettra de valider les résultats obtenus et d’évaluer les différences entre animaux.
Raffinement
Les animaux seront hébergés dans un environnement enrichi par des objets (bâtonnets de bois à ronger, matériaux de construction de nid, coton, maisonnette, tubes en carton) contenant de la paille, de la nourriture et de l’eau à volonté. Pour éviter toute douleur ou stress lors des expériences, une anesthésie gazeuse sera utilisée. Des dispositifs comme un tapis chauffant ou un système de chauffage par l’eau aideront à maintenir leur température corporelle. La respiration, et parfois le rythme cardiaque et la température, seront surveillés grâce à un ballon posé sur leur abdomen ou à des électrodes autocollantes placées sur leurs pattes. Cela permettra d’ajuster la dose d’anesthésique si nécessaire. Si le rythme cardiaque ou respiratoire varie de plus de 50 %, l’expérimentation sera arrêtée. Un gel ophtalmique sera appliqué pour protéger leurs yeux. Après les expériences (IRM ou imagerie optique), les animaux seront surveillés attentivement à leur réveil pour détecter tout signe de douleur, d’inconfort ou de stress. Ils resteront sous lampes chauffantes jusqu’à leur rétablissement complet et recevront une réhydratation si besoin. Si un animal montre des signes de souffrance après une injection, il recevra un traitement antidouleur ou anti-inflammatoire toutes les 6 à 12 heures selon son état. Si nécessaire, il sera euthanasié selon le protocole de mise à mort décrit. Les doses des biomolécules injectées respecteront les références scientifiques disponibles, mais une attention particulière sera portée à tout signe de souffrance, même minime. Les animaux seront surveillés chaque jour par les techniciens et chercheurs du laboratoire, y compris les week-ends et jours fériés, afin d’assurer leur bien-être et leur suivi en accord avec le protocole de recherche et les règles éthiques.
Choix des espèces
La souris est un modèle de choix pour l’étude de l’athérosclérose, notamment grâce à la possibilité d’utiliser des techniques d’imagerie avancées comme l’IRM ou la fluorescence. Pour reproduire cette maladie, marquée par l’accumulation de plaques de cholestérol dans les artères, on utilise des souris génétiquement modifiées, chez lesquelles certains gènes impliqués dans le transport ou le métabolisme des lipides ont été inactivés. Certaines de ces souris, déficientes en protéines transportant les lipides, développent rapidement des plaques athéromateuses. Cela permet de suivre les différentes étapes de la maladie et de tester l’efficacité des outils d’imagerie. Ce modèle est particulièrement adapté à l’étude du diagnostic et des approches thérapeutiques, car les plaques formées y sont complexes, inflammatoires et instables – un contexte idéal pour évaluer des traitements visant à les stabiliser ou à les faire régresser. D’autres modèles murins, dont le profil lipidique est plus proche de celui de l’humain, présentent une progression plus lente et contrôlée de la maladie. Ces souris sont mieux adaptées aux études de prévention, car elles permettent de tester l’effet de traitements à long terme pour retarder ou empêcher la formation des plaques. Les souris sont incluses dans le protocole à l’âge de 6 semaines, un moment clé où les vaisseaux sanguins sont suffisamment développés pour détecter les premières lésions, tout en restant sensibles aux facteurs de risque comme une alimentation riche en graisses ou certaines altérations génétiques. Cela permet d'étudier les stades précoces de l’athérosclérose et d’évaluer précocement l’impact de traitements. De plus, cet âge est largement utilisé dans la recherche, ce qui facilite la comparabilité et la reproductibilité des résultats entre différentes études.
Évaluation d’un traitement épigénétique visant à réduire le développement du rétrécissement aortique calcifié (RAC) chez le rat
- Recherche fondamentale
- Système cardiaque
Une perte de poids de 15 % fait partie des critères qui déclenchent la mise à mort. 420 rats vont être utilisés dans des procédures impliquant un niveau de souffrance sévère, tous tués à l'issue pour prélever le sang et les organes. Chacun subit une chirurgie rénale de trente minutes classée sévère, l'administration du traitement par gavage, un prélèvement sanguin quatre semaines après l'opération et cinq échocardiographies. Le projet vise à ralentir la calcification de la valve aortique en bloquant un mécanisme épigénétique, et le porteur décrit le passage par l'animal comme une "étape indispensable" avant tout développement chez l'être humain.
Objectifs
Le rétrécissement aortique calcifié (RAC) est une pathologie fréquente touchant environ 2 % de la population âgée de plus de 65 ans. Cette maladie se caractérise par une calcification des tissus et une réduction de la surface valvulaire, ce qui entrave l’éjection du sang. Au stade avancé, elle se traduit par des symptômes tels que dyspnée, insuffisance cardiaque et angor, responsables d’une morbi-mortalité cardiovasculaire élevée. Actuellement, aucun traitement pharmacologique ne permet de stopper le développement des calcifications valvulaires. La seule option thérapeutique consiste en une intervention chirurgicale visant le remplacement de la valve aortique. Des études préliminaires in vitro ont montré l’intérêt de cibler un mécanisme épigénétique impliqué dans la régulation des monocytes-macrophages, afin de réduire les processus menant à la calcification des feuillets valvulaires et, par conséquent, de ralentir la progression de la maladie. L’objectif principal de ce projet est d'évaluer l'effet d'inhibteurs pharmacologiques de ce mécanisme épigénétique afin de réduire la calcification valvulaire aortique dans le contexte du RAC, en utilisant un modèle biologique complet.
Bénéfices attendus
Le Rétrécissement Aortique Calcifié (RAC) est la valvulopathie la plus fréquente chez l’adulte dans les pays développés. Sa prévalence augmente avec l’âge et constitue un problème de santé majeur dû au vieillissement de la population En effet, il est estimé que le nombre de sujet souffrant de RAC doublera en France d'ici 2050. Actuellement, il n’existe aucun traitement pharmacologique permettant de ralentir, à défaut de stopper, le développement des calcifications valvulaires. Seuls, le remplacement valvulaire et l'implantation d'une bioprothèse valvulaire aortique par voie percutanée aussi appelée TAVI (Transcatheter aortic valve implantation) peuvent être proposé aux patients souffrant de la pathologie mais cela nécessite une intervention à l'hôpital. Dans cette étude nous souhaitons démontrer l'intérêt thérapeutique du ciblage d'un mécanisme épigénétique pour réduire et ralentir le développement des calcifications valvulaires aortique associées au développement du RAC in vivo.
Procédures
1.Chirurgie rénale : durée approximative 30 minutes, classée comme procédure sévère, réalisée une seule fois au cours de l’étude. 2. Prélèvement sanguin : effectué à la 4ᵉ semaine post-chirurgie pour vérifier la réussite de l’intervention et mesurer les paramètres plasmatiques de la dysfonction rénale (créatinine, urée) chez 420 rats ; classé comme procédure modérée. 3. Échocardiographie (évaluation de la fonction cardiaque) : durée approximative 30 minutes, classée comme procédure légère, réalisée cinq fois au cours de l’étude.
Impact sur les animaux
Les prélèvements sanguins peuvent entraîner une fatigue temporaire chez les animaux, et l’administration des traitements par gavage peut provoquer une prostration passagère. La procédure chirurgicale est considérée comme sévère et peut entraîner une perte de poids corporelle après l’intervention. Les traitements pourraient provoquer certains effets secondaires, même si l'un d'entre eux est bien documenté et est autorisé par la Food and Drug Administration (FDA) aux États-Unis pour le traitement des patients adultes atteints d'un cancer depuis 2020
Devenir
La mise à mort sera réalisée dans le but de prélever du sang les organes et d’étudier, sur le plan histologique, les effets de la maladie ainsi que la réponse aux différents agents pharmacologiques utilisés. Ces analyses permettront de mieux comprendre le développement du rétrécissement aortique et d’évaluer l’efficacité des substances testées pour ralentir ou prévenir le processus pathologique.
Remplacement
Des résultats non publiés de notre laboratoire ont montré que le ciblage in vitro d'un mécanisme épigénétique dans les cellules inflammatoires réduit leur potentiel à contribuer au développement de la calcification de la valve aortique. Dans cette étude, nous souhaitons évaluer, in vivo et dans un organisme complet, l’effet du ciblage de ce mécanisme sur les processus impliqués dans le développement du RAC. De plus, l’utilisation d’un modèle animal constitue une étape indispensable avant de pouvoir envisager le développement d’un traitement chez l’Homme.
Réduction
Pour réduire au maximum le nombre d’animaux nécessaires à cette étude, nous avons mis en place une stratégie d’optimisation des prélèvements et des analyses ex vivo, à la fois pendant la procédure et au moment de la mise à mort. Des mesures non invasives de la fonction cardiaque ainsi que des analyses histologiques seront réalisées. Le choix des inhibiteurs pharmacologiques d’Ezh2 repose sur des expériences préalablement réalisées dans des modèles de RAC in vitro. Le nombre d’animaux nécessaires est ajusté à l’aide d’un logiciel prenant en compte la variabilité statistique des résultats obtenus. Des animaux des deux sexes seront utilisés afin d’éviter tout biais lié au genre. Pour chaque sexe, la procédure comprend 6 groupes expérimentaux, soit un total de 12 groupes correspondant à 420 rats.
Raffinement
Les animaux sont hébergés selon les normes requises, avec un enrichissement des cages pour favoriser leur bien‑être. Des points limites adaptés sont définis à l’aide d’une grille de score basée sur le comportement de l’animal, son apparence, sa perte de poids (≥15 %) et des signes cliniques spécifiques. Cette stratégie est combinée à un suivi quotidien incluant anesthésie (gazeuse à l'isoflurane induction à 4 % d’isoflurane + O₂, maintien entre 1,5 et 2 % d’isoflurane + O₂), analgésie (xylazine 10 mg/kg, buprénorphine 0,05 mg/kg) et réhydratation. Pour favoriser une récupération optimale après la chirurgie, les animaux seront placés sous lampe chauffante jusqu’à leur réveil dans une cage contenant de la nourriture en gel. De plus, les expérimentateurs auront des contacts plurihebdomadaires avec les animaux afin de faciliter leur habituation et réduire le stress.
Choix des espèces
Le choix du rat Sprague Dawley se justifie par l’expérience du laboratoire à la fois pour la chirurgie de néphrectomie mais également pour l’étude de la fonction cardiaque par échocardiographie. Par ailleurs, le rapprochement des espèces humaines et des rongeurs sur le plan phylogénétique rend pertinent le choix de cette espèce en garantissant une bonne extrapolation des résultats chez l’Homme. Nous allons inclure des rats mâle et femelle (sexe ratio 1/1) de 10 semaines pour l'étude. La taille des rats à cet âge permet une réalisation facilitée des chirurgies et correspond à un âge habituel dans la littérature pour l'induction du modèle.
Étude de l’organisation du génome et de son rôle dans la production des globules rouges en conditions normales ou pathologiques
- Recherche appliquée
- Cancers
- Troubles immunitaires
- Recherche fondamentale
- Oncologie
- Système cardiaque
Irradiées en une dose unique, injectées jusqu'à quatre fois dans l'abdomen, piquées à la veine faciale jusqu'à dix fois au cours de leur vie, 2 838 souris vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré pour la plupart. Une partie, dépourvue de système immunitaire fonctionnel, reçoit des cellules prélevées sur des patients atteints de leucémie, ce qui suppose une préparation entraînant jusqu'à 8 % de perte de poids. Le porteur décrit une anémie provoquée par les procédures, qu'il présente comme transitoire et réversible, et écrit dans la même rubrique qu'aucun signe de souffrance n'est attendu. Toutes sont tuées, la grande majorité pour prélever leurs organes.
Objectifs
Ce projet s'intéresse à l’érythropoïèse, processus essentiel conduisant à la production des globules rouges. Au cours des dernières années, notre compréhension de l’érythropoïèse ainsi que des processus par lesquels des cellules normales du sang deviennent cancéreuses (transformation leucémique) a beaucoup progressé. Cependant, de nombreux facteurs régulateurs et gènes, impliqués ou non dans l’apparition des cancers, restent à identifier et à caractériser fonctionnellement. Nous savons désormais que certaines maladies ne sont pas seulement liées à des anomalies dans les gènes eux-mêmes, mais aussi dans les petites séquences d’ADN qui contrôlent leur activité. Cela montre à quel point ces éléments régulateurs sont importants pour un fonctionnement physiologique normal. En étudiant le mécanisme de formation des globules rouges, nous cherchons à mieux comprendre comment certains éléments du génome influencent l’activation ou l’inactivation des gènes chez les mammifères. Nous voulons aussi identifier les perturbations qui peuvent conduire à des pathologies graves, comme certaines formes rares et agressives de leucémie (cancer du sang). L’anémie, qui se caractérise par un manque de globules rouges fonctionnels, est un problème de santé majeur à l’échelle du globe. Pourtant, malgré les avancées scientifiques, de nombreux aspects liés aux gènes (et à leur fonctionnement) du contrôle de la production des globules rouges restent encore mal connus. Avec des technologies de pointe, ce projet vise à : • Découvrir comment les gènes sont régulés dans les cellules du sang, • Identifier de nouveaux acteurs impliqués dans ce contrôle, • Comprendre comment ces mécanismes fonctionnent normalement et ce qui se passe lorsqu’ils sont altérés dans certaines maladies. En explorant ces aspects, nous espérons mieux comprendre les causes génétiques des leucémies érythroïdes (un type particulier, rare et agressif de cancer touchant les globules rouges), et ouvrir la voie à de nouvelles pistes thérapeutiques.
Bénéfices attendus
Ce projet vise à améliorer la compréhension des mécanismes moléculaires qui contrôlent la production des globules rouges, aussi bien dans des conditions normales que pathologiques. Il comprend également l’étude de certaines mutations génétiques pouvant entraîner un cancer rare du sang, appelé leucémie érythroïde, afin de mieux comprendre comment ce type de maladie se développe. À long terme, ces travaux pourraient ouvrir la voie à de nouvelles pistes de traitement pour traiter ces leucémies en ciblant plus précisément les anomalies génétiques responsables de la maladie
Procédures
Les interventions sur animal vigile prévues dans cette étude sont des injections intrapéritonéales, des prélèvements sanguins et une irradiation. Les injections intrapéritonéales seront limitées à un maximum de 4 par animal, soit 2 injections sur 2 jours consécutifs, soit 4 injections espacées de 48 heures chacune. Sur la base de notre expérience, ce geste est rapide et maîtrisé et ne dure pas plus de 20 secondes, après quoi l’animal est immédiatement replacé dans sa cage. Pour les prélèvements sanguins, ils sont effectués au maximum 10 fois au cours de la vie de l’animal. Notre pratique régulière de ce geste nous montre que la piqûre à la veine faciale est unique et rapide, et la collecte du sang ne nécessite que 20 secondes. Concernant l’irradiation, les animaux seront exposés à une dose unique. Tous les prélèvements d’organes seront réalisés après anesthésie et euthanasie de l’animal.
Impact sur les animaux
Les injections intrapéritonéales peuvent provoquer un stress et une gêne temporaire chez les animaux. Notre pratique régulière de ces injections nous permet de réduire au maximum le temps de contention et d’injection. Les cages restent sous surveillance rapprochée au moins 20 minutes après toute injection pour détecter le plus rapidement possible les signes de souffrance éventuelle chez les animaux (prostration). L’anémie induite par les procédures constitue un autre effet indésirable. Toutefois, elle est transitoire et réversible : en moins d’une semaine, le taux de globules rouges revient à environ 80 % du niveau normal. Un suivi hebdomadaire des paramètres sanguins permet de s’assurer du caractère temporaire de cette anémie. Enfin, la préparation des animaux en vue de la greffe de cellules issues de patients peut entraîner une perte de poids transitoire, limitée à un maximum de 8 % du poids initial.
Devenir
Tous les animaux utilisés dans ce projet seront euthanasiés, la grande majorité en vue de prélèvement d'organes.
Remplacement
Nous avons dans un premier temps effectué des expériences in vitro sur des lignées cellulaires de souris et humaines. Cependant, comme ces cellules ont été modifiées pour se multiplier indéfiniment en laboratoire, il est difficile de savoir si elles se comportent comme des cellules normales dans le corps, et surtout ces modèles ne permettent pas de prendre en compte le contexte tissulaire. Il n’existe pas d’alternative autre que l’utilisation d’animaux génétiquement modifiés pour évaluer avec précision et pertinence physiologique le rôle des nouveaux gènes de notre étude. Nous utiliserons le modèle souris, permettant l’inactivation des gènes d’intérêt. Concernant l’étude de certaines formes de cancers du sang (leucémies aigües érythroïdes), compte tenu du nombre restreint de cellules d’intérêt, une amplification des cellules tumorales via une greffe chez la souris est nécessaire pour pouvoir effectuer les analyses détaillées des mécanismes de la maladie au niveau des gènes et des molécules.
Réduction
Nous avons réalisé une étude préalable pour déterminer le nombre minimum de souris nécessaires dans chaque groupe, afin de limiter au maximum l’utilisation d’animaux tout en obtenant des résultats fiables. Cette estimation repose sur des outils statistiques et sur nos expériences précédentes. Ainsi, nous avons montré qu’un nombre de 10 souris par groupe suffisent pour détecter des différences significatives entre les groupes, tout en tenant compte des variations possibles d’un animal ou d’une expérience à l’autre.
Raffinement
Les procédures expérimentales sont clairement définies et publiées. Toutes les manipulations susceptibles d’induire une gêne sont réalisées sous anesthésie générale, avec administration d’antalgiques appropriés, afin de prévenir toute douleur ou inconfort. Des critères stricts de surveillance sont mis en place pour garantir le bien-être des animaux. Aucun signe de souffrance n’est attendu. En cas d’anémie, bien que non douloureuse, un point limite est fixé : si le taux de globules rouges ne remonte pas à au moins 80 % de la valeur normale après une semaine, l’animal sera euthanasié à titre préventif pour éviter toute souffrance prolongée. Un suivi individuel est assuré tout au long de l’expérimentation. Les animaux immunodéprimés sont hébergés dans des conditions très strictes d’hygiène et de sécurité : matériel et eau stériles, manipulations en environnement protégé, afin de limiter les risques infectieux liés à leur fragilité.
Choix des espèces
Les animaux utilisés sont des souris pour lesquelles le système de production de toutes les cellules du sang est très proche de celui de l’homme, et extrêmement bien connu. Le projet est basé sur l’utilisation d’une souche de souris présentant un système immunitaire fonctionnel et complet ainsi que de plusieurs souches dérivées dont les animaux ont été génétiquement modifiés. Une souche dont le système immunitaire est non fonctionnel sera également utilisée pour permettre les greffes de cellules primaires humaines issues de patients chez la souris. A noter que cette dernière souche nécessite un hébergement confiné afin d’éviter tout risque d’infection ou de contamination. Nous utiliserons à la fois : - des animaux en cours de développement (avant la naissance) afin de comprendre le rôle des gènes étudiés pendant une étape clé de la fabrication des globules rouges, qui se déroule dans le foie du fœtus. - des animaux âgés de 2 ou 3 mois. Nous analyserons le tissu responsable de la formation de toutes les cellules du sang afin de comprendre comment certaines modifications génétiques influencent son bon fonctionnement.
Obésité maternelle et pathologies cardiaques congénitales chez la souris
- Recherche fondamentale
- Biologie du développement
- Oncologie
- Système cardiaque
Mises au régime enrichi en graisses dès l'âge de cinq semaines, accouplées huit semaines plus tard, les femelles restent sous ce régime jusqu'à leur mise à mort. 343 souris vont être utilisées dans des procédures d'un niveau de souffrance léger, avec une pesée hebdomadaire et trois mesures de glycémie obtenues en coupant le bout de la queue. Le porteur affirme n'avoir observé, lors d'études précédentes, ni souffrance ni perte de poids continue, et ajoute des bâtonnets de bois dans les cages pour entretenir "le besoin de grignotage". Les femelles sont tuées à 8,5 jours de gestation pour que leurs embryons soient prélevés, l'objet étant de comprendre comment l'obésité maternelle perturbe la formation du cœur.
Objectifs
L'obésité est un problème de santé publique majeur associée à de nombreuses comorbidités et dont l'incidence ne cesse d'augmenter. Les comorbidités associées aux maladies cardiovasculaires sont largement représentées et une augmentation significative de la prévalence des malformations cardiaques congénitales est observée dans les cas d’obésité maternelle. Les cellules progénitrices cardiaques sont présentes très tôt chez l’embryon et nous avons démontré que l'obésité maternelle induite par une alimentation enrichie en graisse affecte la contribution de ces cellules au développement du cœur embryonnaire offrant alors un terrain favorable au développement de malformations cardiaques. Une nette augmentation de la prévalence de ces malformations et de mort prématurée des embryons obtenus de mères obèses est observée. Les études chez la souris ont permis de définir l'impact de l'obésité maternelle sur le développement cardiaque embryonnaire précoce. Nous nous intéressons à présent au processus biologiques par lesquels l’embryon transforme la matière et l’énergie obtenu de la mère normale et obèse pour son développement normal ou défectueux. Nos résultats sont encourageants et prometteurs. Il apparaît que le statut métabolique et bioénergétique des cellules progénitrices cardiaques joue un rôle important pour le développement normal du cœur. Jusqu'alors l'impact de l’obésité maternelle sur le développement cardiaque embryonnaire n'avait jamais été exploré. L'objectif de notre étude à long terme est d’identifier des cibles pertinentes pour le diagnostic et la prévention précoce des pathologies cardiaques congénitales dans un contexte d’obésité maternelle chez l’Homme.
Bénéfices attendus
Jusqu’à présent les recherches fondamentales sur les pathologies secondaires à l’obésité ne rendaient pas compte de l’impact de l’obésité maternelle sur le développement de l’enfant en devenir. Les connaissances relatives au développement cardiaque embryonnaire ne permettent pas de déterminer quels sont les évènements biologiques défaillants. Ce projet à pour objectif d’exploiter les connaissances acquises et de développer de nouvelles connaissances relatives au métabolisme énergétique et aux voies de signalisation requises pour le développement normal du cœur. Ces recherches ont pour objectif de mettre à mal le spectre des pathologies cardiaques congénitales dans le cas d’obésité maternelle. Nous envisageons que l’identification des molécules et des réseaux altérés permettront d'envisager des cibles thérapeutiques afin de prévenir le développement des pathologies cardiaques congénitales chez l’Homme.
Procédures
L'obésité maternelle est obtenue par une alimentation enrichie en graisse en amont de l'accouplement et tout au long de la gestation. Les femelles âgées de 5 semaines seront soumises à un apport nutritionnel riche en acides gras qui sera maintenu pendant 8 semaines avant accouplement et jusqu'à l’euthanasie de l’animal. Pour chaque individu, un contrôle hebdomadaire de la prise de poids sera réalisé. Un contrôle de glycémie sera effectué lors du changement de régime alimentaire puis toutes les 4 semaines, trois prélèvements seront donc réalisés. Les mesures seront réalisés en moins d'une minute à l'aide d'un glucomètre.
Impact sur les animaux
Les effets indésirables attendus sont les suivants : 1- La modification du régime alimentaire des jeunes femelles. Les souris seront soumises à une alimentation enrichie en graisse au stade de 5 semaines pendant 8 semaines puis jusqu’au moment du sacrifice. Il n’y a pas de procédure invasive au changement d’alimentation. Les mâles reproducteurs seront eux soumis à une modification du régime alimentaire sur une fenêtre temporelle limitée à la période d’accouplement. Dans nos études précédentes nous n’avons pas observé de souffrances des animaux par une sous-alimentation qui puisse amener à une perte de poids continue ou un comportement inattendu. Lors de la modification du régime alimentaire les cages sont enrichies en batônnets de bois afin d’entretenir le besoin de grignotage des animaux. Besoin observé lors de notre précédente étude. 2- La mesure de la glycémie sera réalisée au moment du changement de régime alimentaire puis à 4 et 8 semaines après cette modification. Le dosage de la glycémie sera réalisé à l'aide d'un glucomètre. Une goutte de sang sera prélevée au niveau de la queue. La coupure très limitée du bout de la queue est couramment appliquée, en raison de la simplicité de la technique et de la riche vascularisation de la queue du rongeur. Le prélèvement sera réalisé au moment de la pesée hebdomadaire.
Devenir
Notre intérêt porte sur le développement embryonnaire. Les femelles seront donc mises à mort pour le prélèvement aux différents stades embryonnaires étudiés.
Remplacement
L’utilisation d’animaux est requise car il n’existe pas de méthode alternative. Les évènements qui nous intéressent se manifestent au cours du développement embryonnaire qui sont propres à l’organisme entier et vivant. In situ l’existence de nombreux facteurs produits par les tissus situés à proximité des cellules progénitrices ne permet pas la réalisation de cette étude en culture de cellules. Il n'existe pas de méthodes alternatives in vitro ou in silico car elles ne sont pas adaptées aux objectifs de cette étude. En effet, les organes-on-chips, les organoïdes ou les gastruloïdes ne permettent pas de reconstituer le développement du cœur embryonnaire. Pour cela il faudrait maîtriser parfaitement l'apport maternel à l'embryon au cours de la gestation dont les modifications de la composition du liquide amniotique dans lequel baigne l’embryon et de l'apport nutritionnel via le placenta.
Réduction
Le nombre d’animaux a été réduit de façon à obtenir suffisamment de données statistiquement significatives pour atteindre l’objectif scientifique fixé en respect du principe de réduction et de raffinement. Dans le but de réduire au maximum le nombre d’animaux en expérimentation nous effectuerons à l’issu de chaque génotypage, lorsque celui-ci est requis chez les embryons obtenus des parents transgéniques, un tri sélectif des génotypes des embryons afin de les utiliser pour les différentes approches expérimentales envisagées.
Raffinement
Les souris utilisées dans ce projet sont élevées en groupes sociaux dans des environnements enrichis par des dômes en cartons ou des lanières de papier kraft ainsi que des batônnets de bois. Les élevages sont effectués au sein de notre établissement agréé, 3 personnes sont dédiées à l’organisation et l’entretien des élevages. Tout au long de l’expérimentation nous nous attacherons à reconnaître la douleur, la quantifier et agir lorsque les critères d'interruption prédéfinis s'avèrent être atteints.
Choix des espèces
Nos recherches sont réalisées chez la souris, un modèle d'étude pour lequel les connaissances acquises sur le développement embryonnaire sont importantes et approfondies. Ce projet vise à étudier le développement des embryons obtenus de mères obèses induites. Nous nous intéressons aux cellules progénitrices cardiaques présentes aux stades précoces du développement à 8,5 jours de gestation, la gestation est de 21 jours chez la souris. Nous utiliserons des souris sauvages et génétiquement modifiées. Les animaux transgéniques sont des modèles requis pour l'identification, le suivi et l'étude des cellules progénitrices et de leurs dérivés cardiaques aux différents stades du développement embryonnaire. Ce projet permettra d’évaluer l'impact de l'obésité maternelle sur les évènements fondamentaux du développement cardiaques, les processus cellulaires et moléculaires, le métabolisme, etc. Les résultats doivent permettre des avancées majeures pour la prévention et le traitement de ces pathologies chez l’Homme.
Etude de l’impact de l’absence d’un récepteur à lipoprotéines sur le développement de l’athérosclérose – Modifications
- Recherche fondamentale
- Système cardiaque
Les souris de ce projet sont privées d'un récepteur aux lipoprotéines par cinq injections dans l'abdomen, puis nourries vingt semaines avec un régime riche en graisses et en cholestérol pour développer des plaques d'athérome. 112 souris vont être utilisées, la moitié dans des procédures d'un niveau de souffrance léger, l'autre d'un niveau modéré. Elles subissent onze prises de sang à la queue, un jeûne de seize heures, un gavage à l'huile d'olive dont le porteur reconnaît le risque de fausse route, cinq prises de sang supplémentaires et deux échographies cardiaques sous anesthésie. Toutes sont tuées à la fin, pour le prélèvement des artères et du sang.
Objectifs
L’accumulation de plaques riches en gras au niveau des artères (plaques d’athérome) et l’inflammation chronique accélèrent le vieillissement cardiovasculaire et contribuent à la mortalité et à la morbidité en France. Nous avons récemment observé que l’inflammation modifie la quantité d'un récepteur au gras dans les cellules immunitaires des vaisseaux. Notre objectif est d’induire la formation des plaques d’athérome chez la souris dépourvue de ce récepteur afin de mieux comprendre le rôle de ce dernier dans les mécanismes de la maladie qui sera induite par un régime riche en graisse de 20 semaines.
Bénéfices attendus
La réussite de cette étude permettra de déterminer l’implication du récepteur des lipides dans le processus d'inflammation et le développement de maladies cardiovasculaires.
Procédures
Les 5 injections au niveau ventral de 5 secondes de la molécule permettant de supprimer le récepteur ou du contrôle. Les 11 prises de sang à la veine de la queue de 10 secondes pour le contrôle de l’évolution de la santé de l’animal (1 toutes les 2 semaines). Le gavage (avec de l'huile d'olive) de 15 secondes, suivi de 5 prises de sang au niveau de la veine de la queue de 10 secondes. Les 2 imageries cardiaques (imagerie non invasive) sous anesthésie en début et en fin de régime d’environ 30 minutes.
Impact sur les animaux
Douleur comme une piqure d’aiguille, répétées lors des administrations intrapéritonéales sur l'animal vigile, qui peuvent induire une petite inflammation sur le site d'injection. Stress liés aux prises de sang à la veine caudale. Faim liée à la mise à jeun pendant 16h. Gavage à l’huile d’olive peut provoquer une gêne et un stress, malgré l’expérience des utilisateurs il existe toujours un risque de fausse route sur le geste qui sera réalisé avec précaution sur chaque animal. Diminution de la fréquence cardiaque lors des échographies sous anesthésie. MODIFICATION – Stress liés à la mise en contention.
Devenir
Tous les animaux sont mis à mort à la fin de l’étude puisque différents organes seront récupérés, notamment les artères afin d'étudier le développement de plaques d'athérome et le sang pour des études de la santé de l’animal. L'animal est inconscient lors de sa mise à mort.
Remplacement
De précédentes études sur le rôle du récepteur ont déjà été réalisées in vitro au laboratoire sur des modèles cellulaires de cellules immunitaires notamment une observation des caractéristiques et du fonctionnement des cellules de ces derniers. Cependant, pour étudier l'effet de la formation de dépôts lipidiques, de plaques d’athérome au niveau de l’aorte et l’inflammation associée sur le système cardiovasculaire lorsque le récepteur des lipides est diminué, nous sommes obligés de passer par un modèle in vivo. Le remplacement dans ce cas n'est pas possible.
Réduction
Toutes les mesures seront réalisées sur chaque animal, ce qui en réduit le nombre. De plus le nombre de souris nécessaires a été calculé pour permettre les analyses statistiques à postériori. Par expérience, le développement des plaques d'athérome dépend du type animalerie et du sexe (plus rapide chez les femelles). Ces analyses statistiques seront donc faites sur les groupes mâles et sur les groupes femelles séparément. Au total 112 animaux seront utilisés sur ce projet.
Raffinement
Les souris seront hébergées en groupe avec de l’enrichissement. Les souris sont surveillées très régulièrement (prise de poids, zone d'injection). Une anesthésie gazeuse sera pratiquée pendant l’échographie des vaisseaux et du cœur et du gel ophtalmique est déposé sur les yeux pour éviter le dessèchement. Un anesthésique local est appliqué avant chaque prise de sang à la queue. La mise en place de points limites est adaptée à chaque étape de la procédure.
Choix des espèces
Les souris qui seront utilisées et mises sur régime riche en graisse développeront une obésité proche de celle de l’homme. Des souris adultes mâles et femelles de 8 semaines seront utilisées pour la réalisation de ce projet, âge où elles seront injectées avec une molécule permettant la suppression du récepteur solubilisée dans de l’huile ou d’huile seule (contrôle), puis ces mêmes souris seront soumises à l'âge de 12 semaines, âge où l'appareil vasculaire à atteint sa pleine maturité, à un régime riche en lipides et en cholestérol pendant 20 semaines.
Etude du rôle biologique de CD146 dans un modèle de psoriasis induit chez la souris
- Recherche appliquée
- Troubles cardiaques
- Troubles immunitaires
- Troubles sensoriels
- Recherche fondamentale
- Organes sensoriels
- Système cardiaque
- Système immunitaire
Rasées sur le dos, puis enduites chaque jour pendant cinq jours d'une crème qui provoque rougeurs, épaississement de la peau et desquamation, 100 souris vont être utilisées dans des procédures d'un niveau de souffrance modéré, toutes tuées pour le prélèvement de la peau et des organes. Vingt d'entre elles sont gavées trois jours de suite, quarante reçoivent des injections quotidiennes d'un anticorps ciblant la molécule CD146 ou d'un placebo. Le projet cherche à savoir si cette molécule intervient dans le psoriasis et si la bloquer soulage la maladie, ainsi que l'athérosclérose qui l'accompagne souvent. Le porteur cite des études cliniques déjà menées sur des patients psoriasiques, les juge descriptives, et affirme qu'il n'existe "aucune alternative à l'animal" pour étudier cette maladie.
Objectifs
Ce projet vise à mieux comprendre le rôle de la molécule d'adhésion cellulaire CD146 également appelée MCAM (Melanoma Cell Adhesion Molecule) dans la physiopathologie du psoriasis et à évaluer cette molécule comme cible thérapeutique dans le psoriasis et une comorbidité associée au psoriasis, l'athérosclérose.
Bénéfices attendus
Plusieurs études cliniques portant sur des patients psoriasiques ont été menées antérieurement pour évaluer les niveaux d’expression de la molécule d'adhésion cellulaire CD146/MCAM sur des biopsies de peau, quantifier les concentrations de sa forme soluble dans le sang ou pour étudier les différentes sous-populations leucocytaires exprimant ce marqueur cellulaire dans le sang. Cependant, ces études restent descriptives et ne permettent pas d’évaluer le rôle du CD146 global, du CD146 endothélial ou du CD146 exprimé par certaines cellules du système immunitaire sécrétrices de la cytokine proinflammatoire interleukine 17 dans la pathogenèse du psoriasis. Contrairement à notre projet qui compare des souris mutées ou non pour CD146, ces études ne permettent pas d’étudier les voies de signalisation régulées par CD146. De plus, ces études cliniques n’ont pas évalué l’effet de thérapies ciblant CD146. Ainsi, ce projet permettra d'identifier des mécanismes moléculaires régulés par CD146 dans la pathogenèse du psoriasis. Il permettra aussi d'évaluer dans un modèle murin le bénéfice thérapeutique d'anticorps monoclonaux ciblant CD146 pour traiter le psoriasis et une comorbidité associée au psoriasis, l'athérosclérose.
Procédures
Tous les animaux du projet seront rasés une fois sur le dos (2 minutes par souris). Ils recevront un traitement sous la forme d'une application quotidienne de crème sur le dos pendant 5 jours (30 secondes par application). 20 souris seront gavées avec une solution diluée dans de l'huile de maïs une fois par jour pendant 3 jours (30 secondes par gavage). 40 souris recevront des injections quotidiennes d'un traitement ciblant CD146 ou un placebo pendant 5 jours (30 secondes par injection). Un prélèvement sanguin sera effectué sur toutes les souris (30 secondes par prélèvement).
Impact sur les animaux
20 souris seront gavées une fois par jour pendant 3 jours avec une solution à base d'huile de maïs. Bien que le gavage ne soit pas douloureux, cela pourrait tout de même causer une gêne à l'animal ou un stress du fait de sa répétition et de la contention. Les souris seront rasées sur le dos, ce qui pourrait générer un stress. L'application d'un traitement à base de crème sur la peau des souris pour induire le psoriasis devrait entraîner une inflammation associée à à l'apparition de rougeurs, un épaississement de la peau et une desquamation en plaques. Ce traitement peut entraîner une déshydratation et une perte de poids.
Devenir
Tous les animaux seront euthanasiés à l'issue de chaque procédure pour pouvoir évaluer les conséquences physiopathologiques par de l'histologie, l’étude de l'expression protéique et génétique des marqueurs de dommages tissulaires et inflammation à partir des organes et des tissus d'intérêt.
Remplacement
Nous étudions l'implication de la molécule d'adhésion cellulaire CD146, également appelée MCAM (Melanoma Cell Adhesion Molecule) dans la pathogenèse du psoriasis. Cette pathologie autoimmune implique différents types cellulaires (kératinocytes, fibroblastes, cellules endothéliales, cellules du système immunitaire), avec de nombreuses interactions biochimiques et cellulaires. Malheureusement, il est impossible de reproduire un système aussi complexe dans un modèle in vitro, le recours à l'animal est donc nécessaire. A ce jour, dans la littérature, il n’existe aucune alternative à l’animal pour étudier cette maladie.
Réduction
Afin de réduire le nombre de souris nécessaires pour générer les effectifs de chaque groupe utilisé dans les procédures expérimentales, nous utiliserons des souris issues d'accouplements homozygotes et nous utiliserons aussi bien des mâles que des femelles, le psoriasis touchant chez l'humain autant les hommes que les femmes. En l'absence de toute étude antérieure sur le rôle de la molécule d'adhésion cellulaire CD146 dans le psoriasis chez la souris, nous évaluerons son implication dans cette pathologie en comparant des groupes de 10 souris entre eux, effectif minimal déterminé par une approche statistique pour mettre en évidence de potentielles différences significatives.
Raffinement
Une période d’acclimatation de 10 jours sera observée après l’arrivée des animaux issus des établissements d'élevage. Les souris seront observées avant d’initier le protocole et les animaux présentant des symptômes type infection seront écartés des protocoles. Le protocole sera arrêté si l’animal présente des difficultés à respirer (visualisées par une augmentation des rythmes cardiaque et respiratoire répercutée au niveau des flancs de l’animal), si l’animal est prostré ou en retrait, si ses poils sont hérissés. Les animaux seront pesés une fois par jour et observés deux fois par jour pour prévenir tout risque de déshydratation liée à leur traitement. Les animaux seront hébergés en groupe avec un enrichissement. Les animaux disposeront de nestlets, nids à base de fibres courtes de coton, utilisés comme enrichissement de l ’environnement et matériaux de nidification, ainsi que de tunnels afin de réduire l'ennui et de diminuer le stress en stimulant l'activité et en procurant un sentiment de sécurité à l'animal.
Choix des espèces
Le modèle de souris présente de nombreux avantages pour notre protocole expérimental. Outre sa petite taille et son coût avantageux, la souris permet de générer un grand nombre de descendants très rapidement. Par ailleurs, sa manipulabilité génétique permet d'analyser l'effet de mutations du gène cible sur la pathogenèse du psoriasis. La souris permet également d'évaluer l'effet d'un traitement thérapeutique ciblant une protéine d'adhésion cellulaire potentiellement impliquée dans le psoriasis et une comorbidité associée, l'athérosclérose. Les souris utilisées seront âgées entre 8 et 16 semaines. Un âge compris entre 8 et 16 semaines est couramment utilisé dans la littérature pour ce modèle induit de psoriasis car l'épaississement de l'épiderme, l'érythème et la desquamation sont clairement visibles à cet âge là. De plus, cette tranche d'âge a permis de mettre en évidence dans plusieurs études les effets thérapeutiques chez la souris de différents traitements utilisés pour soigner le psoriasis chez l'homme.
Comprendre l’influence de la dose et de la fréquence d’un traitement de chimiothérapie sur le risque de thrombopénie
- Recherche fondamentale
- Oncologie
- Système cardiaque
Une grille de score décide du sort de chaque souris : au score 2, elle est mise à mort. 148 souris vont être utilisées dans des procédures d'un niveau de souffrance modéré, toutes tuées à l'issue pour des prélèvements de moelle et de tissus. Elles reçoivent du carboplatine, faible dose une fois par semaine six fois ou dose forte toutes les trois semaines, puis six prises de sang à la queue sous anesthésie gazeuse, une mesure du temps de saignement de trente minutes et une chirurgie de l'aorte abdominale. Le porteur qualifie de légères les souffrances liées à la chute des plaquettes, qu'il juge non impactante pour des souris en élevage, et classe la procédure en modérée du seul fait des contentions répétées.
Objectifs
Le cancer reste un défi majeur en France, avec environ 370 000 personnes traitées par chimiothérapie chaque année. Bien qu'efficace, cette approche peut entraîner des thrombopénies (diminution du nombre de plaquettes) induites par chimiothérapie (CIT), une complication sérieuse pouvant retarder les traitements et affecter les chances de guérison. Le carboplatine, utilisé contre les tumeurs solides, est particulièrement connu pour sa toxicité sur la moelle osseuse, provoquant une baisse importante des plaquettes sanguines. L'enjeu principal est de déterminer le schéma thérapeutique optimal pour gérer cette toxicité médullaire. La production de plaquettes est assurée par les mégacaryocytes de la moelle osseuse. Cependant, on ignore encore l'impact précis du carboplatine sur les mégacaryocytes, en particulier dans les cas où la chimiothérapie entraîne de graves perturbations de la moelle osseuse. L'objectif de cette étude est d'analyser de manière qualitative et quantitative l'état fonctionnel des mégacaryocytes de la moelle après traitement au carboplatine. Pour cela, nous utiliserons un modèle préclinique murin mimant la CIT. Cette approche nous permettra de suivre en temps réel la dynamique de libération des plaquettes, tout en surveillant la numération plaquettaire pour corréler la gravité de l'hématotoxicité avec les thrombopénies dose-dépendantes. Nous comparerons également différents schémas d'administration : trois cycles de faibles doses hebdomadaires versus deux cycles de fortes doses toutes les trois semaines. Cette démarche nous aidera à adapter nos modèles précliniques aux réalités cliniques, tenant compte du fait que la fréquence et la gravité de la toxicité peuvent varier selon l'intensité du traitement antérieur. Enfin, le plasma sera prélevé à la fin de chaque cycle pour rechercher des biomarqueurs prédictifs qui pourraient servir à identifier les individus à risque de développer une thrombopénie sévère.
Bénéfices attendus
Les retombées de ce projet sont cognitives et cliniques. Cette étude permettra de mieux comprendre l’impact d’une chimiothérapie sur la moelle osseuse et donc sur la production de plaquettes. Une thrombopénie est un réel frein au traitement des cancers puisque la seule prise en charge actuelle est de décaler le traitement de chimiothérapie, nuisant ainsi à l'efficacité du traitement anti cancéreux.
Procédures
- injection en cinétique d'une molécule de chimiothérapie sur animaux vigiles, soit une dose faible 1 fois par semaine 6x ou une dose plus forte 1 fois toutes les 3 semaines 2x - prélèvement de sang à la queue sous anesthésie gaz 5minutes : 6 x - temps de saignement à la queue sous anesthésie gaz 1x 30 minutes - anesthésie profonde par injection 1x 20 minutes - chirurgie pour un prélèvement à l'aorte abdominale sous anesthésie profonde 1x 20minutes
Impact sur les animaux
- En ce qui concerne les traitements de perte de plaquettes induite par la chimiothérapie (CIT), les souffrances infligées aux animaux sont légères, la thrombopénie induite est certes notable mais non impactante pour des souris en élevage, nous anticipons malgré tous des risques de saignements potentiels en cas de bagarre par un enrichissement supplémentaire et un suivi rigoureux. - Nous prenons en compte le stress généré par les manipulations et contentions répétées et classons la procédure en modérée. - Risque de douleurs et infections sur les zones d'injections ainsi que la section de la queue pour la numération sanguine.
Devenir
Tous les animaux seront mis à mort à l'issue de chaque procédure. Nous prélevons systématiquement des tissus post mortem en vue d'analyses d'imagerie de pointe pour compléter l'étude, et ce afin de limiter le nombre d'animaux utilisés.
Remplacement
Les expériences nécessitent un animal adulte vivant, car elles posent la question du fonctionnement du système hématopoïétique in vivo dans sa totalité, en faisant appel à une multitude de cellules qui interagissent dans toute la complexité du vivant et en particulier la circulation sanguine. En particulier, l’intravasation met en œuvre simultanément des interactions entre les mégacaryocytes (MKs), les vaisseaux et la circulation sanguine. Ces évènements sont intégrés et demandent à être étudiés sur l’animal. Il s’agit d’étudier la capacité des mégacaryocytes à franchir une barrière vasculaire dans des conditions où le microenvironnement natif est fortement perturbé par une chimiothérapie. Des expériences préliminaires réalisées in vitro, sur des MKs cultivés dans des inserts, indiquent que ces cellules ne franchissent pas naturellement une membrane poreuse (même en présence de chimiokines).
Réduction
Pour le dosage plasmatique des marqueurs de prédiction de la thrombopénie peut être réalisé sur le sang d’une seule souris pour chaque point de cinétique, c’est-à-dire 26 points donc 26 souris (répété 3x = 7 selon nos calculs statistiques). Il est prévu une seule cinétique témoin avec le véhicule NaCl de 26 souris qu’il n’est pas nécessaire de reproduire statistiquement. Par ailleurs nous prélevons le maximum de tissus sur les animaux post mortem (imagerie) afin de limiter leur nombre.
Raffinement
Les expériences seront raffinées afin de limiter l’angoisse, l’inconfort, le stress et la douleur associés aux procédures expérimentales. Les moyens de raffinement des expérimentations sont les suivants : - Pendant l’hébergement, les animaux sont élevés en groupe dans un environnement calme et non stressant et privilégié avec un minimum de manipulation. Le milieu est enrichi avec de la frisure de papier, des carrés de cellulose et des bâtonnets de coton afin de permettre aux souris de confectionner leur nid et structurer leur environnement. Des croquettes sont déposées sur le fond de la cage pour favoriser le comportement de fouissage. Les prélèvements de sang à la queue seront réalisés sous anesthésie gazeuse, nous appliquerons un tampon hémostatique pour arrêter le saignement avant de replacer l'animal dans sa cage. A la fin de l’expérimentation, les animaux sont sacrifiés avant leur réveil. Une fiche de suivi avec les points limites définis sera mise en place afin de pouvoir contrôler l’état des animaux tout au long du protocole expérimental. Quand un score de 2 est observé, la souris est mise à mort. Quand un score de 1 est observé, une attention particulière est apportée à l’animal et une décision est prise : augmentation de l’enrichissement, soins. Concrètement, lors de la surveillance quotidienne des animaux, nous observerons attentivement l’aspect des souris pour s’assurer de l’absence de signes extérieurs d’infection tels que des lésions cutanées ou des écoulements nasaux ou oculaires. Une attention particulière sera apportée au niveau des sites d’injection des substances pour s’assurer qu’il n’y a pas d’infections. Pour limiter au maximum l'agressivité, les animaux restent entre individus issus de la même cage d'origine avec un enrichissement accru.
Choix des espèces
La souris est largement utilisée pour étudier et modéliser la biologie et la physiologie humaine. De nombreux outils ont été développés pour suivre chez cet animal la production des plaquettes sanguines à partir de leur précurseurs les mégacaryocytes (ex : anticorps, souris génétiquement modifiées, suivi en imagerie intra vitale). La connaissance de la souris et notre expertise d’imagerie adaptées à cette problématique conduisent à choisir cet animal pour l’étude. Par ailleurs la souris est un mammifère qui, par expérience, supporte bien les traitements de CIT (limités à quelques jours et à des doses d’injections faibles basées sur la clinique), et présente une thrombopénie proche de celle des patients humains dans les conditions de chimiothérapies. C'est également un animal indiqué pour le suivi des traitements pharmacologiques en général. Les expériences ne demandent pas de stade de développement particulier, nous utiliserons des souris adultes entre 8-18 semaines.
Rôle de la sénescence dans l’insuffisance cardiaque associée au vieillissement EU 2/2
- Recherche fondamentale
- Système cardiaque
Une perte de poids supérieure à 20 %, ou une douleur qui résiste aux analgésiques, fait sortir la souris de l'étude et la fait tuer. 600 souris vont être utilisées dans ce second établissement, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, toutes tuées à l'issue pour le prélèvement d'organes. Elles passent douze semaines sous une alimentation à 60 % de lipides, reçoivent une mini-pompe implantée par chirurgie, deux injections dans la trachée et deux dans une veine chaque semaine pendant un mois, une échographie cardiaque hebdomadaire et un test de tolérance au glucose de deux heures. Les animaux font le trajet à pied entre les deux établissements, dans des sacs opaques, et les retombées annoncées pour des personnes de 70 à 80 ans sont renvoyées au long terme.
Objectifs
Avec l’âge, le cœur perd progressivement sa capacité à se remplir correctement, ce qui peut conduire à une forme fréquente d’insuffisance cardiaque chez les personnes âgées. Ce projet vise à mieux comprendre comment le vieillissement contribue à cette maladie. En particulier, nous nous intéressons à des cellules dites « sénescentes » qui s’accumulent dans le cœur avec l’âge et impactent la fonction cardiaque. Le projet testera également de nouvelles approches pour éliminer ou neutraliser ces cellules nuisibles, dans le but d’améliorer la santé cardiaque. Le projet se déroule dans deux Établissements Utilisateurs.
Bénéfices attendus
Les résultats de ce projet permettront de mieux prévenir ou traiter cette forme d’insuffisance cardiaque, pour laquelle il n’existe à ce jour pas de traitement efficace. À long terme, ces travaux pourraient contribuer à améliorer la qualité de vie et l’espérance de vie des personnes âgées souffrant de maladies cardiovasculaires.
Procédures
Les souris suivront plusieurs types d’interventions : alimentation modifiée riche en graisse (60% kcal) pendant 12 semaines ; une chirurgie pour implanter une mini-pompe sur animal anesthésié (intervention de 10min) ; des injections intra-trachéales 2x par semaine d’une durée de quelques secondes à 1 min chacune (temps d’intubation et injection, sur animal anesthésié) et intra-veineuse 2x par semaine (quelques secondes par injection, sur animal vigile), pendant 4 semaines; des examens du coeur par échographie 1x par semaine, environ 10 min, sur animal anesthésié; des exercices physiques adaptés (quelques minutes par séance) ; un test de tolérance à l’insuline et au glucose en fin de protocole (intervention de 2h).
Impact sur les animaux
Certains régimes peuvent entraîner une prise de poids, une fatigue ou une réduction de mobilité. Des traitements peuvent provoquer une tension élevée ou une inflammation. Les signes de douleur ou d’inconfort seront surveillés, et des mesures seront prises pour soulager les animaux ou les retirer de l’étude si nécessaire.
Devenir
L’étude implique des analyses tissulaires nécessitant le prélèvement d’organes. Ces analyses ne peuvent pas être réalisées sans mise à mort.
Remplacement
Avant d’utiliser des animaux, des expériences sur cellules ont été menées et ont permis d’identifier des cibles thérapeutiques pour lutter contre l’insuffisance cardiaque chez les personnes âgées. Mais pour comprendre les effets du vieillissement sur un organisme entier, les animaux sont indispensables. Ils permettent d’évaluer le fonctionnement du cœur dans un contexte proche de la réalité humaine.
Réduction
Dans un souci de réduction, nous nous limiterons aux seules expériences indispensables et chaque animal sera utilisé pour mesurer un maximum de paramètres. Le nombre d’animaux minimum a été déterminé par approche statistique sans compromettre les résultats scientifiques attendus.
Raffinement
Dans un souci de raffinement, nous mettrons en place plusieurs mesures visant à assurer le bien-être des animaux et à réduire au maximum la douleur et la souffrance associées aux procédures expérimentales : - litière absorbante, renouvelée régulièrement, permettant les comportements naturels (fouille, creusage, nidification). De plus, les animaux obèses seront suivis plus régulièrement (remplissage des biberons, changement de litière plus fréquent si nécessaire). - interaction sociale préservée : les souris seront hébergées en groupes de 5 individus pour éviter l’isolement. - accès libre à l’eau et à la nourriture. Toutes les interventions potentiellement douloureuses seront réalisées sous anesthésie appropriée : - Anesthésie : l’induction et l’entretien seront adaptés en fonction du protocole expérimental. Les souris anesthésiées sont maintenues sur tapis chauffant et du gel oculaire sera appliqué pour prévenir la déshydratation. - Analgésie préventive et post-opératoire : administration de médicaments analgésiques, avec un suivi attentif des animaux pour ajuster les doses si nécessaire. - Les animaux seront surveillés quotidiennement afin de détecter précocement tout signe de souffrance, de détresse ou d’inconfort : poil ébouriffé, posture anormale, signes de déshydratation, détection de signes de douleur (respiration anormale, mouvements réduits, vocalisations inhabituelles), analyse du comportement : isolement, diminution des interactions sociales, réduction de l’activité locomotrice, diminution de la prise alimentaire. - Des points limites stricts ont été définis pour mettre fin à l’expérimentation en cas de souffrance excessive. Un animal sera immédiatement retiré de l’étude et euthanasié si une perte de poids > 20 % est observée ou une douleur persistante ou non contrôlable est détectée malgré l’administration d’analgésiques. Ces mesures permettront de limiter au maximum la souffrance animale tout en assurant la qualité et la fiabilité des résultats obtenus dans cette étude. Le transport des animaux entre les deux établissements utilisateurs sera effectué à pied, pour une durée inférieure à 10 minutes, à l’écart du public, dans des cages de transport sécurisées, placées dans des sacs spécifiquement conçus pour garantir l’obscurité et l’isolement des stimuli extérieurs. Cette procédure vise à réduire au maximum le stress des animaux pendant le déplacement.
Choix des espèces
Les souris sont utilisées car elles développent avec l’âge des signes d’insuffisance cardiaque similaires à ceux des humains, comme un cœur plus rigide ou des troubles de la relaxation cardiaque. Les jeunes souris représentent des adultes jeunes, tandis que les plus âgées correspondent à des personnes de 70 à 80 ans.
Prévention des complications cardiovasculaires associées aux désordres métaboliques dans un modèle murin.
- Recherche fondamentale
- Système cardiaque
Cent cinq jours de régime gras, quarante-huit heures enfermées seules dans une cage de mesure sans le moindre enrichissement, une pression artérielle relevée chaque semaine sur animal conscient : 720 souris vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Un inhibiteur métabolique ajouté à leur eau de boisson, associé au régime, leur fait prendre du poids, rigidifie leurs vaisseaux et abîme leur cœur, ce que le projet cherche justement à observer. Le porteur reconnaît que les injections répétées exposent à une péritonite, l'anesthésie à une détresse respiratoire, et l'isolement à un stress social. Les souris sont décrites comme viables, fertiles, immunocompétentes et sans pathologie spontanée, l'atteinte étant entièrement fabriquée, et toutes sont tuées pour le prélèvement de leurs organes.
Objectifs
Certaines maladies métaboliques chroniques peuvent fragiliser les vaisseaux sanguins et le cœur. Elles surviennent souvent après une alimentation déséquilibrée, trop riche en graisses, et en raison de troubles de la régulation vasculaire. Ces désordres augmentent le risque de maladies cardiovasculaires, qui se manifestent notamment par une prise de poids excessive, une élévation de la pression artérielle, une baisse de la tolérance à l’effort et, à long terme, par une plus grande vulnérabilité à l’insuffisance cardiaque. Ces complications représentent aujourd’hui un problème majeur de santé publique, car leur fréquence augmente dans la population et elles sont associées à une forte morbidité et mortalité. L’origine exacte de ces atteintes reste encore mal comprise. Les interactions entre alimentation, métabolisme, système vasculaire et cœur sont complexes et ne peuvent pas être étudiées uniquement avec des approches cellulaires. Ce projet vise à mieux comprendre les mécanismes qui conduisent à ces complications cardiovasculaires. Pour cela, un modèle expérimental chez la souris sera utilisé afin de reproduire les effets d’un régime alimentaire déséquilibré associé à une altération de la régulation vasculaire. L’objectif est de déterminer si certains processus biologiques naturels peuvent limiter ou prévenir la prise de poids excessive, la rigidité des vaisseaux et les altérations cardiaques observées. À terme, ces recherches permettront d’identifier de nouvelles pistes pour protéger le cœur et les vaisseaux dans des contextes métaboliques défavorables. Elles pourraient contribuer à améliorer la prévention et la prise en charge des maladies cardiovasculaires en agissant sur leurs causes profondes.
Bénéfices attendus
Les maladies du cœur et des vaisseaux sanguins sont parmi les plus fréquentes dans la population. Elles sont souvent favorisées par une alimentation trop riche en graisses ou par un déséquilibre du métabolisme. Ces situations entraînent progressivement une perte de souplesse des vaisseaux et une baisse de la performance du cœur. Ce projet cherche à comprendre comment ces déséquilibres se développent et à trouver des moyens de les prévenir. Des études réalisées chez la souris permettront d’observer les effets d’une alimentation déséquilibrée sur l’organisme et d’identifier des mécanismes naturels capables de protéger le cœur et les vaisseaux. Les bénéfices attendus sont les suivants : – améliorer les connaissances sur les liens entre alimentation, métabolisme et santé cardiovasculaire ; – identifier des processus biologiques qui aident le cœur à résister aux effets d’une mauvaise alimentation ; – ouvrir la voie à de nouvelles stratégies de prévention des maladies du cœur ; – à long terme, réduire le nombre de personnes atteintes d’hypertension, d’insuffisance cardiaque ou de rigidité artérielle. Ces recherches devraient ainsi contribuer à améliorer la qualité de vie et à diminuer la charge médicale associée aux maladies cardiovasculaires.
Procédures
Certaines souris recevront, pendant cinq jours consécutifs, une injection quotidienne réalisée sur animal vigile, chaque administration durant seulement quelques secondes. À partir du début du protocole, les animaux seront répartis entre deux types d’alimentation, maintenus pendant toute la durée du protocole distribués ad libitum pendant toute la durée du protocole (105 jours). À intervalles réguliers, des prélèvements sanguins seront recueillis chez chaque animal, chaque manipulation ne durant que quelques secondes. Les animaux disposeront d’un temps de récupération complet d’au moins quatre semaines entre deux prélèvements. La pression artérielle sera mesurée chaque semaine (environ 10 minutes) sur animaux vigiles, après une courte phase d’habitation. Les fonctions cardiaques et vasculaires seront évaluées à trois reprises (jours 35, 70 et 105) grâce à des examens d’imagerie réalisés sous anesthésie légère, d’une durée d’environ 30 minutes chacun. Entre les jours 90 et 92, les animaux seront hébergés individuellement pendant une durée maximale de 48 heures afin de mesurer en continu leur activité, leur dépense énergétique et leur consommation alimentaire et hydrique.
Impact sur les animaux
L’administration prolongée d’un régime alimentaire riche en graisses, associée à l’exposition à un inhibiteur métabolique dans l’eau de boisson, peut induire une prise de poids excessive, une diminution de la tolérance à l’effort et une altération de la mobilité. Ces modifications s’accompagnent d’un risque de déséquilibre alimentaire pouvant entraîner une diminution de l’appétit ou une perte de poids excessive. Elles peuvent également induire des perturbations cardiovasculaires progressives, responsables de fatigue accrue et d’une moindre activité locomotrice. Les injections nécessaires à l’induction génétique sont susceptibles de provoquer une douleur transitoire au point d’administration ainsi qu’un risque rare d’irritation locale ou d’inflammation et, en cas d’injections répétées, un risque rare de péritonite. L’anesthésie brève requise pour les examens échocardiographiques peut entraîner une perturbation de la thermorégulation, une récupération plus lente, et exceptionnellement une détresse respiratoire. Ces épisodes sont transitoires mais génèrent un stress physiologique et une sensation d’inconfort. Le placement temporaire en hébergement individuel, limité à 48 h, s’accompagne d’une réduction des possibilités d’enrichissement et peut induire un stress social ou environnemental. De même, les prélèvements sanguins effectués sur animaux vigiles peuvent provoquer une douleur brève, un risque de petit hématome et un stress lié à la contention.
Devenir
Tous les animaux du projet seront euthanasiés afin de prélever les différents organes pour analyses biochimiques, histologiques, métaboliques.
Remplacement
Notre équipe privilégie chaque fois que possible le recours à des méthodes alternatives pour limiter l’utilisation d’animaux. Dans les phases préparatoires, nous utilisons des modèles in vitro (cultures cellulaires) ainsi que des approches in silico (modélisation informatique et analyses prédictives). Ces méthodes permettent de formuler des hypothèses et de tester certaines pistes de recherche sans recourir directement à l’animal. Cependant, l’avancée de ce projet nécessite l’utilisation de modèles animaux. En effet, il s’agit d’évaluer les conséquences de déséquilibres métaboliques prolongés sur le cœur et les vaisseaux. Ces phénomènes reposent sur des interactions complexes entre plusieurs systèmes de l’organisme (métabolique, vasculaire, cardiaque, nerveux, immunitaire) qu’aucun modèle in vitro ou in silico ne peut reproduire dans leur globalité. À ce jour, aucune méthode alternative ne permet de simuler de manière fidèle l’impact chronique d’une alimentation déséquilibrée et ses effets sur l’ensemble du corps. Seul un organisme vivant permet d’intégrer et de mesurer ces réponses, dans des conditions proches de la situation pathologique humaine. L’expérimentation animale est donc indispensable à ce stade du projet, car elle seule permet de valider les observations, de comprendre les mécanismes en jeu et d’évaluer le potentiel de nouvelles approches préventives ou thérapeutiques.
Réduction
Ce projet prévoit l’utilisation d’un maximum de 720 souris. Pour limiter le nombre d’animaux, plusieurs mesures sont mises en place. Les suivis sont réalisés de manière longitudinale, ce qui signifie que les mêmes animaux sont observés à différents moments de l’étude. Cette approche permet d’obtenir plusieurs informations successives chez un même individu et donc de réduire le nombre total d’animaux nécessaires. De plus, chaque animal fournit plusieurs organes et tissus qui sont analysés selon différentes approches. L’exploitation multiple des échantillons maximise ainsi les informations recueillies pour un même animal. Ces échantillons pourront également être partagés avec nos collaborateurs, ce qui contribue à limiter encore davantage le recours à de nouveaux animaux dans le cadre d’autres projets. Le nombre d’animaux a été défini sur la base d’une analyse statistique préalable, afin de garantir que les effectifs soient suffisants pour obtenir des résultats fiables tout en évitant l’utilisation d’animaux en excès. L’équilibre entre mâles et femelles sera respecté afin de rendre les conclusions plus transposables. L’ensemble de ces mesures vise à optimiser l’utilisation des animaux, à réduire leur nombre au strict nécessaire et à maintenir la robustesse scientifique des résultats obtenus.
Raffinement
Les conditions d’hébergement respecteront la réglementation en vigueur, à l’exception de périodes très courtes encadrées par une autorisation spécifique, lors des séjours temporaires dans des cages de mesure où aucun matériel d’enrichissement ne peut être ajouté. L’environnement habituel sera enrichi avec du matériel permettant la construction de nids et des abris, favorisant les comportements naturels et limitant le stress. Les animaux seront observés régulièrement afin de détecter précocement tout signe de mal-être, tel qu’une activité réduite, un pelage terne, un isolement ou une posture inhabituelle. Des critères précis sont définis pour interrompre la participation à l’étude si l’état d’un animal se détériore, notamment en cas de perte de poids importante, de baisse durable de l’appétit ou de signes de faiblesse. Les zones d’injection seront suivies pour repérer toute irritation. L’utilisation d’aiguilles fines et l’alternance des côtés permettront de réduire les effets locaux. Pour les examens nécessitant une anesthésie, une durée courte sera privilégiée afin de limiter l’impact sur l’animal. La respiration et la température corporelle seront surveillées, et les animaux resteront sur une surface chauffée jusqu’à leur réveil complet. En cas de baisse d’appétit, une alimentation adaptée sera proposée. Lors des séjours temporaires dans les cages de mesure, la durée sera limitée à deux jours, avec une attention particulière portée au comportement et à l’état général des animaux. Le personnel participant à ces procédures est formé et suit une formation continue. Les ajustements nécessaires pourront être décidés avec le vétérinaire ou le responsable du bien-être animal pour améliorer les conditions sans compromettre la validité scientifique du projet.
Choix des espèces
Les souris utilisées dans ce projet sont viables, fertiles, immunocompétentes et ne présentent pas spontanément de pathologie. Le phénotype étudié est induit par l’association d’un régime alimentaire déséquilibré et d’un traitement perturbant la fonction vasculaire. Les animaux développent alors une prise de poids, une rigidité des vaisseaux, des anomalies cardiaques et une diminution de la tolérance métabolique, reproduisant certaines caractéristiques des maladies cardiovasculaires liées à une mauvaise alimentation et à une altération de la fonction endothéliale. Le choix de la souris repose sur sa pertinence scientifique et méthodologique. Ce modèle est bien établi, largement utilisé pour l’élevage, les manipulations et le suivi clinique. L’existence de lignées génétiquement modifiées ciblées permet d’explorer la contribution spécifique de certains tissus à la physiopathologie étudiée. Le modèle murin présente ainsi une transposabilité pertinente pour comprendre les interactions entre métabolisme, cœur et vaisseaux. Les animaux seront utilisés à partir de 8 à 10 semaines, âge correspondant à la maturité physiologique et métabolique, notamment cardiaque. Ce stade permet d’évaluer de façon fiable l’impact d’un régime alimentaire gras associé à une dysfonction vasculaire, tout en évitant les biais liés à la croissance ou au développement.