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
Adaptation d’une nouvelle technologie pour le soutien pulmonaire chez un modèle porcin de détresse respiratoire aiguë EU2/2
- Recherche fondamentale
- Système cardiaque
Les cochons reçoivent une injection de calmant, sont transportés d'un établissement à l'autre, reçoivent une perfusion intraveineuse, puis passent sous anesthésie générale pour toute la suite. L'assistance circulatoire est installée en trente minutes, puis une détresse respiratoire aiguë est provoquée pendant deux heures par lavage pulmonaire et ventilation artificielle agressive, avant trente-six heures de suivi et de prélèvements sanguins réguliers. 32 cochons adultes de 50 kg vont être utilisés dans ce volet du projet, opérés sous anesthésie et tués avant tout réveil. Leurs organes sont prélevés pour l'étude des tissus.
Objectifs
Le syndrome de détresse respiratoire aiguë (SDRA) est une maladie grave des poumons qui empêche l'oxygène de bien passer dans le sang. Il peut être causé par des infections sévères, comme ce fut le cas pour de nombreux patients atteints de Covid-19 en 2020. Les personnes touchées sont souvent placées en réanimation et traitées avec différents médicaments et techniques, allant des corticoïdes au coma artificiel. Dans les cas les plus graves, quand les poumons ne parviennent plus du tout à oxygéner le sang malgré tous les traitements, une machine appelée ECMO (oxygénation par membrane extracorporelle) peut être utilisée. Cette technique remplace temporairement la fonction pulmonaire en faisant passer le sang du patient dans une membrane qui l’oxygène avant de le réinjecter dans le corps. Depuis 2019, un type particulier d’ECMO, appelé ECMO veino-pulmonaire (ECMO-VP), a été développé avec une canule spéciale nommée ProtekDuo. Cette canule permet à la machine d'oxygéner le sang et de l'envoyer directement vers les poumons. Bien que cette technique soit déjà utilisée pour traiter certaines défaillances cardiaques, elle n’a été testée qu’exceptionnellement dans le SDRA, notamment lors de la crise du Covid-19, faute d’autres solutions disponibles. Cependant, les rares études menées sur cette approche sont rétrospectives (basées sur des observations passées), avec très peu de patients et sans comparaison rigoureuse avec d’autres traitements. Il est donc impossible de savoir si cette technique est réellement efficace et sécurisée. Quelques rapports médicaux ont suggéré une possible réduction du risque de décès et des complications rénales, mais sans en comprendre les mécanismes. Ce projet vise donc à étudier en détail cette méthode sur un modèle porcin, un animal dont l’organisme fonctionne de manière proche de celui des humains. L’objectif est d’analyser son effet sur la circulation sanguine, la respiration et les reins, afin de mieux comprendre son fonctionnement et d’évaluer son potentiel avant toute application plus large chez l’homme. Le projet se déroulera dans 2 établissements utilisateurs différents (appelés EU1 et EU2)
Bénéfices attendus
Cette étude est une recherche menée sur l’animal pour mieux comprendre comment l’ECMO veino-pulmonaire (ECMO-VP) pourrait aider les patients atteints de SDRA sévère. Cette étape est essentielle avant d’envisager son utilisation à grande échelle chez l’humain. Le SDRA réfractaire est une maladie extrêmement grave, avec un taux de mortalité d’environ 40%. De plus, les patients ont plus de chances de survivre s’ils ne développent pas de problèmes rénaux, ce qui fait de la protection des reins une priorité dans leur traitement. À court terme, cette étude pourrait permettre de voir si l’ECMO-VP peut protéger les reins en améliorant la circulation sanguine, ce qui pourrait encourager son utilisation en réanimation. À long terme, si les résultats sont positifs, cela ouvrira la voie à des essais cliniques de grande envergure chez des patients en réanimation. L’objectif final est d’améliorer les traitements du SDRA et de repenser les stratégies de prise en charge pour augmenter les chances de survie.
Procédures
Les animaux auront tout d'abord une injection d'un calmant afin de réduire le stress dû à la manipulation (durée 2 minutes) dans l'EU2 puis ils seront transférés dans l'EU1 où une perfusion intraveineuse sera posée (2minutes) afin de permettre une anesthésie générale. A partir de ce moment, les animaux seront sous anesthésie profonde. L'assistance circulatoire sera installée (durée 30 minutes) sans chirurgie. Ensuite la détresse respiratoire sera mise en place par lavage pulmonaire et respiration artificielle agressive (2h). Le suivi des paramètres étudiés se fera sur 36h avec des prélèvements sanguins réguliers. L'animal est sous anesthésie générale durant toute l'étude.
Impact sur les animaux
Les injections intra-musculaires d'anxiolytiques pour le transport et l'installation de l'animal peuvent induire un stress léger et une courte douleur (quelques secondes). La contention de l'animal et l'installation d'une voie veineuse périphérique peut induire un stress modéré et une douleur légère. Une perte de sang modérée peut avoir lieu lors de la pose des canules.
Devenir
Tous les animaux sont euthanasiés à la fin de la procédure pour prélèvements d'organes en vue de l'étude des tissus.
Remplacement
Le SDRA est une pathologie qui implique des interactions complexes entre les systèmes respiratoire, cardiovasculaire et rénal. Les modèles in vitro ou informatiques ne permettent pas de reproduire de manière fidèle ces interactions systémiques. L'utilisation d'animaux vivants est essentielle pour étudier l'assistance circulatoire et les échanges gazeux. Enfin, une étude pré-clinique est essentielle pour la ProtekDuo avant de conduire des études cliniques de grande envergure en pathologie humaine.
Réduction
Le modèle de SDRA est déjà maitrisé par notre équipe ce qui permet de s'affranchir d'une mise au point du modèle. Nous avons utilisé un test statistique pour calculer le nombre d'animaux nécessaire pour mettre en évidence une différence statistiquement significative sur les paramètres étudiés.
Raffinement
Les animaux sont hébergés en petits groupes pour réduire leur stress et leur angoisse. Leur environnement est aménagé avec des jouets (balles, cordes) pour les stimuler et favoriser leur bien-être. Avant le début de l'expérience, ils ont une période d'acclimatation d'au moins sept jours pour s'habituer à leur nouveau cadre de vie et réduire le stress. Avant l'intervention, on leur donne des médicaments pour les détendre et pour soulager la douleur. Durant l'expérience, les animaux sont sous anesthésie et analgésie profonde, et leurs paramètres vitaux (fréquence cardiaque, respiratoire, pression artérielle) sont surveillés en continu. Si un signe de douleur ou de réveil apparaît, les médicaments sont ajustés immédiatement pour garantir leur confort. Des points limites à chaque étape du protocole ont été établis.
Choix des espèces
Le choix du porc comme modèle animal et le stade préclinique de cette étude sont justifiés par la nécessité de pouvoir mettre en place une assistance circulatoire et le modèle de détresse respiratoire. Les cochons adultes présentent en effet un volume de sang circulant et une anatomie cardio-pulmonaire comparables à celle de l'humain, ce qui nous permettra de valider nos observations pour envisager des études randomisées chez l'humain par la suite. Cette démarche est essentielle pour faire progresser la recherche médicale, améliorer les traitements et garantir la sécurité des thérapies avant leur application clinique. Un animal adulte de 50kg a été choisi afin de reproduire la prise en charge d'un patient adulte à l'hôpital.
Comprendre les maladies de l’aorte à l’aide de modèles de souris (1/2)
- Recherche appliquée
- Troubles cardiaques
- Recherche fondamentale
- Système cardiaque
Une mini-pompe est implantée sous la peau du dos pour diffuser pendant vingt-huit jours une molécule qui provoque un anévrysme de l'aorte. 450 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue pour prélèvement de tissus, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance sévère. S'y ajoutent des séances d'imagerie cardiaque et un transport à pied entre deux établissements, et l'un des gènes étudiés tue l'animal à la naissance lorsqu'il est totalement absent. Les effets déclarés se limitent à un léger stress et à une suture qui peut être irritée légèrement, alors que le même texte reconnaît qu'une dissection aortique et une mort subite peuvent survenir en fin de traitement.
Objectifs
Le projet se déroule dans deux établissements utilisateurs (EU1 et EU2). Les anévrysmes de l’aorte thoracique (AAT) sont un gonflement d'une region spécifique de l'aorte qui relie le coeur au reste du corps humain. Ce gonflement à pour conséquence une fragilsation importante du reste du réseau cardiaque. La rupture de l’aorte qui consiste en un dechirement de celle-ci est alors favorisée et mortelle. Aucun traitement n’est pour le moment disponible pour ralentir la progression de la pathologie en raison de connaissances insuffisantes sur les mécanismes impliqués. Le but de notre recherche est d’identifier les gènes impliqués dans les AAT (anévrysme aortique thoracique) car a ce jour, seuls 30 % des patients ont une cause génétique connue. Il a été identifié 4 gènes qui sont potentiellement impliqués dans les anévrysmes mais leur rôle exact reste à établir. Pour mieux comprendre leur implication dans les anévrysmes de l'aorte thoracique, des modèles murins ont été générés afin de pouvoir etudier leur mécanismes. Un modèle de souris par gène identifié sera mis en place pour lequel nous induirons par la suite un anévrysme de l'aorte à l'aide d'une molécule déjà connue de la littérature.
Bénéfices attendus
Ce projet nous permettra de valider des gènes impliquées dans les AAT et ainsi réduire le nombre de patient dont la cause génétique n'est à ce jour pas connue. L'identification du rôle de ces gènes nous amenera a mieux comprendre leur mécanisme et ainsi offrir un meilleur suivi de l'anévrysme aux patients. La connaissance approfondie des potentiels acteurs impliqués dans les anévrysmes nous permettra de prévenir les conséquences fatales de la progression de cette pathologie et potentiellement de développer des solutions thérapeutiques.
Procédures
Dans l'EU1, une incision sous la peau au niveau du dos sera réalisée sur animal anesthésié pour implanter une mini-pompe qui délivrera une molécule pendant 28 jours pour induire un anévrysme. La durée de l’acte est de 10 min. Au préalable, sur un groupe d’animaux, il sera administré pendant une semaine dans l’eau de boisson une molécule connue de la littérature pour augmenter l’apparition de l’anévrysme. Pour suivre l'évolution du développement des anévrysmes, une imagerie cardiaque sera effectuée dans l'EU2 soit 10 min par souris.
Impact sur les animaux
La mise en place des pompes à AngII (pompes avec Angiotensine II qui est un hypertenseur) peut induire un léger stress à la souris. La suture peut être irritée légèrement. En fin de traitement, une possible dissection aortique peut survenir et donc une mort subite. Les échographies sont rapides et bien supportées par les animaux. L'un des gènes étudiés entraine la mort de l'animal à la naissance lorsqu'il est totalement absent.
Devenir
tous les animaux sont euthanasiés et des prélèvements de tissus seront effectués post-mortem pour analyses.
Remplacement
Les prélèvements chez l'humain après opérations sont limités en nombre et en nature (seulement des petites parties de la paroi anévrysmale sont retirées par les chirurgiens). Cette pathologie est complexe et fait intervenir de nombreux compartiments du corps humain (vaisseaux, sang) mais aussi des paramètres mécaniques (pression, vitesse). Les animaux et les humains partagent une grande similarité aussi bein sur le plan anatomique, génétique que fonctionnel. De plus, le modèle murin nous permet d'être en mesure de travailler sur des modèles génétiquement modifiés et ainsi de pouvoir moduler et cibler un gène en particulier. Des expériences ont été menées sur des cellules humaines isolées afin de remplacer autant que possible l'utilisation de ces animaux. Cependant, la complexité des mécanismes à l'origine des anévrysmes requiert l'utilisation d'un organisme complet.
Réduction
Nous utilisons l'effectif minimal qui permet d'avoir une puissance statistique pour tester nos hypothèses. Un lot expérimental nécessite 10 souris pour mettre en évidence une différence biologiquement significative. Cet effectif est déduit de nos expériences précédentes. Toutefois, si nous constatons une différence statistiquement significative à un effectif plus faible, nous conclurons l'étude. La production d'animaux nécessaire sera réduite au minimum des besoins expérimentaux.
Raffinement
Nous raffinerons l'environnement des animaux par enrichissement de leur milieu de vie. Les souris auront un accès permanent à de la nourriture ainsi que de la boisson. Nous veillerons à ce que les animaux ne soient pas laissé isoler dans les cages durant toutes les expériences afin de ne pas perturber les groupes souciaux. Les animaux seront anesthésiés et analgésiés lors du projet pour couvrir les douleurs opératoires. De plus, les yeux seront couverts d'ocrygel pour eviter la déshydratation des yeux. Une surveillance quotidienne sera efféctué par l'expérimentateur ainsi que le personnel de l'animalerie, cette surveillance pourra être augmentée en cas de nécéssité. Le suivi sera quotidien. Nous établirons une grille d'évaluation des effets/nuisances susceptibles de toucher les animaux. Les critères observés seront l’apparence, le comportement, la mobilité et la perte poids. Les animaux recevront une injection d'un anti-douleur toutes les 8 heures pendant 2 jours en cas de besoin. En cas de déshydratation, les animaux recevront une injection de sérum physiologique au niveau de l’abdomen. Lors du transport des animaux de l'EU1 à l'EU2, nus ferons ce transport à pied (5min), à l'abri des regards, avec des hydrogels dans les cages et un peu de nourriture et des igloos en carton pour éviter le stress.
Choix des espèces
Les lignées murines impliquant les 4 gènes étudiés ont déjà été générées et nous y avons accès. De nombreux modèles murins ont déjà été décrits et développés pour les AAT nous permettant ainsi de comparer les modèles entre eux afin de mieux comprendre les mécanismes sous jacents. Les animaux seront utilisés au stade adulte (12 semaines), car les anévrismes de l’aorte thoracique se déclarent majoritairement chez l’Homme adulte et chez la souris à 12 semaines.
Comorbidités des rhumatismes inflammatoires chroniques : physiopathologie et traitements.
- Recherche appliquée
- Troubles cardiaques
- Troubles gastrointestinaux
- Troubles immunitaires
- Troubles respiratoires
- Recherche fondamentale
- Multisystémique
- Oncologie
- Système cardiaque
- Système endocrinien
- Système gastrointestinal
- Système immunitaire
- Système musculosquelettique
- Système nerveux
- Système respiratoire
Rats : 1750
1 750 rats et 750 souris vont être utilisés, tous tués à l'issue, dont 1 650 dans des procédures impliquant un niveau de souffrance sévère. Une arthrite leur est provoquée, avec érythème et gonflement des pattes, perte de poids, écoulements des yeux et du nez, mobilité réduite et vocalises que le porteur lit comme les signes d'un état de souffrance plus marqué. S'y ajoutent, selon les groupes, une marche rapide de trente minutes par jour sur tapis roulant pendant plusieurs semaines, des séances de rotarod, un spray froid appliqué sur les pattes, des gavages et un cathétérisme de la carotide sous anesthésie suivi de la mise à mort. Le projet porte sur les maladies concomitantes de la polyarthrite rhumatoïde, et le porteur justifie l'usage de deux espèces par le fait que les cultures cellulaires, les organoïdes et les approches in silico ne permettraient pas d'évaluer l'influence du sexe biologique, qu'il juge "indispensable" à la valeur prédictive des résultats.
Objectifs
Notre projet est un projet de recherche fondamentale, préclinique, qui vise à identifier des nouveaux traitements pour les patients atteints de rhumatismes inflammatoires chroniques (RIC). Ces maladies, dont les plus fréquentes sont la polyarthrite rhumatoïde et les spondyloarthrites, sont des maladies inflammatoires causées par un dérèglement du système immunitaire. Les patients souffrent de douleurs et de déformations de leurs articulations qui entraînent un handicap et a des conséquences socio-professionnelles importantes. Il est moins connu que ces patients développent également des pathologies concomitantes à leur maladie rhumatismale (comorbidités), qui réduisent l’espérance de vie, telles les comorbidités cardiovasculaires (infarctus du myocarde, accident vasculaire cérébral, insuffisance cardiaque) ou altèrent encore plus leur qualité de vie, comme les comorbidités cognitives (troubles de la mémoire, dépression) et les comorbidités intestinales (inflammation intestinale). Alors que beaucoup de données scientifiques sont disponibles sur les mécanismes et traitements du problème articulaire de ces patients, très peu d’études ont été consacrées à la prise en charge spécifique de ces comorbidités. Les effets des traitements antirhumatismaux sur ces comorbidités sont inconnus ou controversés, et aucun traitement spécifique de ces comorbidités n’a été pour l’instant identifié. Pour ces raisons, ce projet a pour objectif de comprendre les mécanismes impliqués dans les comorbidités associées aux RIC et d’identifier d’autres options thérapeutiques innovantes. Il mettra en œuvre plusieurs modèles animaux d’arthrite, chez le Rat ou la Souris, qui sont complémentaires les uns des autres vis-à-vis des comorbidités à étudier. Sur la base des données de la littérature, et selon les mécanismes que nous aurons identifiés, différentes approches thérapeutiques seront évaluées chez les animaux souffrant d’arthrite : approches médicamenteuses (voie orale ou voie injectable) et approches non médicamenteuses (cryothérapie appliquée sur les pattes, ou activité physique à un temps de l’arthrite compatible avec cette pratique). Il est attendu que toutes les approches qui seront testées n’aient soit pas d’effet aggravant de l’arthrite, soit réduisent l’intensité de l’inflammation articulaire.
Bénéfices attendus
Les résultats de ce projet permettront d’envisager une meilleure prise en charge des patients atteints de rhumatismes inflammatoires chroniques, de réduire la surmortalité associée à leur maladie et d’améliorer leur qualité de vie.
Procédures
Interventions non-invasives. Cette catégorie d’intervention est réalisée soit sur un animal vigile, soit sur un animal anesthésié. Elle n’engendre pas de douleur, mais uniquement une gêne à la nouveauté de l’expérience. La durée varie selon l’intervention, voir le tableau suivant. En cas d’intervention qui demande une contention des animaux, une phase d’habituation est programmée au préalable. Par exemple : - Mesure de pression artérielle à la base de la queue : habituation, en condition vigile, quelques minutes à chaque mesure. - Marche rapide sur tapis roulant : habituation, en condition vigile, 30 minutes /jour, pendant plusieurs semaines - Rotarod (coordination sur tige tournante) : habituation, en condition vigile, 5 à 10 minutes /jour, pendant plusieurs jours - ECG : sous anesthésie gazeuse, pendant quelques minutes, le réveil s’effectue 2 à 3 minutes après l’arrêt de l’exposition à l’anesthésique Application ou administration de traitements Si le traitement est administré par voie parentérale, une douleur similaire à la douleur d’une piqûre d’une aiguille est engendrée. Autrement, les conditions d'applications dépendent du type de traitement. Par exemple : -Cryothérapie par spray froid sur les pattes après contention manuelle en condition vigile pendant quelques minutes. - Injection sous-cutanée, intra-péritonéale, intradermique après contention manuelle vigile en moins d’une minute, - Gavage après contention manuelle en condition vigile en moins d’une minute - Administration orale par eau de boisson : dans la cage, en condition vigile avec accès à volonté au biberon -Administration orale dans la nourriture : dans la cage vigile avec ccès à volonté à la mangeoire. Pour les modèles d’arthrite générant une douleur et une atteinte articulaire, un soin particulier sera apporté aux animaux lors de la manipulation. Un système de points limites définit au préalable le seuil de souffrance à ne pas dépasser. Sa détermination quotidienne permet de suivre le bien-être de l’animal et d’envisager sa mise à mort, le cas échéant. Procédures chirurgicales : cathétérisation carotidienne, mesure de la courbe pression-volume cardiaque. Ces procédures doivent respecter les aspects réglementaires définis : sous anesthésie générale, après analgésie, avec température contrôlée, et respiration vérifiée, par un expérimentateur habilité à la chirurgie expérimentale. L’animal est mis à mort à la fin de la procédure.
Impact sur les animaux
Dans la procédure 1 de gravité sévère, une perte de poids et des écoulements nasaux sont observés au moment du développement d’arthrite et associés à l’apparition d’érythème et de gonflements des pattes antérieures et postérieures. Une douleur est associée à l’arthrite, et la mobilité des animaux est réduite lors de la phase inflammatoire de la maladie. Des écoulements au niveau des yeux et l’expression de vocalises peuvent apparaitre traduisant un état de stress et de souffrance plus marqué. A une phase plus tardive, des croutes cutanées peuvent apparaitre au point d’injection au niveau de la queue. Cette procédure étant considérée « sévère » au cours des phases inflammatoires des modèles d’arthrite, un suivi journalier de points limites est appliqué pendant ces phases inflammatoires. Dans les procédures 2 et 3 de classe légère, les administrations multiples par voie sous-cutanée ou intrapéritonéale peuvent aussi engendrer un inconfort pour les animaux. Ainsi, les injections doivent se faire à différents points afin de ne pas sursolliciter une seule région. L'état des points d'injection doit être vérifié le lendemain de chaque administration.
Devenir
Notre démarche de recherche inclut des explorations fonctionnelles chez l’animal vigile ou anesthésié. Mais elle implique aussi des explorations biomoléculaires sur les tissus d’intérêt. Ainsi, à l’issue de chaque procédure nous avons besoin de collecter les organes/tissus afin de réaliser des analyses. Tous les animaux de ce projet sont donc mis à mort à l’issue des procédures.
Remplacement
L’utilisation du modèle animal est nécessaire car la compréhension de nouveaux mécanismes tissulaires/moléculaires et l’étude de nouvelles approches thérapeutiques ne peuvent pas être d’emblée réalisées chez les patients, et nécessite des explorations à des stades précliniques de la maladie, irréalisables chez le patient. Les méthodes d’analyses in vitro sur cellules ou organoïdes en culture, ou in silico, ne reproduisent pas intégralement les communications complexes inter-organes (nerveuses, endocrines, immunologiques) impliqués dans les RIC et ne permettent pas d’évaluer l’influence du sexe biologique, indispensable pour garantir la valeur prédictive des résultats chez l’humain.
Réduction
Le nombre d’animaux se base sur le nombre de modalités thérapeutiques qui seront testées, avec notamment la notion d’effet-dose pour les études pharmacologiques, le nombre requis d’animaux selon la procédure réalisée (qui tient compte de la variabilité de la technique de mesure et du test statistique utilisé), et la nécessité d’étudier la variabilité liée au sexe pour des paramètres qui n’ont jamais fait l’objet d’études antérieures de l’influence du sexe biologique en cas d’arthrite. Des effectifs plus réduits seront utilisés pour les expériences préliminaires de recherche de doses efficaces des nouveaux médicaments, ou pour l’apprentissage de techniques d’exploration fonctionnelles complexes. Dans la mesure du possible, les techniques non invasives d’évaluation de la comorbidité d’intérêt seront toujours privilégiées aux mesures invasives. Pour chaque expérience, une banque de tissus sera réalisée afin de ne pas répéter ultérieurement des expériences.
Raffinement
Un raffinement sera apporté à chaque procédure afin de limiter le stress des animaux. Les effets de l’arthrite et des traitements sur les différentes comorbidités seront évalués à l’aide de différents tests, dont certains seront réalisés chez l’animal anesthésié et analgésié. Les modèles d’arthrite pouvant générer une douleur, un soin particulier sera apporté aux animaux lors de leur manipulation, un suivi clinique sera effectué, l’accès à la nourriture sera facilité. Quotidiennement, la détermination de points limites est réalisée afin de limiter la souffrance animale, en procédant à la mise à mort de l’animal selon le niveau de souffrance atteint. Cette évaluation sera réalisée conjointement avec la structure du bien-être animal, et éventuellement après sollicitation du Vétérinaire, le cas échéant. Pour les procédures nécessitant une anesthésie de l’animal, un tapis chauffant sera utilisé pour prévenir l’hypothermie.
Choix des espèces
Nos travaux s’intéressent à deux types de maladies inflammatoires chroniques : polyarthrite rhumatoïde et spondylarthropathie. Le Rat et la Souris sont les espèces de référence pour modéliser ces pathologies et ses comorbidités. La Souris offre en plus l’avantage de créer des lignées transgéniques permettant d’étudier l’effet de l’altération ou de rajout partiel ou total d’un gène codant une protéine d’intérêt. Dans tous nos modèles, les animaux sont utilisés à l’âge adulte. Dans tous nos modèles, les animaux sont utilisés à l’âge adulte, entre 6 semaines et 5 mois.
Exploration morphologique et fonctionnelle du système cardiaque de souris modèles pour les albinismes oculocutanés de type 3 et 8
- Recherche fondamentale
- Organes sensoriels
- Système cardiaque
Anesthésiées pour une échographie cardiaque de dix minutes puis tuées avant tout réveil, 192 souris porteuses de mutations liées à l'albinisme oculocutané entrent dans ce projet. Aucune chirurgie ni traitement autre que l'anesthésie n'est prévu, et le cœur est prélevé ensuite pour analyse moléculaire et tissulaire. Le porteur cherche des anomalies cardiaques qu'il décrit lui-même comme "discrètes" et sans impact sur la viabilité ni la physiologie générale des animaux, la forme d'albinisme la plus rare visée ici comptant moins d'une dizaine de cas recensés dans le monde. Le choix de la souris tient à la présence de mélanocytes dans son cœur, absents chez les vertébrés non mammifères.
Objectifs
Le laboratoire étudie deux nouveaux modèles murins d’une maladie génétique rare, l’albinisme oculocutané. Ces modèles ont été caractérisés principalement sur le plan ophtalmologique. Par ailleurs, des données de la littérature montrent que la souris albinos standard) présente des anomalies cardiaques avec perte d’élasticité des fibres dues à l’absence de pigment au niveau des valves cardiaques. La composition en pigment est altérée chez les patients et les modèles d’OCA3 et OCA8, de telle sorte que des intermédiaires toxiques sont susceptibles de provoquer des anomalies cardiaques spécifiques mais discrètes n’ayant aucun impact sur la viabilité et la physiologie générale. L’objectif de ce projet est de comparer sur le plan morphologique et fonctionnel le cœur des 3 modèles représentant des types distincts d’albinisme par rapport aux individus de référence en estimant la sévérité des phénotypes de chacun des modèles.
Bénéfices attendus
La forme d’albinisme oculocutané de type 8 (OCA8) est très rare. Nous avons identifié les premiers patients OCA8 en 2020 et moins d’une dizaine de cas sont recensés dans le monde depuis. OCA3 est un peu plus représenté, notamment en Afrique. Les modèles murins ont montré des anomalies au niveau cutané et ophtalmologique. Il est attendu que les intermédiaires de pigment accumulés chez ces modèles résultent en une toxicité cellulaire et tissulaire. La mise en évidence d’anomalies cardiaques spécifiques sera une indication pour un suivi cardiaque rapproché des patients souffrant d’une de ces formes rares d’albinisme.
Procédures
Les animaux seront soumis à l’échographie de type Ultrafast sous anesthésie (durée : 10 minutes). Aucune chirurgie ou traitement autre que l’anesthésie n’est prévue.
Impact sur les animaux
Des animaux en bonne santé et dont l’anesthésie ne présente pas de risque seront sélectionnés. Les nuisances pouvant être attendues sont celles que l’on retrouve lors d’une anesthésie générale gazeuse à l'isoflurane. Pas d’effet indésirable reconnu lié à l’utilisation des ultrasons. Les animaux ne présentent pas de phénotype dommageable connu.
Devenir
Après exploration par échographie Ultrafast, les animaux anesthésiés seront euthanasiés. Puis les tissus cardiaques seront échantillonnés pour analyse moléculaire et tissulaire.
Remplacement
Le rôle de la pigmentation des valves sur l’élasticité des fibres doit être exploré sur in vivo. Le modèle animal d’albinisme doit donc présenter un cœur avec des mélanocytes tapissant les valves et 4 cavités : 2 oreillettes, 2 ventricules, ce qui n’est pas le cas des autres animaux modèles potentiels
Réduction
Le nombre nécessaire et suffisant d’animaux pour une validation scientifique a été estimé en prenant en compte l’analyse statistique qui devra être menée pour comparer sur un mode quantitatif l’effet des différents variants
Raffinement
Les mesures de raffinement sont mises en place au cours de l’hébergement (cage collective sur portoir ventilés, 5 animaux maximum, litière et enrichissement adapté). Les animaux photosensibles au niveau de la rétine sont hébergés en éclairage réduit (cages en bas de rack non directement exposées aux néons de la pièce). Un suivi quotidien sera réalisé par des personnes formées, compétentes et soucieuses du bien-être animal, basées notamment sur l’apparence physique externe, la prise de poids et le comportement. Ces contrôles permettent de repérer tout animal en souffrance, d’en avertir le responsable du projet et de prendre les mesures appropriées. Afin d’éviter toute souffrance, les animaux seront anesthésiés et analgésiés quand nécessaire et des points limites seront déterminés afin de réduire la souffrance et/ou d’interrompre le protocole en cas d’apparition de signes de détresse. La réalisation de l’échographie sera réalisée sous anesthésie générale.
Choix des espèces
La souris présente des mélanocytes au niveau cardiaque au contraire des vertébrés non mammifères. Des données récentes de la littérature montre que ce modèle est approprié pour le projet. Les animaux seront utilisés à l’âge adulte, entre 2 mois et 6 mois.
Conséquences neurobiologiques des dérégulations liées au stress sur la barrière-hémato-encéphalique
- Recherche appliquée
- Troubles nerveux
- Recherche fondamentale
- Éthologie / comportement / biologie animale
- Oncologie
- Système cardiaque
Pour reproduire chez le rongeur des défauts de mémoire proches de ceux du trouble de stress post-traumatique, 1 200 souris vont être utilisées, dont 850 dans des procédures impliquant un niveau de souffrance sévère, toutes tuées à l'issue pour prélever des échantillons. Elles reçoivent une injection quotidienne pendant cinq jours, une injection d'hormone du stress, puis une injection intraveineuse de traceur. Viennent ensuite trois tests comportementaux d'environ trois heures étalés sur trois jours, que le RNT ne nomme pas, tandis que les injections intrapéritonéales et la contention sont reconnues comme sources de douleur et de stress. Le porteur justifie le recours à la souris par sa proximité phylogénétique avec l'espèce humaine et par le fait que la plupart des données sur les comportements liés au stress reposent déjà sur elle.
Objectifs
Ce projet s’intéresse aux effets négatifs du stress lorsqu’il est intense et explore les conséquences biologiques associées. Cette recherche s’inscrit dans l’étude des maladies liées au stress telles que le trouble de stress post-traumatique (TSPT). Plus spécifiquement, notre objectif est de mieux comprendre les changements biologiques qui surviennent dans les situations de stress élevé. Pour ce faire, nous utilisons un modèle animal qui mime des défauts de mémoire similaires à ceux observés chez les patients souffrant de TSPT. De plus, nous souhaitons étudier les effets de ces changements biologiques sur la barrière hémato-encéphalique (BHE), qui représente la porte d’entrée du sang vers le cerveau. La qualité de cette barrière dépend de plusieurs types de cellules qui protègent le cerveau des pathogènes et des molécules toxiques présents dans le sang. Ce projet s’intéressera donc également au lien qui existe entre ces différents types de cellules et les défauts de mémoire observés dans notre modèle animal. Ainsi, cette étude, en lien avec des résultats récents obtenus chez l’humain, permettra de définir de nouvelles cibles biologiques afin d’offrir des solutions thérapeutiques innovantes aux patients souffrant de TSPT.
Bénéfices attendus
Ce projet nous permettra de mieux comprendre les effets du stress via des changements biologiques dans différentes populations de cellules sur la qualité de la barrière hémato-encéphalique. Si nous observons un mécanisme d’action précis sur la qualité de cette barrière, le développement de traitement visant à réparer la barrière pourrait être envisagé comme traitement lors de l’exposition à un stress intense. De plus, une meilleure compréhension des maladies liées au stress est nécessaire afin de faire évoluer les méthodes de prévention, de diagnostique et de traitement de ces maladies de plus en plus prévalentes
Procédures
Seront effectués une injection par jour pendant 5 jours de solution permettant d'inactiver une protéine, une injection d'hormone du stress, 3 tests de comportements d’une durée d’environs 3h étalé sur une période de 3 jours et 1 injection intra-veineuse
Impact sur les animaux
L’administration des substances par voie intra-péritonéale ainsi que la contention nécessaire à la réalisation des administrations entrainent des douleurs et du stress. Les injections de traceurs en intra-veineux peuvent induire un hématome et de la douleur, et l’anesthésie une hypothermie. Des nuisances pourraient survenir à la suite des procédures pour cela des fiches de suivi adaptées permettant d’estimer la souffrance des animaux seront utilisées.
Devenir
A la fin de chaque procédure les animaux seront mis à mort afin de récupérer les échantillons nécessaires pour les analyses proposées dans ce projet.
Remplacement
Il est possible en amont de tester nos hypothèses moléculaires sur des modèles in vitro (cellule en cultures), malgré leurs limitations : 1) ce n’est pas un organisme vivant mais un ensemble de cellules et 2) il n’y a pas de comportements observables et comparables aux conditions humaines. Nous avons utilisé ces méthodes in vitro afin de pré-valider nos hypothèses dans ce projet. L’utilisation d’animaux se justifie par l’impossibilité de remplacer pour plusieurs raisons. 1) Aucune alternative ne permet de se passer de l’utilisation de modèles animaux lorsqu’il s’agit d’étudier des comportements liés au stress. 2) L’organisation du système nerveux central de cette espèce est assez proche de celle de l’Homme, ce qui permet une extrapolation acceptable des résultats obtenus chez ces espèces à l’espèce humaine.
Réduction
Dans le cadre de la stratégie de réduction, notre expérience au sein du laboratoire nous a permis de déterminer qu’un nombre de 10 souris par groupe expérimental est nécessaires pour les prélèvements et analyses ex vivo et qu’un nombre de 15 souris par groupe expérimental et par sexe est nécessaires pour les analyses comportementales, afin d’obtenir des données représentatives de l’échantillon de population. De plus, nous utiliserons des souris mâles et femelles afin de déterminer d’éventuelles différences liées au sexe. Le cas contraire, les données des mâles et des femelles seront regroupées de sorte à augmenter le nombre d’individu par groupe pour étudier les effets du test. Les tests statistiques consisteront au préalable en un test de normalité, puis en un test d’analyse de variance à deux facteurs, suivi si besoin de tests post-hoc. Dans le cas où les données ne suivraient pas une distribution normale, des alternatives non-paramètriques aux tests cités ci-avant seront réalisées.
Raffinement
Les animaux feront l’objet d’une surveillance quotidienne. La manipulation des animaux et les soins éventuels seront prodigués par des personnes habilitées à l’expérimentation animale et compétentes, en accord avec la grille de score des points limites. De plus, une personne habilitée sera en charge de vérifier quotidiennement, weekend inclus, le pourcentage d’humidité dans l’air et la température, ainsi que le niveau sonore (si un bruit anormal survient) dans les pièces d’hébergement et d’expérimentation afin de détecter d’éventuelles nuisances et alerter les personnes compétentes pour pallier à celles-ci. A leur arrivé dans l’animalerie, les souris seront maintenues en cages d’hébergement collectives en présence d’enrichissement (carrés de cellulose, sizzle, tunnels en carton), et ce jusqu’à une semaine avant le début des expériences. Durant le déroulement des expériences les animaux seront gardés au minimum deux par deux, dans des cages transparentes et rapprochées les unes des autres afin de maintenir des contacts olfactifs et visuels entre les animaux et en présence du même enrichissement. De plus, les animaux seront manipulés par un expérimentateur habilité à l’aide des tunnels en carton, afin de réduire le stress lié à cette manipulation. Les expériences seront réalisées dans une pièce dédiée dans l’animalerie.
Choix des espèces
- La grande majorité des données relatives aux comportements liés au stress sont basées sur l’utilisation de la souris. - La validation des tests en termes de conditions comportementales et pharmacologiques étant déjà réalisées chez la souris, ceci permettra de réduire le nombre d’animaux utilisés dans ce projet. - La souris est un mammifère qui présente une bonne proximité phylogénétique avec l'espèce humaine et certains de ses comportements peuvent être rapprochés de ceux de l’espèce humaine. - La souris offre de nombreuses possibilités d’animaux transgéniques permettant d’étudier l’effet de molécules/facteurs sur le système nerveux central via l’étude du comportement. Tous les animaux utilisés seront de jeunes adultes (âgés de 10 à 16 semaines environ) car les systèmes étudiés ne subissent pas à cet âge de modifications, comme celles survenant au cours du développement ou au cours du vieillissement, ce qui limite la variabilité intrinsèque des mécanismes étudiés dans ce projet.
Impact des lipides plasmalogènes et de leur synthèse sur le développement de l’athérosclérose chez un modèle de souris susceptible à l’athérosclérose
- Recherche fondamentale
- Système cardiaque
Génétiquement modifiées pour développer une athérosclérose, 132 souris sont irradiées pendant trente minutes, ce qui détruit les cellules de leur moelle osseuse avant une greffe qui les repeuple. Les procédures impliquent un niveau de souffrance modéré et associent l'immunodépression, quatre semaines d'antibiotiques dans l'eau de boisson, une perte de poids, des troubles digestifs, un grisonnement des poils et seize semaines de régime riche en cholestérol. Le porteur qualifie l'irradiation d'indolore et les plaques formées dans les vaisseaux d'"indolores et asymptomatiques". Toutes sont tuées par ponction du cœur sous anesthésie, pour prélever ces plaques et les valves aortiques.
Objectifs
Les maladies cardiovasculaires, comme l’athérosclérose, sont la principale cause de mortalité dans le monde. L’athérosclérose se produit lorsque des plaques graisseuses (issues des lipides) se forment dans les artères, bloquant le flux sanguin et augmentant le risque de crise cardiaque ou d’AVC. En réponse à cette accumulation de graisses, la paroi artérielle devient inflammée, activant des cellules immunitaires appelées macrophages, qui sont responsables de l’élimination des particules nocives dans l’organisme. Cependant, dans les plaques, les macrophages eux-mêmes absorbent trop de graisses, contribuant ainsi à l’emballement de la croissance de la plaque. Les traitements actuels ne réduisent que partiellement le risque cardiovasculaire, il est donc urgent de trouver de nouvelles approches. Récemment, des chercheurs ont identifié des lipides complexes, appelées plasmalogènes, qui sont associées au risque cardiovasculaire. Les niveaux de plasmalogènes dans le sang pourraient être un bon indicateur du risque de maladie cardiovasculaire. Cependant, on ne sait pas encore avec certitude si les plasmalogènes jouent un rôle direct dans l’athérosclérose et l’inflammation qui l’accompagne, ni leur rôle dans les cellules immunitaires que sont les macrophages. Ce projet nous aidera à comprendre comment les plasmalogènes, qui sont très présents dans les macrophages, pourraient contribuer au développement de l’athérosclérose en modulant des étapes clés de la maladie. Le développement de l’athérosclérose sera examiné dans un modèle de souris génétiquement modifiées prédisposées à la maladie, et dont le système immunitaire uniquement verra sa quantité de plasmalogène soit inchangée, soit partiellement réduite, soit totalement. Ces souris seront nourries avec un régime riche en cholestérol, nécessaire au déclenchement de la maladie. Ce modèle d’athérosclérose est similaire au développement de la maladie chez l’Homme.
Bénéfices attendus
Chez l’homme, l’athérosclérose est un facteur de risque majeur dans les maladies cardiovasculaires, qui est la première cause de mortalité. Les moyens thérapeutiques actuels ne permettent de réduire le risque cardiovasculaire que partiellement. Il est donc crucial de trouver de nouvelles de pistes thérapeutiques. Ce projet permettra de connaître davantage la composition en lipides des plaques, de comprendre les interactions complexes des plasmalogènes au niveau du système immunitaire sur le développement de la maladie, et de confirmer leur importance dans les maladies cardiovasculaires. Ces éléments permettraient une meilleure compréhension du développement de l’athérosclérose, et pourrait mettre en lumière de nouvelles pistes ou cibles thérapeutiques pour le développement d’éventuels traitements, qui restent à ce jour encore relativement limités.
Procédures
- Prise de sang (2 prélèvements ponctuels, de moins de 5 min chacun, espacés de 5 semaines) - Transport (1h, 1 aller-retour) - Irradiation (30 min) - Injection intraveineuse caudale unique et ponctuelle (greffe, 1 injection bolus,
Impact sur les animaux
De faibles douleurs, de courte durée, peuvent être occasionnées lors des prises de sang par voie caudale et de l’injection intra-veineuse. Un tube de contention sera utilisé pour l’injection intra-veineuse afin d’éviter tout mouvement indésirés de l’animal, minimiser le temps de contention et favoriser le bon déroulement de l’injection. Cette contention entraine une gêne provisoire de quelques minutes et peut être stressante pour l’animal. Les animaux seront manipulés de manière hebdomadaire pour effectuer les pesées. L’irradiation entraine les effets suivants : - Immunodépression : destruction des cellules de la moelle osseuse entrainant un risque infectieux augmenté. Cet effet disparaitra lorsque la prise de greffe de moëlle osseuse sera effective. Afin d’éviter les infections lors cette phase d’immunodépression transitoire, les souris recevront une antibiothérapie durant 4 semaines. Ce traitement peut entrainer certains effets secondaires propres à l’antibiotique (principalement des réactions allergiques, cependant rares). - Affaiblissement général se traduisant par une perte de poids et de la fatigue. - Atteintes intestinales : L'irradiation peut endommager les cellules épithéliales du tractus gastro-intestinal, pouvant entrainer des troubles digestifs et une absorption réduite des nutriments (contrôlé par une pesée régulière). De nouveau cet effet est transitoire grâce au renouvellement naturel et constant des cellules épithéliales. - Altération de la peau et des poils : Grisonnement localisé des poils possible et ralentissement de la repousse. Le transport aller-retour vers la plateforme d’irradiation (moins de 20 minutes) est stressant pour les souris.
Devenir
La mise à mort des animaux est nécessaire pour la détermination des lésions. Les plaques dans les vaisseaux sanguins seront prélevées post-mortem pour en déterminer la composition. Les valves aortiques situées au niveau du cœur seront prélevées afin de déterminer l’étendues des plaques.
Remplacement
L’athérosclérose est une maladie complexe qui ne peut pas être mimée in vitro. Elle implique des interactions entre l’inflammation, les lipides, le cholestérol, le flux sanguin, mais également entre différents tissus comme le foie ou le tissu adipeux. Il est possible in vitro d’étudier ces différents acteurs impliqués dans cette maladie séparément, mais seule l’utilisation de modèles animaux présentant une athérosclérose proche de celle de l’Homme peut permettre de tenir compte de tous ces éléments ensembles, et ainsi permettre une meilleure compréhension globale de cette maladie. Le modèle de souris prédisposées à l’athérosclérose utilisé dans ce projet est un modèle bien décrit dans la littérature pour l’étude du développement de l’athérosclérose, et est transposable au développement de la maladie telle qu’elle est observée chez l’homme. De plus, le métabolisme des lipides entre l’homme et la souris est bien connu et fortement similaire chez les deux espèces.
Réduction
Un modèle mathématique, tenant compte de nos variables d’intérêts ainsi que les différences nécessaires afin de pouvoir conclure à de réelles différences entre nos groupes, nous a permis de réduire le nombre d’animaux à 11 par groupe, ce chiffre correspondant au nombre minimum nécessaire pour avoir des données exploitables par la suite. Les différences attendues sont des différences dans la formation des plaques dans les vaisseaux sanguins ainsi que des paramètres qui lui sont associées. Les expériences seront réalisées chez des souris mâles et femelles afin de tenir compte du dimorphisme sexuel. Enfin les expériences seront répétées une deuxième fois afin de confirmer la reproductibilité des résultats obtenus.
Raffinement
Le transport est stressant pour les souris. Tout sera fait pour limiter l’inconfort et le stress des animaux pendant cette étape (Enrichissement, gel diet, voiture climatisée). L’irradiation est quand-a-elle indolore. Les souris seront transférées dans de nouvelles cages propres à leur retour et un temps de repos de 2h minimum sera respecté pour limiter un stress trop important. Ce délai est nécessairement court puisque la greffe doit être rapidement effectuée. L’irradiation supprime le système immunitaire. 2 à 4 semaines sont nécessaire à la greffe pour fournir de nouveau un système immunitaire entièrement fonctionnel. Ceci sera pallié par 4 semaines d’antibiotiques, dilués dans l’eau de boisson et renouvelés quotidiennement, pour limiter le risque infectieux. Durant cette période, et pendant l’injection de la greffe, tout sera fait pour garder les souris dans un environnement propre et exempt de pathogènes. L’injection et les différentes prises de sang se feront après application d’un anesthésique local. Un tube de contention conçu pour restreindre le temps de confinement et le risque de mouvement indésirable de la souris pendant l’injection sera utilisé afin de réduire le temps de manipulation des souris. Le prélèvement sanguin terminal par ponction intracardiaque se fera sous anesthésie gazeuse, la souris sera maintenue à 37°C via un plateau chauffant le temps de la ponction, de la lidocaïne sera appliquée localement sur le site d’insertion de l’aiguille. L’animal sera ensuite euthanasié pour effectuer les différents prélèvements. Le milieu d’hébergement sera enrichi (objet pour se cacher, nid). Les animaux seront hébergés en groupe de 5 à 10. La mise sous régime riche en cholestérol entrainera la formation de plaque dans les vaisseaux sanguins des souris, celles-ci sont indolores et asymptomatiques.
Choix des espèces
Le modèle de souris prédisposées à l’athérosclérose utilisé dans ce projet est un modèle bien décrit dans la littérature pour l’étude du développement de l’athérosclérose, et est transposable au développement de la maladie telle qu’elle est observée chez l’homme. De plus, le métabolisme des lipides entre l’homme et la souris est bien connu et fortement similaire chez les deux espèces. Des animaux adultes (8 semaines) seront utilisés, l’athérosclérose étant une maladie s’installant sur le temps et touchant la population adulte.
Identification des facteurs sanguins et mécanismes régulant la neurogenèse dans le cadre du vieillissement et la dépression.
- Recherche appliquée
- Troubles cardiaques
- Troubles nerveux
- Recherche fondamentale
- Autre recherche fondamentale
- Éthologie / comportement / biologie animale
- Oncologie
- Système cardiaque
- Système nerveux
1 824 souris vont être utilisées, toutes tuées pour des analyses histologiques, 1 152 dans des procédures impliquant un niveau de souffrance sévère et 672 dans des procédures modérées. Elles subissent des chirurgies d'environ une heure, sept tests comportementaux totalisant 54 minutes par animal, des injections quotidiennes, des gavages et jusqu'à deux prélèvements de sang, une partie recevant de la corticostérone en continu pour reproduire un état dépressif. Le porteur décrit une possible rétention d'eau, des altérations du pelage, des troubles digestifs et des risques d'infection ou d'inflammation après injection dans le cerveau. Les retombées annoncées, mieux traiter la dépression des personnes âgées, restent à l'état de perspective, quand le porteur affirme que les modèles in vitro ou informatiques ne peuvent pas reproduire cette complexité.
Objectifs
Le vieillissement est un facteur de risque de la dépression en altérant progressivement les fonctions cérébrales et vasculaires. Au fil du temps, certaines fonctions se dégradent et la production de nouvelles cellules nerveuses diminue. A l’heure actuelle, les mécanismes sous-jacents restent méconnus. Dans ce projet, nous cherchons d'abord à restaurer certaines fonctions en augmentant le niveau d’une protéine dans le sang, en vue des résultats antérieurs montrant que cette protéine favorise la régénération des vaisseaux sanguins chez les souris âgées. Ensuite, nous visons à atténuer les effets de la dépression liée à l'âge en utilisant un médicament pour éliminer les cellules souches neurales sénescentes. Nous voulons approfondir notre compréhension de ces traitements pour mieux traiter la dépression chez les personnes âgées.
Bénéfices attendus
En cherchant à comprendre quels sont les mécanismes sous-jacents à un déclin de la neurogenèse associé à un état dit-dépressif lié à l’âge, Cette étude permettra d’une part d’améliorer notre connaissance et notre compréhension de la physiopathologie de la dépression et d’autre part essayer de trouver des thérapies spécifiques pour la dépression liée au vieillissement.
Procédures
Les souris seront soumises à plusieurs types d'interventions expérimentales. Parmi celles-ci, certaines impliquent des procédures chirurgicales d’une durée d'environ 1 heure par animal. En plus des interventions chirurgicales, sept tests (durée totale par animal de 54 minutes =, 10+6+2+6+10+5+15 minutes) comportementaux seront réalisés. De plus, un prélèvement sanguin sera effectué sur chaque souris, d'une durée de quelques secondes. Chaque animal subira un maximum de deux prélèvements sanguins, espacés d’un minimum de quatre semaines. Les tests comportementaux sont réalisés sur des animaux vigiles, sans anesthésie, et leur durée varie entre 2 et 15 minutes par souris en fonction du test.
Impact sur les animaux
Les injections quotidiennes de molécule d’intérêt, peuvent entraîner une douleur légère et de courte durée au site d'injection, ainsi que des risques de lésions des vaisseaux sanguins ou des tissus environnants, avec un risque d'infection. La piqûre d'aiguille pour l'injection et les prélèvements sanguins de petit volume nécessitent une contention et une introduction d’aiguille conformément aux bonnes pratiques vétérinaires, ce qui peut également provoquer une douleur légère et temporaire. En outre, la manipulation quotidienne des animaux pour ces procédures peut induire du stress et de l'anxiété, affectant leur bien-être général. Le modèle de dépression induit par l'administration chronique de corticostérone peut présenter une rétention d’eau aboutissant à une augmentation du poids, ainsi que des altérations du pelage. L’administration par gavage d’une molécule d’intérêt peut induire un stress physique, notamment en raison de la répétition de la procédure. Ce traitement pourrait également provoquer des troubles gastro-intestinaux. L'administration dans le cerveau du même traitement, présente des risques spécifiques liés à la chirurgie. L'injection dans le cerveau peut entraîner des complications post-opératoires, notamment un risque d’infection ou des inflammations locales au site d'injection.
Devenir
Tous les animaux seront mis à mort à la fin de chaque procédure car ils ne peuvent être ni réutilisés, ni remplacés, ni adoptés car il est nécessaire de réaliser des études histologiques sur les tissus à l’issue de chaque procédure.
Remplacement
Etant donnée la complexité multifactorielle de la physiopathologie du vieillissement et la dépression ainsi que les mécanismes mis en jeu, les modèles animaux sont indispensables pour étudier cette complexité biologique et les interactions dynamiques des systèmes physiologiques intégrés, qui ne peuvent être reproduites par des modèles in vitro ou informatiques. Ils permettent de reproduire des maladies humaines spécifiques, d'étudier les mécanismes de ces maladies et de tester des traitements de manière réaliste. De plus, les données précliniques obtenues sur des animaux sont cruciales pour valider les découvertes et assurer la sécurité des nouveaux médicaments avant les essais cliniques humains. Toutefois, notre stratégie expérimentale est conçue de manière à réduire le plus possible le nombre d’animaux tout en réduisant tout stress et l'inconfort de l’animal.
Réduction
L’étude statistique impose des cohortes comprenant un nombre suffisant d’animaux afin d’avoir une évaluation pertinente de l’effet des différentes conditions expérimentales sur le comportement. Les taux de perte, ainsi que les amplitudes des effets cage qui ont été considérées seront précisées pour chaque procédure. De plus, nous nous attacherons à décrire au mieux le phénotype des animaux utilisés à l’aide d’une grande batterie de mesures comportementales et physiologiques. Cela nous permettra de réduire la variabilité intra-individuelle de chacun des tests, et ainsi de nécessiter d’un moins grand nombre d’individus pour évaluer l’effet de nos modèles et des traitements. Enfin, lorsque cela s’y prête, nous aurons recours à une étude longitudinale de l’état phénotypique et de la réponse neuronale des individus, ce qui nous permettra également d’augmenter notre puissance statistique et d’avoir besoin de moins d’animaux par groupe.
Raffinement
Tous les efforts seront mis en place pour réduire au maximum toute douleur, souffrance et angoisse des animaux, conformément aux principes de raffinement. La durée d’acclimatation à l’animalerie sera d’au moins une semaine pour permettre aux animaux de s'adapter à leur nouvel environnement et réduire leur stress initial. Les animaux seront surveillés tous les jours par l’expérimentateur et le personnel de l’animalerie. Des points limites seront mis en place. Les souris présentant des signes de douleur seront surveillées tous les jours pour évaluer l'efficacité des interventions et ajuster les soins si nécessaire. Si, malgré les interventions, une souris continue de présenter des signes de souffrance nuisant à son bien-être, et en accord avec le vétérinaire, nous procéderons à l'euthanasie gazeuse pour abréger ses souffrances. Pour réduire le stress associé à l'isolement, parfois nécessaire lors de comportements agressifs entre les individus, les cages d’hébergement seront enrichies avec des éléments tels que des igloos et du coton supplémentaire, offrant ainsi des opportunités de cachette et de nidification pour améliorer le bien-être psychologique des animaux.
Choix des espèces
Le choix d'utiliser la souris comme modèle pour étudier le vieillissement et la dépression repose sur ses similitudes physiologiques avec l'Homme, facilitant la compréhension de ces processus complexes. Sur le plan éthique, bien que la souris présente des différences génétiques et physiologiques avec les humains, elle fournit des données pertinentes pour la recherche biomédicale. En permettant l'étude du vieillissement dès 12 mois et l'induction de la dépression dès 2 mois, la souris offre des résultats rapides tout en minimisant la souffrance animale. Ainsi, son utilisation comme modèle animal dans ces études répond efficacement à des questions scientifiques cruciales tout en respectant les normes éthiques et en maximisant les bénéfices potentiels pour la santé humaine. Les animaux seront utilisés à deux stades de développement spécifiques : jeunes adultes (2-3 mois) et adultes âgés (18-22 mois). Cette sélection permet d'étudier le vieillissement à différents moments critiques de la vie des souris : les jeunes pour établir une base des fonctions biologiques avant les effets du vieillissement, et les adultes âgés pour observer les altérations biologiques plus avancées associées au vieillissement. Cette approche nous permettra d'obtenir une compréhension approfondie des processus physiologiques à différents âges, essentielle pour extrapoler ces résultats à la recherche sur le vieillissement humain et pour développer des stratégies de traitement pertinentes.
Evaluation d’anticorps therapeutiques dans un modèle de choc septique
- Recherche fondamentale
- Multisystémique
- Oncologie
- Système cardiaque
- Système immunitaire
210 souris reçoivent une injection de composant bactérien qui reproduit un choc septique, puis chacune est observée pendant trente heures, d'abord toutes les trente minutes. Les procédures impliquent un niveau de souffrance sévère et s'achèvent par une prise de sang sous anesthésie générale puis la mise à mort, les organes étant prélevés pendant trente minutes pour mesurer les dommages tissulaires. Le porteur annonce une altération de l'état général, un risque d'hypothermie et un risque d'insuffisance respiratoire, comparables à ce qu'endurent les patients en sepsis sévère. Le bénéfice espéré tient dans une preuve de concept, formulée au conditionnel, pour un anticorps qui a déjà montré ses propriétés en culture et dans d'autres modèles murins.
Objectifs
L’objectif de ce projet est de faire la preuve de concept du bénéfice thérapeutique d’anticorps dirigés contre une protéine de la coagulation dans le traitement du sepsis sévère. Le sepsis est causé par une infection qui se repend dans le système vasculaire, entrainant une réponse inflammatoire généralisée et exacerbée. Il peut évoluer vers une forme grave, le sepsis sévère, caractérisée par des dysfonctions d’organes pouvant conduire au décès du patient (dans environ 30% des cas). Actuellement, les traitements disponibles sont surtout palliatifs (pour soulager les symptômes) et il n’existe aucun traitement curatif. Le développement de nouvelles stratégies thérapeutiques du sepsis sévère est donc considéré comme un enjeux majeur. Les processus d’inflammation et de coagulation sont étroitement liés dans l’évolution du sepsis. L'activation de la coagulation, qui est provoquée par une réponse inflammatoire exacerbée, peut induire la formation de thrombus (caillots) qui obstruent la circulation sanguine, augmentant ainsi le risque de défaillance d’organe. De nombreuses études montrent un effet bénéfique de l’utilisation d’anticoagulants dans le traitement du sepsis, mais le risque hémorragique associé à de telles molécules reste un frein à leur utilisation. Notre équipe a récemment identifié un anticorps qui se lie à une protéine de la coagulation et qui présente des propriétés anticoagulantes, mais aussi anti-inflammatoires in-vitro. Nous avons montré, dans des modèles murins, que cet anticorps limite la formation de thrombose, sans augmenter le risque hémorragique. Ces propriétés font de cet anticorps un candidat médicament prometteur pour cette pathologie, ce que nous cherchons à démontrer avec ce projet.
Bénéfices attendus
Si ce projet permet de faire la preuve de concept d’un bénéfice thérapeutique de l’anticorps que nous avons identifié dans le traitement du sepsis sévère dans un modèle murin, cela ouvrirait de nouvelle perspectives toute à fait intéressantes pour le traitement de cette pathologie chez l’Homme.
Procédures
Dans ce projet les animaux seront traités avec un composant bactérien pour mimer les réponses immunitaires et inflammatoires observées chez l’homme lors d’un sepsis sévère. Ce composant bactérien sera administré pendant 1 minute une fois par voie intrapéritonéale à l'initiation du modèle. Puis certains animaux seront traités avec les anticorps à tester 30 minutes après l'injection du composant bactérien, administrés une fois par voie intraveineuse sous anesthésie . L’observation clinique des animaux durera 30 heures après induction du modèle. A l’issue de l’expérimentation, un prélèvement sanguin de 2 minutes sera réalisé sous anesthésie générale, puis les animaux seront euthanasiés, toujours sous anesthésie générale. Les organes seront alors prélevés pendant 30min pour procéder à une analyse des dommages tissulaires.
Impact sur les animaux
L’administration de composé bactérien permettant de mimer les réponses immunitaires et inflammatoires observées chez l’homme lors d’un sepsis sévère entrainera des effets cliniques comparables à ceux observés chez les patients atteints de sepsis sévère, avec notamment une altération de l’état général des animaux, un risque d’hypothermie et un risque d’insuffisance respiratoire.
Devenir
Tous les animaux seront euthanasiés à l'issue de l'expérimentation, soit 30 heures après l'induction du modèle. L’euthanasie des animaux est nécessaire pour le prélèvement du sang et des organes pour l'analyse biologique.
Remplacement
L'utilisation d'animaux, dans ce projet, est dictée par la complexité de la pathologie caractérisée par une réponse inflammatoire généralisée et une coagulation intravasculaire disséminée entrainant des défaillances d’organes. Les effets complexes provoqués par l'administration de composé bactérien et par les anticorps d’intérêts ne peuvent donc être considérés qu’à l’échelle d’un organisme.
Réduction
Le nombre de souris à utiliser pour obtenir des résultats robustes a été déterminé selon une analyse détaillée de la littérature scientifique, qui nous a ensuite permis de réaliser une analyse statistique pour assurer l'utilisation d'un nombre minimal de souris, sans compromettre la validité des résultats qui seront obtenus. L'analyse des résultats au fur et à mesure de l'avancée du projet ainsi qu'une stratégie décisionnelle ont été prévues pour minimiser le nombre d'animaux et essayer de ne pas utiliser tous les groupes préconisés.
Raffinement
Une attention particulière sera portée au bien-être animal à travers un suivi régulier des souris durant l’expérimentation afin de déceler tout excès de douleur. Un expérimentateur observera leur comportement/état toutes les 30 minutes durant les deux premières heures, puis toutes les heures entre 20 et 30 heures après l’induction du modèle. Pour limiter la souffrance des animaux, des points limites ont été établis selon une analyse de la littérature scientifique et seront strictement respectés. Les animaux représentatifs du modèle de sepsis sévère pouvant présenter une hypothermie, les souris seront placées dans une cage thermostatée, contenant un surplus de papier kraft, durant toute l’expérimentation. Elles auront accès à un gel hydrique spécialisé pour leur permettre de s’hydrater et de s’alimenter, même en cas d’affaiblissement général. Afin de limiter la douleur engendrée par les administrations/prélèvements, une anesthésie sera mise en place selon les procédures réalisées (anesthésie locale ou générale). Les rongeurs étant des animaux grégaires aucun animal ne sera laissé seul dans une cage.
Choix des espèces
Les modèles sepsis sévère chez la souris ont fait l'objet de nombreuses publications, facilitant la mise en perspective de nos résultats avec les données publiées. Ce modèle est connu pour être facile à mettre en place avec une bonne reproductibilité des effets cliniques et biologiques. Ce modèle réalisé chez la souris permet de reproduire les caractéristiques générales d’un sepsis sévère telles qu’elles sont observées chez l’homme, avec cependant une réponse inflammatoire accélérée par rapport à la pathologie humaine. Les souris utilisées seront âgées de 6 à 9 semaines, âge de la maturité sexuelle pour cette espèce. Cet âge permet de s’affranchir des problèmes à la fois prépubères et de vieillissement qui induiraient des paramètres supplémentaires à analyser pour la compréhension des mécanismes mis en jeu.
Implication des canaux TPC dans la fonction plaquettaire
- Recherche fondamentale
- Système cardiaque
Anesthésiées profondément, 1 360 souris subissent une expérience de thrombose ou un prélèvement de sang par ponction du cœur, puis sont tuées par dislocation cervicale sans jamais se réveiller. Les procédures relèvent de la catégorie sans réveil, et le porteur en déduit que les effets indésirables resteront faibles, limités à la contention et aux injections d'anesthésie. L'effectif déclaré ne correspond pas au raisonnement exposé sur la réduction, qui annonce 1 088 souris si un effet du sexe apparaît et 564 dans le cas contraire. Il indique que les chirurgies pratiquées ne seraient pas compatibles avec un retour en cage, ce qui motive la mise à mort.
Objectifs
Ce projet s'inscrit dans la continuité d'une étude précédente qui a montré que l'absence d’une pompe à calcium, qui est responsable du stockage de calcium dans des réserves internes dans les plaquettes de souris, entraînait une réduction de l'activité plaquettaire. Nous avons démontré l’existence d’une nouvelle voie de signalisation liée à la libération de ce calcium dans les plaquettes permettant la mise en place d’un mécanisme d’activation plaquettaire même en présence d’un faible taux d’activateur. Ces travaux suggèrent l’existence de réserves de calcium spécifiquement activées par une substance appelée le NAADP. Cette substance active un certain type de canal présent dans les réserves internes des autres types cellulaires. L'objectif de ce projet est de montrer l’implication de ces canaux dans notre voie de signalisation plaquettaire. Le but de ce projet est de montrer l’implication de ces canaux dans notre voie de signalisation dans les plaquettes. En cas de réponse positive, ce projet permettra également d'étudier les effets de la modulation de l'activité de canaux sur la fonction plaquettaire.
Bénéfices attendus
Les bénéfices attendus sont importants : d'un point de vue scientifique, l’implication de canaux des réserves internes, déjà démontrée dans d’autres types cellulaires du système cardiovasculaire, suggère que la nouvelle voie de signalisation est partagée par plusieurs types cellulaires. D’un point de vue thérapeutique, l'identification du canal responsable de la mobilisation initiale du Ca2+ fournira une cible médicamenteuse potentielle pour réduire l'activation plaquettaire sans complètement l’inhiber. Cela permettrait d’avoir le moyen de réduire les risques thrombotiques sans provoquer de risques de saignement.
Procédures
Les animaux, sous anesthésie profonde, seront, soit utilisés pour des expériences de thrombose in vivo, (max de 30min), soit pour des prélèvements de sang intracardiaques (5 min).
Impact sur les animaux
Aucun effet indésirable n'a été observé chez les souris génétiquement modifiées où les protéines d'intérêt sont absentes. Concernant les procédures, les effets indésirables seront la contention et les injections d’anesthésie/analgésie, et ils resteront faibles, car les procédures sont sans réveil.
Devenir
Les souris sont euthanasiées à la fin des procédures, car celles-ci ne prévoient pas de réveil, en raison des chirurgies qui ne seraient pas compatibles avec un retour en cage.
Remplacement
Les plaquettes sont des éléments cellulaires très fragiles dont la conservation in vitro est très courte (quelques heures) et dont la production in vitro reste encore très limitée. Pour caractériser la fonction plaquettaire, il est nécessaire d'utiliser des plaquettes isolées du sang. Les mécanismes que nous étudions ont été observés dans les plaquettes de souris et semblent également présents dans les plaquettes humaines. Cependant, comme il n'existe pas de médicaments pharmacologiques validés pouvant inhiber ces protéines de manière vraiment spécifique, la possibilité d'avoir accès à des animaux génétiquement modifiés n'exprimant pas les PTC constitue la meilleure approche pour mener à bien ce projet.
Réduction
Pour ce projet, nous avons calculé le nombre d'animaux afin d'obtenir des résultats reproductibles et de prendre en compte la possibilité d'une différence de résultats entre les mâles et les femelles. Cette évaluation a été faite pour une puissance de 90%, un risque alpha de 5%, p
Raffinement
Pendant sa captivité dans l'animalerie, le bien-être de l'animal est contrôlé tous les jours. Pour les procédures, l'animal est totalement anesthésié avec une solution de kétamine et de xylasine. Pendant la procédure, l'animal anesthésié est surveillé (respiration, réflexes) afin de s'assurer qu'il est toujours en état d’endormissement et insensible à la douleur. Comme l'animal ne se réveille pas et qu'il est mis à mort à la fin de la procédure, il n'y a pas d’autres points limites à respecter pendant la procédure. Si l'animal montre le moindre signe de réveil ou de mouvement de la patte, une nouvelle dose d'anesthésique sera administrée immédiatement. À la fin de la procédure, les animaux seront tués par dislocation cervicale sans réveil.
Choix des espèces
L'espèce animale choisie pour ce projet est la souris, car nous venons d'identifier cette nouvelle voie de signalisation dans les plaquettes de souris. Cette voie de signalisation est abolie chez les souris déficientes en PTC et pourrait avoir un effet protecteur sur la fonction plaquettaire comme observé chez les souris déficientes en SERCA3. La disponibilité d'une lignée génétiquement modifiée est indispensable pour démontrer ces effets protecteurs et permettre le développement ultérieur d'une approche thérapeutique. Les souris seront utilisées à taille adulte, ce qui permetta de récupérer un volume de sang suffisant pour isoler un nombre important de plaquettes de bonne qualité.
Rôles des toxines urémiques dérivées du tryptophane et d’AhR dans la thrombose veineuse profonde liée à la maladie rénale chronique
- Recherche fondamentale
- Système cardiaque
Deux opérations sous anesthésie générale espacées de vingt-quatre heures, quatorze gavages quotidiens, cinq injections dans l'abdomen : 352 souris vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance sévère, toutes tuées pour prélever leurs tissus. L'objectif déclaré est de savoir si des toxines urémiques dérivées du tryptophane favorisent la thrombose veineuse profonde, chez des souris rendues insuffisantes rénales par modification génétique. Le porteur attend une perte de poids, un poil hérissé, un dos courbé et une attitude prostrée, et annonce une grille de douleur qui peut conduire à l'analgésie ou à la mise à mort. Il justifie le recours à des animaux "génétiquement altérés à phénotype dommageable" par la recherche d'approches transposables à l'être humain.
Objectifs
La maladie rénale chronique (MRC) augmente le risque de complications thromboemboliques, notamment la thrombose veineuse profonde et l’embolie pulmonaire. Par exemple, les patients atteints de MRC au stade 5 ont un risque doublé d’embolie pulmonaire. Les toxines urémiques sont des composés normalement épurés par le rein, qui s’accumulent en cas de MRC. L’indoxyl sulfate (IS) est une toxine urémique dérivée du tryptophane qui joue un rôle clef dans d’activation de la coagulation et de l’inflammation. Cette toxine active le récepteur AhR (Aryl hydrocarbon Receptor). L’objectif de notre projet est d’évaluer si le tryptophane, l’IS et l’activation d'AhR jouent un rôle déterminant dans la survenue de la thrombose veineuse profonde dans un modèle murin de MRC.
Bénéfices attendus
Cette recherche pourrait offrir des perspectives pour mieux gérer le risque thrombotique chez ces patients en maladie rénale chronique, en identifiant de nouvelles cibles thérapeutiques, contribuant ainsi à améliorer leur prise en charge.
Procédures
Dans la première procédure, les animaux seront soumis à 5 injections en intraperitonéal, une par jour pendant 5 jours. Chaque injection durera quelques secondes. Dans la procédures 3 les animaux seront soumis à des 2 interventions chirurgicales, sous anesthésie générale, espacées d'une semaine et chaque procédure chirurgicale durera 20 minutes. Dans la procédures 4, les animaux seront soumis à un gavage oral par jour pendant 14 jours et chaque gavage durera quelques secondes, soit 14 gavages. Tous les animaux des procédures 1 à 4 subiront 2 interventions chirurgicales sous anesthésie générale de 30 min, espacées de 24 heures.
Impact sur les animaux
Les nuisances attendues sont liées aux injections par voie intrapéritonéale (douleur), au gavage oral (stress, risque de blessure) et aux différentes procédures chirugicales (douleur et/ou risque infectueux) ainsi qu'à la détérioration de la fonction rénale à partir de 8 semaines dans le modèle génétique de maladie rénale chronique. Chez ces souris, nous nous attendons à observer une perte de poids et une apparition plus précoce des points limites par rapport à l’apparence physique (poils hérissés, dos courbé ou posture anormale), aux signes cliniques (augmentation de la fréquence respiratoire par exemple) et aux comportements non provoqués (attitude prostrée par exemple). Au moyen d'une grille d’évaluation de la douleur, nous déterminerons un score et agirons en conséquence (analgésie voire arrêt de l’expérimentation par euthanasie de l’animal).
Devenir
A l’issue de chaque procédure, tous les animaux seront seront mis à mort sous anesthésie générale pour réaliser des prélèvements de tissus.
Remplacement
Les animaux de ce projet ne peuvent pas être remplacés. Il n'existe pas de modèles in vitro suceptibles d'apporter le même niveau d'information sur le rôle des toxines urémiques dérivées du tryptophane dans la progression de la maladie rénale chronique ainsi que dans ses conséquences cardiovasulaires. Il est donc nécessaire d'utiliser des animaux génétiquement altérès à phénotype dommageable afin d'envisager des approches thérapeutiques transposables à l'homme.
Réduction
Le nombre d’animaux utilisé est celui strictement nécessaire pour répondre à l’objectif scientifique. Seules les expériences considérées comme absolument indispensables seront réalisées, avec un nombre d’animal par groupe minimal pour permettre une analyse statistique appropriée, tout en palliant le problème de variabilité inter-individuelle.
Raffinement
Les conditions d'élevage, d'hébergement, de soins et les méthodes utilisées seront les plus appropriées pour réduire le plus possible toute douleur, souffrance, et angoisse que pourraient ressentir les animaux. Les animaux resteront sous surveillance journalière pendant la durée entière du projet. La douleur ou la détresse de l’animal sera évaluée sur les paramètres suivants : poids, apparence physique externe, signes cliniques, changement dans les comportements non provoqués, réponses comportementales aux stimuli externes. Des scores seront établis en fonction de ces observations, et des mesures seront prises en fonction de ces scores pour éviter tout inconfort de l’animal. Les animaux seront hébergés par groupes de 5 individus au maximum par cage et un enrichissement sera mis en place par l’ajout de dômes ou de matériaux de nidification de type « Nestlets ». Les quantités de nourriture et d'eau de boisson seront vérifiées quotidiennement. Concernant la chirurgie, l’utilisation de l’anesthésie gazeuse est établie comme permettant une induction rapide des animaux, un ajustement facile de l’anesthésie pendant les chirurgies en fonction de la fréquence respiratoire, et permettant un réveil plus rapide et plus facile pour les animaux. La température des animaux sera maintenue grace à un tapis chauffant pendant et après chirurgie et une analgésie avant et après les chirurgies sera mis en place pour permettre un rétablissement rapide. L’augmentation du nombre de visites après la chirurgie est prévue.
Choix des espèces
Les modèles animaux de maladie rénale chronique sont essentiels pour l’étude des évènements physiopathologiques permettant ainsi des études translationnelles dont le but est d’améliorer la prise en charge des patients présentant une maladie rénale chronique. L'espèce animale utilisée sera la souris car c’est le modèle le mieux maitrisé pour générer des amimaux génétiquement altérés. Les animaux utilisés pour notre projet seront utilisés à partir de 8 semaines car nous souhaitons que la période de la puberté (vers 4-6 semaines chez les mâles, 6-7 semaines chez la femelle) soit révolue. Toutes les expérimentations seront réalisées avec des souris au stade adulte. En effet, l’insuffisance rénale chronique est une pathologie qui touche principalement les sujets humains adultes. Il faut donc utiliser le modèle murin adulte pour ces protocoles. Par ailleurs, il est beaucoup plus aisé de réaliser la striction de la veine cave inférieure sur des souris de taille adulte et ainsi d’effectuer les bons gestes, ce qui justifie d'utiliser les souris au stade adulte.
TRAGICO-Smet : Un TRaitement par un ARM permet-t-il de limiter une aGgravation de l’Insuffisance Cardiaque diastolique suite à l’Ovariectomie de souris en Syndrome Métabolique
- Recherche fondamentale
- Système cardiaque
180 souris femelles vont être utilisées pendant vingt-huit semaines, chacune soumise à un régime gras, 72 d'entre elles subissant en plus l'ablation des ovaires, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Le protocole enchaîne échographies cardiaques et IRM sous anesthésie, cathétérisme invasif pour 150 souris, tests d'effort sur tapis de course, mesures de pression à la queue et 72 heures en cage métabolique individuelle, posées sur une grille destinée à recueillir les urines. Toutes sont tuées à l'âge de 37 semaines pour prélever leurs organes. Le bénéfice annoncé se limite à des données précliniques en faveur d'un médicament bloquant l'action de l'aldostérone.
Objectifs
Nos souhaitons déterminer, chez des souris femelles obèses et atteintes d’insuffisance cardiaque suite à l’administration pendant 12 semaines d’un régime riche en graisse, si la suppression définitive des ovaires (ovariectomie), mimant la ménopause, provoque une accélération de l’aggravation progressive de leur insuffisance cardiaque. En effet, la ménopause est responsable d’un effondrement des taux d’œstrogènes, susceptible d’aggraver les conséquences de l’obésité et de l’insuffisance cardiaque. De plus, nous déterminerons si un médicament permettant de bloquer les récepteurs (et donc l’action) d’une hormone nommée aldostérone, permet d’empêcher ou de freiner cette aggravation de l’insuffisance cardiaque. Nous étudierons donc la fonction cardiaque des souris (par échographie et cathétérisme), la fonction des artères coronaires qui perfusent le cœur (par IRM), et leur pression artérielle. Nous étudierons également le métabolisme des souris obèses (mesure du glucose dans le sang après ingestion d’un excès de glucose ou après administration d’insuline) et le risque d’insuffisance rénale (via des mesures dans les urines). Nous étudierons également la possible aggravation par l’ovariectomie et l’action espérée du médicament sur le confort de vie des animaux, en mesurant leur activité spontanée (mesure des déplacements libres), leur capacité d’exercice (sur tapis de course) et leur anxiété (comportement lors de l’exploration d’un espace inconnu). Enfin, des analyses post-mortem du remodelage du cœur et des vaisseaux, et des mesures de l’expression cardiaque de nombreux gènes et protéines impliquées dans la maladie et/ou cibles de l’action du médicament, seront réalisées pour compléter et apporter des explications aux études réalisées chez les souris.
Bénéfices attendus
Acquisition de données précliniques en faveur d'un traitement pharmacologique par ARM pour améliorer l'Insuffisance cardiaque à fraction d'éjection préservé chez femelles en conditions ou non de post-ménopause et atteintes d'un Syndrome métabolique et, en particulier l'amélioration de paramètres fonctionnels cardiaques, vasuclaires et possiblement métaboliques. Une insuffisance cardiaque correspond à l’incapacité du cœur à répondre aux besoins de perfusion sanguine pour les différentes fonctions d’organes. La fraction d’éjection est la quantité de sang éjectée à chaque battement cardiaque par rapport au volume de remplissage du cœur (en particulier pour le ventricule gauche qui éjecte le sang oxygéné pour tout l’organisme sauf les poumons). Quand la fraction d’éjection est préservée à l’état de base, les malades en activité basale ne se rendent pas compte de leur maladie, qui ne se révèle, par une douleur et un essoufflement, que lors d’un exercice intense, d’une période de grosse fatigue ou d’un stress aigüe (la fraction d’éjection se réduisant dans ces conditions).
Procédures
Des souris femelles de 9 semaines seront placées sous régime gras induisant une obésité (durée du protocole : 28 semaines). Un groupe de souris contrôles sera maintenu sous régime standard. Après 16 semaines de régime gras, les souris seront ou non ovariectomisées, puis mises ou non sous traitement pharmacologique pendant 12 semaines pour limiter la progression de l’Insuffisance cardiaque liée à l’obésité. Les souris seront suivies par échocardiographie sous anesthésie au gaz. Les mesures seront réalisées après 16 semaines de régime gras puis 6 semaines après ovariectomie et après 12 semaines de traitement. Les animaux subiront différentes techniques : chirurgie ovariectomie chez l'animal anesthésié durée 20 minutes/animal (Nombre : 72 souris) , Échographie cardiaque chez l'animal anesthésié durée 30 minutes/ animal ( Nombre : 180 souris), Test de glucose tolérance par prélèvement sanguin sur les animaux vigiles durée 5 minutes/animal (Nombre: 90 souris), IRM chez l'animal anesthésié durée 30 minutes/animal (Nombre : 30 souris), Hémodynamique invasive (évaluation de la fonction systolique et diastolique) chez animal anesthésié durée de 30 minutes/animal (Nombre: 150 souris ), Pléthysmographie (pression a la queue) sur animaux vigile durée 20 minutes / animal (Nombre : 90 souris), test a l'effort sur animaux vigile durée 30 minutes/animal (Nombre: 90 souris), activité spontané chez animaux vigile durée 72 heure (Nombre: 90 souris) (Une fois) , Openfield (test expérimental utilisé pour évaluer les niveaux généraux d'activité locomotrice , l'anxiété et la volonté d'explorer) animaux vigile durée 15 minutes / animal (Nombre : 90 souris) et cage metabolique (Récuperation dans feces et urines) animaux vigile sur une durée de 12 heures (Nombre : 60 souris). Toutes les interventions serons réalisé une seule fois chez chaque animal.
Impact sur les animaux
Douleur post-opératoire après l’ovariectomie. Tapis de course le teste a l'effort peut entraine un stress. Mais aussi Stress lié à la contention lors de la mesure de la pression artérielle. Stress et inconfort liés à la mise en cage à métabolisme individuelle pendant une nuit (12h00), les souris étant posées sur une grille permettant de collecter les urines au travers. Inconfort ou douleur lors des phases de réveil après anesthésie générale. Ces anesthésies générales suivies d’une phase de réveil concernent les opérations d’ovariectomie, échographie cardiaque et les examens par IRM.
Devenir
Tous les animaux seront mis à mort afin de prélever différents organes qui seront analysés par différentes approches
Remplacement
Les expériences réalisées in vivo ne peuvent être remplacées par des études in vitro en raison de la complexité de la pathologie d'Insuffisance cardiaque à fraction d'éjection nécessitant des analyses fonctionnelles et physiopathologiques complexes, en particulier dans le contexte intégratif de comorbidités telles qu’un diabète de type 2, une dysfonction endothéliale, une dysfonction du tissu adipeux, le risque d’une insuffisance rénale ou hépatique, et en présence de remodelages tissulaires et d’une inflammation chronique. Dès lors, l'utilisation d'animaux ne saurait à ce jour être remplacée par des méthodes alternatives aboutissant à laprécision requise quant à la qualité et à la précision attendues des mesures expérimentales, et quant à l'hypothèse d'une amélioration de la santé des animaux placés sous traitement pharmacologique .
Réduction
L'ensemble du protocole a été conçu pour minimiser le nombre d'animaux, en tenant compte de l’exigence et des contraintes des tests statistiques utilisés. Notre habitude des actes expérimentaux envisagés nous permet de connaître le nombre d’animaux requis pour atteindre la puissance statistique nécessaire à mettre en évidence une différence entre les groupes. Le nombre d'animaux demandé pour tout le protocole (deux séries de souris avec n=90 souris incluant 5 groupes avec n=18/groupe) correspond également à une volonté de ne pas soumettre les animaux à une fréquence trop élevée d'actes expérimentaux qui génèrerait un excès de stress expérimental et un risque accru de souffrance.
Raffinement
Pour s'assurer de bonnes conditions de vie des souris, une observation rigoureuse est indispensable. Les souris sont hébergées dans une animalerie conventionnelle à 5 souris/cage, en portoirs ventilés avec accès ad-libitum à la nourriture et à l’eau de boisson, plus un enrichissement du milieu (plaque de cellulose, tunnel cartonné). Pour le maintien des conditions d'hygiène, le change est réalisé une fois par semaine. Un suivi des animaux est réalisé quotidiennement par les soigneurs et au moins de manière hebdomadaire par le responsable du protocole et/ou ses collaborateurs, pour déceler le moindre signe de souffrance. Le protocole est initié une semaine après l’arrivée des animaux à l’animalerie pour respecter un temps d’adaptation suite au transport. La procédure de réveil, dans un espace dédié, répond aux mêmes exigences, sous observation de l'expérimentateur pour pouvoir procéder à une analgésie en cas d'observation de signes de souffrance. Les conditions de soin sont destinées réduire autant que possible la douleur ou l’angoisse que pourraient ressentir les animaux. Pour les procédures réalisées avec des souris vigiles, des phases d'habituation progressive au dispositif expérimental sans mesure sont réalisées afin de minimiser le stress des animaux. Les point limite sont mise en place our évalué la douleur de l'animal et cette grille de score sera appliqué a chaque animal.
Choix des espèces
Le choix de l’espèce animale (souris ) se justifie par une longue expérience du laboratoire concernant les modèles d’insuffisance cardiaque chez la souris, notamment l’l'Insuffisance cardiaque à fraction d'éjection après administration d’un régime riche en graisse. De plus, nous disposons d’une animalerie moderne avec des portoirs ventilés facilitant l’hébergement et favorisant le confort et la sécurité sanitaire des souris. Enfin, nous disposons d’une excellente expérience des évaluations fonctionnelles et structurelles cardiaques et vasculaires, in vivo et ex vivo, chez la souris. Les souris utilisées seront des souris matures âgées de 9 semaines au moment de l'inclusion dans le protocole et âgées de 37 semaines au moment de la mise à mort. La durée du protocole implique 16 semaines sous régime alimentaire pour obtenir une Insuffisance cardiaque à fraction d'éjection , préalablement à l'ovariectomie et à l'observation de ses potentiels effets agravants, qui seront suivis au cours des 12 semaines suivant la chirurgie, de même que seront observés au cours de cette période les effets préventifs espérés d'un traitement.
Évaluation de la spécificité de radiopharmaceutiques pour le marquage du thrombus en imagerie TEP chez des souris mâles 1/2
- Recherche fondamentale
- Système cardiaque
Opérées de la veine cave pendant une heure trente à une heure quarante-cinq pour provoquer un caillot, suivies par échographie, puis transportées cinq heures vers un second établissement, 216 souris mâles subissent des procédures impliquant un niveau de souffrance sévère. Le porteur chiffre lui-même ce que traverse chaque animal : huit contentions, quatre injections, quatre anesthésies, une chirurgie et une séance d'imagerie. Il classe en intensité sévère aussi bien les vingt-quatre heures de douleur qui suivent l'opération que les cinq heures de transport. Toutes sont tuées à l'issue, sang et organes prélevés pour vérifier si trois radiopharmaceutiques marquent bien le caillot.
Objectifs
La maladie veineuse thromboembolique (MVTE) est la conséquence de la formation d'un caillot de sang (thrombus), obstruant partiellement ou totalement une veine. Les deux principales présentations cliniques de la MVTE sont l’embolie pulmonaire et la thrombose veineuse profonde ou phlébite. La fréquence et la gravité de la MVTE n'ont pas changé au cours des 20 dernières années, malgré les progrès majeurs au niveau thérapeutique. La MVTE est une pathologie grave et fréquente qui peut devenir chronique. Pour améliorer la prise en charge et le diagnostic, il est important de faire la différence entre un nouvel évènement de thrombose et une récidive qui se distinguent par une composition différente du thrombus. Cependant avec les modalités d’imagerie médicale actuellement disponibles, il est seulement possible de déterminer s’il y a un thrombus ou non sans aucune information sur sa composition. Notre projet propose de réaliser deux modèles de thrombose veineuse chez la souris mâle induit par la chirurgie qui permettront de tester de nouveaux radiopharmaceutiques pour l’analyse du thrombus veineux en utilisant la technologie de tomographie par émission de positons (TEP). Ce projet se deroulera dans deux établissements utilisateurs (EU).
Bénéfices attendus
Le traitement de la maladie veineuse thromboembolique repose sur les anticoagulants qui présentent un risque hémorragique important et que les patients doivent le plus souvent prendre à vie. Dans le contexte de MVTE, l'imagerie moléculaire permet un ciblage direct et non invasif des différents constituants du thrombus veineux avec une sensibilité et une spécificité élevée, et un potentiel d'imagerie corps entier. Les modalités d’imagerie actuelles ne permettent pas de caractériser les composants du thrombus. Par conséquent, il est impossible de déterminer s’il s’agit d’un thrombus récent qui nécessitera un traitement anticoagulant ou d’un thrombus résiduel, voire d’une séquelle vasculaire pour laquelle un traitement n’est pas obligatoire. Cette distinction est cruciale pour mieux adapter les traitements et réduire le risque d’hémorragies associées aux traitements anticoagulants. L'objectif de ce projet est de développer de nouveaux radiopharmaceutiques pour le diagnostic de la MVTE à l’aide de la technologie en tomographie par émission de positons (TEP) ayant une sensibilité plus élevée et une meilleure résolution spatiale que la tomographie par émission monophotonique (TEMP). Nous avons choisi des dérivés de traceurs déjà évalués chez l'homme avec la technologie TEMP, et de les tester sur des modèles précliniques de thrombose. Une meilleure caractérisation du thrombus veineux par l’imagerie médicale permettant une meilleure adaptation des traitements et donc un bénéfice pour la prise en charge des patients.
Procédures
Interventions dans EU1 : Afin d’induire une thrombose veineuse, les animaux subiront une chirurgie sous anesthésie (durée 1h30 à 1h45). Le suivi de la formation du thrombus sera assuré par une échographie sous anesthésie (durée 15 minutes). Interventions dans EU2 : Une seule injection du radiopharmaceutique se fera sur animal vigile (durée 5 min). La procédure d’imagerie TEP est réalisée sous anesthésie et lit chauffant (Durée 10 minutes). Le prélèvement sanguin terminal est fait sur souris endormies et analgésiées avant leur mise à mort.
Impact sur les animaux
Les actes que subissent les 216 animaux : 8 contentions, 4 injections, 1 chirurgie 4 anesthésies, 1 transport et une imagerie TEP. Les nuisances suivantes sont anticipées : - Le stress lié à la contention et à la douleur liée à l’injection de l’analgésique : La nuisance subie est légère et d’une durée de 1 minute maximum. - Le stress lié à l’entrée des animaux dans la boîte à induction de l’anesthésie gazeuse avant la chirurgie et l’échographie-doppler : durée 4 minutes maximum, d’intensité légère. - La douleur générée par la chirurgie : (1) Douleur, durcissement de la zone de chirurgie, sensation de chaleur au niveau de la veine cave inférieure, (2) Occlusion intestinale, (3) Douleur au niveau de la zone suturée. Durée 24 h en post-chirurgie d’intensité sévère. - Le stress et l’angoisse générés par le transport des animaux depuis l’EU1 jusqu’à l’EU2 : La nuisance subie est sévère et d’une durée de 5h maximum. - Le stress lié à la contention et à la douleur liée à l’injection du radiopharmaceutique : durée 5 minutes, intensité légère. - Le stress et l’angoisse générés l’imagerie TEP est léger et d’une durée de 10 minutes.
Devenir
A l'issue de la procédure, nous devrons prélèver du sang et des organes sur tous les animaux, pour cela ils seront tous mis à mort.
Remplacement
Concernant le remplacement, nous avons eu recours à des expériences in vitro (formation de caillot de sang ou de plasma) pour valider la spécificité des 3 radiopharmaceutiques que nous souhaitons tester. Toutefois ces études ont des limites. En effet la maladie veineuse thromboembolique est une maladie multifactorielle impliquant le système vasculaire, les cellules circulantes (plaquettes, globules rouges et globules blancs) et les organes lymphoïdes secondaires (ganglions, rate). Les modèles in vitro ou ceux de modélisation informatique sont encore incomplets et ne permettent pas de prendre en compte la complexité de cette pathologie.
Réduction
Les animaux seront réceptionnés sur plusieurs commandes, nous ajusterons ces commandes en fonction de nos besoins. Nos précédents projets ont montré que des groupes de 10-12 animaux au minimum sont nécessaires pour obtenir des résultats statistiquement robustes. Pour information, le nombre d'animaux a été réduit au maximum pour assurer une robustesse statistique des résultats. Quand nous aurons inclus 8 animaux par groupe, nous ferons un point sur les données obtenues à l’aide de tests statistiques adaptés. L’utilisation de l’échographie doppler nous permettra d’identifier les animaux qui ont thrombosés et qui pourront être envoyés à notre collaborateur.
Raffinement
Dans le cadre de ce projet, nous avons mis en place des mesures de raffinement adaptées à notre modèle expérimental. Au cours de la chirurgie, nous préviendrons : - La survenue d’une infection (travail en condition aseptique) - La douleur (analgésie et anesthésie) - L’hypothermie (tapis chauffant) - La déshydratation (administration de sérum physiologique) - Le desséchement oculaire (gel ophtalmique). En post-opératoire, nous utiliserons de façon systématique un gel d’hydratation qui sera supplémenté en analgésique la nuit suivant la chirurgie. Le bien-être et la douleur seront évalués 4-6h après la chirurgie, à J1, à J2 et à J3 à l’aide d’une grille de score. Chaque animal ayant atteint les points limites sera pris en charge immédiatement par les responsables du projet. Au cours du transport, nous disposerons au fond de la cage , un gel nourrissant suplémenté en analgésique. Au cours de l’imagerie TEP, nous préviendrons : - L’hypothermie (tapis chauffant) - Le desséchement oculaire (gel ophtalmique).
Choix des espèces
Le modèle de thrombose veineuse chez la souris que nous souhaitons utiliser est un modèle de référence pour l’étude de la maladie veineuse thromboembolique. Il est très bien caractérisé dans la littérature, fiable, reproductible et reconnu par nos pairs. La maladie thromboembolique veineuse touche les adultes, tous les animaux que nous utiliserons serons âgés de 7 à 12 semaines.