Système cardiaque
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- Système urogénital
Impact de l’infection par les Entérovirus du groupe B sauvages ou mutés chez la souris
- Recherche fondamentale
- Autre recherche fondamentale
- Oncologie
- Système cardiaque
Sur 216 souris, 180 vont être utilisées dans des procédures classées en souffrance sévère, toutes tuées pour prélever les organes. L'infection passe par une injection intrapéritonéale unique de virus Coxsackie B3, et le porteur justifie la classe sévère par la perte de poids et la baisse d'activité qu'elle provoque. L'objet déclaré est de comprendre comment ce virus persiste dans le cœur et entretient une myocardite, aucun traitement n'étant testé ici. Le porteur retient la souris parce que l'inflammation n'est décrite que chez les mammifères et qu'il dispose de souches virales adaptées à cette espèce, et écrit avoir "le souci permanent de réduire le nombre de souris sacrifiées".
Objectifs
La myocardite virale est une maladie inflammatoire du cœur. L’incidence de cette maladie est d’environ 1,5 million de cas par an dans le monde. Elle résulte principalement d’une infection des tissus cardiaques par des virus communs comme les Entérovirus et elle est considérée comme une des causes majeures de mort subite cardiaque chez l’enfant et l’adulte jeune. Actuellement les mécanismes qui régulent le développement de la myocardite virale aiguë et sa progression en myocardite chronique et la cardiomyopathie dilatée restent inconnus et limitent le développement de nouvelles stratégies thérapeutiques. L'objectif principal de ce projet est d'étudier le mécanisme qui permet à ces virus de rester dans le cœur et de développer la maladie.
Bénéfices attendus
Bien que des progrès remarquables aient été réalisés au cours des dernières années au niveau des outils de diagnostic de la cardiomyopathie, la prise en charge clinique de cette pathologie reste difficile avec des traitements symptomatiques de l’insuffisance cardiaque et ou des troubles du rythme. Notre projet qui vise à court terme d’apporter une meilleure compréhension des mécanismes moléculaires viraux impliqués dans sévérité de la myocardite virale. Ainsi, les résultats attendus auront un bénéfice pour la santé humaine par une meilleure prise en charge des patients souffrants de myocardite virale.
Procédures
L'administration du virus se fera une fois par voie intrapéritonéale. A un temps définit, les organes de souris seront prélevés pour les analyses virologiques, histologiques et immunologiques. Aucun prélèvement sur animaux vigiles ni de procédures chirurgicales seront appliqués sur les animaux des procédures. La durée de l'étape 1 est de 14 jours et celle de l'étape 2 est de 7 jours.
Impact sur les animaux
Les premiers signes d'infection par le virus Coxsackie B3 chez la souris sont la perte de poids ce qui justifié la classe sévère des procédures et une diminution d'activité. Le stress et l'inconfort lié à la contention et aux injections.
Devenir
A la fin de chaque étape de la procédure, tous les animaux seront mis à mort pour prélever les organes cibles afin effectuer les analyses virologiques, biochimiques et histologiques.
Remplacement
La myocardite est une maladie inflammatoire du muscle cardiaque. Le phénomène de l’inflammation est décrit uniquement chez les mammifères. Nous ne pouvons donc pas utiliser de modèle invertébré pour répondre à notre objectif. La complexité du système à étudier, en tenant compte de tous les phénomènes biologiques de l’organisme, fait qu’il n’y a aucune méthode alternative pour substituer à l’utilisation des animaux.
Réduction
Nous avons le souci permanent de réduire le nombre de souris sacrifiées dans nos projets, pour cela nous utiliserons des études statistiques afin de justifier la pertinence de nos résultats tout en utilisant le moins de souris possible. Tenant compte de nos résultats ultérieurs et l’expérience des membres du projet, nous utilisons des logiciels pour calculer/estimer le nombre minimal d’animaux à utiliser dans chaque groupe.
Raffinement
Afin de limiter la souffrance et l'angoisse des animaux, nous mettrons en œuvre des mesures enrichissement des cages notamment avec du coton, aucun hébergement individuel n’est prévu, et les expériences seront menées par le même expérimentateur du début jusqu’à la fin. Au cours de l'infection, les animaux seront pesés et observés pour leur comportement dans les cages tous les jours, y compris les week-ends et les jours fériés.
Choix des espèces
Conformément aux données de la littérature la souris est l’animal le plus utilisé dans les études de recherche sur les maladies cardiovasculaire. Plusieurs données sur les infections virales (existence des souches de virus adaptées à la souris) et inflammation ont été établie par nous-même et d’autres laboratoires en utilisant la souris comme modèle d’étude. L’existence sur le marché d’un grand nombre d’anticorps dirigés contre les marqueurs de l’inflammation spécifique murin, facilitera notre étude afin de progresser, plus rapidement, dans nos recherches. Nous travaillons avec des souris adultes (5-6 semaines, poids ~17- 20g) afin d’être en conformité avec nos résultats antérieurs (utilisation des mêmes doses de virus déjà connues pour induire l’infection) et aussi pour éviter d’éventuel problème de l’immaturation du système immunitaire.
Recherche de nouveaux traitements pour l’insuffisance cardiaque chez la souris
- Recherche fondamentale
- Système cardiaque
Une pompe micro-osmotique implantée sous la peau diffuse en continu la substance qui provoque l'hypertrophie du cœur, et une souris sur cinq meurt subitement avant la fin du protocole. 3 456 souris vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, avec deux échocardiographies sous anesthésie et des injections quotidiennes pendant quatorze jours. Le porteur indique que ces souris ne présentent pas de signes liés à l'hypertrophie, tout en reconnaissant un taux de mortalité élevé par mort subite qu'il déclare impossible à anticiper ou à empêcher. Toutes sont tuées sous anesthésie profonde pour prélever le cœur et le sang.
Objectifs
L’insuffisance cardiaque est une maladie qui affecte plus d’un million de personnes en France avec un taux de mortalité élevé. Quelle que soit l’origine de l’insuffisance cardiaque (hypertension, vieillissement…), cette dernière est associée à une altération du muscle cardiaque nottamment à cause du développement d'une fibrose cardiaque. Dans le contexte du vieillissement et de l’hypertension artérielle, il existe une augmentation de la masse cardiaque, nommée hypertrophie cardiaque. Ce remodelage hypertrophique est à la source de différentes formes d’insuffisance cardiaque très prévalentes chez les sujets les plus âgés et pourtant sans aucun traitement spécifique. En effet, il n’existe actuellement aucune stratégie thérapeutique anti-fibrotique efficace qui pourrait compléter les traitements actuels pour l’insuffisance cardiaque. Il a été démontré q'une nouvelle population de cellules résidant dans le coeur serait capable de participer à la fibrose en réponse à un stress hypertrophique. Ces cellules expriment à leur surface des récepteurs impliqués dans la fibrose, il y aurait donc interet à les cibler. Les enjeux scientifiques sont donc maintenant d'obtenir des inhibiteurs de ces récepteurs et de tester leur capacité à empecher le developpement de la fibrose cardiaque. Ce projet sera considéré comme un début de programme de développement pré-clinique pouvant soutenir le passage ultérieur chez l'homme.
Bénéfices attendus
Ce projet vise à évaluer le bénéfice d'une nouvelle approche thérapeutique qui pourrait empecher le développement de la fibrose cardiaque. A terme, ceci conduira à développer des nouveaux traitements pour lutter contre le développement de l’insuffisance cardiaque, une pathologie qui touchent des millions de patients et qui impacte fortement leur qualité de vie au quotidien.
Procédures
Dans un premier temps, réaliser une échocardiographie sous anesthésie générale durant 10 minutes sur tous les animaux afin de mesurer la fonction cardiaque de base. Dans un second temps, implanter une pompe micro-osmotique en sous cutanée pour tous les animaux et sous anesthésie générale, cette intervention dure environ 5 minutes. Injecter le traitement quotidiennement en intrapéritonéal ou bien l'administrer par voie orale pendant 14 jours. A la fin de l'expérience, réaliser une deuxième échocardiographie pour mesurer la fonction cardiaque. Ce geste sera réalisé sur l’ensemble des animaux sous anesthésie générale. Le coeur sera prélevé après mise à mort sous anesthésie profonde pour une étude histologique et moléculaire.
Impact sur les animaux
Les effets indésirables attendus sont liés à l’expérimentation, principalement l’inconfort lié à la préhension des animaux et la douleur au point d’injection. Il y a également les effets indérisables liés à la chirurgie (pompes micro-osmotiques) et au stress lié à l’induction de la fibrose. De meme, les souris ne présentent pas des signes liés à l'hypertrophie mais le taux de mortalité est elevé. il s'agit d'une mort subite, qui est impossible à anticiper ou à empecher cette mortalité. L’échocardiographie est un examen non invasive et indolore, cependant, l'isoflurane pourrait induire un stress.
Devenir
A l’issue des différents gestes techniques réalisés sur le même animal sous anesthésie générale et sous couverture analgésique (imagerie échocardiographie, implantation des pompes micro-osmotiques, injection du traitement en intrapéritonéal) tous les animaux seront mis à mort sous anesthésie profonde dans le but de prélever le coeur et le sang pour différents types d'analyse.
Remplacement
Les molécules à étudier ont fait l’objet de tests prélimaires in vitro qui nous ont permis d’identifier les cibles thérapeutiques impliquées dans l’hypertrophie et d’évaluer la puissance des inhibiteurs dans des tests d’activation cellulaire. Notre projet nécessite d'utiliser un modèle in vivo en raison d’une approche physiopathologique du système cardiovasculaire intégrée sur animal entier. La réalisation de ce projet constitue une des étapes précliniques indispensables avant l’application chez l’homme de ces approches thérapeutiques
Réduction
La physiopathologie ainsi que la cinétique du modèle (hypertrophie) sont bien connues et ont été bien étudiées ce qui permet de mieux définir la durée des expériences et éviter la mise à mort des animaux à différents temps après la chirurgie. Le nombre d'animaux nécessaire a été défini en fonction du type d’analyses nécessaires pour tester l’efficacité des traitements et nous avons pris en compte la mortalité des souris hypertrophiées (20%) durant le protocole de telle sorte que les résultats obtenus soient suffisants statistiquement pour conclure sur l'efficacité de nos approches thérapeutiques. Les données seront analysées avec des tests statistiques non paramétriques. Les analyses sont généralement réalisées avec un nombre minimal de 6 animaux survivants par groupe. Les méthodes d'imagerie qui seront utilisées étant non invasives et non douloureuses, les animaux pourront être suivis au cours du temps (J0 et J+14) et les paramètres étudiés seront mesurés chez le même animal.
Raffinement
Le suivi quotidien des animaux par un personnel qualifié et la mise en place de points limites adaptés permettront d’identifier et de limiter toute souffrance et douleur, d’abord par l’injection des antalgiques et par une mise à mort anticipée selon les méthodes réglementaires, si nécessaire. L'ensemble des chirurgies de ce projet sera réalisé sous anesthésie générale associée à une analgésie péri-opératoire.
Choix des espèces
La recherche clinique sur l’hypertrophie chez l’homme est limitée pour des raisons éthiques, c’est pourquoi le recours aux modèles animaux est devenu indispensable pour élucider les mécanismes mis en jeu. La souris est un modèle de choix, la structure des tissus musculaires et cardiaques murins est très proche de celle de l’homme. Les mêmes populations de cellules souches sont présentes. Des souris jeunes adultes (agées de 8 à 12 semaines) car leur système cardiovasculaire est bien developpé.
Etude du rôle d’une protéine vasculaire dans l’insuffisance cardiaque (2/2)
- Recherche fondamentale
- Système cardiaque
La veille de l'opération, chaque souris subit un prélèvement de sang et une épilation de la zone à ouvrir. Le lendemain, sous anesthésie gazeuse, les expérimentateurs exposent l'artère en sortie du cœur et la rétrécissent, puis recousent l'animal au bout d'une demi-heure. Suivent vingt-huit jours de défaillance cardiaque installée, avec une échographie hebdomadaire sous anesthésie dans un second laboratoire, une mortalité attendue de 20 % à l'opération puis de 5 % pendant la procédure. Les 252 souris de ce second volet, comme celles du premier, sont tuées dans des procédures d'un niveau de souffrance sévère, pour que leur cœur et leur sang soient analysés.
Objectifs
Cette demande d'autorisation concerne deux laboratoires (EU1 et EU2). L'insuffisance cardiaque est une pathologie évolutive au cours de laquelle le cœur perd progressivement sa capacité à pomper correctement le sang, avec un essoufflement qui apparaît chez les sujets atteints d'abord à l'effort puis au repos. Cette maladie s’installe progressivement le plus souvent suite à la survenue d'un infarctus du myocarde, ou bien en raison de l'hypertension artérielle ou d'un rétrécissement aortique. Elle est due à un changement de morphologie du cœur qui doit s'adapter à de nouvelles contraintes, et qui finit par s'épuiser. Notre étude porte sur l'étude d'une protéine vasculaire qui est impliquée dans le changement de morphologie d'autres organes mais dont le rôle dans l'insuffisance cardiaque n'a pas été exploré. Pour ce faire, nous allons utiliser un modèle d'insuffisance cardiaque qui est bien décrit chez la souris, et qui permet d'induire la maladie en quelques semaines. Nous appliquerons ce modèle à des souris qui produisent, et à d'autres qui ne produisent pas (souris modifiées génétiquement) notre protéine d'intérêt, afin de les comparer. L'objectif de ce projet est ainsi de déterminer si celle-ci joue ou non un rôle dans l'évolution de l'insuffisance cardiaque.
Bénéfices attendus
Il n'existe actuellement pas de traitement curatif contre l'insuffisance cardiaque. Nous souhaitons par ce projet mieux comprendre l'évolution de cette maladie afin trouver une nouvelle cible thérapeutique qui permettrait de la combattre. Si notre protéine d'intérêt s'avère être une cible potentielle, nous envisagerons de tester à la suite de ce projet des outils dont nous disposons au laboratoire et qui sont capables de la bloquer. Nos résultats pourraient par conséquent s'avérer être bénéfiques à la santé humaine.
Procédures
Tous les gestes techniques sont réalisés sur des animaux analgésiés et anesthésiés à l'aide d'une anesthésie gazeuse. La veille de l'intervention chirurgicale, un prélèvement sanguin (1 min) est prévu ainsi qu'une session d'épilation de la zone opérée. Un prélèvement sanguin final est prévu également au moment de l'euthanasie des animaux. La chirurgie dure environ 30 minutes. Elle consiste en l'exposition de l'artère en sortie du cœur et en son rétrécissement (20 min). L'animal est ensuite recousu (10 min). L'évolution de la pathologie cardiaque est suivie chaque semaine par imagerie en échographie sur les animaux anesthésiés (5 min). Les interventions ont lieu au sein du premier laboratoire (EU1), à l'exception du suivi échographique qui est quant à lui effectué dans les locaux du deuxième (EU2).
Impact sur les animaux
Une certaine mortalité est attendue lors de la chirurgie de rétrecissement du diamètre de l'aorte, estimée de l'ordre de 20%, ainsi qu'au cours des 28 jours de la procédure (environ 5%). Les autres effets indésirables prévus sur les animaux sont : douleur post-opératoire pendant les 24h suivant la chirurgie, une perte de poids post-opératoire, stress possible lié aux échographies répétées.
Devenir
Les animaux arrivant à la fin de la procédure sont euthaniasiés afin de pouvoir analyser leur cœur. Nous étudions également leur sang pour analyser des marqueurs de la maladie cardiaque qui peuvent s'y trouver en circulation.
Remplacement
La maladie que nous étudions est complexe et fait intervenir un grand nombre de paramètres différents (inflammation, modification de la paroi cardiaque, dialogue avec d'autres organes comme les poumons et les reins). Il n'est aujourd'hui pas possible de mimer ces phénomènes autrement qu'en utilisant des animaux vivants dont la physiologie est proche de celle de l'être humain.
Réduction
Le nombre d'animaux nécessaire à notre étude a été déterminé grâce aux données disponibles dans la littérature du domaine et à notre expérience des modèles animaux. Des tests statistiques permettant de connaître le nombre de souris minimal nécessaire ont aussi été réalisés.
Raffinement
Une grille de score a été mise en place, nous permettant d'agir en cas de souffrance des animaux. Les animaux qui dépassent les points limites que nous avons définis sont euthanasiés. La douleur post-opératoire ou potentiellement occasionnée par les prélèvements sanguins est évaluée et traitée préventivement par l'administration d'un anti-douleur. De la nourriture humide est placée au sol dans leur cage afin de faciliter la prise de nourriture et l'hydratation après la chirurgie. Chaque jour, les animaux sont pesés et leur apparence générale est contrôlée. Du coton est placé dans leur cage pour leur permettre de faire des nids. Le transport des souris entre les deux établissements dure 5 minutes à pied et se fait dans leur cage qui est placée dans un sac de transport.
Choix des espèces
La souris est un mammifère dont le système cardiovasculaire a un fonctionnement et une organisation très proches de ceux de l'être humain. Ce système est mature lorsque la souris est adulte (à environ 8-10 semaines), raison pour laquelle nous utiliserons des animaux de cet âge, la maladie touchant des êtres humains d'âge adulte. Le patrimoine génétique de la souris est par ailleurs connu depuis de nombreuses années et nous avons à notre disposition des souris modifiées génétiquement qui ne produisent pas notre molécule d'intérêt, ce qui permet d'étudier son rôle, comparativement aux souris qui la produisent normalement.
Etude du rôle d’une protéine vasculaire dans l’insuffisance cardiaque (1/2)
- Recherche fondamentale
- Système cardiaque
Une souris sur cinq environ ne survit pas à l'opération, le porteur chiffrant à 20 % la mortalité attendue lors du rétrécissement chirurgical de l'aorte et à 5 % les morts survenant pendant les vingt-huit jours suivants. 252 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue pour analyser leur cœur et leur sang, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance sévère. La chirurgie dure une trentaine de minutes, elle expose l'artère à la sortie du cœur et la resserre, et l'évolution de la défaillance cardiaque est ensuite suivie chaque semaine par échographie. Le projet cherche à savoir si une protéine vasculaire joue un rôle dans l'insuffisance cardiaque, faute de traitement curatif existant, et le porteur écrit que ses résultats "pourraient par conséquent s'avérer être bénéfiques à la santé humaine".
Objectifs
Cette demande d'autorisation concerne deux laboratoires (EU1 et EU2). L'insuffisance cardiaque est une pathologie évolutive au cours de laquelle le cœur perd progressivement sa capacité à pomper correctement le sang, avec un essoufflement qui apparaît chez les sujets atteints d'abord à l'effort puis au repos. Cette maladie s’installe progressivement le plus souvent suite à la survenue d'un infarctus du myocarde, ou bien en raison de l'hypertension artérielle ou d'un rétrécissement aortique. Elle est due à un changement de morphologie du cœur qui doit s'adapter à de nouvelles contraintes, et qui finit par s'épuiser. Notre étude porte sur l'étude d'une protéine vasculaire qui est impliquée dans le changement de morphologie d'autres organes mais dont le rôle dans l'insuffisance cardiaque n'a pas été exploré. Pour ce faire, nous allons utiliser un modèle d'insuffisance cardiaque qui est bien décrit chez la souris, et qui permet d'induire la maladie en quelques semaines. Nous appliquerons ce modèle à des souris qui produisent, et à d'autres qui ne produisent pas (souris modifiées génétiquement) notre protéine d'intérêt, afin de les comparer. L'objectif de ce projet est ainsi de déterminer si celle-ci joue ou non un rôle dans l'évolution de l'insuffisance cardiaque.
Bénéfices attendus
Il n'existe actuellement pas de traitement curatif contre l'insuffisance cardiaque. Nous souhaitons par ce projet mieux comprendre l'évolution de cette maladie afin trouver une nouvelle cible thérapeutique qui permettrait de la combattre. Si notre protéine d'intérêt s'avère être une cible potentielle, nous envisagerons de tester à la suite de ce projet des outils dont nous disposons au laboratoire et qui sont capables de la bloquer. Nos résultats pourraient par conséquent s'avérer être bénéfiques à la santé humaine.
Procédures
Tous les gestes techniques sont réalisés sur des animaux analgésiés et anesthésiés à l'aide d'une anesthésie gazeuse. La veille de l'intervention chirurgicale, un prélèvement sanguin (1 min) est prévu ainsi qu'une session d'épilation de la zone opérée. Un prélèvement sanguin final est prévu également au moment de l'euthanasie des animaux. La chirurgie dure environ 30 minutes. Elle consiste en l'exposition de l'artère en sortie du cœur et en son rétrécissement (20 min). L'animal est ensuite recousu (10 min). L'évolution de la pathologie cardiaque est suivie chaque semaine par imagerie en échographie sur les animaux anesthésiés (5 min). Les interventions ont lieu au sein du premier laboratoire (EU1), à l'exception du suivi échographique qui est quant à lui effectué dans les locaux du deuxième (EU2).
Impact sur les animaux
Une certaine mortalité est attendue lors de la chirurgie de rétrecissement du diamètre de l'aorte, estimée de l'ordre de 20%, ainsi qu'au cours des 28 jours de la procédure (environ 5%). Les autres effets indésirables prévus sur les animaux sont : douleur post-opératoire pendant les 24h suivant la chirurgie, une perte de poids post-opératoire, stress possible lié aux échographies répétées.
Devenir
Les animaux arrivant à la fin de la procédure sont euthaniasiés afin de pouvoir analyser leur cœur. Nous étudions également leur sang pour analyser des marqueurs de la maladie cardiaque qui peuvent s'y trouver en circulation.
Remplacement
La maladie que nous étudions est complexe et fait intervenir un grand nombre de paramètres différents (inflammation, modification de la paroi cardiaque, dialogue avec d'autres organes comme les poumons et les reins). Il n'est aujourd'hui pas possible de mimer ces phénomènes autrement qu'en utilisant des animaux vivants dont la physiologie est proche de celle de l'être humain.
Réduction
Le nombre d'animaux nécessaire à notre étude a été déterminé grâce aux données disponibles dans la littérature du domaine et à notre expérience des modèles animaux. Des tests statistiques permettant de connaître le nombre de souris minimal nécessaire ont aussi été réalisés.
Raffinement
Une grille de score a été mise en place, nous permettant d'agir en cas de souffrance des animaux. Les animaux qui dépassent les points limites que nous avons définis sont euthanasiés. La douleur post-opératoire ou potentiellement occasionnée par les prélèvements sanguins est évaluée et traitée préventivement par l'administration d'un anti-douleur. De la nourriture humide est placée au sol dans leur cage afin de faciliter la prise de nourriture et l'hydratation après la chirurgie. Chaque jour, les animaux sont pesés et leur apparence générale est contrôlée. Du coton est placé dans leur cage pour leur permettre de faire des nids. Le transport des souris entre les deux établissements dure 5 minutes à pied et se fait dans leur cage qui est placée dans un sac de transport.
Choix des espèces
La souris est un mammifère dont le système cardiovasculaire a un fonctionnement et une organisation très proches de ceux de l'être humain. Ce système est mature lorsque la souris est adulte (à environ 8-10 semaines), raison pour laquelle nous utiliserons des animaux de cet âge, la maladie touchant des êtres humains d'âge adulte. Le patrimoine génétique de la souris est par ailleurs connu depuis de nombreuses années et nous avons à notre disposition des souris modifiées génétiquement qui ne produisent pas notre molécule d'intérêt, ce qui permet d'étudier son rôle, comparativement aux souris qui la produisent normalement.
Etudes des mécanismes moléculaires impliqués dans le développement et la prévention de l’insuffisance cardiaque post-ischémique chez la souris
- Recherche fondamentale
- Système cardiaque
D'abord une échographie cardiaque de vingt minutes sous anesthésie, puis une opération de cent dix minutes pour provoquer un infarctus, puis des échographies à deux jours et à deux, quatre, huit, douze et seize semaines. Selon le groupe, chaque souris reçoit aussi jusqu'à vingt-six injections sous-cutanées. 1 504 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue pour les prélèvements, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance sévère, le porteur indiquant que l'insuffisance cardiaque installée provoque une baisse d'énergie, une perte de poids et un essoufflement modérés sur le long terme. Le bénéfice annoncé, un meilleur pronostic pour les patients ischémiques, reste au conditionnel, quand les seize semaines de défaillance cardiaque, elles, sont programmées.
Objectifs
L’infarctus cardiaque est caractérisé par une quantité de sang insuffisante transportée jusqu’au muscle cardiaque ce qui entraîne une réduction d’apport en oxygène aux cellules du cœur. Il est une cause importante du développement vers l'insuffisance cardiaque. Malgré des progrès significatifs dans la prise en charge des patients, l'insuffisance cardiaque continue d'avoir des taux de mortalité élevés. Avec une disponibilité limitée d'options de traitement, un pronostic précis reste un objectif thérapeutique important, en particulier dans la compréhension des mécanismes impliqués dans le remodelage cardiaque, qui devrait avoir un effet protecteur contre le développement progressif vers l’insuffisance cardiaque. L'infarctus induit des modifications de la taille, de forme et de fonction du cœur qui sont considérées comme des indices précurseurs dans le développement de l’insuffisance cardiaque. Par conséquent, il est primordial de clarifier les mécanismes moléculaires sous-jacents afin de comprendre le développement de l'insuffisance cardiaque et d'améliorer le pronostic des patients atteints d’un infarctus du myocarde. Dans ces conditions, notre projet vise dans un premier temps à corréler la dysfonction du coeur, aux différentes atteintes tissulaires et cellulaires après un infarctus. Dans un deuxième temps, différentes stratégies seront testées pour proposer de nouveaux traitements pour les patients atteints d’insuffisance cardiaque.
Bénéfices attendus
Les bénéfices de notre projet se situent à différents niveaux : 1) Répondre aux besoins des cliniciens et des chercheurs sur la compréhension des mécanismes moléculaires impliqués dans le développement de l’insuffisance cardiaque après un infarctus. 2) Élaborer la preuve de concept de nouvelles stratégies thérapeutiques et d’en expliquer les mécanismes. À terme, la compréhension de la pathologie de l’insuffisance cardiaque grâce à notre approche qui combine plusieurs niveaux d’analyses (fonctionnelle et structurelle), devrait aider à concevoir des stratégies thérapeutiques pertinentes pour traiter précocement les patients ischémiques et éviter d’évoluer vers une insuffisance cardiaque sévère invalidante.
Procédures
Les animaux insuffisants cardiaques seront suivis jusqu’à 16 semaines. Chaque animal sera soumis sous anesthésie profonde à : 1) une échographie cardiaque préopératoire (20 min), 2) une procédure chirurgicale (110 minutes), 3) une échographie cardiaque à 2 jours, 2-4-8-12-16 semaines postopératoire (20 min). Selon le groupe d’étude, les animaux recevront à la reperfusion : 1) une injection intracardiaque et intraveineuse de chlorure de sodium (1 minute, 2 injections totales) 2) une injection intracardiaque et intraveineuse de vecteurs viraux (1 minute, 2 injections totales) 3) une injection intracardiaque et intraveineuse d’un peptide (1 minute, 2 injections totales) 4) une injection sous cutanée du traitement classique contre l’insuffisance cardiaque (
Impact sur les animaux
La contention de l’animal induit un stress léger de courte durée. Les piqures de l’aiguille pour les traitements entrainent une douleur légère de courte durée. L’incision de la peau entraine une douleur légère de courte durée. L’incision musculaire entraine une douleur légère, de courte durée. Les piqures des sutures entrainent une douleur légère, de courte durée. Le réveil de l’animal après chirurgie entraine un stress léger, de courte durée. Le développement de l’insuffisance cardiaque entraîne une baisse d’énergie, une perte de poids et une dyspnée modérées à long terme.
Devenir
A l’issu des procédures 1 et 2 du projet, tous les animaux seront mis à mort par un personnel compétent pour effectuer les prélèvements et les analyses prévus dans le protocole.
Remplacement
L‘étude d’un modèle de souris d’insuffisance cardiaque mimant la pathologie clinique est cruciale pour comprendre la pathologie et mettre en place de nouvelles stratégies thérapeutiques. À l’heure actuelle, aucune approche in vitro ne permet de reproduire de façon satisfaisante l’ensemble des phénomènes impliqués dans le processus de développement de la maladie. Ces différents arguments soulignent la nécessité de réaliser notre étude in vivo avec des modèles animaux. Par ailleurs, l’isolement de cellules contractiles du cœur des souris de cette étude permettra de réaliser de nombreuses analyses en limitant le nombre d’animaux.
Réduction
Le nombre d’animaux de cette étude a été déterminé à l’aide d’un logiciel statistique. Le nombre d’animaux du projet de recherche tient compte également de la perte d’animaux liée au stress ischémique. Par conséquent, au maximum 1504 animaux seront utilisés dans ce projet pour caractériser finement le développement de l’infarctus vers l’insuffisance cardiaque et proposer de potentielles thérapeutiques. Une première cohorte aura pour but de tester le pouvoir thérapeutique des traitements testés sur la fonction cardiaque de l’animal. Le nombre d’animaux a été évalué à 32 animaux par groupe, soit pour 9 groupes (dont 1 groupe sham opéré), un total de 288 souris. En cas de réussite du traitement testé, une seconde cohorte sera envisagée pour déterminer les mécanismes moléculaires impliquées. Le nombre d’animaux a été évalué à 16 animaux par groupe (sauf les basales n=12) pour chacune des deux cohortes, soit pour 8 groupes, un total de 1216 souris au maximum. Les prélèvements prévus pour le dernier temps du protocole (16 semaines) seront issus des animaux en fin de protocole de la première cohorte, optimisant de ce fait les animaux étudiés. Pour chaque expérience des groupes homogènes d’animaux seront constitués pour permettre une évaluation statistique plus pertinente. Dans la mesure du possible, le groupe d'animaux utilisé pour l'étude de la fonction cardiaque va également contribuer à l'étude des aspects moléculaires.
Raffinement
Pour pallier toute perte de poids durant la première semaine d’hébergement après chirurgie, de la nourriture hydratée sera mise à disposition. La chirurgie utilisera une voie d’abord par une ouverture du muscle du thorax limitant la douleur et l’inflammation dues à la chirurgie. Le réveil de l’animal sera fait en couveuse, pour permettre une meilleure récupération après la chirurgie. L’utilisation de fils résorbable permettra une meilleure acquisition et quantification de la fonction cardiaque par échographie réduisant de ce fait la variabilité et le nombre d’animaux nécessaire pour montrer des différences statistiques. Les souris en expérimentation seront observées quotidiennement par le personnel formé et qualifié en charge de l’expérimentation. L'état général de la souris fera l'objet d'une observation minutieuse : aspect des yeux, apparence physique, modification du comportement et respiration. Tous ces signes, une fois combinés et pondérés par la grille de score, nous renseigneront sur le niveau de souffrance de l'animal. L’expérimentation est optimisée en amont par le choix de modèle utilisé, dont la planification de protocole pour éviter le stress et la mise en place des points limites (ou critère d’arrêt anticipé) de la procédure utilisée. Le raffinement est également mis en place pendant l’expérimentation et il concerne les méthodes et les procédures des soins adéquats pendant et après l’infection, l’anesthésie/analgésie et les procédures d’euthanasie appropriées.
Choix des espèces
La physiologie de la souris étant proche de celle de l’Homme nous avons choisi de réaliser l’ensemble de nos expériences chez cette espèce animale. Par ailleurs, pour la problématique de ce projet, tous les modèles ont déjà fait leurs preuves pour l’insuffisance cardiaque. Au sein de notre laboratoire et dans la communauté scientifique, la souris est largement utilisée pour étudier les maladies cardiovasculaires, ce qui supporte notre choix. Nous prévoyons d’utiliser des animaux âgés de 10 à 16 semaines au moment de la chirurgie. Il s'agit ici d'un âge moyen le plus souvent utilisé pour les études dans le domaine dans la littérature.
Evaluation de la physiopathologie de la drépanocytose au niveau centrale et périphérique dans le modèle murin Townes
- Recherche appliquée
- Autres troubles humains
- Recherche fondamentale
- Système cardiaque
Porteuses de la drépanocytose, les souris du modèle Townes sont utilisées ici pour étudier les défauts de production des globules rouges et les obstructions de vaisseaux qui accompagnent la maladie. 524 d'entre elles vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, une partie dans des procédures menées sous anesthésie sans réveil, les autres dans des procédures d'un niveau de souffrance modéré. Selon les groupes, elles reçoivent une injection puis une série de cinq ou vingt prélèvements sanguins sous anesthésie espacés d'une semaine, ou subissent une chirurgie du muscle crémaster. Le porteur range parmi les atteintes attendues la piqûre de l'aiguille et l'angoisse liée aux pesées, sans dire ce que produit la drépanocytose elle-même chez ces souris, et indique qu'elles seront tuées pour caractériser leur moelle osseuse et leurs vaisseaux.
Objectifs
L’objectif de notre étude porte sur la compréhension des mécanismes physiopathologiques de la survenue de la drépanocytose. Ce projet s’articule autour de trois objectifs principaux : 1. Evaluer les mécanismes cellulaires et moléculaires associés à des défauts d’hématopoièse, l'ensemble des mécanismes qui assurent la production des différentes cellules sanguines, et d’érythropoïèse, l'ensemble des mécanismes qui assurent la production des globules rouges; 2. Disséquer les mécanismes cellulaires associés à la survenue des crises vaso-occlusives,des obstructions locaux de la circulation sanguine; 3.Evaluer le mécanisme d’action et l’efficacité de candidats médicaments.
Bénéfices attendus
Cette étude nous permettra de mieux comprendre les mécanismes physiopathologiques associés à la drépanocytose et d’identifier les mécanismes d’action et l’efficacité de candidats médicaments afin d’offrir dans un futur proche un nouvel arsenal thérapeutique dans la prise en charge de cette maladie.
Procédures
En fonctions des groupes expérimentaux d'appartenance, les animaux subiront: 1. une injection et une série de 5 ou 20 prélèvements sanguins sous anesthésie (3min) tous espacés de 1 semaines; 2. une chirurgie sur le cremaster sous anesthésiée.
Impact sur les animaux
Les prélèvements sanguins, les injections et l'anesthésie constitueront une nuisance pour les animaux. La piqure d'aiguille pour l’injection ainsi que les prélèvements sanguins entraînent une douleur légère de courte durée. L'ensemble des manipulations, ainsi que les pesées peuvent être source d'angoisse.
Devenir
Les souris impliquées dans ce projet feront l’objet d’une caractérisation de leur système hématopoïétique et vasculaire qui nécessitera leur mise à mort.
Remplacement
Les nombreux partenaires (cellulaires et moléculaires) des processus dynamiques d’hématopoïèse, d’érythropoïèse et de thrombose nécessitent une approche expérimentale in vivo car il n’existe pas à ce jour de système suffisamment fiable pour mimer cette complexité biologique.
Réduction
En nous appuyant sur un test d'effectif, nous utiliserons le nombre minimum d’animaux requis pour obtenir des résultats statistiquement interprétables et atteindre l’objectif scientifique du projet, à savoir d’étudier la physiopathologie de la drépanocytose dans la moelle osseuse et dans les vaisseaux sanguins. Le calcul d’effectif sera réalisé sur la base d’une expérience pilote qui implique elle-même un nombre minimum d'individus déterminé sur la base de données de la littérature. La comparaison des différentes conditions expérimentales se fera par des tests statistiques adaptés à ces petits effectifs.
Raffinement
Le suivi des traitements se fera par des mesures utilisant un procédé peu invasif à partir de prélèvements sanguins réalisés sous anesthésie. Afin d’améliorer le bien-être animal au cours de notre étude, les besoins physiologiques des animaux seront respectés (nourriture ad libitum, cages propres, enrichissement, stabulation en groupe). Les animaux seront hébergés dans des salles dont les paramètres d’ambiance sont contrôlés et afin de respecter leur instinct grégaire, les souris seront stabulées par petits groupes de 3 à 5 dans des cages dont l’environnement est enrichi à l’aide de copeaux de bois compactés, de coton et de dômes en carton. Les animaux feront l’objet d’une surveillance quotidienne afin de détecter précocement toute altération du bien-être animal. L’apparition de signes d’inconfort ou d’éventuelle souffrance nous conduira à choisir l’action appropriée à mener en fonction d’une grille de score du bien-être.
Choix des espèces
Le projet nécessite l’utilisation d’une espèce de la classe des mammifères proches de l’homme pour sa physiologie. Les données bibliographiques démontrent que le modèle murin est le plus adapté pour adresser les questions relatives à l’hématopoïèse, à l’érythropoiese et à la thrombose. En effet les caractéristiques moléculaires des cellules hématopoïétiques murines sont très semblables aux cellules hématopoïétiques humaines. Chez l’Homme la drépanocytose est une maladie qui se déclare dès la naissance et qui nécessite une prise en charge thérapeutique précoce. Nous utiliserons des individus sevrés avec un suivi de 4 à 24 semaines post-naissance (de jeunes à adultes).
Caractérisation d’une protéine par imagerie par résonance magnétique (IRM) dans un modèle murin de sepsis.
- Recherche appliquée
- Troubles nerveux
- Recherche fondamentale
- Système cardiaque
Trois séances d'imagerie d'environ une heure chacune, anesthésie comprise, et quatre prises de sang dans la veine de la queue avec un risque de saignement, d'infection ou de nécrose des tissus : 63 rats vont être utilisés, tous tués pour prélever organes et sang. Les procédures sont déclarées d'un niveau de souffrance modéré. Une injection unique de lipopolysaccharide dans l'abdomen déclenche une inflammation généralisée qui reproduit un sepsis, avec perte de poids, baisse de mobilité et réduction des interactions sociales, pour tester si une protéine protège la barrière entre le sang et le cerveau. Le porteur retient le rat parce que c'est l'espèce déjà utilisée sur ce modèle et parce que sa taille donne de meilleures images que la souris, et situe un éventuel premier essai chez l'être humain dans les cinq prochaines années.
Objectifs
Le sepsis est une réaction inflammatoire exagérée qui force le corps à s’attaquer à ses propres tissus et organes. Il peut se produire en réponse de n’importe quelle infection, que ce soit par la présence d’une bactérie, d’un virus ou d’un parasite dans le corps. La forme la plus grave est le choc septique qui est une cause fréquente de décès. Cette inflammation entraîne des problèmes dans tout le corps, jusqu’à la baisse de la pression sanguine qui peut causer des défaillances d'organes. Si cette défaillance atteint le cerveau et les vaisseaux sanguins qui l’alimentent il peut y avoir des conséquences graves pour les patients, en accélérant l'apparition de problèmes de mémoire à long terme. Si l’inflammation reste excessive et continue dans le temps, elle va endommager la barrière qui sépare le sang et le cerveau entraînant un gonflement du cerveau et l'activation de certaines cellules immunitaires qui vont accentuer l'inflammation au niveau du cerveau. De plus, il peut y avoir des problèmes avec la circulation sanguine et provoquer des saignements dans le cerveau. Pour traiter le choc septique, on utilise des antibiotiques et on traite l'infection initiale. On s'assure aussi que la pression sanguine reste normale pour que les organes fonctionnent de manière normale. Actuellement, il n'y a pas de traitement spécifique pour traiter les problèmes qui touchent les vaisseaux altérés par cette maladie, ni l'inflammation du cerveau. Notre équipe de recherche étudie une protéine qui pourrait aider à conserver la fonction des vaisseaux pendant l'inflammation et empêcher les problèmes qu’elle provoque. Pour cela, nous utilisons un modèle chez le rat chez qui nous allons injecter une substance appelée Lipopolysaccharide (LPS) pour provoquer l'inflammation au niveau du cerveau. Nous allons faire des images IRM du cerveau de ces animaux pour voir si la protéine d’intérêt peut empêcher les problèmes liés à l'inflammation dans le cerveau, en mesurant la diminution du gonflement du cerveau et de la circulation sanguine cérébrale.
Bénéfices attendus
Cette étude vise à examiner comment la protéine agit dans la réponse de la barrière entre le sang et le cerveau en cas d'inflammation dans tout le corps. Avant de pouvoir envisager de tester cette protéine chez l'homme, il est important de vérifier son efficacité dans le traitement de l'infection grave chez le rat. Les résultats attendus aideront à mieux comprendre comment traiter ce genre d'inflammation chez les humains et à réduire le risque de développer des troubles de la mémoire graves. Il est possible qu'une première phase d'essais chez l'homme puisse être envisagée dans les cinq prochaines années.
Procédures
L’ensemble des gestes réalisés sur les animaux, le seront par des personnes formés à la manipulation expérimentale du petit animal. Dans cette étude, nous avons besoin d'endormir les animaux pour les examens d'imagerie. Les animaux seront imagés 3 fois au cours de ce projet. Un protocole d’imagerie dure environ 1h de l’anesthésie au placement de l’animal dans sa cage de réveil. Pour induire l’anesthésie générale, nous injecterons au niveau abdominal un produit dont on ajustera la concentration en fonction du poids de l’animal. Après 5 minutes et confirmation de l'anesthésie générale, un prélèvement de sang sera effectué au niveau de la veine de la queue, ce geste expérimental prend 2 à 3 minutes. Nous allons mesurer dans ce prélèvement les différentes protéines impactées par la protéine d’intérêt pour voir si elle a bien effet. Ce prélèvement sera réalisé 3 fois au cours de ce projet. Un 4ème prélèvement sera effectué, lors de la dernière étape du projet, toujours sous anesthésie générale. La mise en place du modèle expérimental est réalisée par une injection unique de Lipopolysaccharide au niveau abdominal.
Impact sur les animaux
Nous utiliserons des injections dans la cavité abdominale pour administrer la protéine d’intérêt, le produit pour déclencher la maladie inflammatoire ainsi que pour le mélange pour l’anesthésie. Lors de ces injections l’animal est tenu dans les mains de l’opérateur avec les gestes préconisés pour limiter le stress et la douleur de l’animal lors de l’injection. L'injection du produit d'anesthésie peut être répétée avec une concentration plus faible pendant l'examen d'imagerie dans le cas où l'animal commence à se réveiller. Le LPS est une substance qui provoque une réaction inflammatoire généralisée semblable à celle observée dans le sepsis et peut entraîner à court terme une perte de poids, une réduction de la mobilité et des interactions sociales chez les animaux. Le fait de répéter les prélèvements sanguins au niveau de la queue peut entrainer soit des saignements, soit une infection qui peut aller jusqu’à la nécrose c’est-à-dire à la mort des tissus.
Devenir
L'ensemble des animaux inclus dans ce projet seront euthanasiés pour effectuer des prélèvements d'organes et de sang. Ces prélèvements seront utilisés pour une analyse tissulaire au niveau microscopique afin d'évaluer le rôle protecteur de la protéine. Plus particulièrement pour les prélèvements de cerveau, nous allons les comparer aux données obtenues par imagerie.
Remplacement
L'inflammation du cerveau est un phénomène complexe résultant de l'interaction de différents types cellulaires et la barrière qui sépare le sang du cerveau. Cette interaction est encore partiellement connue. L'approche avec des modèles théoriques ou de remplacement ne permet pas de rendre compte de façon fiable de ces différentes interactions. Le modèle animal utilisé sera celui le plus validé à l'heure actuelle pour l'étude de l'inflammation du cerveau.
Réduction
Le nombre d'animaux pour ce projet été déterminé à l’aide d’outils mathématiques spécialisés pour permettre une analyse cohérente et juste des données obtenues. De plus, comme nous allons utiliser les animaux dans les différentes conditions expérimentales, les données obtenues chez les animaux en bonne santé seront comparées à celles récoltés sur ces mêmes animaux mais après le déclenchement de l’inflammation par le LPS. Ceci va nous permettre d’obtenir des résultats dans les différentes conditions expérimentales avec moins d’animaux en plus de la réutilisation des animaux utilisés pour l'étude pilote. L’étude pilote va permettre d'ajuster le nombre d'animaux en fonction de la variabilité qui peut exister entre les animaux. En effet, s’il existe des différences ou non dans les mesures réalisées dans le groupe d’animaux sains, nous saurons s’il est nécessaire d’ajuster le nombre d’animaux nécessaires pour obtenir des résultats cohérents et fiables. De plus, les données d'imagerie seront analysées au fur et à mesure, si les résultats sont satisfaisants avec moins d'animaux que prévu, les protocoles d'imagerie seront arrêtés afin de réduire le nombre d'animaux utilisés sur la totalité du projet.
Raffinement
Une période minimale d'acclimation de 7 jours à la réception des animaux du fournisseur sera respectée. Le milieu des cages sera enrichi et le nombre d'individus par cage sera adapté à leur taille mais aucun animal ne sera laissé seul en cage. La profondeur de l’anesthésie est vérifiée par l’absence de mouvement par pression sur la patte. Une évaluation en temps réel de l'anesthésie sera réalisée pendant les protocoles d’imagerie. Si la fonction respiratoire se dégrade et se maintient dégradée, le protocole d'imagerie sera interrompu pour permettre une surveillance accrue de l'animal dans une cage de réveil dédiée placée sous une lampe chauffante. Pour garantir un maintien de la température corporelle pendant le protocole d'imagerie, l’animal est réchauffé pendant tout le protocole d’imagerie. Pour les animaux qui ne sont pas euthanasiés à l'issue du protocole d'imagerie, la phase de réveil sera réalisée sous lampe chauffante puis remplacement dans leur cage d'origine. Les animaux seront observés quotidiennement par le personnel de l’animalerie et les points limites seront étudiés par les responsables de projet 2 fois par semaine pour s’assurer du bien-être des animaux et qu’ils soient traités avec le plus grand respect et le moins de douleurs possible. Si la mise en place d’un traitement anti-douleur ne permet de pas d’améliorer le bien-être animal, le protocole d’euthanasié sera réalisé.
Choix des espèces
Nous utiliserons des rats pour cette étude car c'est l'espèce utilisée dans les études sur ce modèle pathologique. Le rat est une espèce couramment utilisée pour les travaux d'expertise par imagerie chez le petit animal et les outils utilisés sont dédiés à cette espèce. De plus, c’est une espèce de plus grande taille par rapport à la souris ce qui permet d’avoir une qualité d’image supérieure avec plus de détails et précision pour les expérimentations d’imagerie préclinique. Nous utiliserons des animaux âgés de 10 à 12 semaines pesant entre 400 et 600g. Le stade de développement des animaux correspond à de jeunes adultes afin de mimer au mieux les conditions pathologiques retrouvées chez l'Homme.
Etude de l’altération liée à l’âge du récepteur aux œstrogènes alpha a, conséquences pour la protection artérielle féminine.
- Recherche fondamentale
- Système cardiaque
1 080 souris vont être utilisées, toutes tuées pour prélever leurs tissus, 720 dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré et 120 sous anesthésie sans réveil. 240 femelles sont ovariectomisées à trois, douze ou vingt-deux mois, opération de vingt-cinq minutes, puis gardées deux semaines avant la mise à mort. 360 femelles et 180 mâles reçoivent une capsule à libération prolongée posée sous la peau, et 180 femelles y ajoutent une pompe osmotique qui les rend hypertendues, urinant tant que les cages doivent être changées plus souvent, avec une atteinte possible du cœur, des reins, des rétines et du cerveau. Le porteur écrit qu'aucun système de culture cellulaire n'a reproduit les variations hormonales de la ménopause et qu'il n'y a donc "pas d'autre alternative" que l'animal vivant, pour un projet qui vise à tester l'estetrol comme traitement hormonal.
Objectifs
Les maladies cardiovasculaires sont la première cause de décès chez les femmes après la ménopause. Le vieillissement joue un rôle majeur dans les altérations des artères, entraînant un risque accru de maladies cardiovasculaires chez les hommes comme chez les femmes. Les différences des facteurs de risque de maladies cardiovasculaires entre les hommes et les femmes sont largement attribuées aux œstrogènes. La ménopause est marquée par la fin définitive des cycles menstruels et l'arrêt de la production d'œstrogènes par les ovaires. Cependant, les rôles respectifs du vieillissement vasculaire et de la diminution des hormones sexuelles après la ménopause sur le risque cardiovasculaire sont controversés. Les œstrogènes classiques confèrent une protection contre les maladies cardiovasculaires s’ils sont débutés à un stade précoce de la ménopause chez les femmes avant 60 ans, alors qu’ils sont délétères s’ils sont administrés après 70 ans. L’estetrol, une hormone naturellement produite durant la grossesse est actuellement évaluée chez l’Homme, pour le traitement hormonal de la ménopause. Ce projet a pour objectifs d’établir l'effet du vieillissement sur la réponse à ces hormones notamment sur la protection artérielle. Cette recherche revêt une importance particulière dans le contexte de la santé cardiovasculaire féminine, ouvrant la voie à de nouveaux traitements.
Bénéfices attendus
Compte tenu du vieillissement rapide de la population, les femmes passent plus de 30 % de leur vie en post-ménopause. La ménopause est associée à un risque accru d'ostéoporose ainsi que de maladies cardiovasculaires et métaboliques. Le traitement hormonal de la ménopause est très efficace pour réduire ces symptômes. Cependant, les résultats négatifs d’une étude américaine ont participé à de nouvelles orientations concernant la prescription du traitement hormonal de la ménopause, par les médecins. De nouvelles études ont montré que l'utilisation du traitement hormonal de la ménopause chez les femmes plus jeunes ou chez les femmes ménopausées précocement avait un effet bénéfique sur le système cardiovasculaire. L’amélioration du traitement de la ménopause revêt donc une importance majeure pour la santé des femmes. Les principaux objectifs du projet sont : 1) mieux caractériser la perte de protection artérielle avec l'âge. 2) proposer de nouvelles alternatives pour le traitement de la ménopause.
Procédures
240 femelles seront ovariectomisées à 3 mois, 12 mois et 22 mois (60 par groupe d’âge) et 120 femelles de 3 mois, 12 mois, 22 mois (40 par groupe d’âge) seront gardées intactes. Elles seront gardées 2 semaines en stabulation avant d’être sacrifiées pour réaliser des analyses. L’ovariectomie est évaluée à 25 minutes par souris. 180 mâles subiront une pose de capsule à libération prolongée de molécule ou une opération factice, 360 femelles subiront une pose de capsule à libération prolongée de molécule. La pause de la capsule est estimée à 15 minutes. 180 femelles subiront une pose de pompe osmotique en plus de la capsule à libération prolongée ou une opération factice permettant de mimer les effets inflammatoires dus à l’opération elle-même.
Impact sur les animaux
Les animaux subiront un très faible stress engendré par la contention. La piqure d’analgésique entrainera une très faible douleur due à la piqûre. Le modèle d’ovariectomie ainsi que la pose de la petite capsule de diffusion de molécules (pellets) ont pour effet attendu une douleur modérée liée aux effets de la chirurgie soulagée par des analgésiques et un stress modéré lié aux manipulations. Tous les animaux seront pesés avant la chirurgie, y compris ceux qui subiront une opération factice. Les animaux seront pesés quotidiennement jusqu’à récupération du poids initial. Le modèle d’hypertension artérielle a pour effet attendu une douleur modérée liée aux effets de la chirurgie soulagée par des analgésiques et un stress modéré lié aux manipulations. Il peut y avoir une atteinte des organes cibles que sont le cœur, les reins, les rétines et le cerveau. Toute manipulation sera réalisée dans un environnement calme, et par un manipulateur qualifié pour limiter la durée de chaque manipulation. La douleur ou l’inconfort de l’animal sera évalué régulièrement jusqu’à la mise à mort de l’animal.
Devenir
Il est nécessaire de mettre à mettre à mort tous les animaux afin de récupérer les tissus pour analyses.
Remplacement
L’ensemble des effets étudiés étant des effets physiologiques ou pathologiques, il n’y a pas d’autre alternative d’étude que l’utilisation d’animaux vivants. En général, les expériences de remplacement ne peuvent pas reproduire la complexité des mécanismes mis en jeu au cours des évènements pathologiques tels que le vieillissement, la menopause ou encore l’hypertension. Aucun système de culture cellulaire n'a pu reproduire les variations hormonales de la menopause. Il n’est donc pas possible de mettre en place des approches in vitro pour réaliser ce projet. C'est pourquoi nous aurons recours au modèle animal, en choisissant la souris comme modèle classique de mammifère, et comme modèle expérimental établi, avec de nombreux outils génétiques disponibles, un temps de génération court et des portées de grande taille.
Réduction
Réduction : le nombre d'animaux est calculé sur la base d’un plan expérimental stéréotypé permettant d’obtenir la puissance statistique nécessaire à l’obtention de conclusions biologiquement pertinentes (test statistique ANOVA à deux facteurs). Le logiciel G power nous a permi d'établir un nombre de 10 animaux par groupe. Si les conclusions sont pertinentes avec 8 animaux par groupe nous cloturerons le protocole. Nous prélevons un maximum d'organes d'intérêt par animal afin de réduire le nombre d'animaux utilisés.
Raffinement
Nous prendrons toutes les dispositions nécessaires pour limiter au maximum les nuisances, attendues ou non, liées aux manipulations des animaux et procédures de l’étude. Pour limiter les nuisances et effets indésirables liées à l’ovariectomie, au traitement par pellets ainsi qu’à l’hypertension, nous reproduirons un protocole d’étude déjà réalisé et décrit dans plusieurs études concernant ces modèles chez des souris. Pour réduire le stress des animaux lié aux manipulations, une période d’acclimatation de 7 jours est prévue avant la première procédure. Toute manipulation sera réalisée dans un environnement calme, et par un manipulateur qualifié pour limiter la durée de chaque manipulation. Les animaux seront élevés en cages enrichies et surveillés au cours des procédures pour repérer l’éventuelle apparition de signes cliniques pouvant indiquer une souffrance ou un mal-être. Les souris hypertendues urinent beaucoup. Pour cette raison, le nombre d'animaux par cage est limité à 3 et les cages sont changées plus fréquemment et dès que nécessaire. Un traitement antalgique sera administré à l’animal 10 minutes avant l’anesthésie et jusqu’à deux jours après l’opération, en fonction de la douleur observée. Les chirurgies seront préférentiellement réalisées le matin afin d’assurer le suivi tout au long de la journée de l’opération. La douleur ou l’inconfort de l’animal sera évalué 2 fois par jour, pendant les deux jours suivants les procédures opératoires. L’observation sera ensuite quotidienne, week-end compris, avec l’aide du personnel de l’animalerie. Par ailleurs, si des signes comportementaux indiquent une douleur modérée, un traitement antalgique sera administré à une dose plus ou moins importante selon les signes cliniques observés (protocole de gestion de la douleur détaillé en annexe). En cas de signe clinique indiquant une douleur sévère définissant un point limite, la souris sera mise à mort pour éviter toute prolongation de sa souffrance.
Choix des espèces
La souris est le seul modèle permettant à la fois de réaliser des expériences physiologiques et d’utiliser des méthodes de modifications génétiques permettant de comprendre les mécanismes impliqués. De plus, les modèles d’ovariectomie et d'hypertension artérielle utilisés au cours de ce projet ont été établi et validé par la communauté scientifique depuis plusieurs décennies. Des souris adultes âgées de 3, 12 et 22 mois seront utilisées afin d’étudier la perte éventuelle de réponse aux hormones avec l’âge. Des souris âgées de 12 mois sont idéales pour se placer en milieu de vie et mimer les effets de la ménopause.
Rôle des vésicules extracellulaires dans le développement du diabète
- Recherche appliquée
- Troubles endocriniens
- Recherche fondamentale
- Oncologie
- Système cardiaque
- Système endocrinien
Deux injections intraveineuses à sept jours d'intervalle, huit mesures de pression artérielle de dix minutes, six gouttes de sang prélevées, un capteur de télémétrie implanté sous la peau en vingt minutes, une fibrillation atriale déclenchée, une analyse de composition corporelle, deux prélèvements de tissus sur animal vivant. 288 souris Swiss vont être utilisées dans ces procédures d'un niveau de souffrance modéré, 72 d'entre elles vivant seules en cage depuis l'implantation du capteur jusqu'à la fin de l'étude, soit vingt et un jours. Le porteur leur injecte des vésicules extracellulaires prélevées chez des patients diabétiques, pour voir si elles provoquent chez l'animal la résistance à l'insuline qu'elles provoquent en culture cellulaire. Toutes sont tuées pour prélever des tissus.
Objectifs
Les patients souffrant d’obésité sont confrontés à un risque plus accru de développer des maladies cardiovasculaires et le diabète de type 2. Ce risque est d’autant plus élevé que la majorité de ces patients développent une résistance à l’insuline, une hormone qui permet l’absorption et le stockage du glucose dans les organes tels que le foie, le tissu adipeux et le muscle squelettique. Outre le développement du diabète de type 2, la résistance à l’insuline est, à long terme, responsable de plusieurs complications métaboliques telles qu’une dyslipidémie, une athérosclérose ou une hypertension artérielle. La résistance à l’insuline étant un état pathologique silencieux, il devient nécessaire de développer de nouveaux outils de diagnostic de l’apparition de la résistance à l’insuline chez les patients obèses. Dans ce contexte, nous nous intéressons aux vésicules extracellulaires (VEs) libérées par les cellules de l’organisme. Ces VEs, impliquées dans la communication entre les cellules, sont considérées comme de nouveaux biomarqueurs de différentes maladies. Des travaux préalablement réalisés in vitro au sein de notre laboratoire ont démontré que les VEs circulantes de patients diabétiques induisent une résistance à l’insuline dans les cellules du foie et du tissu adipeux par des mécanismes bien distincts, ainsi qu’une accumulation de graisse. Ces effets ne sont pas observés avec les VEs circulantes de sujets sans diabète. La question posée ici est de vérifier si les VEs de patients diabétiques induisent également la résistance à l’insuline in vivo. L’objectif de ce projet est d’évaluer l‘implication des VEs de patients non diabétiques ou diabétiques, dans le développement in vivo du diabète chez la souris et les mécanismes mis en jeu.
Bénéfices attendus
Les résultats attendus permettront de mieux comprendre les mécanismes par lesquels les VEs participent aux altérations métaboliques associées au diabète. A long terme, ces résultats permettront de développer de nouveaux outils de diagnostic de l’apparition de la résistance à l’insuline chez les patients obèses et d’aborder de nouvelles stratégies thérapeutiques et préventives du diabète de type 2 et des maladies cardiovasculaires associées.
Procédures
SEPT INTERVENTIONS : (i) Injections intraveineuses : 2 injections (une injection tous les 7 jours dans toutes les procédures), durée de chaque injection < 5 min. (ii) Mesure pression artérielle : 8 mesures (8 jours), durée : 10 min/mesure (iii) Prélèvement de sang : 6 prélèvements d’une goutte de sang par souris à la fin du régime, durée de chaque prélèvement < 1 min. (iv) Implantation sous-cutanée : 1 implantation/animal, durée 20 min (v) Induction d’une fibrillation atriale : une fois, durée 20 min/animal. (vi) Analyse composition corporelle : une fois, durée 20 min/animal. (vii) Prélèvement tissulaire sur animal vivant : deux fois, durée 10 min/animal.
Impact sur les animaux
Les nuisances ou effets indésirables attendus sur les souris seront les suivants : 1) Stress associé aux manipulations (échographie, IRM, prise de la pression artérielle sur animal éveillé, prise de poids, prise de la température avec une caméra thermographique, et injection de vésicules extracellulaires). Concerne tous les animaux ; 2) Stress et douleur (prise en charge avec une analgésie) associés à la chirurgie après l’implantation du capteur pour la télémétrie (concerne 72 animaux) ; 3) Douleur (prise en charge avec une analgésie) associés au prélèvement des tissus concerne 72 souris ; 4) Stress associé à l’isolement des souris après l’implantation du capteur pour la télémétrie et jusqu’à la fin de la procédure (concerne 72 animaux).
Devenir
Tous les animaux utilisés seront euthanasiés pour prélever des tissues qui permettront compléter les objectives initiales de l’étude.
Remplacement
Il n’existe aucun moyen de remplacer de telles études qui englobent l’ensemble de l’organisme dans sa réponse physiopathologique, et seule l’expérimentation animale permet un suivi complet des altérations métaboliques et cardiovasculaires associées au diabète, comme la résistance à l'insuline.
Réduction
Nous avons réduit le nombre de souris à celui requis pour obtenir une validation statistique des résultats. Le nombre d’animaux à inclure dans chaque groupe expérimental a été déterminé pour chaque expérience en fonction des données de la littérature, de notre expérience avec ces modèles maitrisés au laboratoire depuis plusieurs années et à l’aide d'un logiciel statistique. Également, afin de réduire le nombre d’animaux, nous utiliserons un même animal pour plusieurs mesures.
Raffinement
Pour favoriser la sociabilisation des animaux, nous mettrons au maximum 4 animaux par cage. Les animaux concernés par l’analyse des paramètres cardiaques par télémétrie seront placés dans des cages individuelles à partir de l’implantation du capteur télémétrique et seront maintenues dans ces conditions nécessaires pour permettre l’analyse individuelle dans les plateformes d’enregistrement jusqu’à la fin de l'étude, c’est-à-dire 21 jours. Pendant cette période, l’isolement des animaux sera compensé par de l’enrichissement. Ainsi, dans la cage, les animaux auront à disposition des cabanes pour se cacher, grimper et faciliter leur accès à la nourriture. La mise en place de pointes limites adaptées aux différentes manipulations décrites dans chaque procédure permettra d’assurer que les animaux soient dans les meilleures conditions pendant la durée de l’étude.
Choix des espèces
L’espèce animale choisie pour cette étude est la souris Swiss. Comme en témoignent les résultats publiés par notre laboratoire, ces souris sont un bon modèle pour l’étude des maladies métaboliques et cardiovasculaires. Les souris seront utilisées à l’âge de 8 semaines, pour lequel les animaux sont considérés comme jeunes adultes. A partir des 8 semaines d’âge, les rongeurs montrent une fonction métabolique du glucose optimale pour évaluer une possible altération avec le traitement de l’étude. En effet, le déclin de la fonction métabolique est décrit à partir de 10 semaines d’âge chez la souris.
Etude de l’hypoxie chez un modèle de souris mutante
- Recherche fondamentale
- Système cardiaque
40 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, chacune subissant jusqu'à trois prélèvements sanguins pouvant atteindre un quart de son volume sanguin total et deux semaines enfermée dans une atmosphère à 10 % d'oxygène. Un premier lot de vingt souris avait déjà été saigné avant qu'une panne de l'appareil d'hypoxie n'interrompe les expériences, et le porteur génère un second lot de vingt animaux pour respecter la fenêtre d'âge de dix à douze semaines. Les prélèvements et l'échographie cardiaque se font sous anesthésie gazeuse, avec une mise à mort possible si l'animal récupère mal, puis une nécropsie pour prélever cœur et poumons. Le porteur affirme que l'exposition à l'hypoxie n'est pas nuisible dans les conditions appliquées, et renvoie le traitement des maladies humaines liées à l'hypoxie à un horizon lointain, l'objet immédiat étant de savoir si le facteur ELK3 joue un rôle chez la souris.
Objectifs
Nos cellules utilisent l'oxygène pour générer de l'énergie efficacement et, lorsqu'elles manquent soudainement d'oxygène, en cas d'hypoxie, des dommages irréversibles et rapides peuvent survenir aux organes. L'hypoxie chronique a également des conséquences, plus particulièrement dans les tumeurs, qui peuvent contribuer à des métastases et au décès. Il existe des mécanismes qui permettent aux cellules de s'adapter à l'hypoxie, dont l'élément-clé est la voie sensible à l'oxygène qui implique le facteur de transcription HIF-1. Ce mécanisme de base est une découverte fondamentale et un élément central dans la compréhension de la détection de l'oxygène dans le corps. Plusieurs composantes supplémentaires ont été découvertes plus récemment, notamment des modificateurs de la structure de l'ADN, des régulateurs des signaux de dégradation, et des facteurs impliqués dans la détection aiguë de l'oxygène. Cependant, il reste de nombreuses autres composantes qui interviennent dans le traitement des conséquences de l’hypoxie et qui restent à étudier, dont le facteur de transcription ELK3. ELK3 intervient dans des voies de signalisation conduisant à la transcription de l'ADN, et joue un rôle dans la migration cellulaire, la formation de nouveaux vaisseaux sanguins (l'angiogenèse) et l'intégrité vasculaire. De plus, il a été démontré qu'il joue un rôle dans la régulation des gènes sensibles à l'hypoxie, la protéine ELK3 étant elle-même dégradée dans des conditions de faible teneur en oxygène. La plupart des mécanismes de signalisation induits par l'hypoxie impliquant les deux protéines ELK3 et HIF-1 sont distincts, mais liés. On s'attend ainsi à ce que ELK3, tout comme HIF-1, soit impliqué dans l'angiogenèse, des études in vitro en culture cellulaire ayant notamment montré qu'ELK3 est préférentiellement exprimé dans les cellules endothéliales qui tapissent la paroi des vaisseaux sanguins, mais aussi dans le mélanome. Cependant, il reste à élucider si ELK3 est impliqué dans la réponse physiologique à l'hypoxie. Dans ce contexte, nous souhaitons étudier les conséquences de la perte totale d’ELK3 dans le modèle souris, dans des conditions d’hypoxie, sur la fonction cardio-vasculaire et le remodelage vasculaire pulmonaire.
Bénéfices attendus
L'hypoxie joue un rôle important dans les causes de mortalité, notamment le cancer, l'ischémie myocardique et les maladies métaboliques, du cœur et des reins, ainsi que dans les maladies de la reproduction telles que la prééclampsie et l'endométriose. Il existe de nombreuses preuves provenant de systèmes in vitro selon lesquelles un ou des facteur(s) de transcription, joue(nt) un rôle essentiel dans la réponse hypoxique. Pour utiliser ces connaissances pour comprendre et finalement traiter les pathologies liées à l’hypoxie, nous devons étudier les rôles de ces facteurs dans un modèle animal. Les expériences prévues devraient apporter une preuve convaincante de son importance physiologique dans l’hypoxie, et nous permettre d’exploiter notre boîte à outils, notamment les molécules que nous avons développées ciblant l'un de ces facteurs de transcription, pour traiter à terme les pathologies associées à l’hypoxie.
Procédures
AMENDEMENT : un prélèvement sanguin a été effectué sur un 1er groupe de 10 mâles KO + 10 mâles contrôles à 8 semaines d’âge. Ce prélèvement a duré environ une minute. Les animaux reçoivent une injection de NaCl 0,9% d'un volume équivalent au volume de prélèvement et sont placés quelques minutes sur plaque chauffante. Après le prélèvement de sang, nous avons rencontré un problème matériel pour le test d'hypoxie et ce malgré le test préalable de l'appareillage. Les délais de livraisons des pièces et la réparation ayant été très long, la suite des expérimentations n'a pas pu se réaliser sur ce lot de souris. Afin de maintenir l’âge requis des animaux pour cette étude (à 10-12 semaines environ, où l’arborescence et la structure des vaisseaux sanguins seront matures), nous devrons générer un 2ième lot de souris (10 mâles KO ELK3 et 10 mâles contrôles WT). Les 20 animaux du nouveau lot seront soumis à 3 prélèvements sanguins (même conditions que décrit précédemment), à 2-3 semaines d'intervalle et à une échographie (durée environ 20 minutes). Ils seront soumis par ailleurs à des conditions hypoxiques (10% oxygène) pendant 2 semaines.
Impact sur les animaux
Les prélèvements sanguins, ainsi que l'échographie pour explorer la fonction cardiaque peuvent entrainer un léger stress ou une douleur chez les animaux. Ils seront effectués sous anesthésie gazeuse. Par ailleurs, les souris seront exposées à des conditions hypoxiques pouvant également entrainer un léger stress, sans pour autant être nuisibles dans les conditions appliquées.
Devenir
A la fin de la procedure, toutes les souris seront mises à mort pour réaliser une nécropsie et prélever des organes (coeur, poumons) en vue des analyses post-mortem
Remplacement
Le rôle de la protéine d'intérêt ELK3 dans le processus d'hypoxie a été étudié par des approches cellulaires dans notre laboratoire, mais pour analyser les effets globaux de cette protéine sur le muscle cardiaque, les vaisseaux sanguins et les poumons, le modèle souris nous semble nécessaire pour nous rapprocher au mieux de la pathologie humaine.
Réduction
Pour chacun de nos tests, nous comparerons le groupe contrôle sauvage et le groupe mutant Homozygotes ELK3. Approche statistique: grâce aux études précédentes et les données collectées sur les animaux contrôles sur plusieurs années, et en tenant compte des tests réalisés au cours de cette étude, nous savons que le nombre de 10 animaux par génotype est suffisant pour détecter des phénotypes spécifiques s’ils existent.
Raffinement
Durant toute l'étude, y compris en cages d'hypoxie, les souris sont hébergées à raison de 3 souris par cage afin d'éviter le stress lié à l'isolement et de maintenir les interactions sociales. Afin de limiter la gêne qui pourrait survenir suite à la baisse de la concentration d’oxygène celle-ci se fera progressivement (en 3 heures). L’exploration cardiaque est indolore, mais une anesthésie sera mise en oeuvre chez la souris afin d'éviter le stress lié à la manipulation, en particulier lors de l'épilation et de l'échographie. L'anesthésie facilitera en outre l'exploration en limitant les mouvements de l'animal. En cas de ralentissement du rythme cardiaque sévère lié à l'anesthésie, la procédure sera arrêtée et les animaux surveillés jusqu'au réveil dans les minutes suivant la procédure Si les animaux présentent une faiblesse trop marquée suite à l'anesthésie, une euthanasie pourra être pratiquée. Le prélèvement sanguin sera réalisé sous anesthésie gazeuse et sera limité à un volume de 25% du volume sanguin total de l'animal. Pour compenser la perte de volémie, nous injecterons par voie sous-cutanée un volume équivalent de solution saline (NaCl 0.9% chauffé à 37°C) après le prélèvement sanguin.
Choix des espèces
La souris (Mus Musculus) est l’espèce de choix pour générer des modèles de maladies humaines. Son temps de génération permet de réaliser des études relativement rapides et de récapituler de manière assez fidèle les mécanismes chez l’humain. La nécessité d’utiliser des souris génétiquement modifiées est liée à l’absence de toute mutation spontanée dans cette espèce ou d’autres espèces de mammifères qui correspondrait à la maladie humaine. De plus, la génétique de la souris est bien connue et nous permet d'inactiver le gène d'intérêt specifiquement. Les souris auront 10-12 semaines environ (stade adulte), où l’arborescence et la structure des vaisseaux sanguins seront matures.
Rôle des cellules endothéliales et musculaires lisses sénescentes dans le vieillissement vasculaire pulmonaire
- Recherche fondamentale
- Système cardiaque
- Système respiratoire
Vingt et un jours enfermées en continu dans un caisson à 9 % d'oxygène : c'est ainsi qu'une hypertension artérielle pulmonaire est provoquée chez une partie des 1 152 souris de ce projet, dont 384 seront tuées sans jamais se réveiller et 768 utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. D'autres reçoivent de l'élastase par incision et injection dans la trachée pour déclencher un emphysème, avant une mesure de la fonction pulmonaire de quinze minutes sous anesthésie. Le porteur signale que les manipulations ont lieu pendant la phase de sommeil des souris et que la nourriture déclenchant le transgène est amère, ce qui leur fait perdre du poids. Il écrit dans le même paragraphe que les souris exposées à l'hypoxie chronique perdent du poids "sans apporter de douleur à l'animal" et ne montrent "aucune difficulté respiratoire", alors que le protocole vise à leur donner une hypertension pulmonaire.
Objectifs
Le vieillissement des vaisseaux sanguins avec diminution du nombre de capillaires est un élément clé du vieillissement de l'organisme, ce qui réduit l'apport de nutriments et d'oxygène aux tissus. Les cellules endothéliales (CEs) qui composent les vaisseaux, sont nécessaires à la fonction des poumons. Un nombre élevé de CEs vieillissantes est associé au vieillissement prématuré du poumon et à plusieurs maladies pulmonaires. Ces cellules vieillissantes ne sont plus capables de se diviser et libèrent des facteurs nocifs pour les poumons. Ceci a pour conséquence la diminution de la formation de nouveaux vaisseaux contribuant alors au phénomène observé avec l'âge et dans certaines maladies. Tout comme les cellules endothéliales, les cellules musculaires lisses jouent également un rôle dans le développement de maladies pulmonaires, et seront aussi étudiées. Notre objectif est d'évaluer l'impact du vieillissement des cellules endothéliales et musculaires lisses au cours du vieillissement et de deux maladies, l'hypertension (HTP) et l'emphysème pulmonaires. Pour cela, nous étudierons le vieillissement cellulaire, la fonction pulmonaire, la densité et le remodelage vasculaire chez des souris jeunes et âgées, avec ou sans maladies pulmonaires. De plus, nous travaillerons avec des souris génétiquement modifiées pour éliminer les cellules endothéliales et musculaires lisses vieillissantes afin d'étudier le rôle de ces cellules dans les maladies pulmonaires liées à l'âge.
Bénéfices attendus
Ce projet permettra d’évaluer le rôle du vieillissement des cellules endothéliales et musculaires lisses pulmonaires avec l'âge et dans deux maladies pulmonaires liées à l’âge (hypertension artérielle et emphysème pulmonaires).
Procédures
Les différents animaux subiront une biopsie non invasive (1 seul geste de quelques secondes, ne nécessitant pas d'anesthésie) par poinçonnage d'oreille, effectuée au moment du sevrage (1 mois), nécessaire à leur identification. Les animaux seront placés dans un caisson à hypoxie, dans lequel la quantité d'oxygène est diminuée (9%) en continu (21 jours) permettant d’induire l’hypertension artérielle pulmonaire observée chez les patients. D’autre part, afin d’induire un emphysème pulmonaire, les animaux seront traités à l’élastase (ou contrôle sans effet) : une petite incision et injection au niveau de la trachée sont effectuées sous anesthésie générale, lors d’une seule procédure rapide de 5 minutes. A la fin de la procédure d'injection d'élastase et au bout de 21 jours suite au traitement, nous mesurerons les fonctions pulmonaires à l’aide d'un appareil durant 15 minutes environ pour chaque souris sous anesthésie générale, connectée grâce à une sonde.
Impact sur les animaux
Les différents animaux subiront une biopsie non invasive (un seul geste) par poinçonnage d'oreille, effectuée au moment du sevrage (1 mois). Cette méthode d'identification peut causer une douleur légère de courte durée. Une perte de poids modérée est attendue pour les souris exposées à l'hypoxie chronique, sans apporter de douleur à l'animal. Les souris ne montrent aucune difficulté respiratoire liée à l'hypoxie, seulement une légère fatigue. Les différentes procédures (hypoxie, instillation intratrachéale, mesure de la fonction pulmonaire) peuvent générer un stress chez l'animal, notamment lors de la manipulation au cours des pesées, de la préhension de l'animal lors des anesthésies ou encore lors des déplacements de cages. De plus, ces différentes manipulations sont effectuées durant la journée, moment au cours duquel les souris sont en phase de sommeil, cela induit alors également un stress. La nourriture spéciale permettant l'expression du transgène chez la souris a un goût amer, ce qui entraîne une légère perte de poids chez la souris.
Devenir
L'étude nécessite le prélèvement du sang et des organes (poumons, coeur, foie rein, rate) afin de mesurer différents paramètres biologiques (quantification des marqueurs de sénescence, expression de différents gènes) et histologiques (évaluation de dommages structurels au niveau du poumon), ainsi les animaux seront mis à mort à la fin des procédures.
Remplacement
En parallèle des études menées sur la souris, une étude sera portée sur des cellules issues d’échantillons pulmonaires obtenus lors d'une chirurgie chez des patients avec ou sans emphysème. La culture de cellules endothéliales permet d’étudier et de comparer des cellules de patients vs témoins sur différents critères. L’étude de souris génétiquement modifiées semble néanmoins incontournable afin d’étudier à l’échelle d’un organisme entier l’effet de l'élimination des cellules endothéliales et musculaires lisses vieillissantes sur des souris avec des maladies pulmonaires, nous permettant ainsi d’accéder à des données essentielles à la caractérisation de ces maladies.
Réduction
Nous choisissons d'étudier des groupes de 8 souris. Dans la mesure du possible, les groupes seront constitués de souris de même sexe, même âge, même fratrie pour réduire au maximum la variabilité des différentes mesures. Suite à la collecte des résultats, nous analyserons les données avec des tests statistiques.
Raffinement
L'état de santé des animaux sera surveillé quotidiennement par du personnel compétent présent à l’animalerie ainsi que par les responsables de ce projet. L'environnement des souris sera composé de maisons ou tube en carton, du papier craft et du coton pour jouer. Les zootechniciens et responsables du projet seront en contact concernant le bien-être et la santé des animaux. Les points suivants seront considérés comme points limites pour les animaux qui seront mis à mort: 1. incapacité prolongée ou irréversible à se nourrir ou à boire. 2. Modification du comportement, douleur intense, détresse ou souffrance. 3. perte de poids trop importante, blessures diverses... Le poids des animaux sera mesuré chaque semaine et contrôlé au cours des différentes procédures, cependant nous nous attendons à une perte de poids chez les souris porteuses d'hypertension pulmonaire. Aucune perte de poids supérieure à 10% n'est attendue. Si un animal présente un de ces points limites, il recevra une anesthésie et une analgésie adaptée à la mise à mort.
Choix des espèces
Les modèles de maladies pulmonaires que nous souhaitons utiliser sont bien maitrisés et ont déjà largement été utilisés, ils ont fait l'objet de plusieurs publications. Nous utiliserons des souris à partir de l’âge de 2 mois. Le développement pulmonaire continue chez la souris après la naissance, et nous considèrons que ces animaux ont des poumons matures à partir de 2 mois. Nous suivrons leur évolution tout au long des différentes procédures, afin d'étudier l'effet des maladies pulmonaires sur les souris génétiquement modifiées. Nous étudierons également des souris âgées de plus de 18 mois pour étudier l’effet de l'augmentation de cellules vieillissantes chez ces souris mutantes.
Combinaison de deux inhibiteurs dans un modèle de xénogreffe chez des souris immunodéficientes et des modèles d’hypercroissance 1/5
- Recherche appliquée
- Cancers
- Recherche fondamentale
- Oncologie
- Système cardiaque
- Système endocrinien
Trente semaines de gavages quotidiens et d'injections dans l'abdomen deux fois par semaine, huit prélèvements sanguins par animal : 12 812 souris vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, réparties sur cinq établissements. S'y ajoutent la pose chirurgicale d'implants d'œstrogène, une injection de cellules tumorales humaines, une ligature vasculaire et une biopsie de la queue au sixième jour de vie. Le porteur indique que le gavage comporte un risque de perforation de l'œsophage et de passage du liquide dans les poumons, et que les tumeurs devenues volumineuses provoquent des douleurs et des difficultés à s'alimenter. Les souris des procédures d'expérimentation sont tuées pour exploration anatomique, celles de l'élevage restent en vie pour l'accouplement, à l'exception des mâles immunodéficients.
Objectifs
Les syndromes d’hypercroissance sont causés par des mutations génétiques affectant uniquement certains tissus. Notre objectif est de développer des modèles précliniques porteurs de mutations de ces genes dans différents tissus afin de comprendre la physiopathologie des anomalies et d’identifier de nouveaux traitements permettant de prévenir l’apparition des symptômes ou de freiner la pathologie. Le projet se déroule sur 5 sites différents.
Bénéfices attendus
Ce projet nous conduira à une meilleure compréhension des mécanismes moléculaires conduisant aux syndromes hypertrophiques et à l'identification potentielle de nouveaux traitements
Procédures
Les interventions subies par les animaux seront : 1) Une chirurgie de 10 min sous anesthésie gazeuse pour l’insertion des implants d’œstrogène (EU1 et EU2) 2) Une injection en sous cutané de cellules tumorales humaines sous anesthésie gazeuse (EU1 et EU2). 3) Des prélèvements sanguins (n= 8 par souris) à la queue sous anesthésie gazeuse (EU1 et EU2) 4) Des inductions par gavages au tamoxifène (moins d’une minute) sur 5 jours pour induire les phénotypes d’hypercroissance (EU1 et EU2) 5) Des observations des tumeurs et des imageries in vivo sous anesthésie gazeuse durant maximum 30 min (EU3, EU4, EU5) 6) Des traitements en injections bihebdomadaires intra péritonéal (moins d’une minute) de traitements (30 semaines) (EU1 et EU2) 7) Des gavages quotidiens de traitements (moins d’une minute) pour une durée maximale de 30 semaines (EU1 et EU2) 8)Une chirurgie de 10 min sous anesthésie gazeuse pour ligature vasculaire (EU1 et EU2) 9) Biopsie de la queue à jour 6 de vie pour génotypage (3 secondes) (EU1 et EU2)
Impact sur les animaux
Les souris recevront par voie sous cutanée (flancs gauche et droit) deux injections mais toutes n’auront pas de développement de tumeurs. S’il y a prise de greffe, et formation de tumeurs sous cutanées, les effets de la tumeur peuvent être indésirables et générer certaines contraintes : douleurs à partir d’un certain volume, difficultés à s’alimenter et à s’abreuver, tension au niveau de la peau, démangeaisons et irritations. L’insertion de l’implant et la mise en place d’un point de suture peut également provoquer une gêne avec des démangeaisons et une légère tension au niveau de la plaie suite à la cicatrisation. Une hypothermie, une déshydratation et un asséchement des yeux peut également survenir suite à l’anesthésie. Les séances d’imageries et les prélèvements sanguins répétés sont un stress. L’administration par gavage comporte un risque de perforation de l’œsophage ainsi qu’un risque d’arrivée de la solution dans les poumons, entrainant des signes de détresse respiratoire. Les injections péritonéales répétées peuvent induire une irritation et/ou une douleur au niveau de la zone d’injection. Les ligatures vasculaires peuvent engendrer des infections localisées, des saignements et des douleurs. Le transport d'un centre à un autre pour les imageries in vivo peut induire un stress pour les animaux. Au cours des biopsies à jour 6 pour génotypage, une douleur localisée de très courte durée peut survenir.
Devenir
Les animaux de la procédure d’élevage seront maintenus en vie pour accouplement et maintien des lignées sauf pour les males immunodéficients. Les animaux des procédures d’expérimentation seront mis à mort pour exploration anatomique et histologique.
Remplacement
Il n'existe pas de modèle in vitro qui permette d'étudier les caractéristiques des syndromes de surcroissance. Au cours de ces syndromes, les cellules nécessitent un environnement complexe avec de multiples interactions et facteurs de croissances qu’il est actuellement impossible de récréer in vitro. La souris est le seul mammifère pour lequel la protéine impliquée ici a été mutée.
Réduction
Nous utiliserons un nombre d'animaux nécessaire pour avoir la puissance statistique. Celle-ci été défini en utilisant un logiciel de statistique. Le nombre de souris par groupe a ensuite été calculé afin de pouvoir mettre en évidence un effet statistique significatif. Tout au long du projet pour minimiser le nombre d'animaux utilisés et conformément aux objectifs scientifiques, nous réutiliserons les différents tissus.
Raffinement
Nous éviterons toute souffrance inutile des animaux en les surveillant régulièrement. Le gavage sera effectué par un technicien expérimenté. Le volume des injections sera réduit au minimum possible. La chirurgie sera réalisée sous anesthésie et analgésie adaptées, avec une surveillance accrue post-opératoire. L’ensemble des prélèvements et des imageries sera réalisé sous anesthésie gazeuse. Enfin, des points- limites précis ont été établis (poids, comportement, aspect du poil), entrainant la mise à mort anticipée de l’animal si nécessaire.Le transport entre sites est assuré par un prestataire agréé. Les animaux ont accès à l’eau et l’alimentation pendant toute la durée du trajet. Les cages sont ventilées et enrichies avec du coton.
Choix des espèces
La souris est préférée comme espèce car elle présente l’avantage de facilité d’élevage et de reproduction. Elle permet l’étude d’animaux génétiquement modifiés particulièrement informatifs pour la compréhension des mécanismes physiopathologiques. Par ailleurs, de nombreux outils d’analyses ont été développés et bien caractérisés dans cette espèce animale (notamment les anticorps pour la mise en évidence de protéines par western blot, par immunohistochimie, et pour des dosages immunoenzymatiques...). Souris âgées de 6 semaines pour l'induction au tamoxifène car il est nécessaire que l'organogénèse soit terminée. Ces souris seront ensuite suivies à l'âge adulte.