Système cardiaque

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Souris : 260
Souffrances
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▲ 100
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Devenir
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 260

260 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, un même animal pouvant enchaîner des injections intrapéritonéales répétées, l'ablation de ses ovaires, la pose d'un implant hormonal, douze semaines de régime obésogène, un jeûne, puis un gavage avant sa mise à mort. 160 subissent des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré et 100 un niveau léger. Le porteur range dans les actes "peu invasifs, indolores" la pesée et le régime riche en lipides, classe la biopsie d'oreille en douleur légère de courte durée, et signale que l'isolement des mâles après accouplement engendre un stress. L'objectif est de comprendre le rôle du récepteur des œstrogènes dans les vaisseaux lymphatiques, et les retombées avancées sur l'infertilité et l'obésité sont formulées comme des pistes, quand les ovariectomies et les gavages, eux, sont programmés.

Objectifs

Le système lymphatique permet le maintien de l’homéostasie tissulaire, il assure la balance des fluides, la circulation des cellules immunes et permet le drainage des lipides intestinaux. Une dysfonction de ce système aboutit à la formation de lymphoedème, à une accumulation massive de fluide et de tissu adipeux dans un membre (éléphantiasis). Les lymphoedèmes peuvent être primaires (maladie rare) et se développent soit à la naissance (hommes et femmes), soit à la puberté ou pendant la grossesse (femmes uniquement dans ces deux cas) suggérant un effet des hormones féminines sur sa fonction. Les lymphoedèmes peuvent être également secondaires suite à un curage ganglionnaire lors du traitement du cancer (mélanome, sein, cancers gynécologiques). Ce projet vise à caractériser le rôle des hormones féminines dans la physiopathologie du système lymphatique.

Bénéfices attendus

Cette étude permettra de mieux comprendre les différences de genre observées dans la physiopathologie du système vasculaire lymphatique. Il fournira de nouvelles pistes concernant le rôle du système lymphatique dans le système reproductif (utérus, ovaires..) pour comprendre les problèmes d'infertilité. Enfin, il permettra de mieux comprendre pourquoi le rôle du système lymphatique dans l'obésité, une maladie incurable qui touche des millions de personnes, affecte majoritairement les femmes.

Procédures

Les animaux seront soumis à différents types d'interventions: - Biopsie d'oreille pour identification et génotypage des bébés nés (quelques secondes)- Injections intrapéritonéales (2 à 3 secondes), gavage ( 5 secondes) - Ovariectomie (20 minutes de chirurgie sous plaque chauffante) et pose de pellet ( 10 minutes sur plaque chauffante) - Mise sous régime obésitogène ( 12 semaines) - Mise à jeun ( 2 heures) - Le même animal peut subir des injections intra-péritonéales répétées à un jour d'intervalle , suivie d'une ovariectomie et de la pose du pellet, puis mis sous régime obésitogène, avant de subir un gavage avant euthanasie . Il peut aussi subir un prélévement sanguin, mais cela sera fait sous anesthésie avant euthanasie.

Impact sur les animaux

Les expérimentations réalisées dans ce projet sont peu invasives, indolores (pesée, régime riche en lipides) ou de douleur légère de courte durée (biopsie d'oreille par poinçon), de classe légère et modérée (biopsie de queue, jeûne, ovariectomie, pose de pellet). Elles peuvent être associées aux nuisances suivantes : - Régime riche en lipides peut induire une prise de poids pouvant gêner les déplacements - Mise à jeun peut entrainer du stress - Ovariectomie/pose de pellet peut générer une douleur due à la chirurgie mais qui sera traitée par un analgésique et pris en compte par une surveillance accrue. - Isolement des mâles après accouplement va aussi engendrer un stress chez l'animal.

Devenir

Tous les animaux sont mis à mort en fin de procédure afin de récupérer les différents tissus notamment les tissus adipeux, la peau, l'utérus, la glande mammaire qui permettront d'étudier le rôle d'ERa dans le système vasculaire lymphatique.

Remplacement

Les effets pléiotropes des oestrogènes, synthétisées majoritairement par les ovaires, font intervenir des fonctions, tissus et cellules multiples dans l’organisme non modélisables par des approches in vitro. D’autre part, l'étude de la fertilité impliquant la gestation ne peut être observée que sur animal vivant. C’est pourquoi, le recours à l’expérimentation animale est l’unique approche permettant de comprendre les impacts physiologiques du système lymphatique dans la fertilité. De même, la prise de poids et la réponse à un régime obésitogène d'un point de vue physiologique est difficile à modéliser dans sa globalité car elle fait intervenir de nombreux partenaires cellulaires et processus pathologiques (cellule endothéliale et lymphatique, inflammation..), il n'y a aucune stratégie de remplacement pour l'étude de ces processus physio(patho)logiques, ni aucune stratégie de remplacement du modèle animal qui permet de répondre aux questions adressées par ce projet.

Réduction

Afin de réduire le nombre d'animaux utilisés dans le cadre de ce projet, nous utiliserons en grande majorité des femelles car cette partie du projet rentre dans le cadre du traitement du cancer du sein et de ses conséquences : le lymphoedème et le lipoedème qui touche une majorité de femmes. De plus, le nombre d'animaux utilisés par groupe est réduit à son minimum sans compromettre les objectifs du projet. Ce nombre est calculé de manière à donner des résultats statistiquement significatifs afin de délimiter l'effet du génotype, du temps et/ou du traitement.

Raffinement

Les animaux sont placés en pièce d'acclimatation lors de leur arrivée a la zootechnie. Ils sont pris en charge par du personnel de la zootechnie compétent qui vérifie leur état et place de l'enrichissement (carré de coton, carton) dans les cages pour amoindrir le stress du transport et permettre aux animaux de faire un nid. Les animaux issus de différents cartons de transport ne sont jamais mélangés lors de la répartition dans les cages d'hébergement. Les animaux seront hébergés en cages de 4 ou 5 et seront acclimatés pendant une période de 5 jours avant de commencer tout protocole. Tout au long du protocole, le bien-être de l’animal est bien pris en compte avec enrichissement du milieu et les souris seront surveillées quotidiennement selon les directives européennes relatives à l'hébergement des animaux de laboratoire. De plus, pour chaque procédure chirurgicale, les souris sont maintenues sur des tapis chauffants et les conditions d’anesthésie générale avec analgésique sont réalisées pour une meilleure prise en compte de la douleur. Enfin, pour un meilleur raffinement, les souris à euthanasier seront placées dans une salle isolée du reste des souris et les manipulations post-euthanasies seront réalisées dans une troisième pièce. Tout au long des procédures, les points limites adaptés et précis (décrits dans chaque procédure) sont quotidiennement surveillés permettant de mettre en application l'arbre décissionnel pouvant aboutir aux critères d'arrêt des souffrances. Cette décision sera prise par la personne en charge de la mise en oeuvre générale du projet dans l’EU et de sa conformité à l’autorisation de projet, en concertation avec la personne en charge du bien-être animal dans l’EU.

Choix des espèces

Le choix de l’espèce s’est orienté vers la souris car c’est le seul modèle pour lequel on peut avoir un suivi de la gestation, de la lactation, et de la prise de poids en réponse à un régime obésitogène. De plus, c'est le modèle qui permet d'étudier spécifiquement une invalidation génique de notre protéine d'intérêt de manière tissu-spécifique (système CRE-LOX).

  • Protection de l’environnement
  • Recherche fondamentale
    • Système cardiaque
    • Système respiratoire
Rats : 112
Souffrances
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▲ 40
▲ 72
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Devenir
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 112

Injectés trois jours de suite dans l'abdomen avec des hydrocarbures aromatiques polycycliques associés aux particules de suie, 112 rats passent ensuite par dix échocardiographies de vingt minutes, une IRM de trente à quarante-cinq minutes et un cathétérisme cardiaque terminal. 72 relèvent d'un niveau de souffrance modéré, 40 d'un niveau léger, et tous sont tués pour prélever poumons, aorte et cœur. Le porteur attend une atteinte cardiaque dès l'injection, avec accumulation de tissu non contractile et baisse de la contractilité, et suit les animaux jusqu'à 180 jours. Sa grille déclenche la mise à mort au-delà de 20 % de perte de poids ou d'un score cumulé supérieur à 4, qui additionne poil ébouriffé, posture anormale, immobilité et automutilation.

Objectifs

Ce projet a pour objectif de développer une stratégie intégrée visant à identifier et étudier le potentiel bioactif de mélanges complexes de polluants environnementaux émis lors de procédés de combustion et susceptibles d’induire des effets respiratoires et cardiovasculaires. Ce projet se focalisera sur une famille de polluants environnementaux ubiquistes, les hydrocarbures aromatiques polycycliques (HAP) et leurs dérivés oxygénés (oxy-HAP) associés aux particules de carbone suie.

Bénéfices attendus

L’ensemble de cette étude in vivo permettra de mettre en évidence la prédictivité du biotest et d’apporter de nouvelles connaissances sur les effets chroniques d’expositions à faibles doses de mélanges de HAP.

Procédures

Les animaux subiront des injections IP lors des injection qui durée 10 secondes (avec la contention de l'animal vigile ) pendant 3 jours consecutif puis une échocgraphie cardique d'une durée de 10* 20 minutes, une irm d'une durée de 30-45 minutes et la fonction cardiaque sera également évaluée par cathétérisme cardiaque en phase terminal d'une durée de 20-30 minutes avec prlévement d'organe a la fin de la procédures .

Impact sur les animaux

Nous supposont une atteinte cardique sur l'animal du a la toxicité intrinseque de la molécule injecter des que l'animal a recut la molécule . L'atteinte cardiaque correspond à une accumulation de tissue non-contractile et une dysfunctionnement des mitochondries. Ces deux effets induiront (probablement) une diminution de la relaxation cardiaques. L'atteinte entraine une diminution de la contractibilité cardiaque .

Devenir

Le projet nécessite des prélévements d'organes vitaux pour chaque procédure.

Remplacement

Dans l’objectif de remplacer l’expérimentation animale, nous vérifions dans ce projet l’intérêt de mesurer la bioaccessibilité in vitro, pour estimer une biodisponibilité par inhalation in vivo. Le volet in vivo faisant l’objet de cette saisine permettra de fournir des indications sur la prédictivité de méthodes in vitro.

Réduction

Pour réduire au maximum le nombre d’animaux nécessaires à cette étude, nous réaliserons un criblage cellulaire à l’aide de cultures pour choisir le mélange de molécules à tester (fraction bioaccessible) ce qui limite considérablement le nombre d’animaux à utiliser. Nous limitons les prélèvements tissulaires qui ne se feront qu’à un seul temps avec un suivi de la fonction cardiaque de façon non invasive pour nous guider dans la date de mise à mort, avec une durée maximale de suivi de 180 jours. Nos expériences dans le laboratoire ont démontré que des groupes de n=12 sont nécessaires pour des évaluations fonctionnelles telles que l’échocardiographie. L’analyse répétée en échocardiographie / IRM sur le même animal au cours d’une étude permet également de diminuer le nombre d’animaux par groupe nécessaire pour démontrer un effet significatif. Nous utiliserons un nombre limité d’animaux afin de mettre au point tous les marqueurs biologiques envisagés. Les organes d’intérêt sont les poumons, l’aorte et le cœur mais d’autres organes seront prélevés pour constituer une banque de tissus pouvant être analysés ultérieurement (foie ; intestins ; reins).. Les tests statistiques utilisés seront: Pour la fonction cardiaque par échographie . Pour l'hémodynamique invasive, Test paramétrique.

Raffinement

Tout au long de l’étude, les animaux seront nourris ad libitum et hébergés dans des portoirs conventionnés au nombre maximum de 4 animaux par cages avec de l’enrichissement (Tunel,Kraft Paper). Afin de limiter le stress occasionné par le transport, une période d’acclimatation de deux semaines après réception des rats sera maintenue avant tout début de protocole. Les conditions de soins et les méthodes utilisées seront les plus appropriées pour réduire le plus possible toute douleur, souffrance, angoisse ou dommages durables que pourraient ressentir les animaux. Ainsi, un suivi des animaux sera réalisé quotidiennement durant toute la durée du protocole expérimental, ce qui permettra de déceler un éventuel signe de souffrance. Notre grille d’évaluation du bien-être animal se décompose en : A) changement du poids corporel 0. Normal 1. Perte de poids

Choix des espèces

Le rat Wistar adulte est par excellence l’espèce utilisée dans la plupart des études toxicologiques dont il existe au sein du consortium des données historiques. Rats Wistar adultes de 225-250 g âgés d’environ 50 jours en début de protocole. L'évaluation toxicologique des molécules à tester sera effectuée sur des rats adultes s'assurant ainsi d'une maturité des systèmes de défense mis en jeu.

  • Recherche fondamentale
    • Oncologie
    • Système cardiaque
Souris : 280
Souffrances
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▲ 280
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Devenir
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 280

Après cinq jours d'injections quotidiennes dans le ventre, des souris reçoivent des cellules tumorales, subissent une chirurgie qui provoque un lymphœdème ou l'application d'une molécule inflammatoire, puis, pour certaines, une lymphographie par injection entre les coussinets d'une patte. 280 souris femelles de 5 semaines vont être utilisées, toutes tuées à l'issue pour récolter leurs tissus, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. L'équipe étudie, chez des souris génétiquement modifiées qui ne l'expriment plus dans leurs vaisseaux lymphatiques, le rôle d'un ARN, LincPint, retrouvé en excès chez des patientes atteintes de lymphœdème après un cancer du sein. Le résumé ne nomme ni la substance injectée cinq jours de suite ni la molécule inflammatoire, et liste les signes surveillés, dos voûté, yeux mi-clos, poil hérissé, perte de poids, sans dire ce qui arrive à une souris qui les présente.

Objectifs

Le système lymphatique a pour but de drainer des fluides tissulaires afin de les ramener à la circulation sanguine au niveau de la veine sous-clavière. Il est impliqué dans le transport des graisses et des macromolécules et joue un rôle important dans l’immunité en transportant les cellules de l’inflammation. Le réseau lymphatique est également impliqué dans de nombreuses pathologies telles que le lymphoedème, le psoriasis, la polyarthrite rhumatoïde et dans la dissémination métastasique. Le lymphoedème est le résultat d’une obstruction ou d’une perturbation du système lymphatique provoquant l’accumulation de fluide dans les tissus interstitiels. Le lymphoedème est une pathologie douloureuse et handicapante, qui survient après la chirurgie du cancer, cependant aucune thérapie visant la régulation du dysfonctionnement de ce réseau lymphatique n’est proposée. Lors d’une étude chez les patientes ayant développé un lymphoedème après cancer du sein, nous avons mis en évidence qu’un Long Acide Ribo Nucléique (ARN) non traduit en protéine, LincPint, était fortement surexprimé dans vaisseaux lymphatiques au niveau les lésions. De plus, des données de la littérature ont montré que cette molécule jouait une rôle prédominant dans la croissance tumorale. Ce projet aura pour but de déterminer quel est le rôle de LincPint dans la fonction lymphatique.

Bénéfices attendus

Cette étude permettra de mieux comprendre certains aspects de la physiopathologie du système vasculaire lymphatique non étudiés à ce jour. Il fournira de nouvelles pistes d’exploration visant à bloquer la diffusion métastatique. Enfin, il permettra de mieux comprendre quels sont les mécanismes de régulation génique qui contrôlent l’apparition et le développement du lymphoedème.

Procédures

Les animaux seront soumis à jusqu'à 3 procédures au total. D'abord, une injection intraperitonéale par jour pendant 5 jours consécutifs est réalisée. Ensuite, ils seront soumis à une injection de cellules tumorales ou à une procédure chirurgicale ayant pour but d'induire le lymphoedème secondaire sous anesthésie générale (durée

Impact sur les animaux

Les chirurgies ainsi que le développement de tumeurs vont engendrer des douleurs modérées et un léger stress sur l'animal.

Devenir

Les animaux sont mis à mort à la fin de chaque procédure afin de récolter les tissus nécessaires aux expériences du projet.

Remplacement

Les effets des long Acides Ribo Nucléiques (ARN) font intervenir des fonctions, tissus et cellules multiples dans l’organisme non modélisables par des approches in vitro. C’est pourquoi, le recours à l’expérimentation animale est l’unique approche permettant de comprendre les impacts physiologiques de ces molécules dans la fonction endothéliale lymphatique. De même, la croissance tumorale et le développement de lymphoedème secondaire font intervenir de nombreux partenaires cellulaires et processus pathologiques (cellule endothéliale lymphatique, inflammation..), il n'y a aucune stratégie de remplacement pour l'étude de ces processus physio(patho)logiques, ni aucune stratégie de remplacement du modèle animal qui permet de répondre aux questions adressées par ce projet.

Réduction

Le nombre d'animaux par groupe sera determiné à l'aide d'un logiciel dédié afin de déterminer le nombre minimal d'animaux à inclure par groupe pour avoir un effet statistiquement significatif et donc de ne pas utiliser plus d'animaux que necessaire.

Raffinement

Les animaux sont placés en pièce d'acclimatation lors de leur arrivée à la zootechnie. Ils sont pris en charge par du personnel de la zootechnie compétent qui vérifie leur état et place de l'enrichissement (carré de coton, carton) dans les cages pour amoindrir le stress du transport et permettre aux animaux de faire un nid. Les animaux issus de différents cartons de transport ne sont jamais mélangés lors de la répartition dans les cages d'hébergement. Les animaux seront hébergés en cage de 4 ou 5 et seront acclimatés pendant une période de 5 jours avant de commencer tout protocole. Tout au long du protocole, le bien-être de l’animal est bien pris en compte avec enrichissement du milieu et les souris seront surveillées quotidiennement selon les directives européennes relatives à l'hébergement des animaux de laboratoire. Cette surveillance permet d'appliquer des points limites précis. Les paramètres contrôlés sont le dos vouté/courbé, yeux plissés/mis-clos, poil herissé et absence de toiletage, diminution des mouvements d'activité, ainsi que la perte de poids. De plus, pour chaque procédure chirurgicale, les souris sont maintenues sur des tapis chauffant et les conditions d’anesthésie générale avec analgésique sont réalisées pour une meilleure prise en compte de la douleur. Enfin, pour un meilleur raffinement, les souris à euthanasier seront placées dans une salle isolée du reste des souris et les manipulations post-euthanasies seront réalisées dans une troisième pièce.

Choix des espèces

Le choix de l’espèce s’est orienté vers la souris car il n'existe que dans cette espèce des individus génétiquement modifiés afin d'avoir les caractéristiques nécessaires à notre étude. Cette modification génétique a conduit à l'invalidation de notre molécule d'intérêt dans les vaisseaux lymphatiques. Afin de ne pas affecter la croissance et la puberté, l'ensemble des procédures sera réalisée chez des souris femelles à l'âge de 5 semaines. Les procédures seront réalisées de 5 à 12 semaines.

  • Recherche appliquée
    • Troubles cardiaques
  • Recherche fondamentale
    • Système cardiaque
Cochons : 100
Souffrances
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▲ 60
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Devenir
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 100

Le thorax ouvert ou une sonde poussée dans les artères du cœur, une coronaire bouchée pendant une heure pour provoquer un infarctus, sept heures d'anesthésie générale au total : 100 porcs adultes de 55 à 70 kilos subissent ces procédures, déclarées d'un niveau de souffrance modéré à sévère. Chacun est ensuite suivi trois mois, avec réveil, douze à dix-huit heures en cage de contention, alimentation par perfusion, IRM et prises de sang répétées. Le porteur indique que l'instabilité cardiaque du modèle conduit à des massages cardiaques et des défibrillations, et que dans 30 % des cas la réanimation échoue, la mort étant prononcée après cinquante minutes. Tous les porcs sont tués pour prélever leur cœur, et le porteur écrit qu'aucune approche statistique n'a été réalisée pour fixer l'effectif de 100 animaux.

Objectifs

L'infarctus du myocarde (IDM) se définit comme la nécrose d'une partie du muscle cardiaque, suite à un manque d’oxygène. Cette situation provoquée par une sténose (rétrécissement) partielle ou totale des artères du cœur est traitée par ouverture de la sténose. La réouverture appelée « reperfusion » est nécessaire mais entraine une instabilité du myocarde, qui engendre d’autres problèmes et provoque des phénomènes de mort tissulaire jusqu’à plusieurs jours après la reperfusion. Des approches thérapeutiques ont été développées sans succès. La prise en charge de l'infarctus reste donc un problème de santé publique. La thérapie par Photobiomodulation (PBM) se définit comme une irradiation lumineuse athermique et non ionisante aux longueurs d’ondes visible et proche infrarouge. Les photons émis agissent sur la mitochondrie et améliorent les échanges gazeux intracellulaires en optimisant la consommation d’oxygène en phase d’hypoxie. Ils modulent ainsi la réponse cellulaire et tissulaire afin d’améliorer la cicatrisation des tissus et réduire l’inflammation. Nous développons un dispositif médical innovant utilisant les principes de la PBM. Nos travaux préliminaires en phase aiguë ont montré des résultats pertinents en termes d’efficacité de notre protocole thérapeutique. L’objectif de cette étude est d’évaluer la sécurité et l’efficacité à moyen terme (3 mois de suivi) de notre dispositif médical pour le traitement par PBM des lésions de reperfusion induites dans un modèle pathologique porcin d’IDM. Pour cette étude, 100 porcs seront nécessaires pour fournir les informations suffisantes pour envisager une étude clinique humaine. Deux modèles pathologiques seront étudiés : - Ischémie/Reperfusion (I/R) cardiaque à thorax ouvert, 50 porcs : modèle chirurgical utilisé dans notre étude préliminaire en phase aigüe - I/R cardiaque à thorax fermé, 50 porcs : modèle mini-invasif (sans intervention chirurgicale et donc moins traumatique) que nous maitrisons et qui répond à une stratégie plus adaptée pour la phase chronique : L’étude comporte plusieurs phases préparatoires du modèle ischémique, pour un suivi du traitement de la pathologie sur 3 mois. Pour la période de réveil et de soins intensifs, notre expérience antérieure nous permet d’assurer le suivi des animaux dans des conditions appropriées au confort des animaux, dans le respect de l’éthique et du bien-être animal.

Bénéfices attendus

Ce projet nous permettra : - de valider les effets de la PBM sur l’amélioration et la restauration du muscle cardiaque ischémié en regard de porcs non traités. L’adjonction du lot témoin renforce l’étude préclinique qui présente un modèle pathologique en regard du lot traité. Nous apporterons un regard tout particulier aux animaux pour limiter les souffrances physiques. - de déterminer le taux de survie des animaux de chaque lot. - de vérifier que le dispositif médical n’a pas provoqué d’effets secondaires (bénéfice/risque). Ces résultats seront décisionnels pour passer à une étude clinique chez l’homme, objectif fondamental en regard des critères définis par l’article L1123-7 du code de santé Publique (CSP) et en conformité des comités de Protection des Personnes (CPP)

Procédures

L’étude comprend : - une procédure invasive (50 porcs) et mini-invasive (50 porcs) pour la phase d’ischémie /reperfusion cardiaque avec ou sans traitement PBM. Ces procédures sont réalisées 1 seule fois (à J0) sous anesthésie générale (AG). Les animaux seront prémédiqués (environ 15 minutes), intubés (environ 5 minutes) et anesthésiés durant toute l’intervention (IRM basale 1h, abords vasculaires 30 minutes, chirurgie 1h, ischémie 1h, traitement PBM et suivi post-reperfusion 1h30, fermeture des sous-plans musculaires 30 minutes, IRM post-reperfusion 1h30, soit au total 7 h sous AG). - Une procédure d’acquisition d’images par IRM pour l’analyse de la fonctionnalité cardiaque. Elle sera réalisée sous AG à J0 et à 3 mois de suivi longitudinal (environ 1h30 à 2h sous AG par session) . - Les prélèvements sanguins seront réalisés 3 fois sous AG à J0, puis 1 fois en vigile (via le cathéter veineux central mis en place à J0) à J1, J2, J3, J21 et à 3 mois de suivi (3 minutes par prélèvement sanguin) - Les prélèvements tissus et organe seront prélevées sous AG au moment du sacrifice (durée des prélèvements tissulaires de 45 minutes à 1h environ).

Impact sur les animaux

Des douleurs physiques aigues sont possibles au cours des 48h post-opératoires. Dans tous les cas les antalgiques sont maintenus durant les 4 jours post intervention. Les douleurs seront prises en compte et notifiées dans une fiche d’évaluation de la douleur avec un score qui fera l’objet de discussions et d’une prise de décision par les porteurs du projet pour apporter une solution éthique appropriée. Bloc opératoire : les animaux sont sous anesthésie générale (AG). Tout événement inhérent au modèle pathologique d’infarctus du myocarde, caractérisée par une instabilité hémodynamique, arythmies, fibrillations auriculo-ventriculaires, nous amène à pratiquer des réanimations : massages cardiaques, défibrillations, médications appropriées. Les décès seront prononcés après 50 minutes de réanimation non efficace (30% des cas selon notre expérience). Aucun réveil ne sera effectué si l’animal n’est pas en capacité de survivre (fonctions biologiques instables, organes défaillants…). La phase de réveil est une étape clé pour la survie et le suivi des animaux dans cette étude longitudinale. Le réveil de l’animal n’est décidé qu’au moment où sa respiration et ses fonctions hémodynamiques sont totalement restaurées (débit et fréquence cardiaque, pression artérielle…). Dès que l’animal cherche à se lever, il est mis en cage de contention pour une durée d’environ 12 à 18 heures. La cage de contention est suffisamment grande pour que l’animal puisse être libre de ses mouvements. Une surveillance continue est assurée pour prévenir et intervenir sur les conséquences ischémiques. Durant cette période, l’animal est nourri par voie parentérale. Avant le réveil, l’innervation intercostale est protégée par une injection de Naropeine. Les antalgiques sont maintenus durant les 4 jours post intervention. Avant le départ vers l’animalerie, des prélèvements sanguins et traitements (antalgiques, antiinflammatoires, antibiotiques…) sont pratiqués. A la phase du suivi sur 3 mois : période 1 des 3 premières semaines de suivi en loge individuelle et période 2 de suivi jusqu’à 3 mois en loge collective. Pour la période 1 seront pris en compte i) suivi de l’état général de l’animal, soins post opératoires ii) médications pour réduire la souffrance et éviter l’infection et les conséquences ischémiques. Pour la période 2, les animaux retournent en loge collective. Après 3 mois de suivi longitudinal, retour au site d’expérimentation pour IRM sous AG. L’animal sera ensuite euthanasié

Devenir

Tous les animaux seront placés sous AG pour être euthanasiés afin de prélever le cœur qui sera observé macroscopiquement lors de l’explantation. Si un animal doit être euthanasié durant la période de suivi longitudinale il sera au préalable anesthésié avant l’euthanasie. Des échantillons seront ultérieurement étudiés par analyse histologique et biologique afin de nous permettre d’observer d’éventuelles lésions tissulaires, de quantifier la zone à risque et d’évaluer ainsi la sécurité de notre dispositif médical implanté in vivo.

Remplacement

Cette étude sur l’efficacité d’un traitement par PBM des lésions de reperfusions induites par un infarctus du myocarde est un long cheminement qui a débuté, avant de passer à l’utilisation de modèles animaux, par une validation in vitro sur des cellules cardiaques en cultures et in utéro sur des embryons de poulet. Il s’est poursuivi par des études in vitro de respiration mitochondriale (dans un oxygraphe à haute résolution de type Oroboros) de cardiomyocytes porcs et humains soumis à la PBM. Cet ensemble de résultats justifient nos études animales pour passer de l’animal à l’homme mais sans nul doute de passer aussi de l’homme à l’animal. En effet la pratique vétérinaire qui s’enrichit des techniques qui sont pratiqué chez l’homme en particulier pour les animaux de compagnie peut avoir un réel intérêt. D’autant plus que la pratique vétérinaire s’est beaucoup enrichi ces dernières années de la luminothérapie dans la pratique clinique.

Réduction

Pour cette étude notre cheminement a tenu compte et cherché à maitriser une technologie innovante et prometteuse, en utilisant des animaux qu’à des étapes clés de l’évolution de notre projet de recherche. Les animaux ont été utilisés pour nous permettre de disposer d'éléments suffisants pour montrer la sécurité, l’efficacité du traitement PBM et la performance de notre DM, étapes indispensables pour déposer un dossier pertinent pour remédier à un vrai problème de santé publique. A cette étape, aucune approche statistique n’a été réalisée. L’expérimentation a été menée en collaboration avec des partenaires académiques pour partager certains de nos travaux et expériences dans une structure expérimentale commune. Nous partageons ainsi notre expérience pour la mise au point du modèle pathologique avec une autre équipe afin de réduire le nombre d’animaux ; certains prélèvements pourront éventuellement servir pour les besoins d’autres études non liées à ce protocole et ainsi éviter d’utiliser des animaux supplémentaires. Nous portons un intérêt à publier nos résultats pour apporter les preuves de concept et enrichir la communauté scientifique pour utiliser nos travaux.

Raffinement

Pour réduire le mal être et la souffrance de l’animal lors de nos interventions : - L’entrée des porcs dans la structure expérimentale est programmée de façon à fournir aux animaux un environnement optimum (mise en loge d’expérimentation au minimum 7 jours avant l’intervention, avec un enrichissement du milieu). - Les porcs sont hébergés dans les conditions adaptées à leur espèce, logés sur copeaux, en groupes sociaux, avec jeux à leur disposition. Un suivi quotidien leur est apporté. Un vétérinaire assure le suivi sanitaire - Pour le transport vers le site d’expérimentation, l’animal déjà isolé dans un box de l’animalerie, à proximité de ses congénères la veille de son départ (pour la mise à jeun inférieure à 12 heures), est tranquillisé par un sédatif - Les animaux sont placés sous anesthésie générale pendant toute la procédure chirurgicale et d’imagerie ; pendant ces procédures, la douleur induite par l’ischémie est assurée par des perfusions continues et lentes d’antalgique. - Durant la procédure sous anesthésie générale, la température corporelle des animaux sera maintenue grâce à une couverture chauffante ou des bouillottes d’eau chaude (dont l’eau chaude sera régulièrement renouvelée). - Lors de la période de réveil, un protocole utilisé et validé chez l’homme et parfaitement maitrisé par notre équipe de chirurgiens cardiaques permet d’éviter la souffrance post chirurgicale. - Lors de la période post-opératoire, toute situation pouvant être invalidante et douloureuse sera prise en compte et notifiée dans une fiche d’évaluation de la douleur avec un scoring qui pourra faire l’objet de discussions et d’une prise de décision par les porteurs du projet pour apporter une solution éthique et appropriée. Le personnel animalier de l’EU sera formé au suivi comportemental de l’animal et au remplissage de cette fiche d’évaluation. - Pour la mise à mort, l’animal est toujours placé sous anesthésie générale avant induction d’une surcharge de barbiturique.

Choix des espèces

L’espèce animale choisie pour notre étude est le porc adulte de taille réduite âgés de >24 mois, 55-70kg). Ce stade physiologique et cette taille "adulte" est nécessaire pour tester notre dispositif médical et être au plus près des conditions humaines. L'anatomie vasculaire est à ce stade plus proche de l’homme, ce qui en fait un modèle parfaitement adapté pour nos essais précliniques. Cette lignée nous permet de faire notre étude sur des porcs adultes représentatifs de l’âge où surviennent les accidents vasculaires cardiaques. Selon notre expérience, le porc charcutier (de type Large White) est moins intéressant, car pris à un âge très jeune (de 3 à 4 mois et pesant de ce fait 40/60 kg) pour avoir un poids manipulable, il présente une anatomie vasculaire plus éloignée et moins prédictive de ce qui se passe chez l’homme adulte. Nous utiliserons des porcs adultes de taille réduite, d’âge supérieur à 2 ans, de sexe mâle (castré) ou femelle, ayant un poids compris entre 55 et 70 kg. L’éleveur est le fournisseur exclusif de cette souche de porcs. Nous avons des données expérimentales importantes sur la lignée elle-même et sur ce type d’expérimentation nous permettant de limiter le nombre d’animaux à utiliser dans de nouveaux protocoles. Les résultats obtenus sur les animaux de cet âge sont convaincants et suffisants dans nos études. Ce modèle animal nous permet : - De travailler sur des animaux représentatifs de l’âge où surviennent les pathologies chez l’homme. - D’utiliser un dispositif médical qui sera l’exacte copie du DM utilisé en clinique humaine - De transposer les connaissances acquises vers une utilisation en clinique humaine.

  • Recherche fondamentale
    • Système cardiaque
Souris : 624
Souffrances
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▲ 624
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Devenir
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 624

Les souris de ce projet sont immunodéprimées, ce qui les expose à un gonflement, du pus ou un hématome là où la matrice qu'elles reçoivent est implantée. 624 d'entre elles vont être utilisées dans des procédures déclarées d'un niveau de souffrance léger. Chacune reçoit sous la peau du dos deux implants contenant des cellules prélevées sur des valves aortiques humaines, retirés quatorze jours plus tard sous anesthésie, pour repérer quelles cellules de la valve forment des vaisseaux sanguins. Toutes sont tuées au retrait, le porteur indiquant que la recherche des implants exige deux grandes cicatrices dorsales et que leur extraction abîme la chair de l'animal, ce qu'il qualifie lui-même de nuisance très importante.

Objectifs

La sclérose valvulaire aortique est le rétrécissement de l'ouverture de la valve aortique due à une atteinte structurelle de la valve cardiaque. C’est un enjeu majeur de santé publique qui touche 2 à 6 % des personnes âgées de plus de 65 ans. Sa prévalence est susceptible de doubler au cours des 50 prochaines années en raison du vieillissement croissant de la population. La sclérose valvulaire aortique est maintenant principalement considérée comme un processus incluant une formation de vaisseaux sanguins pathologiques à l’intérieur de la valve aortique. Ainsi notre projet consiste à comprendre quelles cellules de la valve permettent de former des vaisseaux sanguins, notamment en fonction de leur localisation dans la valve aortique. Le but du projet est d’étudier la capacité des cellules, issues de différentes parties de la valve aortique humaine, à former des vaisseaux sanguins dans un modèle murin. Nous comparerons l’aptitude à former des vaisseaux sanguins les cellules isolées de différentes parties de la valve aortique à des cellules endothéliales de sang de cordon ou de sang adulte connues pour former des vaisseaux sanguins. L’objectif est de mettre en évidence le type cellulaire capable de former de manière la plus importante des vaisseaux sanguins et de rechercher des voies de blocage afin d’envisager des nouveaux traitements de la sclérose valvulaire aortique.

Bénéfices attendus

Mieux comprendre les caractéristiques de fonctionnement des cellules de la valve devrait conduire à une meilleure compréhension des dégénérescences valvulaires et éventuellement proposer des stratégies de modulation des fonctions de ces cellules dans un objectif thérapeutique afin à terme de traiter et/ou de prévenir la sclérose valvulaire aortique.

Procédures

Les souris seront anésthésiées 5 minutes maximum pour les deux injections en sous-cutanée des deux implants 1 fois, chaque injection dure au maximum 20 secondes. Les souris seront anésthésiées 5 minutes maximum pour le retrait des implants au bout de 14 jours.

Impact sur les animaux

Les souris peuvent avoir un inconfort lié à la préhension des animaux et une potentielle douleur au point d’injection de la matrice extracellulaire. Les souris immunodéprimées peuvent avoir au niveau de la zone d’injection de la matrice extracellulaire un gonflement, du pus ou un hématome.

Devenir

Tous les animaux sont mis à mort après la récupération des implants. Malgré le repérage des implants par palpation la recherche des implants nécessite deux grandes cicatrices au niveau dorsal. De plus le retrait des implants abime la chair de l’animal. Ces deux points constituent une nuisance très importante pour l’animal tant au niveau de la cicatrice que de la chair.

Remplacement

Malgré l’existence de nombreux modèles in vitro évaluant les différents processus impliqués dans la capacité des cellules à former des vaisseaux, l’utilisation de modèles in vivo reste indispensable en raison des nombreuses interactions entre les cellules et leurs environnements qui permettent la génération de vaisseaux fonctionnels

Réduction

Pour réduire le nombre d’animaux : -Nous effectuerons en amont des études in vitro afin d’étudier la capacité des cellules à former des tubes. Deux implants seront injectés par animal pour limiter le nombre d’animaux. Le nombre d’animaux devra être de 5 par condition (soit 10 implants) afin d’avoir des résultats significatifs. Ce nombre a été calculé selon l'expérience acquise dans notre équipe en tenant compte de la variabilité observée lors d'expériences similaires et les données de la littérature. Les résultats seront analysés avec des tests statistiques adaptés.

Raffinement

Afin de réduire au maximum la douleur et le stress, les animaux disposent d’un accès sans restriction à la nourriture et à la boisson et d’un environnement enrichi (coton). De plus, l’injection sous-cutanée et le retrait des implants seront effectuées sous anesthésie générale. Les animaux seront surveillés de façon hebdomadaire avec mise en place de points limites qui permettront une prise en charge précoce en cas de douleur ou de souffrance. Si les animaux présentent une douleur ou une souffrance, un traitement analgésique sera administré et la fréquence de surveillance sera augmentée (au minimum 2 fois par semaine).

Choix des espèces

Le système vasculaire murin est proche du système vasculaire humain (vertébré) et la souris est un des modèles les plus utilisés dans la littérature pour l’étude de l’angiogenèse chez un animal adulte (modèle d’angiogenèse tumorale, modèle d’ischémie du membre inférieur). Souris adultes de 6-8 semaines pour que les animaux aient une taille suffisante pour permettre l'injection de deux implants sur le dos.

  • Recherche appliquée
    • Troubles cardiaques
  • Recherche fondamentale
    • Système cardiaque
Souris : 2475
Souffrances
▲ -
▲ 700
▲ 392
▲ 1383
Devenir
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 2475

Placées quatorze jours dans une atmosphère appauvrie en oxygène, ou traitées trois mois par un composé mêlé à l'eau de boisson, ou injectées trois fois dans la veine de la queue, 2 475 souris subissent ensuite des mesures de pression artérielle à l'état vigile, trois fois par jour pendant trois jours, puis une échographie cardiaque de trente minutes sous anesthésie. Les procédures vont d'un niveau de souffrance léger à sévère. Deux tiers des souris portent une délétion du gène de l'élastine ou de la fibrilline-1 qui altère leurs vaisseaux dès la naissance et peut provoquer des sténoses ou des anévrismes, et celles maintenues jusqu'à vingt-quatre mois pour former les groupes âgés peuvent se retrouver seules quand leurs congénères meurent de vieillesse. Aucune ne sort vivante de ce projet : toutes finissent par un prélèvement d'organes vitaux mené sous anesthésie sans réveil, destiné à l'artériographie, à l'histologie et à la culture de cellules musculaires lisses.

Objectifs

L'élasticité des grosses artères est essentielle pour permettre une perfusion correcte des tissus. Les fibres élastiques, responsables de l'élasticité artérielle, sont composées à 90% d'élastine (Eln) et à 10% de microfibrilles riches en fibrilline-1 (Fbn1), et ne sont produites que jusqu'à la fin de l'adolescence, ne faisant ensuite que fonctionner tout en se dégradant (avec perte d'élasticité artérielle) jusqu'à la fin de la vie. Cette dégradation de l'élasticité artérielle a des conséquences délétères majeures sur la fonction cardiaque, la pression et la circulation sanguines, et la perfusion des organes. C'est ce qui advient au cours du vieillissement normal, mais aussi dans les maladies génétiques liées à l'organisation anormale des fibres élastiques : syndrome de Williams-Beuren (rétrécissements artérielles dûs à la déficience en Eln) et syndrome de Marfan (anévrismes dûs à la déficience en Fbn1). Des études récentes ont également montré que l'altération des fibres élastiques et les dysfonctions artérielles correspondantes (dont la rigidification artérielle) sont associées à l'hypoxie intermittente générée par le syndrome d'apnée obstructive du sommeil, qui concerne 10-20% de la population générale et jusqu'à 30-50% des personnes âgées. Il a préalablement été démontré que 3 traitements pharmacologiques, administrés à des souris, peuvent, dans des situations fixées, protéger et/ou restaurer la production des fibres élastiques et diminuer la rigidité artérielle. Ces 3 traitements n'ayant jusqu'alors pas été appliqués dans les mêmes situations pathologiques, ce projet propose de comparer de manière systématique chez les mêmes souris l'efficacité des 3 traitements, dans trois modèles pathologiques présents au laboratoire, en fonction du sexe et de l'âge. Le but ultime est de proposer le traitement le plus efficace pour chacune des trois pathologies, chez les patients humains. Le projet sera mené dans 2 établissements utilisateurs qui apporteront chacun l'accès à des techniques spécifiques différentes.

Bénéfices attendus

Ce projet de recherche est motivé par l'importance en santé publique de la dégradation des fibres élastiques artérielles dans différentes situations physiopathologiques comme le vieillissement, la déficience génétique du gène de l'élastine ou de la fibrilline-1, ou l'hypoxie intermittente causée par le syndrome d'apnée du sommeil. Ceci conduit à des dysfonctions artérielles et à l'hypertrophie et l'insuffisance cardiaques induites, couplée à une hémodynamique altérée, une mauvaise perfusion et une dysfonction des organes. La réparation des fibres élastiques dégradées est donc un enjeu thérapeutique majeur. La littérature fait état de nombreux travaux à ce sujet (plusieurs milliers, mots-clefs: elastic fiber artery), montrant l'intérêt général pour comprendre les mécanismes et améliorer ou restaurer l'élasticité artérielle. Les résultats obtenus sur ces modèles de souris permettront de vérifier et de comparer les efficacités des trois traitements pharmacologiques dans le maintien ou l'amélioration de l'élasticité artérielle et des paramètres physiologiques associés chez des animaux modèles de 3 pathologies humaines. Suivant la pathologie, le traitement le plus efficace pourra s'avérer ne pas être le même, et nos résultats permettront donc de proposer une nouvelle stratégie thérapeutique la plus appropriée chez les patients atteints par chacune de ces trois affections.

Procédures

1/3 des animaux seront exposés à la normoxie ou à l'hypoxie durant 14 jours avant leur mise à mort. Les autres animaux (2/3) ont un gène délété qui altère, dès la naissance, la plasticité et l'élasticité de leurs vaisseaux : 1/3 des animaux seront déficients pour le gène de l'élastine ou seront les animaux témoins de ceux-ci, et 1/3 des animaux seront déficients pour le gène de la fibrilline-1 ou seront les animaux témoins de ceux-ci. Dans chacun de ces 3 groupes d'animaux, les effets de 3 traitements pharmacologiques seront étudiés : un premier tiers des animaux de chaque groupe sera traité durant 3 mois avant la fin de l'étude par le premier traitement pharmacologique (dans l'eau de boisson), un deuxième tiers des animaux de chaque groupe sera traité durant 3 mois avant la fin de l'étude par le deuxième traitement pharmacologique (dans l'eau de boisson), et le dernier tiers des animaux de chaque groupe sera injecté dans la veine de la queue 3 fois à 5 jours d'intervalle juste avant la fin de l'expérimentation avec le troisième traitement pharmacologique ou du sérum physiologique (durée de l'injection 30 secondes). Tous les animaux seront soumis à des mesures de pression artérielle vigile (3 fois par jours pendant 3 jours, à raison de 15 minutes par session), non-invasives, par sphygmomanométrie à la queue (tail-cuff). La fonction cardiaque et aortique sera mesurée une fois, en fin de protocole, par échographie sous anesthésie gazeuse d'une durée moyenne de 30 minutes. A la fin de l'ensemble des procédures, des prélèvements d'organes seront réalisés sous anesthésie et analgésie, entrainant la mort des animaux. Ces organes seront utilisés par la suite dans des expériences de physiologie, de biochimie, d'histologie et de biologie moléculaire, et pour réaliser des cultures de cellules musculaires lisses vasculaires. De plus, les animaux mis en vieillissement pour former les groupes des souris âgées de 24 mois auront, par conséquent, un hébergement de longue durée. Les expériences d'échographie sur animal anesthésié seront réalisées dans l'EU2 ; toutes les autres expériences seront réalisées dans l'EU1, porteur principal du projet.

Impact sur les animaux

La mesure sur animal éveillé de la pression artérielle peut induire un léger stress. Les animaux en hébergement longue durée pour du vieillissement pourraient se retrouver isolés si leurs congénères venaient à mourir de vieillesse. La mise en hypoxie des animaux entraine une perte de poids les premiers jours le temps de l'adaptation à la restriction d'air de façon récurrente et répétée et une diminuation de leur prise alimentaire. Les animaux génétiquement modifiés ont une perte l'élasticité et de plasticité de leur vaisseaux pouvant conduire à des sténoses ou à des anévrismes. L'administration des traitements testés devraient limiter les effets délétaires de l'hypoxie ou celles induites par les modifications génétiques, voire améliorer la plasticité et l'élasticité vasculaire.

Devenir

Tous les animaux se verront appliquer un prélèvement d'organes vitaux terminal au cours d'une procédure sans réveil. Aucun animal ne restera donc en vie à la fin des procédures expérimentales. Ces prélèvements d'organes permettront des études d'artériographie de pression, d'histologie classique ou en microscopie synchrotron, de biologie moléculaire (expression des gènes et protéines liés aux fibres élastiques) et, concernant l'aorte, pour généréer des primocultures de cellules musculaires lisses vasculaires.

Remplacement

Remplacer : la mécanique et la réactivité vasculaires reposent sur une interaction fonctionnelle des systèmes nerveux et vasculaires, ainsi qu'une interaction entre les signaux circulants et les différents types cellulaires vasculaires, aussi bien que sur l'interaction entre les différents types de cellules vasculaires structurées de manière très précise dans la paroi, nécessitant forcément une approche in vivo. Aucune méthode alternative ne peut donc se substituer à l’utilisation des animaux pour la réalisation de notre projet car il requiert une approche intégrée.

Réduction

Réduire : Sur la base des résultats de nos expériences publiées antérieurement et du niveau de dispersion des données constaté chez les souris, le nombre de souris nécessaire à nos travaux a été réduit au minimum sans compromettre l’interprétation statistique de nos résultats : 12 animaux par groupe chez les adultes (16 par groupe à mettre en vieillissement pour obtenir 12 animaux agés, du fait du taux de décès spontané avant 24 mois) sont prévus mais le maximum de procédures expérimentales non-sévères seront réalisées sur tous les animaux, ce qui permet de ne pas devoir recourir à des groupes d'animaux séparés/additionnels pour réaliser des procédures différentes, sauf nécessité absolue due à l'impossibilité de réaliser de multiples études de physiologie sur différents organes vivants en même temps. Aussi, nous aurons besoin de constituer des groupes témoins non-traités pour chaque traitement, sans pouvoir les mutualiser de manière générale. Cependant, deux des traitements pharmacologiques étant tous deux simplement ajoutés à l'eau de boisson des animaux, nous constituerons des groupes témoins mutualisés pour ces deux traitements (animaux buvant de l'eau de boisson normale), ce qui permettra une réduction sensible du nombre d'animaux utilisés. Après la réalisation des procédures in vivo et l'euthanasie des animaux, nous allons collecter les organes et tissus de ces mêmes animaux pour les utiliser au cours des études ex vivo et in vitro post-mortem, rationnalisant encore ainsi le nombre des animaux utilisés. Enfin, un certain nombre d'expériences de signalisation cellulaire seront menées sur des primocultures de cellules musculaires lisses vasculaires issues de nos souris, ce qui permettra de réduire encore le nombre des animaux nécessaires pour atteindre nos objectifs.

Raffinement

Une attention générale sera portée à la qualité des méthodes d'anesthésie et d'analgésie des animaux. De plus, une surveillance attentive sera réalisée pendant l'hébergement et lors de la réalisation des procédures expérimentales afin d'évaluer en permanence les nuisances subies (douleur, stress, ...), de façon à pouvoir appliquer immédiatement un renforcement analgésique et/ou anesthésique si nécessaire et faire en sorte que ces nuisances soient absentes ou réduites à leur niveau minimum. Les conditions de l'hébergement de longue durée des animaux en vieillissement, seront particulièrement surveillées afin de limiter au maximum les risques de décès spontané liés à l'âge. L'organisation des cages sera optimisée (mise en place d’enrichissement supplémentaire pour les animaux âgés en situation d’isolement, croquettes mouillées au sol dans les cages pour les animaux âgés). Les conditions d'expérimentation seront aussi optimisées pour le confort des animaux, avec habituation à la contention (mesures de pression artérielle) et gel oculaire appliqué lors d'anesthésies longues (échographie). Des points limites prédictifs et précoces, gradés précis et adaptés, ainsi que des critères d'arrêt, sont définis, et un arbre décisionnel mis en place, permettant aux personnels de décider des actions à réaliser pour le bien-être des souris et l'application des points limites et critères d'arrêt définis. Les expérimentateurs et soigneurs seront formés pour appliquer ces procédures et règles de protection du bien-être animal, conformément à la règlementation. Aussi, les lignées de souris génétiquement déficientes pour l'élastine ou la fibrilline-1 sont à phénotype dommageable car les individus homozygotes meurent quelques jours ou semaines après la naissance. Les animaux homozygotes n'étant pas un objet de notre étude, ils ne seront pas produits, en n'effectuant que des croisements d'animaux de type sauvages avec des animaux hétérozygotes. En raison d'une mortalité intra-utérine partielle des animauxhétérozygotes pour l'élastine, les mères seront particulièrement surveillées en période périnatale (deux fois par jour au lieu d'une) de façon à détecter au plus vite tout problème et appliquer les mesures de soin ou critères d'arrêt définis. Le transport des animaux entre les 2 EU est fait par un expérimentateur compétent, en cage d'hébergement standard, temporairement occultée, avec eau, croquettes et enrichissement.

Choix des espèces

Nos travaux évalueront l'efficacité réparatrice de trois traitements pharmacologiques sur les fibres élastiques artérielles altérées dans des situations physiopathologiques existant chez l'Homme (déficits génétiques responsables des syndromes de Williams-Beuren et de Marfan, et hypoxie intermittente due à l'apnée obstructive du sommeil), en fonction de l'âge et du sexe. Notre étude concerne la physiologie cardiovasculaire et les fibres élastiques artérielles altérées dans des situations physiopathologiques existant chez l'Homme. Des modèles alternatifs d’animaux de classes phylogénétiques inférieures (drosophile, zebrafish, c-elegans) utilisés parfois en recherche fondamentale ne sont pas pertinents pour les questions scientifiques abordées dans ce projet. Les souris sont le modèle de référence utilisé en recherche fondamentale dans ce domaine, ce qui permettra une comparaison de nos résultats avec nos résultats antérieurs et avec la littérature. Les souris utilisées dans le cadre de ce protocole sont âgées de 6 mois (jeunes adultes) et de 24 mois (âgées), ce qui correspond aux âges ciblés pour une vérification optimale des potentialités thérapeutiques des trois traitements pharmacologiques sur nos modèles murins physiopathologiques.

  • Recherche fondamentale
    • Oncologie
    • Système cardiaque
Souris : 440
Souffrances
▲ -
▲ -
▲ 440
▲ -
Devenir
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 -
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 440

440 souris, en grande majorité des femelles de 5 semaines, vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, et chacune peut subir jusqu'à trois interventions en sept semaines. Éveillées, elles reçoivent d'abord cinq jours d'injections dans le ventre d'un inducteur qui désactive le gène d'une enzyme, Alox15, dans leurs vaisseaux lymphatiques. Viennent ensuite une injection de cellules tumorales, une chirurgie qui provoque un lymphœdème ou une procédure d'inflammation que le résumé ne décrit pas, puis, pour certaines, une lymphographie par injection dans les pattes, sous une anesthésie dont elles ne se réveillent pas. Le porteur annonce des douleurs modérées dues aux chirurgies et aux tumeurs, pour des retombées qu'il présente comme de "nouvelles pistes d'exploration" contre les métastases et le lymphœdème après un cancer du sein.

Objectifs

Le système lymphatique a pour but de drainer des fluides tissulaires afin de les ramener à la circulation sanguine au niveau de la veine sous-clavière. Il est impliqué dans le transport des graisses et des macromolécules et joue un rôle important dans l’immunité en transportant les cellules de l’inflammation. Le réseau lymphatique est également impliqué dans de nombreuses pathologies telles que le lymphoedème, le psoriasis, la polyarthrite rhumatoïde et dans la dissémination métastasique. Le lymphoedème est le résultat d’une obstruction ou d’une perturbation du système lymphatique provoquant l’accumulation de fluide dans les tissus interstitiels. Le lymphoedème est une pathologie douloureuse et handicapante, qui survient après la chirurgie du cancer, cependant aucune thérapie visant la régulation du dysfonctionnement de ce réseau lymphatique n’est proposée. Lors d’une étude chez les patientes ayant développé un lymphoedème après cancer du sein, nous avons mis en évidence l’absence de lipides spécialisés dans la résolution de l’inflammation générés par l’enzyme ALOX15. Dans cette étude, nous proposons de traiter les animaux avec ces lipides afin de déterminer lesquels sont responsables de l’inflammation chronique. En parallèle, nous étudierons si l’absence de ces lipides peut influencer la lymphangiogenèse tumorale et avoir des conséquences sur la dissémination métastatique.

Bénéfices attendus

Cette étude permettra de mieux comprendre les mécanismes de la résolution de l’inflammation associés au système vasculaire lymphatique. Il fournira de nouvelles pistes d’exploration visant à bloquer la diffusion métastatique. Enfin, il permettra d’établir comment réduire l’apparition des lymphoedèmes post-cancer à l’aide des médiateurs de la résolution de l’inflammation.

Procédures

Les animaux seront soumis à jusqu'à 3 interventions au total. Ensuite, l'inhibition de l'expression de la 15-lipoxygenase est effectuée par injection intraperitonéale d'un inducteur en vigil pendant 5 jours consécutifs. Après, ils seront soumis à une injection de cellules tumorales ou à une procédure chirurgicale ayant pour but d'induire le lymphoedème secondaire sous anesthésie générale (durée

Impact sur les animaux

Les chirurgies ainsi que le développement de tumeurs vont engendrer des douleurs modérées et un léger stress sur l'animal.

Devenir

Les animaux sont mis à mort à la fin de chaque procédure afin de récolter les tissus nécessaires aux expériences du projet.

Remplacement

L’inflammation chronique fait intervenir des fonctions, tissus et cellules multiples dans l’organisme non modélisables par des approches in vitro. C’est pourquoi, le recours à l’expérimentation animale est l’unique approche permettant de comprendre les impacts physiologiques de cette molécule dans la fonction endothéliale lymphatique. De même, la croissance tumorale fait intervenir de nombreux partenaires cellulaires et processus pathologiques (cellule endothéliale lymphatique, inflammation, tissu adipeux..), il n'y a aucune stratégie de remplacement pour l'étude de ces processus physio(patho)logiques, ni aucune stratégie de remplacement du modèle animal qui permet de répondre aux questions adressées par ce projet.

Réduction

Afin de réduire le nombre d'animaux utilisés dans le cadre de ce projet, nous utiliserons en grande majorité uniquement les femelles car cette partie du projet rentre dans le cadre du traitement du lymphoedème après cancer du sein. De plus, le nombre d'animaux utilisés par groupe est réduit à son minimum sans compromettre les objectifs du projet. Ce nombre est calculé de manière à donner des résultats statistiquement significatifs afin de délimiter l'effet du génotype, du temps et/ou du traitement.

Raffinement

Les animaux sont placés en pièce d'acclimatation lors de leur arrivée à la zootechnie. Ils sont pris en charge par du personnel de la zootechnie compétent qui vérifie leur état et place de l'enrichissement (carré de coton, carton) dans les cages pour amoindrir le stress du transport et permettre aux animaux de faire un nid. Les animaux issus de différents cartons de transport ne sont jamais mélangés lors de la répartition dans les cages d'hébergement. Les animaux seront hébergés en cage de 4 ou 5 et seront acclimatés pendant une période de 5 jours avant de commencer tout protocole. Tout au long du protocole, le bien-être de l’animal est bien pris en compte avec enrichissement du milieu et les souris seront surveillées quotidiennement selon les directives européennes relatives à l'hébergement des animaux de laboratoire. De plus, pour chaque procédure chirurgicale, les souris sont maintenues sur des tapis chauffant et les conditions d’anesthésie générale avec analgésique sont réalisées pour une meilleure prise en compte de la douleur. Enfin, pour un meilleur raffinement, les souris à euthanasier seront placées dans une salle isolée du reste des souris et les manipulations post-euthanasies seront réalisées dans une troisième pièce.

Choix des espèces

Le choix de l’espèce s’est orienté vers la souris car l'invalidation génique de l’enzyme Alox15 a été générée seulement dans cette espèce. Nous utiliserons en particulier dans ce projet des souris conduisant à une invalidation de Alox15 de manière tissu-spécifique dans les cellules endothéliales lymphatiques. Afin de ne pas affecter la croissance et la puberté, l'ensemble des procédures sera réalisée chez des souris femelles à l'âge de 5 semaines. Les procédures seront réalisées de 5 à 12 semaines.

  • Recherche fondamentale
    • Système cardiaque
    • Système nerveux
Souris : 80
Souffrances
▲ 20
▲ -
▲ 60
▲ -
Devenir
 -
 -
 -
 80

80 souris vont être utilisées pour mettre au point une injection de marqueurs près de la crosse aortique, guidée par échographie, une partie d'entre elles n'étant jamais réveillée et les autres tuées une à trois semaines après l'injection. Chaque séance dure 15 à 20 minutes sous anesthésie, avec un risque de pneumothorax que le porteur décrit comme des douleurs diffuses et intenses dans le thorax, des difficultés à respirer et une faiblesse générale. La technique n'a jamais été décrite, le protocole avance par sessions de 5 puis de 10 souris et l'étape suivante n'est franchie que si plus de la moitié des injections réussissent. Le porteur justifie ces essais par le fait que la seule méthode existante, une ouverture du thorax, est plus grave pour les animaux non-humains, et conclut que les alternatives non animales "n'existent pas".

Objectifs

L'hypertension artérielle est la principale cause des maladies cardiovasculaires et des décès prématurés dans le monde. Malgré les diverses options thérapeutiques disponibles, de nombreux patients hypertendus gardent une tension artérielle non contrôlée. Il a été montré que, dans ces cas d’hypertensions résistantes et/ou réfractaires aux traitements médicamenteux, les mécanismes de régulation de la pression artérielle sont affectés. Ces mécanismes réflexes modulent le diamètre des veines et des artères, ainsi que le rythme et la contractilité cardiaque, afin de contrôler la pression sanguine. La détection de la pression artérielle est initié par des neurones dont les terminaisons, sensibles à l’étirement des vaisseaux sanguins, se situent dans des structures particulières des grosses artères : les sinus carotidiens (au niveau du cou) et la crosse aortique (à la sortie du cœur). Cette sensibilité à l’étirement leur est conférée par l’expression de protéines similaires à celles qui sont impliquées dans le toucher et dont notre équipe est spécialiste. Notre projet vise donc à caractériser quelles protéines sont spécifiquement exprimées par les différents types de neurones détectant la pression sanguine chez la souris en conditions physiologiques, et, par la suite, leurs modifications dans des modèles d’hypertension. Nous nous intéresserons aux neurones de la crosse aortique. Afin de pouvoir les identifier, nous injecterons aux environs de la crosse aortique des molécules permettant de marquer les neurones appelées marqueurs neuronaux. Cependant, l’accès à la crosse aortique chez la souris nécessite une thoracotomie, c'est-à-dire l'ouverture de la cage thoracique. Cette procédure étant invasive et douloureuse pour l’animal, nous nous proposons de mettre en place une nouvelle méthode d’injection guidée par échographie, jamais décrite à ce jour. Ce projet est donc une étude pilote visant à évaluer la faisabilité de ce type d'injection.

Bénéfices attendus

A ce jour, la seule technique chirurgicale permettant le marquage des neurones de la crosse aortique est une thoracotomie. Cette nouvelle technique d'injection permettrait de largement diminuer la gravité de la procédure. L'injection sous échographie, beaucoup moins invasive qu'une thoracotomie, serait ainsi moins pénalisante pour les animaux. De plus, notre étude pourrait être à l'origine de l'identification de nouvelles cibles thérapeutiques pour le traitement de l'hypertension.

Procédures

1) Injection guidée par échographie de marqueurs dans la crosse aortique. Les souris seront anesthésiées pour être positionnées sous l'échographe. Pour éviter toute douleur liée à l’injection, nous administrerons préalablement un analgésique par voie sous-cutanée . La zone d’injection sera épilée puis désinfectée. Les souris seront placées sur une plateforme chauffante permettant le suivi de paramètres cardiorespiratoires ainsi qu’un suivi de la température. L'animal fera l'objet d'une surveillance visuelle pendant toute la durée de la procédure. A l'aide d'une microseringue, nous injecterons aux environs de la crosse aortique 1 microlitre d'une solution contenant l'un des marqueurs neuronaux que nous testerons. La procédure durera 15 à 20 minutes maximum. En fin de procédure l’animal sera réveillé, placé dans une pièce de surveillance post-examen, chauffé, avec eau et nourriture. 2) Visualisation du marquage de la crosse aortique. 4 à 5 jours après l’injection, les souris seront anesthésiées pour vérifier la présence d’un marquage au niveau de la crosse aortique grâce à un appareil d'imagerie in vivo. La manipulation durera 10 min maximum. 3) 1 à 3 semaines après l’injection, les souris seront mise à mort pour prélever les organes et procéder à des cultures de neurones.

Impact sur les animaux

Les risques sont liés à 1) l’anesthésie : stress de la manipulation, déshydratation, détresse respiratoire et perte de poids; 2) à l'injection bien que celle-ci soit guidée par échographie : risque de pneumothorax (douleurs diffuses et intenses dans la région du thorax, difficultés à respirer, respiration très rapide, faiblesse générale) et risque d’infection au point d’injection. Il n'y a aucun effet indésirable lié aux molécules injectées.

Devenir

Les animaux seront mis à mort dans le but de vérifier la présence effective du marquage dans les neurones.

Remplacement

Le marquage des neurones de la crosse aortique ne peut se faire que sur des animaux vivants. Les marqueurs neuronaux fonctionnent chez la souris. Les alternatives non animales n'existent pas.

Réduction

Ce projet est une étude pilote visant à évaluer la faisabilité des injections guidées par échographie de marqueurs neuronaux dans la paroi de la crosse aortique de souris. C'est une technique qui n'a jamais été décrite et pour laquelle il n'existe aucune référence. Nous allons donc procéder par étape pour limiter le nombre d'animaux. Etape 1/ Mise au point de l'injection guidée par échographie. Pour cela, nous injecterons un marqueur visible à l'oeil nu qui nous pemettra de valider la localisation de l'injection. Chaque session d’injections comprendra 5 souris. Nous effectuerons 4 sessions, soit une utilisation totale de 20 souris. Nous assumons que notre technique sera améliorée à chaque session donc le bilan sera effectué à la fin des 4 sessions. Si le taux de réussite de l'injection est supérieur à 50%, nous passerons à l'étape suivante. Etape 2/ Test des différents marqueurs neuronaux fluorescents. Nous injecterons trois marqueurs différents. Pour chaque marqueur, nous effectuerons 2 sessions d'injection comprenant 10 souris. Soit 20 souris par marqueur et 60 souris au total pour le test des 3 marqueurs neuronaux. Pour l'ensemble de l’étude pilote,nous utiliserons donc au maximum 80 animaux.

Raffinement

Les injections sous échographie se feront sous anesthésie. Pour éviter toute douleur liée à la procédure, nous administrerons un analgésique par voie sous cutanée. Les souris seront placées sur une plateforme chauffante permettant le suivi des paramètres cardiorespiratoires ainsi qu’un suivi de la température. Le gel d’échographie sera chauffé préalablement à son application sur l’animal. L'animal fera l'objet d'une surveillance visuelle pendant toute la durée de l'examen. En fin de procédure l’animal sera réveillé, placé dans une pièce post-examen, chauffé, avec eau et nourriture ad libitum. Suite à la chirurgie, nous utiliserons une grille d'évaluation du bien-être des animaux tous les jours pendant 3 jours puis 2 fois par semaine. L'évaluation sera dépendante de plusieurs critères dont chaque modification sera cotée. En fonction du score total, les animaux pourront être placés sous traitement analgésique et/ou il y aura arrêt de l’expérimentation par mise à mort de l’animal. L’environnement des animaux sera enrichi avec des dômes autoclavables et des nids à base de coton.

Choix des espèces

Nous utilisons le modèle souris car si l'étude de faisabilité se révèle satisfaisante, nous aurons ainsi accès aux modèles de souris transgéniques. De plus, le marquage des neurones de la crosse aortique est une méthode qui a fait ses preuves sur la souris. Les souris qui seront utilisées dans ce projet seront âgées de 6 à 10 semaines ce qui correspond à un stade jeune adulte. Les souris ne présentent pas encore d'accumulation de tissus graisseux et/ou fibreux qui pourraient nuire à la visibilité des structures sous échographie.

  • Recherche fondamentale
    • Système cardiaque
Souris : 660
Souffrances
▲ -
▲ -
▲ 20
▲ 640
Devenir
 -
 -
 -
 660

660 souris vont être utilisées, 640 dans des procédures impliquant un niveau de souffrance sévère et 20 un niveau modéré, toutes tuées à l'issue pour peser leur cœur, leur foie et leurs poumons. Une partie subit un rétrécissement chirurgical de l'aorte destiné à provoquer une insuffisance cardiaque, les témoins ayant la cage thoracique ouverte sous anesthésie sans autre geste. Suivent deux échographies d'une demi-heure, trois prélèvements de sang à la queue et une injection intrapéritonéale quotidienne pendant 21 jours. Le porteur écrit que le remodelage cardiaque et l'insuffisance cardiaque ne provoquent pas de douleur chez ces souris, alors que 640 d'entre elles sont déclarées en souffrance sévère.

Objectifs

L'insuffisance cardiaque (IC) se développe suite à l’accumulation de multiples altérations dénommées remodelage, induites par un stress pathologique. Les avancées thérapeutiques permettent de ralentir cette progression vers l’IC et parfois de lever le stress cardiaque initial. Cependant de nombreux patients voient leur fonction cardiaque décliner inexorablement ou secondairement. Des études récentes conduites chez l'Homme et chez l’animal ont montré que suite à une pathologie cardiaque transitoire, certaines lésions accumulées initialement s’estompaient constituant un processus de remodelage inverse. L’analyse au niveau moléculaire de ce processus indique que cette inversion correspond à un nouvel état plutôt qu’à un retour à la normale. Ces données sont cohérentes avec la description clinique d’altérations tardives après une prise en charge efficace dans un premier temps. Ce retentissement à long terme sera probablement de plus en plus fréquent avec le vieillissement de la population. Le projet vise à identifier, in vivo dans un modèle murin, des acteurs moléculaires susceptibles de favoriser une récupération plus complète et durable lors de la prise en charge de la dysfonction cardiaque. A ce jour, les recherches précliniques se sont concentrées sur la caractérisation du remodelage inverse précoce ou sur des aspects restreints du remodelage inverse tardif, uniquement chez les mâles. Le projet permettra de compléter ces études, d'avoir des données en fonction du sexe et de proposer des stratégies thérapeutiques complémentaires et de tester les plus prometteuses. Sur la base d'un modèle murin bien caractérisé de pathologie cardiaque, plusieurs études seront conduites : 1) une caractérisation moléculaire approfondie de coeurs en phase de récupération comparés à des coeurs sains et malades. Cette approche sans à priori, par séquençage des gènes exprimés dans ces différentes conditions permettra de décrire les évènements moléculaires et de générer de nouvelles hypothèses d'intervention. 2) L'établissement d'un modèle cellulaire permettrait de réduire les animaux utilisés pour cibler des traitements potentiels. 3) la modification de la trajectoire du vieillissement, après une chirurgie de construction de l'aorte transverse (TAC), sera évaluée par un suivi régulier des groupes d’animaux. 4) essais précliniques d’interventions médicamenteuses favorisant la limitation voir la regression de la fibrose sur la base des résultats préliminaires au sein du laboratoire.

Bénéfices attendus

Le projet s'inscrit dans les recherches expérimentales pour l'amélioration future de la prise en charge et du traitement de pathologies humaines et le maintien en bonne santé. Il s'intéresse à une cause majeure de morbimortalité dans les pays dits développés, les maladies cardiovasculaires. Il se penche sur un aspect nouveau de l'atteinte cardiaque, les altérations persistantes malgré les progrès de la prise en charge. A long terme chez l'Homme, la description de cette atteinte et la compréhension de ses mécanismes pourraient permettre de favoriser un vieillissement en meilleure santé et aussi de cibler des mécanismes pathologiques nouveaux lors dutraitement. Le projet déploit les dernières avancées technologiques pour une meilleure description moléculaire des altérations, une évaluation fonctionnelle approfondie et des essais précliniques de test d'interventions thérapeutiques. A plus court terme, la faisabilité d'une mise en place d'un modèle in vitro de fibroblastes activés sera testée. Ce type cellulaire participe de manière importante à l'altération du muscle cardiaque en synthétisant en son sein une matrice rigide responsable de défauts mécaniques et électriques cardiaques. Cette altération de la matrice est en partie irréversible et peu soumise au remodelage inverse. Il est donc important de rechercher des moyens d'intervention sur cet aspect. Un résultat positif sur ce point permettra de diminuer le nombre d'animaux nécessaires.

Procédures

Les animaux subiront à 2 reprises une échographie de 0.5 heure par souris (état basal avant chirurgie, puis aprés 4 semaines de TAC - La chirurgie de TAC est réalisée à une seul moment soit à 3 mois pour le groupe jeune soit à 22 mois pour le groupe âgé. Les groupes contrôles ne subiront pas de chirurgie cardiaque mais une ouverture de la cage thoracique et une anesthésie également- les prélèvements sanguins de peptides natriurétiques de type B ou bien de son précurseur seront réalisés sur prélèvement sanguin de la queue tous les 15 jours aprés la chirurgie et ce jusqu'à l'euthanasie, soit 3 prélèvements (J0, J15 et J28). Les administrations intrapéritonéales des médicaments ou du véhicule (PBS stérile pour éviter la quantité de DMSO) seront réalisées tous les jours vers 10 h du matin +/- 1 h pendant 21 jours à partir du 5 eme jour aprés la chirurgie. 4 semaines aprés la chirurgie (1 semaine de récupération de chirugie puis 3 semaines d'administration en IP) les animaux seront euthanasiés.

Impact sur les animaux

Les échographies cardiaques sont réalisées sous anesthésie gazeuse (1,5% isoflurane) pour diminuer le stress (nuisance légèrer), un tapis chauffant, et un monitoring global de l'animal pour sa surveillance tout au long de l'examen seront mis en place. L'anesthésie lors de l'échographie et de la chirurgie peut comporter des risques de detresse respiratoire (nuisance sévères) et de trouble du rythme cardiaque (nuisance sévère) mais le monitoring permettra de diminuer ces risques et de réagir en diminuant les débits de gaz. Nuisance du modèle TAC: Les chirurgies comportent toujours un risque. Elles constituent les sources potentielles de douleur (nuisance modéré) et toutes les mesures d'anesthésie et d’analgésie décrites dans les procédures permettent de prévenir et d'éviter la douleur. Les lésions accidentelles associées à la chirurgie sont des lésions des gros vaisseaux induisant des pertes de sang importantes (nuisance sévères). Dans ce cas, la récupération étant compromise, le chirurgien procède à l’euthanasie de l’animal. Dans ce modèle, le remodelage cardiaque et l'insuffisance cardiaque ne provoquent pas de douleur mais un essoufflement des animaux et une diminution de leur capacité de se mouvoir (nuisances légères), une surveillance est cependant mise en oeuvre quotidienne pour vérifier qu'il n'y a pas de prostration des animaux. L'âge n'est pas connu pour être associé à une nuisance chez les souris en cage sans stress particulier. L'administration des candidats médicaments seuls ont déjà été administrés chez les animaux de laboratoire et ont montré une bonne tolérance, de la même manière que l'administration chez l’Homme . L'administration par voie intrapéritonéale sera réalisée quotidiennement à l'aide d'une aiguille de 29 gauges (nuisance modérée). Les nuisances de l'administration en IP peut être une inflammation au point d'injection, une rougeur, et une induration mais ces effets sont rares. Le DMSO est un véhicule irritant (douleur et nécrose cutanée) mais sera dilué avec du PBS stérile et sa concentration sera diminué conformément aux recommandations : pas plus de 50% de la dose administrée sera du DMSO. Les animaux seront injectés au côté droit conformément aux recommandations actuelles. Une administration de lidocaïne en IP à 1mg/kg sera réalisée si un animal présente des signes de prostration immédiate apres l'IP des candidats médicaments.

Devenir

A l'issu des temps prévu d'étude (4 mois et 22 mois), les animaux seront euthanasiés pour analyse histologique, le poids du coeur,le poid du foie, poid des poumons et le contrôle des autres organes.

Remplacement

Le mécanisme du remodelage cardiaque aboutissant à l'insuffisance cardiaque (IC) en réponse à un stress implique tous les types cellulaires constitutifs du tissu mais aussi le recrutement de cellules, en particulier inflammatoires et l’interaction avec d’autres organes (rein, système nerveux, …). L’IC est donc une pathologie touchant tout l’organisme rendant indispensable une approche in vivo. De manière analogue, le remodelage inverse nécessite la même approche. De plus, le meilleure critère d'évaluation de la fonction cardiaque est la capacité physique à l'image de ce qui est réalisé chez l'Homme (périmètre de marche, épreuve d'effort). Ce type d'exploration intégrée n'est possible que chez l'animal.

Réduction

Concernant la mise en place des modèles, les techniques utilisées correspondent au dernier développement publié pour permettre une diminution de la variabilité du remodelage ce qui entraîne une diminution du nombre d’animaux comparativement à la technique historique. Cette approche in vivo est complémentaire d’études in vitro qui seront conduites en parallèle et en complément. La culture de fibroblastes permettra d’établir un modèle ex vivo pour tester des cibles potentielles avec moins d’animaux que les tests in vivo. Enfin, les interventions thérapeutiques candidates pour améliorer la prise en charge seront testées chez les animaux. Le mode de calcul des animaux est basé sur la population la plus faible pour montrer un effet. Notre baisse attendue du niveau de fibrose est de 10%, le risque de première espèce alpha est fixé à 0.05, le risque beta de deuxième espèce est fixé à 0.1, la puissance du test (1-beta) est donc à 0.9 . La variabilité de notre mesure de fibrose est de 2%. Selon le logiciel R en ligne (BiostatTGV) le calcul du nombre d'animaux total à inclure est de 600. Le nombre de groupes se base sur l'effet des 2 molécules seules et de leur synergie possible et attendue (résultats préliminaires du laboratoire sur des cultures in vitro). De plus, le sexe des animaux semble jouer un rôle dans la physiopathologie de l'insuffisance cardiaque donc nous avons prévu de mener les expérimentations sur les 2 sexes, ceci augmente le nombre d'animaux mais nous semble nécessaire. Deux séries d'experimentation sont prévues. Les tests choisis seront des t test pour des variables continues à distribution normale et des test de Mann et Whitney pour des tests non paramétriques.

Raffinement

Les interventions susceptibles d’induire la douleur sont bien identifiées : l’approche chirurgicale d’induction de la sténose est réalisée sous anesthésie générale. Lors de ces interventions, l’analgésie locale en complément d’une analgésie générale (morphinique) permet de prévenir la douleur. De plus, les chirurgies seront réalisées par un chercheur rompu à la technique permettant des opérations rapides et des ouvertures minimales diminuant les risques opératoires et participant à une meilleure récupération. Les derniers développements de la technique chirurgicale qui rapportent un meilleur taux de succès seront mis en oeuvre. Le suivi est renforcé dans la période post-opératoire (48 h), l'analgésie est poursuivie et les animaux disposent d'aliments spécifiques, dédiés à la récupération. Il n’y a pas de source de douleur aprés la phase aigue post chirurgie. Le remodelage induit est silencieux mais malgrés cela, les animaux sont suivis quotidiennement. Les stress potentiels associés aux procédures sont de faible intensité, de courte durée (anesthésie/reveil) et espacés dans le temps. Cependant, si la surveillance quotidienne des animaux met en évidence, un arrêt du toilettage, une prostration et ou une perte de poids de plus de 10%, les animaux peuvent être euthanasiés plus tôt, car leur état sera jugé douloureux et non acceptable. Aprés la réalisation de l'administration intra péritonéale un massage est infectué au site d'injection pour diminuer la douleur. Si besoin, et devant des signes de douleurs visibles comme la prostration, un accident à type d'embol veineux ou arteriel sera supposé et une administration IP de lidocaïne sera réalisée pour diminuer la douleur à 1mg/kg. Ces animaux seront surveillés jusqu'à résolution du signe clinique. Les animaux sont par ailleurs hébergés dans un environnement enrichi (nidification) et les groupes sociaux sont conservés tout au long de l’étude. Un suivi quotidien est réalisé par le zootechnicien qui permettra d'intervenir le plus rapidement possible sur l'intervention de blessure ou autre problèmes post opératoire.

Choix des espèces

Le modèle souris est en grande majorité utilisé pour les études précliniques. Les connaissances acquises par la communauté scientifique sur cette espèce, toutes nécessaires à tirer le plus d'information à partir du présent projet, permettent l'analyse fine de l'expression génique et l'exploration de la physiologie cardiovasculaire. De plus, il s’agit de l’espèce pour laquelle les modifications génétiques sont les plus aisées actuellement, permettant de tester plus aisément les hypothèses scientifiques. Elle combine donc les avantages d’être de la même classe que l’Homme. Les animaux seront utilisés majoritairement à l’âge de jeune adulte (à partir de 3 mois) car les pathologies étudiées sont, le plus souvent, des pathologies acquises. L’utilisation d’animaux jeunes est en revanche éloignée de la situation clinique mais permet une bonne récupération des procédures expérimentales chirurgicales et donc une bonne qualité de vie.

  • Recherche fondamentale
    • Biologie du développement
    • Oncologie
    • Système cardiaque
Souris : 420
Souffrances
▲ -
▲ 420
▲ -
▲ -
Devenir
 -
 -
 -
 420

420 souris vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger, toutes tuées à des âges échelonnés de six jours à treize semaines. Les nouveau-nés reçoivent trois injections en trois jours, les adultes une injection intrapéritonéale par jour cinq jours par semaine pendant deux semaines, puis un prélèvement rétro-orbitaire et des mesures répétées de pression artérielle à la queue. Le porteur rattache ce travail sur une protéine des parois vasculaires à la prise en charge de l'anévrisme intracrânien, responsable selon lui de 36 000 hémorragies par an dans l'Union européenne, bénéfice qu'il situe à long terme. Aucun calcul n'appuie le chiffre de 420 souris, le porteur indiquant seulement que l'expérience de son équipe permettra d'en réduire le nombre.

Objectifs

La physiologie vasculaire est fortement influencée par la circulation sanguine qui génère des contraintes mécaniques variables sur la paroi des vaisseaux. Les artères sont principalement soumises à un fort flux sanguin générant de fortes contraintes de cisaillement sur les cellules endothéliales tapissant l’intérieur des vaisseaux. Ces contraintes participent à la production de facteurs vaso-actifs et à la quiescence des cellules endothéliales. Une modification de ces contraintes ou une perte de sensibilité des cellules endothéliales impactent la fonction de ces dernières. Aujourd’hui il est reconnu que les contraintes de cisaillements participent à certains processus développementaux et leur modification ou mauvaise perception par les cellules endothéliales contribue à de nombreuses pathologies cardiovasculaires comme l’athérosclérose ou l’anévrisme intracrânien. Mieux comprendre comment les cellules endothéliales perçoivent ces forces contribue, à terme, à l’identification de nouveaux axes de recherche pour prévenir, détecter et traiter les maladies cardiovasculaires. Grâce au travail réalisé in vitro, nous avons identifié une protéine mécano-sensible, ARHGEF18, contrôlant différentes fonctions endothéliales : l’adhésion, la prolifération et l’inflammation. Maintenant que nous avons déterminé la pertinence d’ARHGEF18 in vitro, nous souhaitons comprendre son rôle dans un système intégré plus complexe. Cela nous permettra de valider son impact sur les fonctions identifiées in vitro et d’identifier sa contribution exacte dans la physiologie vasculaire.

Bénéfices attendus

La rupture d'un anévrisme intracrânien, responsable de ~36 000 cas d'hémorragie sous-arachnoïdienne dans la communauté européenne, est l'une des principales causes de mort subite chez les jeunes sujets "sains" (pic d'âge entre 50 et 60 ans) avec un impact socio-économique considérable. Actuellement, il n'existe pas d'outils diagnostiques permettant de prédire le devenir d'un anévrisme intracrânien chez un individu donné, ni de médicaments permettant de limiter ou de prévenir la croissance de l'anévrisme intracrânien et sa progression vers la rupture. Les mécanismes cellulaires et moléculaires responsables de l'initiation, de la croissance et de la rupture d'un anévrisme intracrânien sont encore inconnus. Malheureusement, il n'y a que peu de laboratoires travaillant sur la physiopathologie de l'anévrisme intracrânien. Le projet pour lequel cette saisine est déposée contribuera à répondre au besoin urgent d'améliorer la prise en charge des personnes atteintes d'anévrisme intracrânien. En identifiant le rôle d’ARHGEF18 dans la réponse aux forces mécaniques des artères cérébrales, ce projet facilitera la découverte de cibles thérapeutiques pertinentes pour prévenir la progression de la maladie, diminuer le risque de rupture et optimiser l'évaluation du risque pronostique pour prévenir les hémorragies aiguës. Les résultats obtenus pourront donc avoir un impact spécifique à long terme en ouvrant de nouvelles voies pour le développement de nouveaux médicaments. Une des perspectives de ce projet est le développement de nouveaux modulateurs pharmacologiques ciblant ARHGEF18 ou les voies de signalisation associées. Les résultats générés auront également, à long terme, un impact sociétal. De nos jours, la rupture d'anévrisme intracrânien est redoutée parce qu'elle est une cause de mort subite, et parce qu'elle survient sans symptômes cliniques préalables. La plupart des diagnostics sont faits sur la base de découvertes fortuites suite à une IRM. Les patients diagnostiqués savent qu'ils ne disposent d'aucun traitement préventif et non invasif. Par conséquent, ces patients vivent avec un stress permanent. Faciliter le diagnostic et offrir une perspective de traitement pharmacologique à ces patients soulagera leur anxiété et leur détresse.

Procédures

Procédure 1: injection intra-gastrique ou intra-péritonéale chez le nouveau-né: 3 injections sur 3 jours. Chaque injection dure moins d'une minute par animal. Procédure 2: injection intra-péritonéale chez l'adulte: 5 injections/semaine sur 2 semaines (cad 1injection IP/jour/5j/2semaines, à raison d'une minute par injection et par souris). Procédure 3: prélèvement rétro-orbitaire chez l'adulte. Le prélèvement est réalisé une seule fois et ne dure pas plus de 5 minutes. Procédure 4: prise de pression artérielle systolique chez l'adulte (tail cuff). 2 semaines d'acclimatation + 3 mesures définitives. Chaque cycle de mesures dure en moyenne une vintaine de minutes. Procédure 5: 1 injection intrapéritonéale à 6 jours d'âge. L'injection dure moins d'une minute par animal

Impact sur les animaux

Les procédures liées à ce projet sont réalisées en routine dans le laboratoire par du personnel qualifié. Nous n'attendons pas, à priori, de nuisances particulières. Toutefois, les risques potentiels sont: Injection de tamoxifen: les injections intrapéritoéales répétées (2x5jours) peuvent entrainer une irritation au site d'injection. C'est pourquoi une alternance Droite/Gauche est prévue, pour palier à ce problème. Prélèvement rétro-orbital: une douleur post-prélèvement peut survenir, c'est pourquoi un analgésique local à base de lidocaïne est appliqué après le prélèvement.

Devenir

Procédure 1: Lot 0: mis à mort après la fin d'entrainement Lot 1 : jusqu’à 6 jours de vie pour analyse de la rétine par immunofluorescence Lot 2 : jusqu’à 14 jours de vie pour analyse de la rétine par immunofluorescence Lot 3 : jusqu’à 10 semaines de vie pour prélèvement d'organes (culture cellulaire) Lot 4 : seront utilisés pour la procédure 3 et 4. Lot 7 : utilisés pour la procédure 5 pour analyse de la perméabilité vasculaire à 6 jours. Procédure 2: Lot 5 : jusqu’à 10 semaines de vie pour prélèvement d'organes (culture cellulaire). Lot 6 : seront utilisés pour la procédure 3 et 4. Procédure 3: Lot 4 et Lot 6 entièrement pour la procédure 4. Procédure 4: Mise à mort des Lots 4 et 6 pour prélèvement d'organes en vue d'analyse histologique.

Remplacement

Réutilisation : Les mêmes animaux serviront pour la prise de pression et le prélèvement sanguin. Il est impossible de réutiliser les animaux des groupes de prise de pression et de prise de sang pour l’isolation des cellules endothéliales car ces animaux seront trop vieux au moment de leur euthanasie et leur cerveau sera utilisé pour des marquages immunofluorescents. Réduction : Le modèle et les techniques seront mis en place par des personnes ayant déjà plusieurs années d’expérience ce qui permettra la réduction du nombre d’animaux utilisés. Aucune étape de mise au point n’est nécessaire pour les procédures décrites. Raffinement : Toutes les procédures seront réalisées avec les analgésiques adéquates dès que nécessaire.

Réduction

Réutilisation : Les mêmes animaux serviront pour la prise de pression et le prélèvement sanguin. Il est impossible de réutiliser les animaux des groupes de prise de pression et de prise de sang pour l’isolation des cellules endothéliales car ces animaux seront trop vieux au moment de leur euthanasie et leur cerveau sera utilisé pour des marquages immunofluorescents. Réduction : Le modèle et les techniques seront mis en place par des personnes ayant déjà plusieurs années d’expérience ce qui permettra la réduction du nombre d’animaux utilisés. Aucune étape de mise au point n’est nécessaire pour les procédures décrites.

Raffinement

Raffinement : Toutes les procédures seront réalisées avec les analgésiques adéquates dès que nécessaire.

Choix des espèces

Le modèle murin est le seul permettant la délétion inductible et tissu-spécifique de la protéine étudiée ainsi que la complexité nécessaire pour l’étude du rôle de la protéine sur le fonctionnement du système cardiovasculaire. Le but de cette saisine est d’établir le rôle d’ARHGEF18 dans le développement vasculaire et son homéostasie. Par conséquent, la recombinaison chez les animaux sera faite à deux stades : post-natal (procédure 1) ou à l’âge adulte (procédure 2). Pour la partie développementale, les animaux seront utilisés à P6 et P14. Pour la partie homéostasie vasculaire qui s’étudie à l’âge adulte, les souris seront utilisées entre 7 et 13 semaines (procédures 3 et 4).

  • Recherche fondamentale
    • Système cardiaque
Rats : 160
Souffrances
▲ -
▲ 40
▲ 120
▲ -
Devenir
 -
 -
 -
 160

Certains rats reçoivent un implant sous-cutané sous anesthésie pour faire monter leur pression artérielle, d'autres des injections, et tous passent des échocardiographies successives sous anesthésie générale de vingt minutes. 160 rats vont être utilisés, 120 dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré et 40 un niveau léger. Le projet vise à tester si une thérapie génique augmentant l'expression d'une enzyme dans le cœur protège de l'insuffisance cardiaque liée à l'hypertension. Le porteur écrit que le produit injecté devrait soulager les rats traités, tout en surveillant chez les animaux hypertendus l'apparition d'une ascite, d'un œdème pulmonaire, d'une dyspnée et d'une prostration. L'insuffisance cardiaque étant irréversible, indique-t-il, tous les rats sont tués en fin de procédure pour le prélèvement de leurs organes.

Objectifs

L’hypertension artérielle (HTA) est un problème de santé public majeur dont la prévalence est estimée à environ 30% soit 12.7 millions d’adultes en France. La pression artérielle continuellement élevée augmente le travail du cœur afin de maintenir un débit normal. À terme, cette évolution se traduit par une hypertrophie cardiaque et peut progressivement mener à l’insuffisance cardiaque (IC) chronique. Ceci correspond à l’incapacité du coeur à pomper suffisamment le sang pour répondre aux besoins de l’organisme. Un dysfonctionnement du myocarde entraine des conséquences dramatiques qui affectent non seulement le coeur mais également les tissus périphériques et notamment les fonctions pulmonaires, rénales, hépatiques et musculaires. Notre hypothèse générale est que l’augmentation de l’activité des phosphodiestérases dans le coeur pourrait protéger contre la progression de la maladie. Nous avons déjà testé notre hypothèse dans des cultures primaires et validé notre hypothèse générale dans des modèles physiopathologiques mimant d’autres causes de de l'insuffisance cardiaque. L’utilisation d’animaux est indispensable pour l’évaluation de la fonction cardiovasculaire et ne peut être remplacée par des cultures cellulaires (les cellules cardiaques ne se divisent pas). De plus l’évaluation de la fonction cardiaque est à réaliser sur l’animal entier adulte afin de s’approcher le plus possible de la pathologie humaine.

Bénéfices attendus

L’objectif du projet est de tester qu’une thérapie génique permettant l'augmentation de l'expression d'une enzyme, la phosphodiestérase de type 3 (PDE3A) dans le coeur, améliorerait l'activité cardiaque des patients atteints d’hypertension artérielle et éviterait que leur pathologie amène à l’insuffisance cardiaque. Notre stratégie thérapeutique pourrait ainsi constituer une alternative prometteuse ou un complément aux traitements actuels de l'insuffisance cardiaque induite par l’hypertension artérielle.

Procédures

Certains rats subissent des injections sous anesthésie. Cette intervention dure 10 minutes. Certains rats reçoivent un implant sous-cutané sous anesthésie, procédure qui dure 10 minutes. - La mesure de la pression artérielle est réalisée sur animal vigile et l’évaluation de la fonction cardiaque de tous les rats est réalisée sous anesthésie générale pendant 20 minutes par échocardiographies successives (n=160). Pendant des échographies sous anesthésie générale, les animaux subissent une injection.

Impact sur les animaux

Les injections ne provoquent qu'une nuisance légère et transitoire, c'est pour cela qu'elles sont réalisées sous anesthésie pour limiter le stress, après avoir appliqué un gel de lidocaïne au point d'injection pour limiter la douleur. L'injection du produit à visée thérapeutique devrait limiter la progression de l’insuffisance cardiaque et soulager les animaux ainsi traités. Les chirurgies réalisées entraineront des douleurs modérées et transitoires. L’hypertension et l’éventuelle insuffisance cardiaque qui vont ensuite s’installer dans le groupe soumis à traitement pour élever la pression artérielle va s’accompagner des signes cliniques de ces pathologies. Ainsi, l'apparition d’une ascite et un oedème pulmonaire, qui provoquent asthénie, une dyspnée, perte de poids et une prostration sera surveillée.

Devenir

L’insuffisance cardiaque est une pathologie irréversible, les animaux sont donc euthanasiés en fin de procédure. L’ensemble des animaux sera euthanasié pour prélèvements d’organes, ce qui est nécessaire pour permettre l’évaluation du potentiel thérapeutique de la thérapie génique que nous testons.

Remplacement

Il n’existe pas de modèle cellulaire permettant de récapituler le phénotype d’une cellule cardiaque adulte. Les tests cellulaires ne peuvent donc être réalisés que sur des cellules fraichement isolées de coeurs. De plus, dans l’hypertension artérielle et l’insuffisance cardiaque, le corps met en place des régulations physiologiques impliquant le système neuro-hormonal. Ces régulations neuro-hormonales ne peuvent pas être reproduites in vitro ce qui rend indispensable l’expérimentation dans un modèle préclinique intégré.

Réduction

(i) une planification minutieuse basée sur un calcul de puissance et l’expertise de l’équipe ont permis l'estimation de la taille d'échantillon optimale. Ceci a permis de réduire au maximum le nombre d’animaux utilisés tout en préservant la validité statistique de l’étude, et de conserver une puissance statistique suffisante pour observer un effet de 40% obtenu sur la diminution de la fonction cardiaque (ii) les fonctions cardiovasculaires sont étudiées par des méthodes non invasives permettant de limiter le nombre d’animaux, (iii) afin de minimiser encore le nombre d’animaux utilisés, en fin d’expérimentation les tissus prélevés sont partagés entre les domaines explorés.

Raffinement

Les animaux seront surveillés quotidiennement et leur entretien sera effectué dans des conditions soigneusement contrôlées pour s’assurer qu’ils ne subissent aucun stress. Afin d’améliorer leurs conditions d’hébergement de l’enrichissement sera ajouté dans leurs cages. Les rats sont mis en cage et observés tous les jours. Les cages sont changées 2 fois par semaine afin de minimiser une éventuelle infection. L’injection d’aav9 dans la veine caudale est réalisée à l’occasion de la première ou la deuxième échographie évitant un stress et une anesthésie à l’animal. L’hypertension artérielle sera induite en respectant au maximum les procédures de bien-être animal et en limitant la souffrance par le respect des méthodes anesthésiques et analgésiques. Toutes les mesures sont prises pour mettre en place la qualité de l’hébergement requis et la mise en place de procédures adaptées pour limiter la souffrance animale en accord avec la législation en vigueur et respecter l’application de la règle des « 3R ». Un suivi rigoureux des animaux engagés dans les procédures est mis en place. Des points limites ont été scrupuleusement déterminés et sont soigneusement évalués quotidiennement. Si ces points limites sont atteints, les animaux sont sacrifiés pour limiter leur souffrance et leurs organes sont prélevés.

Choix des espèces

Le rat est choisi car c’est un mammifère qui constitue un modèle courant et classique pour l'étude de la fonction cardiovasculaire y compris dans un contexte pathologique. Il est un modèle de choix car il offre la possibilité d’induire l’insuffisance cardiaque par des procédures chirurgicales. Des rats de 7 semaines (250g ) adultes ont été choisis comme modèles car les maladies cardiovasculaires chez l'humain et l'hypertension en particulier touche essentiellement des adultes.

  • Recherche fondamentale
    • Système cardiaque
Souris : 96
Souffrances
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Devenir
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96 souris vont être utilisées dans des procédures d'un niveau de souffrance modéré, toutes tuées pour exploration anatomique et histologique. Chacune reçoit quinze gavages quotidiens de tamoxifène ou d'huile de maïs à partir de la sixième semaine de vie, puis cinq injections intrapéritonéales étalées sur deux mois. Elles portent une mutation qui provoque des lésions vasculaires vers quatre à six mois et des saignements vers douze, le porteur prévoyant de les tuer avant huit mois pour rester en deçà du phénotype dommageable. Il qualifie pourtant ce protocole de "peu invasif" et écrit que le gavage "ne devrait pas induire de douleur", tout en reconnaissant un risque de fausse route.

Objectifs

1)Meilleur compréhension de la fonction d'un gène et de de l'arrêt de la croissance cellulaire irreversible dans les cellules graisseuses dans un contexte de la maladie des syndromes d'hypercroissance dysharmonieuse. 2)Tester l’efficacité d'une thérapie génique en surexprimant une molécule d'interrêt.

Bénéfices attendus

Trouver une nouvelle cible thérapeutique dans ce syndrome.

Procédures

Un gavage au tamoxifene ou à l'huile de maïs sera réalisé à 6 semaines de vie. Des injections intra-péritonéales seront effectuées par un technicien expérimenté. Les injections débuteront à la semaine 6 de vie toutes les 2 semaines pendant 2 mois. Les animaux seront injectés soit par le véhicule (AAV9-GFP) soit par AAV9-G3PP. Un gavage oral sur souris vigiles sera réalisé à 6 semaines de vie et répété quotidiennement pendant 2 semaines soit au total 15 gavage par souris (1 minute par gavage). Des injections intrapéritonéales sur souris vigiles seront effectuées à la semaine 6 de vie toutes les 2 semaines pendant 2 mois soit 5 injections/souris d'une durée de 30 secondes par souris/injection

Impact sur les animaux

Une injection intra-péritonéale peut engendrer des irritations. Elles nécessitent une contention et induisent une douleur légère de courte durée peu invasives. Le gavage quotidien peut engendrer des risques de fausse route. Le geste ne devrait pas induire de douleur car le geste est parfaitement maîtrisé et les sondes de gavage utilisées sont flexibles et adaptées à la morphologie de l'animal. Les souris développent des lésions vasculaires non dommageables à 4-6 mois puis un phénotype métabolique à 12 mois avec l'apparition de saignements, cependant nous étudierons les souris jusqu'à 8 mois maximum avant l'apparition du phénotype dommageable.

Devenir

Procédure 1: animaux mis à mort pour exploration anatomique et histologique.

Remplacement

Dans un contexte de recherche physiopathologique sur les syndromes d'hypercroissance, les expérimentations in vivo ne peuvent en aucun cas être remplacées par des expériences in vitro, où les cellules sont sorties de leur environnement. Les analyses in vitro ou in silico ne sont pas utilisables dans ce contexte car trop de paramètres physiopathologiques entrent en jeu. Les résultats obtenus in vitro nous ont permis d'identifier un gène d'interrêt que nous allons tester in vivo.

Réduction

La taille des groupes utilisés (n=16), minimum nécessaire et suffisante pour l’obtention de résultats significatifs, en utilisant des tests statistiques adaptés, qui satisfait à l’objectif de réduction du nombre d’animaux exposés dans ce projet.

Raffinement

Ce protocole est peu invasif puisque les injections intra-péritonéales seront réalisées sur des souris mises dans des conditons de calme, par un technicien expérimenté. Les injections débuteront à la semaine 6 de vie pendant 2 mois. Les animaux seront injectés soit par le véhicule soit par un outil moléculaire. Aucun prélevement ne sera effectué chez les souris. A priori la surexpression de notre molécule devrait améliorer le phénotype des souris qui seront surveillées quotidiennement.

Choix des espèces

La souris est préférée comme espèce car elle présente l’avantage de faciliter d’élevage et de reproduction. Ces souris sont particulièrement intéressantes pour la compréhension des mécanismes physiopathologiques. 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 d'interrêt). La souris est le seul animal pour lequel la protéine d'interrêt a été mutée. Les jeunes souris de 6 semaines sont utilisées car il est nécessaire que l'organogénèse soit terminée.