Système cardiaque
- Autre recherche fondamentale
- Biologie du développement
- Éthologie / comportement / biologie animale
- Multisystémique
- Oncologie
- Organes sensoriels
- Système endocrinien
- Système gastrointestinal
- Système immunitaire
- Système musculosquelettique
- Système nerveux
- Système respiratoire
- Système urogénital
Thrombose et Vieillissement: mise en évidence de nouveaux mécanismes moléculaires à visée thérapeutique
- Recherche fondamentale
- Système cardiaque
Soumises à une batterie de tests moteurs et cognitifs, labyrinthe, force de préhension, suspension et tapis roulant, 120 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures classées en souffrance modérée. La mise à mort suit un prélèvement sanguin terminal d'un volume incompatible avec la survie, complété par le prélèvement d'organes. L'étude porte sur le rôle des plaquettes sanguines au cours du vieillissement, sur des souris de 6, 12 et 18 mois. Le RNT évoque des stimulations électriques pour forcer la marche sur le tapis tout en les qualifiant ailleurs de douces et non douloureuses, sans trancher.
Objectifs
Les maladies du cœur et des vaisseaux sanguins, dans lesquelles les plaquettes jouent un rôle important, sont très fréquentes chez les personnes âgées. Pourtant, nos connaissances sur le fonctionnement des plaquettes avec l’âge restent limitées. La plupart des données disponibles proviennent d’études menées chez des adultes d’âge moyen, et leurs résultats sont souvent simplement appliqués aux personnes âgées. Or, chez les personnes plus âgées, le contexte est très différent : elles présentent souvent plusieurs maladies chroniques et prennent de nombreux traitements, qui peuvent modifier le fonctionnement des plaquettes sans que l’on en comprenne bien les effets. Il est donc essentiel de mieux comprendre comment les plaquettes se dérèglent au cours du vieillissement et d’identifier de nouveaux moyens de les surveiller ou de les cibler. Ces recherches pourraient aider à mieux prévenir les complications plaquettaires chez les personnes âgées et à améliorer leur prise en charge médicale.
Bénéfices attendus
Ces résultats devraient permettre de mieux appréhender le rôle des plaquettes sanguines lors du vieillissement. Ces résultats apporteront donc des informations à la fois fondamentales dans la connaissance de la physiopathologie du vieillissement et aideront à évaluer l’intérêt thérapeutique de cibler les plaquettes pour un vieillissement en bonne santé.
Procédures
Les animaux seront évalués à l’aide d’une série de tests comportementaux et moteurs couramment utilisés en recherche, répartis sur quatre jours consécutifs, et réalisés sur animaux vigiles, dans des conditions contrôlées et avec une surveillance constante. • Fonctions cognitives (mémoire spatiale à court terme) Les capacités d’exploration et de mémoire spatiale sont évaluées dans un dispositif de type labyrinthe, dans lequel chaque animal se déplace librement pendant environ 8 minutes. • Fonction motrice – force de préhension La force des membres est mesurée à l’aide d’un dispositif standardisé, au cours de trois essais courts espacés d’une heure. La durée de chaque essai est limitée, pour un temps total d’environ 5 minutes par mesure. • Coordination et équilibre La coordination motrice est évaluée par un test de suspension sur câble, réalisé au-dessus d’une surface amortissante afin de prévenir tout risque de blessure. Le temps de maintien est mesuré avec une durée maximale limitée et trois essais espacés d’une heure. • Activité locomotrice et comportement exploratoire L’activité spontanée est observée pendant 10 minutes dans une arène dédiée, permettant à l’animal d’explorer librement l’environnement. • Endurance physique Les capacités d’endurance sont évaluées à l’aide d’un tapis roulant automatisé, avec une augmentation progressive de l’effort. La durée du test est adaptée aux capacités individuelles des animaux. Les encouragements à la marche reposent exclusivement sur des stimulations douces et non douloureuses, calibrées au niveau minimal nécessaire, et le test est interrompu dès l’apparition de signes de fatigue. Afin de limiter la fatigue globale et les interactions entre les différentes évaluations, les tests de mémoire spatiale, de force de préhension et de coordination motrice sont réalisés à des jours distincts, tandis que les évaluations de coordination motrice et d’endurance sont regroupées le même jour. Dans le cadre du protocole, les animaux pourront également faire l’objet de procédures de courte durée, incluant des injections d’environ 15 secondes, un prélèvement sanguin périphérique réalisé jusqu’à l’obtention de l’hémostase, ainsi qu’un prélèvement sanguin terminal de 1 à 2 minutes, effectué sur animal anesthésié.
Impact sur les animaux
Les tests expérimentaux utilisés pour cette étude génèrent un certain niveau de stress : préhension de une à cinq minutes lors de la mise en place des animaux dans les dispositifs de comportement ainsi que des stimulations électriques.
Devenir
La mise à mort de tous les animaux fait suite au prélèvement sanguin terminal de grand volume nécessaire à la caractérisation des plaquettes (volume incompatible avec la survie de l'animal) et est nécessaire pour le prélèvement d'organes.
Remplacement
Dans ce projet, nous utilisons des souris pour mieux comprendre comment les plaquettes sanguines agissent lorsque l’on vieillit. Les plaquettes sont de très petits éléments du sang qui servent à arrêter les saignements, mais qui jouent aussi un rôle important dans certaines maladies fréquentes chez les personnes âgées, comme les maladies du cœur et des vaisseaux. D’autres animaux utilisés en recherche, comme la mouche ou le poisson zèbre, ne conviennent pas pour cette étude, car leur sang fonctionne d’une manière très différente de celui des humains. Les cellules qui remplacent les plaquettes chez ces espèces ne se comportent pas de la même façon, ce qui ne permet pas de faire des parallèles fiables avec la santé humaine. En revanche, les plaquettes des souris fonctionnent presque comme celles des humains. C’est pourquoi les souris sont le meilleur modèle pour étudier l’impact du vieillissement sur les plaquettes sanguines. Ces recherches permettront de mieux comprendre certaines maladies liées à l’âge et, à terme, d’aider à mieux les prévenir afin de favoriser un vieillissement en meilleure santé.
Réduction
Plusieurs résultats seront obtenus à partir d’un seul animal. Nous limiterons aux seules expériences considérées comme absolument indispensables. Le nombre de souris utilisées sera réduit au minimum sur la base des études précédentes déjà réalisées au laboratoire et d’analyses statistiques permettant d’obtenir des résultats fiables. Les paramètres mesurés seront analysés à l’aide d’une analyse de variance.
Raffinement
Les tests expérimentaux utilisés pour cette étude génèrent peu de stress (préhension lors de la mise en place des animaux dans les dispositifs de comportement). Une habituation aux gestes de manipulation sera effectuée avant chaque lot de tests pendant 5 minutes par souris pendant 3 jours avant le début des tests pour limiter le stress généré par l’expérimentateur. Les animaux seront également acclimatés à la salle d’expérimentation pendant la phase d’habituation. Des éléments d’enrichissement seront mis en place dans la cage d’hébergement afin d’assurer leur bien-être et réduire le stress : animaux placés en groupe dans les cages et papier pour faire un nid. Si l’animal présente des signes de détresse ou une agressivité inhabituelle ou une prostration, l’animal sera placé en surveillance rapprochée. Des mesures de renforcement de l’enrichissement peuvent être mis en place comme la nourriture liquide, nidification supplémentaire. Si les signes persistent ou s’aggravent, l’animal sera temporairement exclu de l’étude et recevra si nécessaire des soins adaptés. Si l’animal présentent des signes cliniques critiques ou irréversibles comme l’apathie, une perte de poids inhabituel, difficultés de déplacements, alors l’animal sera mis à mort. Toutes les procédures utilisent des analgésiques/anesthésiants locaux ou généraux.
Choix des espèces
Dans ce projet, nous utilisons des souris pour mieux comprendre le rôle des plaquettes sanguines lors du vieillissement. D’autres modèles animaux, comme la mouche (drosophile) ou le poisson zèbre, ne sont pas adaptés à cette étude, car leur système sanguin est très différent de celui de l’être humain. Chez ces espèces, les cellules équivalentes aux plaquettes n’ont ni la même structure ni les mêmes fonctions, ce qui empêche de tirer des conclusions pertinentes pour la santé humaine. En revanche, les plaquettes des souris sont très proches de celles de l’Homme, tant par leur mode de formation que par leur fonctionnement. C’est pourquoi le modèle murin est aujourd’hui le plus approprié pour étudier comment le vieillissement modifie l’action des plaquettes et comment ces changements peuvent influencer la santé, notamment le risque de maladies liées à l’âge. Pour étudier la fragilité et les processus de vieillissement, des souris de 6, 12 et 18 mois seront utilisées
Etude de la toxicité combinée de la cocaine et du fentanyl chez le rat
- Recherche fondamentale
- Système cardiaque
- Système nerveux
- Système respiratoire
912 rats vont être utilisés, tous tués à l'issue, dans des procédures classées en souffrance modérée. Selon les groupes, ils subissent l'implantation chirurgicale d'une sonde respiratoire, cardiaque ou cérébrale portée sept jours, puis reçoivent de la cocaïne et du fentanyl avant des enregistrements pouvant durer jusqu'à 48 heures. L'étude vise à mieux comprendre la surmortalité des overdoses associant les deux drogues et à optimiser un antidote, application renvoyée à l'humain. Le porteur affirme qu'aucun modèle in vitro ou informatique ne peut remplacer le rat, dont le fonctionnement cardio-respiratoire serait proche du nôtre.
Objectifs
Le fentanyl est un antidouleur puissant dont le surdosage entraîne une difficulté à respirer pouvant rapidement entrainer la mort, parfois associée à une rigidité musculaire. Les données récentes montrent que les surdosages impliquant le fentanyl sont fréquemment associés à des drogues stimulantes, notamment la cocaïne. Les mécanismes d'interactions entre les drogues sur leur distribution dans le corps, sur leurs effets physiques ou comportementaux, ainsi que leur contribution à la surmortalité observée, demeurent toutefois mal caractérisés. Par ailleurs, l’efficacité d'un antidote pourrait être altérée en contexte de prise des 2 drogues en meme temps. Cette étude analysera différents effets du traitement sur l'organisme, notamment la respiration, le système nerveux et le cœur. Elle examinera également la façon dont la substance se répartit dans le corps et est éliminée, ainsi que ses effets sur le comportement. Enfin, elle évaluera son efficacité et la possibilité d'inverser ses effets a l'aide d’une antidote. L’objectif final est d’améliorer la compréhension des mécanismes de la toxicité combinée fentanyl- cocaïne et d’optimiser la prise en charge aiguë chez l’humain.
Bénéfices attendus
Les résultats de ce projet permettront d’apporter une analyse intégrée et mécanistique de la toxicité combinée du fentanyl et de la cocaïne, depuis les interactions de distribution et d'élimination jusqu’aux conséquences respiratoires, neurologiques et comportementales. En effet, les co-intoxications fentanyl- stimulant et leur surmortalité sont une problématique de santé publique majeure à l’heure actuelle. L’identification précise des déterminants de la synergie toxique et de la surmortalité associée à cette co-intoxication contribuera à une meilleure compréhension de la physiopathologie. Ces données expérimentales constitueront une base nécessaire pour optimiser l’utilisation d'un antidote en contexte d'utilisation simultanée de plusieurs drogues, affiner les stratégies de prise en charge aiguë des overdoses et, à plus long terme, orienter le développement de nouvelles approches thérapeutiques ciblées.
Procédures
Une première partie des animaux aura : une chirurgie sous anesthésie générale pour l’implantation d’une sonde (10 minutes), + port de cette sonde pendant 7 jours, puis une injection de drogue et une mise en enceinte de mesure respiratoire pendant 6 heures. Une deuxième partie des animaux subira : une chirurgie sous anesthésie générale (40 minutes) avec implantation d’un cathéter veineux et d’une sonde cérébrale+ port d’un cathéter et d’un guide pendant 7 jours, puis une injection de drogue et des prélèvements répétés sur animal vigile pendant 7 heures. Une troisième partie des animaux (si nécessaire en fonction des expériences précédentes) subira : une chirurgie sous anesthésie générale (35 minutes) pour l’implantation d’une sonde au niveau du diaphragme et port d’une sonde pendant 7 jours, puis une injection de drogue et un enregistrement musculaire respiratoire pendant 24 heures. Une quatrième partie des animaux (si nécessaire en fonction des expériences précédentes) subira : une chirurgie sous anesthésie générale (35 minutes) pour l’implantation d’une sonde cardiaque, + port d’une sonde et d’un cathéter de 7 jours, puis une injection de drogue et un enregistrement cardiaque sur 24 heures. Une cinquième partie des animaux (si nécessaire en fonction des expériences précédentes) subira : une chirurgie sous anesthésie générale (35 minutes) pour l’implantation d’électrodes cérébrales, port d’une sonde pendant 7 jours, puis une injection de drogue et un enregistrement de l’activité cérébrale sur 48 heures. Une sixième partie des animaux subira des administrations quotidiennes, ainsi que des taches comportementales de locomotion, perception du danger et impulsivité, avec observation seule.
Impact sur les animaux
Les animaux pourront être soumis à un stress transitoire lors des manipulations et des injections. Les études fonctionnelles nécessiteront un isolement temporaire des rats dans des dispositifs expérimentaux (enceintes pour l'enregistrement respiratoire ou pour les prélèvements sanguins) pendant plusieurs heures, susceptible d’induire une contrainte environnementale modérée. Les rats seront hébergés en cage individuelle à la suite de la chirurgie jusqu'à la fin de l'experience. Un faible risque de complications locales est attendu, notamment thrombose ou infection du site d’implantation. L'administration de fentanyl pourra induire une sédation, une réduction de l'activité motrice, des modifications de la régulation de la température, une raideur des muscles, ainsi qu'une modification de la respiration. L'administration de cocaïne pourra induire une agitation, des problèmes neurologiques ou cardiaques. L’intensité et la durée de ces effets indésirables sont susceptibles de varier en fonction de la molécule administrée, des doses utilisées et des associations testées. Les taches comportementales peuvent également etre accompagnées de modifications comportementales (activité motrice augmentée avec cocaine et sédation avec fentanyl).
Devenir
Pour l’ensemble des expériences la réutilisation des animaux est impossible en raison de la récupération après le décès des appareillages de mesure, l'atteinte d'un point limite qui requiert la mise à mort des animaux et pour les taches comportementales en raison du prélèvement cérébral prévu en fin d'experience.
Remplacement
L’ensemble des expériences ne sont pas remplaçables par des expériences sur des modèles mathématiques ou sur des cellules. Le rat constitue un modèle nécessaire à cette étude en raison d’une étude des conséquences sur le système cardio-respiratoire comparable à celle de l’être humain. De plus, il offre la possibilité de caractériser le comportement en termes de distribution et d'élimination par le corps des diverses molécules, dont les différentes phases ne peuvent être pleinement évaluées qu'en utilisant des rats dont le volume sanguin est compatible à une étude longitudinale sur le même animal. Pour les études respiratoires, cardiaques et neurologiques, la pose des sondes est plus aisée sur le rat et donc les résultats seront plus reproductibles.
Réduction
Les effectifs ont été determinés selon les expériences comme nécessitant 10 à 14 rats par groupe à l’aide de tests statistiques permettant une analyse des résultats obtenus adaptée. De plus, si aucun effet ventilatoire significatif n’est observé à la suite des associations de drogues, la suite des expériences ne seront pas réalisées dans le but de réduire au maximum le nombre d’animaux utilisés.
Raffinement
L’ensemble des expériences sont réalisés par un personnel compétent. Pour améliorer leur bien-être, les animaux sont hébergés en groupes sociaux dans des cages contenant de l’enrichissement. La surveillance quotidienne des animaux sera assurée par un personnel qualifié, et des points limites spécifiques adaptés aux différentes experiences seront mis en place pour détecter et réduire toute souffrance ou douleur. Si nécessaire, des analgésiques seront administrés, tout en veillant à ne pas perturber le déroulement de l'expérience. En cas de besoin, des méthodes réglementaires de mise à mort anticipée seront appliquées. Toutes les interventions chirurgicales prévues dans ce projet seront réalisées sous anesthésie générale et accompagnées d'une gestion adéquate de la douleur pendant la période périopératoire. De plus, une ouate en silicone sera utilisée après la chirurgie pour favoriser une meilleure cicatrisation et une prise en charge plus rapide en cas de saignement.
Choix des espèces
Le rat, est un modèle de référence dans notre champ d’étude du fait de son fonctionnement cardio-respiratoire très proche de l'humain. En plus de sa taille adéquate qui permet une facilité et une répétition des prélèvements, son métabolisme est très semblable à celui de l’humain, ce qui facilitera la translation des données. L’objectif de ce projet étant d'appliquer les résultats à l'etre humain, les modèles animaux doivent représenter au mieux les patients auxquels s’appliqueront les résultats de celui-ci. Les données en vie réelle montrent que les intoxications aiguës aux opioïdes concernent dans la grande majorité des cas des sujets masculins et d’âge jeune inférieur à 30 ans. Des rats jeunes adultes (7 à 8 semaines) sont utilisés dans ce projet afin de disposer d’animaux ayant atteint une maturité complète, tout en conservant un fonctionnement respiratoire, cardiovasculaire et métabolique stable. Ce choix permet de limiter la variabilité liée à l’immaturité biologique observée chez les animaux plus jeunes, ainsi que les altérations de fonctionnement et les maladies chez des animaux plus âgés.
Caractérisation de modèles génétiques de cardiomyopathies hypertrophiques et évaluation préclinique de nouveaux traitements.
- Recherche fondamentale
- Système cardiaque
Rats : 5850
Traités avec les molécules de clients industriels, 16 770 rats et souris porteurs de mutations cardiaques reçoivent des composés une à deux fois par jour, des pompes implantées sous la peau et un cathéter posé dans la carotide en fin de protocole. Ces animaux, dont 12 780 dans des procédures classées sévères, sont tous tués pour prélever le cœur et le sang. Le projet évalue l'efficacité de candidats médicaments contre les cardiomyopathies, maladies génétiques touchant une personne sur 200. Le RNT annonce vouloir réduire les effectifs mais ne justifie pas ce total de près de 17 000 animaux, dont beaucoup manipulés dès leurs premiers jours de vie.
Objectifs
Les maladies cardiovasculaires représentent la première cause de mortalité mondiale, il est primordial de poursuivre la recherche dans ce domaine afin d’identifier et d’évaluer des nouveaux médicaments potentiels. Les atteintes cardiaques peuvent se manifester de différentes façons avec, entre autres, les cardiomyopathies qui se caractérisent par des anomalies fonctionnelles et structurelles du cœur. Elles touchent 1 personne sur 200 dans la population générale et sont, dans la majorité des cas, de causes génétiques/héréditaires. Elles touchent toutes les tranches d’âge, depuis l’enfance jusqu’à l’âge adulte. Il existe différentes formes de cardiopathies. Cette classification est basée sur les différences structurelles du cœur et les manifestations fonctionnelles associées. Il est donc nécessaire de caractériser le développement des cardiomyopathies, de comprendre les mécanismes mis en jeu pour identifier de nouvelles cibles thérapeutiques et d’évaluer l’efficacité de nouveaux médicaments. Le développement de modèles prédictifs et robustes, ainsi que leur utilisation en recherche pré-clinique permettront d’évaluer des nouveaux médicaments potentiels dans la prise en charge des cardiomyopathies.
Bénéfices attendus
A l’heure actuelle, le prise en charge des cardiopathies consiste à traiter les symptômes et les complications en modifiant l’hygiène de vie des patients (alimentation, arrêt du tabac, activité physique) ou avec des médicaments. Ces mesures n’étant pas toujours suffisantes, la prise en charge de la maladie va, dans certains cas, nécessiter l’implantation de dispositifs tels que des stimulateurs ou des défibrillateurs ou encore des interventions chirurgicales. Afin d’améliorer la prise en charge de cette maladie il est nécessaire de développer des modèles précliniques au plus proche de la physiopathologie humaine, afin de comprendre les mécanismes mis en jeu dans le développement de la maladie, et leur temporalité au cours du développement de l’animal. Le but est d’identifier de nouvelles cibles potentielles qui pourraient devenir de nouveaux leviers dans la prise en charge des cardiomyopathies. Ainsi, l’ensemble des expériences effectuées dans ce projet ont pour but de valider ou non l’efficacité de nouveaux médicaments. Les animaux seront traités avec les molécules de nos clients aux doses qu’ils auront déterminées.
Procédures
Pour reproduire les atteintes cardiaques des patients atteints de cardiomyopathies, des modèles rongeurs présentant des modifications génétiques seront utilisés afin d’évaluer l’efficacité de nouveaux médicaments. Ces maladies se développant à des stades précoces, des expérimentations seront réalisées sur animaux dès leurs premiers jours de vie. Pour les animaux adultes, les composés à tester seront administrés une à deux fois par jour par différentes voies sur animal anesthésié ou vigile. L'administration dure 1 minute sur animal vigile et 5 minutes sur animal anesthésié. Des pompes permettant une diffusion du composé en continu pourront être implantées sous la peau des animaux (chirurgie de 10 à 15 minutes). Pour les animaux non sevrés (avant 21 jours), les composés à tester seront administrés une fois par jour sur animal vigile à partir du 7ème jour de vie. Après le sevrage, des prélèvements de sang (uniques ou répétés) seront réalisés (toutes les 3 semaines au maximum). Avant le sevrage, un seul prélèvement sera réalisé (entre 10 et 21 jours). Un prélèvement de sang dure environ 2 minutes par animal. Avant le sevrage, les animaux seront soumis à des suivis de l'évolution de la fonction cardiaque sous anesthésie gazeuse (15 minutes maximum) tous les 3 jours maximum à raison de 5 fois maximum sur 21 jours. Après le sevrage, les animaux seront soumis à des suivis longitudinaux de la fonction cardiaque et vasculaire sous anesthésie gazeuse (15 minutes maximum). Ces examens seront effectués au maximum toutes les 3 semaines. Les animaux (âgés d’au moins 4 semaines) seront soumis à un test d’effort réalisé sur un tapis de course à 2 reprises : avant le début des traitements et à la fin des traitements. Les mesures terminales nécessiteront la mise en place d’un cathéter dans la carotide au cours d’une procédure chirurgicale sous anesthésie générale et sans réveil.
Impact sur les animaux
Les modèles génétiques faisant l’objet de ce projet vont développer des cardiomyopathies qui seront plus ou moins sévères selon la mutation génétique. Le retrait et le retour des nouveau-nés dans les cages lors des examens et/ou traitements vont générer du stress, à la fois pour le nouveau-né mais également pour la mère. Si les portées sont composées de plusieurs profils génétiques, une étape de génotypage sera nécessaire pour identifier et inclure les animaux portant la mutation d’intérêt. Ceci impliquera la réalisation d’une biopsie tissulaire (queue, oreille ou phalange) afin de procéder à l’analyse du profil génétique. Les mesures de la fonction cardiovasculaire, bien que non invasives, requièrent une anesthésie gazeuse des animaux à l’issue de laquelle l’animal met quelques minutes pour récupérer. Lors des chirurgies effectuées en fin de procédure, la douleur sera prise en charge par une anesthésie/analgésie adaptée à la procédure utilisée.
Devenir
Tous les animaux du projet seront mis à mort à la fin des procédures afin de procéder à la collecte des organes et du sang pour l'évaluation de critères d’efficacité des composés.
Remplacement
Les nouveaux médicaments doivent avoir validé leur efficacité pré-clinique (chez l’animal) avant de passer en phase clinique (chez l’homme). L’utilisation des animaux permet de réaliser ces tests dans un système biologique complet et donc d’augmenter la prédictibilité des effets chez l’homme. Des projets de cultures ainsi que de co-cultures cellulaires sont de plus en plus développés pour tenter de mimer les différents organes. Ce seront des alternatives à l'utilisation de l'animal, notamment pour sélectionner des candidats médicaments, de toxicité et d'efficacité sur l’organe cible. Cependant, ces modèles ne sont pas encore suffisamment développés et ne peuvent pas refléter la complexité des mécanismes au sein de l’organisme de manière physiologique et intégrée. A l’heure actuelle, les répercussions fonctionnelles des cardiomyopathies ne peuvent être pleinement reproduites et donc étudiées que dans un système in vivo. Le remplacement par un animal d'une autre classe (comme le poisson zèbre) ne permettra pas une analyse aussi précise des mécanismes pathologiques à cause sa très petite taille et contrairement aux rongeurs il n’appartient pas aux espèces réglementaires pour le développement de nouveaux médicaments.
Réduction
Le projet a été organisé de manière à réduire au maximum le nombre d'animaux. Les premières expérimentations permettront la caractérisation des modèles et l’évaluation de l’impact des mutations sur la fonction cardiaque. En se basant sur ces données, nous pourrons ajuster le nombre d’animaux par groupes dans les études d’efficacité. Les premières estimations seront basées sur notre expérience, les données bibliographiques et l’échange avec d’autres chercheurs. La possibilité de réaliser des mesures non invasives permettra un suivi longitudinal de la fonction cardiaque réduisant le nombre d’animaux utilisés dans le projet. Par ailleurs, chaque animal est utilisé pour mesurer plusieurs caractéristiques (physiologiques, anatomiques, histologiques, biochimiques et moléculaires) du développement de la pathologie.
Raffinement
Plusieurs types d'enrichissements seront placés dans les cages hébergeant les animaux. La durée de ces projets étant souvent longue, nous alternerons les enrichissements au fil du temps (petits ou gros tunnels, boules ou briquettes en bois, lanières de papier ou morceaux de coton). Le change de la cage sera planifié 1 à 2 jours avant la date de mise bas afin de permettre à la mère de construire son nid et éviter un nouveau change les jours suivants la mise-bas et ainsi limiter le stress. Autour de la période de mise-bas et la semaine suivante, une attention particulière sera portée aux cages concernées. Pendant toute la durée de nos études, les animaux sont suivis quotidiennement, pesés au moins une fois par semaine afin d’identifier une potentielle souffrance. Afin de limiter au maximum la manipulation des nouveau-nés, les pesées seront réalisées lors des examens échographiques. Pour les animaux âgés de moins de 7 jours, un point de vigilance sera porté à la poche de lait observable en l’absence de fourrure et au poids. A partir de 7 jours, d’autres critères tels que l’activité et l’aspect général seront également pris en compte. Si les animaux présentent des signes de souffrances (tels que perte de poids, défaut de toilettage, agressivité, …), une grille de score spécifique est mise en place. Des soins tels que : hydratation et mise en place de nourriture dans la litière si nécessaire seront effectués. Si l'animal présente une dermatite, par exemple, un protocole de soin sera effectué (nettoyage / désinfection / cicatrisation). Si l'état de l'animal ne s'améliore pas, l’animal concerné sera mis à mort. Lors de la procédure, des mesures non invasives de la fonction cardiaque peuvent être répétées sur un même animal (suivi longitudinal) en ayant recours à des techniques d'imagerie non invasives. Pour les procédures qui peuvent induire de la douleur chez l’animal une analgésie pré et per-opératoire est mise en place pour la prévenir et la réduire.
Choix des espèces
Les modèles rongeurs (rat et souris) sont largement utilisés et caractérisés par la communauté scientifique afin d’évaluer les effets de molécules sur les fonctions cardiovasculaires dans des modèles de maladies cardiovasculaires. Le génome des deux espèces étant connu et proche de celui de l‘Homme, il est possible de recréer chez la souris et le rat les mutations responsables des cardiomyopathies. Ainsi, il est possible d’induire chez ces espèces des atteintes similaires à celles observées chez l’Homme et d’en suivre l’évolution avec les mêmes outils qu’en médecine humaine (échographe). Les maladies cardiomyopathiques pouvant se développer dès le plus jeune âge, les expérimentations se feront dans certains cas sur des animaux nouveau-nés. Les femelles gestantes seront réceptionnées dans nos locaux jusqu’à leur 16ème et 17ème jour de gestation pour les souris et les rats, respectivement. La mise-bas aura lieu dans nos animaleries et les expérimentations se feront sur les nouveau-nés à partir de 24h de vie. S’agissant d’un modèle de maladie chronique, les animaux seront utilisés, dans certain cas, jusqu’à l’âge adulte afin d’effectuer un suivi longitudinal de l’évolution de la pathologie (jusqu’à 24 semaines d’âge).
Étude de faisabilité d’une stratégie de thérapie génique pour la maladie de Willebrand
- Recherche appliquée
- Troubles cardiaques
- Recherche fondamentale
- Système cardiaque
737 souris vont être utilisées pour tester une thérapie génique contre la maladie de Willebrand, une maladie hémorragique, dont 50 opérées sous anesthésie et tuées avant tout réveil. Après une injection, elles subissent des prélèvements sanguins sous anesthésie puis un test d'hémostase terminal, incision ou section des vaisseaux de la queue, pouvant durer jusqu'à quarante minutes. Ce test mesure la capacité du sang à cesser de couler, avant un éventuel passage à l'humain. Le RNT affirme que la coagulation exige "absolument un organisme vivant entier" et qu'aucun test ne peut aujourd'hui éviter le recours à l'animal.
Objectifs
Les maladies hémorragiques familiales, telles que la maladie de Willebrand, restent assez méconnues. Ces maladies empêchent l’arrêt des saignements. Les traitements disponibles sont lourds (injections intraveineuses répétées) et pas toujours efficaces. Une approche par thérapie génique, avec une seule administration, pourrait donc représenter une avancée majeure dans la prise en charge de ces patients et améliorer beaucoup leur qualité de vie. Notre projet va consister à tester, chez un modèle de souris mimant la maladie de Willebrand humaine, l’efficacité de cette nouvelle approche thérapeutique à l’aide de tests bien standardisés.
Bénéfices attendus
A court terme, les résultats de cette étude doivent permettre d'établir la preuve de concept de l'efficacité de cette thérapie dans la maladie de Willebrand. A terme, ce projet devrait pouvoir servir de base pour la mise en place d'essais cliniques visant à déployer cette thérapie, moins lourde que les thérapies actuelles, chez les patients.
Procédures
Toutes les souris reçoivent une injection rapide (5-10 secondes) sur animal vigile. 1) Un groupe reçoit seul un prélèvement (20-30 secondes) sous anesthésie 3/5 jours après injection et est euthanasié. 2) Un groupe reçoit un prélèvement (10-20 secondes) sous anesthésie 3 jours après injection et, 2/5 jours après, un test d’hémostase terminal (incision ou section des vaisseaux de la queue) sous anesthésie (maximum 40 minutes). 3) Un groupe reçoit trois prélèvements (10-20 secondes) sous anesthésie toutes les quatre semaines, puis, un test d’hémostase terminal sous anesthésie (maximum 40 minutes) a 12 semaines. Toutes les souris sont euthanasiées par les méthodes règlementaire en fin d’expérience encore sous anesthésie.
Impact sur les animaux
Stress léger lors de la préhension des animaux. Douleur légère et transitoire après les injections et après les prélèvements du sang.
Devenir
Les actes expérimentaux finaux sont sans réveil du fait de la collecte de quantités importantes de sang, indispensables pour nos recherches scientifiques.
Remplacement
Le système de la coagulation est complexe, nécessite absolument un organisme vivant entier pour pouvoir être reproduit de manière pertinente. Actuellement, il n'existe pas de tests adaptés qui pourraient éviter le recours à l'animal.
Réduction
Afin de déterminer le plus petit nombre d’animaux approprié pour le projet, nous avons réalisé une analyse mathématique de puissance. Les hypothèses sous-jacentes à nos calculs sont basées sur la littérature existante et sur notre expérience en utilisant ces modèles en prenant en compte les variabilités de chaque test.
Raffinement
Les procédures utilisées se feront dans le cadre adapté d'un hébergement agréé, respectant au maximum le bien-être des animaux avec un enrichissement du milieu (morceaux de bois à ronger, filaments de papier kraft pour faire un nid), en limitant la souffrance par le respect des méthodes anesthésiques. Les animaux ne sont jamais seuls dans les cages d’hébergement et ils ont un accès libre à la nourriture et à l'eau. L’ensemble des expériences sera effectué par une personne habilitée à expérimenter sur animaux et l'acte expérimental aura lieu principalement sous anesthésie et sans réveil. Au cours de ce projet, les opportunités de raffinement seront régulièrement ré-évaluées pour nous assurer de la mise en place rapide de tout nouveau développement technique qui interviendrait pendant la période du projet. Les souris sont sous observation quotidienne et la quantification des points limites, susceptibles d'entraîner une procédure d’euthanasie immédiate de l'animal, sont strictement appliquée.
Choix des espèces
Ce projet fait appel à un modèles murin des maladie hémorragique familiale permettant de tester un thérapie déjà utilisé chez les patients. Ces modèle ne manifestent pas des saignements spontanées. Les souris adultes, entre 8 et 30 semaines d’âge, des deux sexes seront utilisées.
Génération et validation de souris génétiquement modifiées par techniques de transgénèse
- Recherche appliquée
- Maladies infectieuses
- Troubles cardiaques
- Troubles immunitaires
- Troubles sensoriels
- Recherche fondamentale
- Biologie du développement
- Oncologie
- Organes sensoriels
- Système cardiaque
- Système immunitaire
Générées pour créer des lignées transgéniques, 26 300 souris vont être utilisées dans des procédures classées en souffrance légère à modérée. Les femelles donneuses reçoivent des injections d'hormones, les receveuses une chirurgie de réimplantation d'embryons sous anesthésie, et les souriceaux de moins de huit jours sont identifiés par prélèvement de phalanges. Ce nombre, le plus élevé du lot, tient à la production en série d'animaux génétiquement modifiés. Les femelles fécondées sont tuées, les souris transgéniques transférées vers des partenaires et les non fécondées réutilisées pour de la formation.
Objectifs
Génération de souris génétiquement modifiées par des différentes techniques de transgénèse additive ou ciblée et validation génotypique
Bénéfices attendus
Les projets de transgénèse de cette demande vont contribuer à l’élargissement des connaissances scientifiques à partir de résultats ciblés liées aux différents modèles souris créés pour une vaste variété de sujets de recherche dans multiple domaines (immunologie, cancérologie, audition, développement, infectiologie, etc.). Les modèles murins de nouvelle création, seuls ou en combination avec d’autres déjà existants contribueront ainsi au progrès de la recherche fondamentale et/ou appliquée
Procédures
-Pour les femelles donneuses : injection d’hormones 2 fois à 46 heures d’intervalle. Durée 1-2 minutes -Pour les femelles receveuses, chirurgie bilatérale de réimplantation avec anesthésie chimique/gazeuse avec analgésie complémentaire. Intervention: 1 fois, 15 minutes d’intervention/femelle -Pour les animaux nés des femelles receveuses/accouplements, Identification des souriceaux par prélèvement de phalanges distales
Impact sur les animaux
-Douleur et inconfort légers de courte durée (1 min) liés à l’injection des hormones. -Douleur et inconfort modérés de durée de 3 jours, liés à la chirurgie. -Douleur et inconfort léger de courte durée liée à l’introduction de la aiguille (quelques sec-quelques min) liés à un putatif prélèvement sanguin (le cas échéant)
Devenir
-Toutes les femelles qui ont été fécondées devront être mises à mort (au moment du prélèvement d’embryons ou du sevrage des souriceaux). -Les souris mâles et femelles transgéniques positives identifiés seront utilisées pour la suite de l’établissement des modèles de souris génétiquement modifiée chez nos partenaires -Les souris mâles et femelles non fécondées peuvent être re-utilisés dans le cadre de formations sur animaux
Remplacement
Malgré le développement actuel croissant de différents modèles ex vivo incluant des modèles organoïdes, le modèle souris continue à être essentiel en recherche afin d’avoir accès à toutes les régulations dans le cadre de l’organisme entier. L’intérêt et besoin de recourir à l’utilisation de lignées de souris génétiquement modifiées dans les projets scientifiques de nos collaborateurs est évalué et justifié dans le cadre de chacun des projets autorisés. Toutefois, nous avons réussi à remplacer un nombre important de nos femelles grâce à des embryons fertilisés congelés commerciaux capables de remplacer les embryons frais avec efficacité pour leur modification par transgénèse. Ainsi des embryons frais seront seulement nécessaires en cas de superovulation de souris génétiquement altérées précédemment et/ou fonds génétiques particuliers.
Réduction
-Le nombre de souris femelles donneuses vient principalement de notre longue expérience et est dépendant principalement du fonds génétique des embryons à modifier et du type de manipulation. Pour chaque fonds génétique de femelles donneuses, nous essayons d’optimiser l’âge et les conditions de d’injection afin d’obtenir un maximum d’embryons par femelle et réduire ainsi le nombre de femelles donneuses. -La technique montre une viabilité plus élevée des embryons modifiés et permet une réduction des femelles donneuses requises. -Le nombre de souris receveuses à réimplanter est en fonction du nombre d’embryons qui auront survécu à la manipulation. -Pour chaque transgène ou chaque clone de cellules injecter, nous arrêtons les séries de manipulation dès que nous arrivons dans un premier temps à une dizaine de femelles réimplantées. Nous attendons ensuite la naissance des souriceaux afin de décider, à partir du nombre de petits obtenu, de la reprise ou pas de nouvelles séries de micromanipulation. Ce qui nous permet encore de réduire le nombre de femelles donneuses et receveuses utilisées. -Le fonds génétique choisi pour les femelles receveuses (excellentes mères et capables de donner naissance à de grandes portées de nouveau-nés) permet aussi d’optimiser le nombre de femelles mères-porteuses utilisées par rapport à l’utilisation d’un autre fonds génétique moins « efficace » -Le renouvellement de la batterie de mâles reproducteurs et vasectomisés environ chaque 6-9 mois permet d’améliorer leur performance quant aux capacités d’accouplement et de fécondation permettant à son tour d’optimiser le nombre de femelles donneuses et receveuses et réduire son nombre.
Raffinement
Le souris injectées et les femelles ayant subi la chirurgie seront surveillées quotidiennement. Les femelles receveuses reçoivent un traitement antalgique avant et après l'acte chirurgical et sont surveillées soigneusement pour assurer la bonne cicatrisation pendant au moins les 5 premiers jours après-chirurgie. Nous serons toujours particulièrement attentifs à tout signe de détresse (signes cli-niques externes, prostration, poils hérissés évaluation du Body Condition Score-BCS) afin de réduire/éliminer la souffrance des animaux transgéniques fondateurs et leurs descendants. En cas de souffrance et avant la mise à mort au plus tard au bout de 24h après con-firmation des signes cliniques externes, nous aurons recours au besoin de la nourriture humidifiée / gel hydrique, la réhydratation sous-cutanée ou le chauffage des animaux si hypothermie associée.
Choix des espèces
La souris est un mammifère de petite taille à reproduction rapide qui montre 90% d’homologie avec le génome humain, d’où l’intérêt majeur de la création de souris gé-nétiquement modifiées pour la découverte de mécanismes globaux en recherche fon-damentale ainsi que pour la modélisation de maladies humaines. La pertinence du choix de la souris pour ces projets est justifiée dans les projets scientifiques des parte-naires demandeurs. -Les mâles et femelles reproducteurs sont des adultes matures sexuellement (2-12 mois), les femelles receveuses sont des adultes (matures sexuellement, âgées de 8-12 semaines). -Les femelles donneuses d’embryons sont des jeunes, généralement prépubères âgées de 3-4 semaines, pour bien répondre au traitement hormonal de superovulation (âge dépendant du fonds génétique). -Les souris transgéniques positives seront des jeunes remises aux entités de recherche peu de temps après le sevrage une fois caractérisés génétiquement (pour avancement du projet)
Rôle de la régulation énergétique des cellules immunitaires dans le contexte des maladies cardiovasculaires
- Recherche fondamentale
- Système cardiaque
1 018 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger à modéré. Une partie subit une irradiation, une greffe de moelle osseuse puis des injections trois fois par semaine pendant six semaines, sur un fond génétique qui développe des plaques dans les artères. Les souris qui n'ont pas le génotype recherché sont mises à mort d'emblée, les autres après le prélèvement des organes. Le projet étudie le rôle du métabolisme de cellules immunitaires dans l'athérosclérose.
Objectifs
Les maladies cardiovasculaires, comme l’athérosclérose, se développent à cause d’une inflammation chronique dans les artères aboutissant à la formation de dépôts de graisse dans les artères. Cette inflammation est entretenue par certaines cellules du système immunitaire qui s’accumulent dans les dépôts de graisse et perturbent progressivement le bon fonctionnement des vaisseaux sanguins. Des travaux récents montrent que le système énergétique interne des cellules du système immunitaire joue un rôle clé dans cette inflammation et dans la formation des dépôts de graisse. Notre projet a pour objectif de comprendre comment le fonctionnement interne de ces cellules immunitaires influence leur activité et contribue au développement de l’athérosclérose à travers trois aspects : la composition en graisses des structures énergétiques, leur déplacement à l’intérieur de la cellule et leur réaction lorsque la cellule est exposée à un excès de lipides. L’analyse de données scientifiques publiques nous a permis d’identifier trois gènes importants pour ces fonctions. Pour vérifier leur rôle, nous utiliserons des souris dans lesquelles chacun de ces gènes est inactivé uniquement dans les cellules immunitaires. Nous obtiendrons ces animaux par un croisement génétique contrôlé. Comme les souris développent peu spontanément des maladies cardiovasculaires, nous transférerons ensuite leur moelle osseuse dans un modèle bien établi d’athérosclérose. Cela nous permettra d’évaluer de manière précise comment la modification du fonctionnement interne de ces cellules influence la formation des plaques.
Bénéfices attendus
Cette étude ouvrira de nouvelles perspectives de diagnostic et de traitement des maladies cardiovasculaires telles que l'athérosclérose. Ainsi, à terme, cette recherche devrait contribuer à réduire la morbi-mortalité associée aux maladies cardiovasculaires en proposant des interventions diagnostiques et thérapeutiques mieux adaptées aux besoins des patients.
Procédures
Toutes les souris subiront 1 prélèvement de l'extrémité caudale sur animal vigile. Certains groupes de souris subiront 1 irradiation sur animal vigile, 1 injection sur animal anesthésié, et 3 prélèvements de sang sur animal vigile. Certains groupes de souris subiront 1 irradiation sur animal vigile, 1 injection sur animal anesthésié, 3 prélèvements de sang sur animal vigile, et 1 injection 3 fois/semaine pendant 6 semaines sur animal vigile.
Impact sur les animaux
Les souris soumises au prélèvement d'une biopsie de l'extrémité caudale peuvent ressentir une légère inflammation temporaire. Certains groupes de souris soumises à l'irradiation perdront temporairement (18h) les cellules de la moelle osseuse sans effet sur leur comportement. Les souris subissant un prélèvement de sang peuvent ressentir une inflammation légère temporaire, le temps que la peau cicatrise.
Devenir
Les animaux avec le bon génotype participeront aux procédures d'expérimentation (612), les autres seront euthanasiés. Tous les animaux des procédures d'expérimentation seront euthanasiés à la fin des procédures d'expérimentation afin de récupérer les organes pour analyse.
Remplacement
Les maladies cardiovasculaires sont des pathologies complexes dans lesquelles de multiples voies métaboliques et physiologiques interviennent. De ce fait, une approche in vivo reproduisant ces interactions nous est indispensable pour répondre à notre problématique. De plus, l'étude du dépôt de cholestérol dans les artères ne peut être réalisé in vitro. Des modèles murins capables de développer de l'athérosclérose ont donc été développés et validés par la communauté scientifique comme outils d’études précliniques.
Réduction
Le nombre d’animaux a été strictement optimisé afin de répondre aux principes de réduction. Une analyse de puissance a été réalisée avec un logiciel dédié et a déterminé l'effectif nécessaire par groupe expérimental pour obtenir une significativité statistique robuste auquel nous ajoutons 15% de marge si des animaux doivent être sortis des groupes d'expérimentation. Chaque groupe comprendra des souris mâles et femelles afin de prendre en compte les variations liées au sexe sans augmenter le nombre total d’animaux au-delà du strict nécessaire. L’ensemble de ces paramètres garantit l’utilisation du plus faible nombre d’individus tout en assurant la validité scientifique des résultats.
Raffinement
La mise en place de points limites précoces, prédictifs et adaptés à chaque procédure, basés sur une observation détaillée des animaux au cours de chaque procédure permettront de limiter la sévérité de celles-ci. Nous avons choisi d'injecter en sous-cutané plutôt qu'en intra-péritonéal car cela permet de diminuer la douleur et le stress, d'augmenter la fiabilité, et permet la translation vers l'Homme.
Choix des espèces
1) Nous avons choisi le modèle murin car c’est un modèle standard bien reconnu dans le domaine scientifique pour l’investigation de manipulations génétiques liées aux maladies cardio-métaboliques. 2) Nous avons également des souris génétiquement modifiées connues pour développer des plaques d'athérome après un régime riche en graisse. 3) De plus, le modèle murin présente plusieurs avantages par rapport à d’autres espèces : cycle de vie court, natalité importante. 4) Les animaux seront utilisés à partir de l'âge de 8 semaines car c'est l'âge à partir duquel les souris sont physiologiquement matures : les systèmes immunitaire et vasculaire sont complètement développés.
Evaluation par imagerie des malformations cardiaques dans des lignées mutantes de poisson zèbre
- Recherche fondamentale
- Système cardiaque
Issues de lignées mutantes et transgéniques, 2 000 larves de poissons zèbres vont être utilisées, toutes tuées sous anesthésie sans réveil, dans une étude par imagerie du développement cardiaque. L'invalidation des gènes ciblés peut perturber la formation du cœur, le RNT notant qu'à ce stade la larve survit sans système cardiovasculaire fonctionnel. Certaines subissent aussi un choc thermique lors de leur immobilisation à 37 °C. Le porteur retient le poisson zèbre pour la transparence de ses larves, qui rend l'imagerie possible sans chirurgie.
Objectifs
Notre projet consiste à effectuer de l'imagerie sur des larves anesthésiées issues de lignées transgéniques et mutantes afin d'étudier le développement cardiaque normal et pathologique. Notre équipe s'intéresse au développement normal et pathologique du cœur. Dans ce contexte, nous recherchons la nature des gènes impliqués dans le développement cardiaque et les mutations qui pourraient conduire à des cardiopathies congénitales. Le développement cardiaque du poisson-zèbre est hautement similaire au développement cardiaque humain et présente l'avantage d'être observable du fait de son développement externe. De plus, la transparence des larves et la rapidité du développement du poisson-zèbre nous offrent la possibilité d'effecteur de l'imagerie in vivo permettant des analyses morphologiques et fonctionnelles rapides de l'organe.
Bénéfices attendus
Les cardiopathies congénitales sont une cause majeure de morbidité infantile mais leur nature génétique reste encore mal connue. A court terme, ce projet permettra d’analyser le rôle de gènes spécifiques sur la morphologie et la fonction cardiaques. A long terme, ce projet devrait bénéficier à la santé humaine en identifiant les gènes/processus nécessaires au développement cardiaque normal et pathologique.
Procédures
Tous les animaux seront anesthésiés et seront imagés en microscopie photonique ou bi-photonique.
Impact sur les animaux
La mise en contact avec l’anesthétique peut potentiellement générer un stress transitoire chez les larves. L’invalidation des gènes candidats au sein des lignées utilisées peut potentiellement avoir un rôle délétère sur le développement cardiaque mais à ce stade de développement, le poisson-zèbre peut survivre sans système cardio-vasculaire fonctionnel. Enfin, la larve peut subir un choc thermique lors de son immobilisation à 37ºC mais les larves sont déjà sous anesthésie générale lors de cette variation température.
Devenir
Tous les animaux seront mis à mort (classe sans réveil)
Remplacement
Les mécanismes du développement cardiaque sont très complexes, impliquant la participation de nombreux types cellulaires différents. Le développement des techniques alternatives d’organoïdes actuelles ne permettent ni d'étudier le développement d'un organe en son entier et de ses structures complexes (ex: valves, cavités, trabéculation, etc) ni d’explorer la fonction de l’organe dans un contexte physiologique ou physiopathologique. Ce projet nécessite donc de travailler avec un modèle animal permettant d’étudier la morphologie et la fonction de l’organe cardiaque.
Réduction
L’évaluation du nombre d’animaux s’appuie sur nos précédents travaux publiés et des tests statistiques qui nous ont permis de définir un nombre minimum d’animaux nécessaires pour être en mesure de mettre en évidence une différence statistiquement significative sur les paramètres étudiés.
Raffinement
Afin de limiter aux maximum les contraintes sur les animaux, nous travaillons sur des stades très précoces (à 7 jours post fécondation, jpf). De plus, l’ensemble de la procédure est réalisé sous anesthésie. Les techniques d’imagerie mise en œuvre reposent sur une méthode non-invasive, permettant l’acquisition de données grâce à la transparence du stade larvaire des animaux.
Choix des espèces
Le poisson-zèbre présente 85% d’homologie avec l’homme pour les gènes impliqués dans des pathologies humaines. Le développement cardiaque du poisson-zèbre étant très proche de celui observé chez l'homme, cet animal se présente comme un modèle de choix pour identifier rapidement les gènes potentiellement responsables de malformations cardiaques congénitales. De plus, le développement rapide et externe de l'animal associé à la relative transparence des larves nous permet d'effectuer de l'imagerie cardiaque en temps réel. Les animaux sont utilisés à 5 ou 7jpf. A 5 jpf, le développement cardiaque est assez avancé pour effectuer des analyses fonctionnelles et étudier les performances cardiaques. Par exemple, la trabéculation du myocarde n'est clairement développée qu’à 5 jpf. La valve aortique n'est quant à elle pas formée avant 7 jpf.
Étude du potentiel thérapeutique de l’inhibition de canaux cationiques TRPC3/C6 dans un modèle d’hypertension artérielle pulmonaire (HTAP).
- Recherche fondamentale
- Système cardiaque
- Système respiratoire
Une hypertension pulmonaire induite, trois échographies du cœur sous anesthésie puis un cathétérisme cardiaque: 120 rats vont être utilisés dans des procédures d'un niveau de souffrance sévère, tous tués pour l'analyse du cœur et des poumons. À partir de la deuxième semaine, la maladie provoque un essoufflement, une fatigue et une chute d'activité. Le projet teste un composé censé réduire cette hypertension, aujourd'hui sans traitement curatif. L'équipe justifie le recours au rat par l'impossibilité de reproduire in vitro un processus mettant en jeu le cœur et les poumons.
Objectifs
L'hypertension artérielle pulmonaire (HTAP) est une maladie rare et toujours mortelle pulmonaire. L'HTAP est la conséquence d'une obstruction progressive des artères pulmonaires, qui entraîne une insuffisance cardiaque droite et à terme entraîne le décès des patients. Il n'existe actuellement aucun traitement curatif pour les patients atteints d'HTAP. L'objectif du projet est donc d'améliorer la compréhension de l’HTAP et de déterminer si notre composé pharmacologique permet de réduire l'HTAP induite chez le rat ce qui permettrait d'initier des esais cliniques et d'ouvrir ainsi le champ à de possibles nouveaux médicaments pour cette maladie.
Bénéfices attendus
La réalisation de ce projet permettra de confirmer l’implication de canaux ioniques (TRPC3/TRPC6) dans le développement de l’Hypertension Artérielle Pulmonaire (HTAP), et permettra de déterminer s’il est possible d'utiliser ce composé comme un possible nouveau médicament pour cette maladie. Au vu de l'absence de traitement curatif pour lutter contre le développement de l’HTAP, ce projet présente une utilité majeure dans la prise en charge de ces malades.
Procédures
L'induction de l'hypertension artérielle pulmonaire sera réalisée sous anesthésie. Tous les animaux subiront des échocardiographies, chaque semaine (au nombre de 3), réalisée sous anesthésie (environ 15 min par rats). Un prélèvement sanguin, réalisés sous anesthésie, sera réalisé au moment des échocardiographies de fin de procédure. À la fin des procédures, tous les animaux subiront un cathétérisme cardiaque sous anesthésie (environ 20 minutes par animal). Toutes les interventions sur les animaux seront réalisées sous anesthésie générale.
Impact sur les animaux
Comme décris précédemment, l'induction de l'hypertension artérielle pulmonaire va conduire à des effets secondaires important tels que de l'inconfort respiratoire, de l'essoufflement à l'effort ou encore la fatigue conduisant à une mobilité réduite de l'animal, à partir du 14ème jour. On peut donc observer une baisse drastique de l’activité au début de la 3ème semaine. Les réveils des anesthésies réalisées pour les échographies peuvent également être une source de stress pour l'animal.
Devenir
Euthanasie de tous les animaux pour analyses post-mortem sur le cœur et les poumons.
Remplacement
L’objectif de recherche est de mieux comprendre le développement de l'hypertension artérielle pulmonaire et de déterminer si le composé pharmcaologique testé permet de réduire l'HTAP chez le rat. Le recours à des animaux se justifie par la nécessité d’étudier la fonction cardiovasculaire dans un contexte dit normal ou sain (physiologique) et un contexte ou l'animal est malade (physiopathologique). Il se justifie par l'impossibilité de simuler ex vivo, in vitro ou in silico la mise en place de l'hypertension artérielle pulmonaire qui est un processus complexe impliquant plusieurs organes (poumon et coeur) et de nombreux types cellulaires. L'obtention des nouvelles connaissances, nécessaires à une meilleure compréhension de la maladie et de futures thérapies, recherchées par cette étude ne peuvent donc pas avoir lieu sans l'utilisation de ces modèles et donc de rats.
Réduction
Les fonctions cardiovasculaires seront étudiées par des méthodes non invasives (échocardiographie) permettant de limiter le nombre d'animaux utilisés. Un dernier bilan (cathétérisme) de leur fonction cardiaque est réalisé à la fin de l'expérimentation afin de collecter un maximum de données. Le nombre total de rats utilisés sera de 120 sur l'ensemble de l'étude en combinant plusieurs approches expérimentales par différents expérimentateurs sur le même animal. Des expériences de biochimie et de biologie moléculaire à partir des différents tissus collectés et des études sur cellules isolées seront effectuées afin de réduire le nombre d'animaux utilisés. Afin de déterminer le plus précisément possible le nombre nécessaire et suffisant d'animaux, nous avons utilisé un test statistique adéquat.
Raffinement
Une semaine d’acclimatation sont prévues à l’arrivée des animaux. Toutes les procédures seront pratiquées en utilisant des anesthésiques par voie gazeuse afin de minimiser le stress des animaux. L'eau ainsi que la nourriture sera en illimité pour les animaux. De l'enrichissement sera ajouté dans les cages des animaux. Les différents modèles conduiront à une hypertension artérielle pulmonaire, les animaux seront donc surveillés quotidiennement (évaluation de la présence de points limites précoces, notamment la perte de poids, qualité de la fourrure et posture des animaux dans la cage) et leur entretien sera effectué dans des conditions soigneusement contrôlées pour s'assurer que les animaux ne subissent aucun stress.
Choix des espèces
Les rats présentent une anatomie vasculaire et des caractéristiques de circulation sanguine similaires à celle de l’homme, ce qui en fait le meilleur modèle pour ce projet. Il est indispensable d'évaluer l'efficacité d’une nouvelle thérapie sur un modèle animal avant de pouvoir tester cette approche chez l'homme. Jeune adulte (8 semaines, 200g). A ce stade de développement (pleine phase de croissance) l’induction de l’hypertension artérielle pulmonaire est plus rapide et plus sévère. De plus, chez l'Homme l'hypertension artérielle pulmonaire se développe chez les jeunes adultes.
Rôle des cellules neutrophiles dans l’infarctus du myocarde chez la souris
- Recherche fondamentale
- Système cardiaque
- Système immunitaire
Un infarctus est provoqué chirurgicalement chez 3 264 souris, dont 735 dans des procédures d'un niveau de souffrance sévère, toutes tuées à l'issue. Chaque animal subit une opération du cœur de trente minutes, quatre échocardiographies et jusqu'à dix-sept injections, pour étudier le rôle des neutrophiles dans la réparation cardiaque. Le porteur indique que ce modèle entraîne 15 à 30 % de mortalité, qu'il décrit comme "subite et sans signe de souffrance préalable". La cicatrisation étudiée passe par une rupture du cœur ou une arythmie mortelle chez près d'un tiers des mâles.
Objectifs
L’infarctus du myocarde (communément appelé "attaque cardiaque") est une cause de mortalité et d’invalidité majeure. Les mécanismes gouvernant la réparation du cœur après un infarctus ne sont pas entièrement connus. L’inflammation joue un rôle important dans la réparation du coeur après un infarctus, mais les types cellulaires et voies moléculaires impliqués restent méconnus. Ce projet a pour but de comprendre le rôle de certaines cellules de l’inflammation, les neutrophiles, dans la réparation du cœur après l'infarctus. Les animaux subiront un infarctus du myocarde induit par une opération chirurgicale. La fonction cardiaque des souris sera analysée par échocardiographie, et la réparation du coeur après l'infarctus du myocarde sera étudiée. Ce projet permettra d’identifier des nouveaux acteurs inflammatoires de la réparation du coeur après un infarctus et de potentielles cibles thérapeutiques.
Bénéfices attendus
Ce projet va permettre une meilleure compréhension des mécanismes inflammatoires de la réparation cardiaque après infarctus. En particulier, l’identification des mécanismes moléculaires dépendant des neutrophiles est essentielle pour le développement de stratégies thérapeutiques innovantes visant à limiter les dommages tissulaires et améliorer la cicatrisation après un infarctus du myocarde et par conséquent, limiter le développement de l’insuffisance cardiaque et réduire la mortalité post-infarctus.
Procédures
Intervention chirurgicale pour induction de l’infarctus du myocarde (1 fois, 30 minutes) Echocardiographie (4 fois, 15 minutes) Injections (17 fois, quelques secondes)
Impact sur les animaux
Effets indésirables liés à l’expérimentation : inconfort lié à la préhension et contention des animaux, potentielle douleur au point d'injection, stress et hypothermie liés à l'anesthésie, stress lié à l’isolement de courte durée dans la phase post-opératoire et post-échocardiographie ; Effets de la chirurgie : douleur post-opératoire. Le modèle d’infarctus du myocarde permanent est associé à une mortalité (environ 30% chez les mâles, 15% chez les femelles), subite et sans signe de souffrance préalable, causée par rupture cardiaque ou arythmie.
Devenir
Tous les animaux sont mis à morts à la fin de la procédure pour le prélèvement d'organes nécessaires aux analyses prévues dans le projet.
Remplacement
Bien que nous menions en parallèle des études bio-informatique et de culture cellulaire pour tester nos hypothèses, la réparation cardiaque après infarctus du myocarde impliquent l’interaction complexe de différents types cellulaires et une interaction entre différents organes, qui ne peut être étudiée de façon complète que sur des animaux entiers, rendant le modèle animal indispensable.
Réduction
Le nombre d’animaux nécessaires à la réalisation de ce projet a été calculé au plus juste par d’une analyse statistique et à partir de notre expérience préalable sur les méthodes utilisées dans ce projet. Les effectifs sont déterminés et les résultats analysés avec des tests statistiques adaptés. Des mesures spécifiques sont mises en oeuvre pour éviter les biais expérimentaux: randomisation, analyse des données "en aveugle".
Raffinement
Lors des procédures expérimentales, la souffrance animale sera réduite au maximum par l'utilisation de protocoles d’anesthésie et anti-douleurs adaptés et l’établissement de points limites stricts et adaptés aux procédures. Pour la procédure chirurgicale et l’échographie, les animaux sont placés sur une plaque chauffante à 37°C dès l’induction de l’anesthésie pour maintenir la température corporelle puis placés dans une cage de réveil chauffée et enrichie, sous surveillance jusqu’au réveil complet. Ensuite, les animaux retournent avec leurs congénères, dans une cage d’hébergement enrichie. La stratégie anti-douleur sera systématiquement poursuivie en post-opératoire pendant 72 heures, avec administration d'anti-douleurs. Tout au long de la procédure, les animaux feront l’objet d’une surveillance continue, pour repérer l’éventuelle apparition de signes cliniques de souffrance ou de mal-être et des anti-douleurs pourront être administrés si nécessaire.
Choix des espèces
La souris est le modèle de choix pour étudier les mécanismes cellulaires et moléculaires de l’inflammation et de la réparation cardiaque post-infarctus du myocarde dans un organisme biologique complexe. Le modèle d’infarctus du myocarde utilisé dans ce projet représente un modèle communément utilisé dans ce domaine de recherche, permettant une intégration et comparaison des résultats obtenus à la littérature scientifique existante. Nous utiliserons des souris adultes, âgées entre 8 et 12 semaines et chez lesquelles le système cardio-vasculaire est arrivé à maturité.
Évaluation de l’intérêt d’un colorant médical fluorescent comme aide pour l’identification des zones abîmées de l’intestin lorsque ce dernier n’est pas correctement oxygéné.
- Recherche appliquée
- Troubles gastrointestinaux
- Recherche fondamentale
- Système cardiaque
- Système gastrointestinal
Tuées à l'issue pour prélever l'intestin grêle, 400 souris sont utilisées dans ce projet, 280 sans reprise de conscience et 120 réveillées puis suivies jusqu'à 72 heures. Sous anesthésie, l'abdomen est ouvert et un clip interrompt la circulation sanguine intestinale de quinze à soixante minutes, avant réouverture de l'artère. Le projet évalue un colorant fluorescent censé aider les chirurgiens à repérer les zones d'intestin non irriguées chez l'être humain. Les 120 souris réveillées relèvent d'un niveau de souffrance sévère, avec douleurs, perte de poids et déshydratation possibles avant leur mise à mort.
Objectifs
L’ischémie mésentérique aiguë est une maladie très grave qui correspond à un manque brutal de circulation du sang vers l’intestin. C’est une urgence médicale et chirurgicale, encore mal connue, et mortel dans plus d'un cas sur deux, en dehors des centres spécialisés. Chez les patients survivants, on doit souvent enlever une grande partie de l’intestin, ce qui entraîne de lourdes conséquences sur la qualité de vie du patient. Le diagnostic de cette maladie repose sur l’examen du patient et sur des imageries médicales qui montrent une obstruction des vaisseaux qui nourrissent l’intestin. Depuis 2016, un centre spécialisé, inspiré des unités pour l’AVC, a été créé permettant une prise en charge rapide et spécialisée 24h/24, la mortalité a pu être réduite de moitié. Le traitement repose sur trois actions principales : des médicaments adaptés, la réouverture rapide des artères bouchées, et l’ablation des parties de l’intestin qui sont définitivement détruites. Aujourd’hui, le chirurgien décide de ce qu’il faut enlever uniquement à l’œil nu pendant l’opération, ce qui reste difficile et parfois imprécis. Cela peut conduire soit à enlever trop d’intestin, soit à ne pas en enlever assez et à devoir réopérer. Il devient donc essentiel de développer des outils d’imagerie pendant l’opération pour mieux repérer les zones de l’intestin qui ne sont plus correctement irriguées. Cela permettrait à la fois de préserver l’intestin encore capable de guérir et d’éviter de laisser en place des zones mortes, qui peuvent entraîner des complications graves (infection, perforation, septicémie). Le colorant médical fluorescent, déjà utilisé en chirurgie digestive, permet de visualiser la circulation du sang grâce à une lumière spéciale, et c’est cet outil que cette étude cherche à évaluer.
Bénéfices attendus
Ce travail a pour objectif d’évaluer l’utilisation du vert d’indocyanine afin d’aider les chirurgiens à enlever uniquement les parties de l’intestin qui sont vraiment abîmées, et ainsi éviter une seconde opération. Il cherche aussi à mieux comprendre comment la circulation du sang revient dans les petits vaisseaux de l’intestin après le blocage d’une grosse artère, et comment cela se voit avec ce produit. L’idée est de créer une méthode fiable pour guider le chirurgien, un peu comme si l’on pouvait « examiner l’intestin en direct » pendant l’opération. L’étude montre aussi l’importance d’agir très vite sur les phénomènes d’inflammation, de caillots et de coagulation pour favoriser une bonne reprise de la circulation sanguine après l’ischémie. Elle permettra également de mieux comprendre ce qui se passe dans les petits vaisseaux sur la durée, après le retour du sang, et ainsi d’expliquer pourquoi l’évolution des patients est parfois défavorable même après une première opération. À terme, ces avancées pourraient réduire de façon importante les complications et les décès liés à cette maladie, qui reste encore mal comprise et mal traitée dans de nombreuses situations médicales, comme l’obstruction des artères, les états de choc en réanimation, certaines chirurgies vasculaires ou encore les greffes intestinales.
Procédures
Dans cette étude, les souris suivront une procédure médicale visant à reproduire une situation grave que l’on retrouve chez l’humain : une interruption temporaire de la circulation sanguine vers l’intestin. Pour cela, après ouverture de l'abdomen sous anesthésie générale, un petit clip est placé pendant une durée variable (allant de 15 à 60 minutes) sur l’artère principale qui alimente l’intestin. Ensuite, le sang est laissé circuler à nouveau. La colorant médical fluorescent à tester est déjà utilisé en pratique clinique. Il n’est pas toxique et est sans effets néfaste. Afin de tester son efficacité pour guider le chirurgien à n'enlever que les parties malades de l’intestin, ce produit sera injecté à la fin de la période d’interruption du flux sanguin. L'abdomen de l'animal est ensuite refermé. Le produit sera de nouveau testé 1h à 72h après la réouverture de l’artère bouchée par le clip. Une injection intraveineuse d'un colorant fluorescent sera également réalisée pour évaluer les réactions anormales du sang et des tissus. Une étude sur la perte de la detection du colorant médical fluorescent à tester, dû à l'augmentation des fuites au niveau de l’intestin sera également réalisée. Pour cela, une injection intraveineuse d'un marqueur permettant de mesurer l'importance de la perméabilisation de l'intestin, sera réalisé. Dans nos différentes procédures, un prélèvement de sang en intraveineux sera réalisé en début et en fin de procédure pour contrôler le de cellules dans le sang. Tout cela sera effectué sous anesthésie générale pour que les animaux ne ressentent aucune douleur au cours de l’intervention. Après l’opération, si un signe de douleur est observé, un antidouleur leur sera injecté en intraveineux. La durée maximale des procédures n'excèdera pas 72h.
Impact sur les animaux
Quand le sang n’arrive plus correctement à l’intestin (on parle d’ischémie mésentérique), cela peut provoquer des lésions irréversibles. Sans intervention rapide, des bactéries provenant du microbiote intestinal peuvent passer dans le reste du corps, entraînant une infection grave (sepsis) et un risque de défaillance des organes vitaux. Après chaque épisode d’ischémie et de rétablissement du flux sanguin (appelé "reperfusion"), les réactions sont très variables. Chez certaines souris, une partie de l’intestin est déjà abîmée pendant l'ischémie, alors que chez d’autres, les lésions apparaissent après la reprise de la circulation sanguine. Lors d’expériences sur la souris, plusieurs signes peuvent apparaître après une heure d’ischémie et pendant la reperfusion : perte de poids importante, douleurs, baisse d’appétit, faiblesse générale, déshydratation ou irritation au niveau des sutures. Pour observer ce qui se passe dans l’intestin, des techniques comme l’imagerie laser sont utilisées de façon brève et ciblée afin de ne pas causer d’effets secondaires. Ces observations sont bien tolérées, comme l’ont montré nos études précédentes.
Devenir
Toutes les souris seront euthanasiées en fin de procédure afin de prélever l’intestin grêle pour des analyses des tissus biologiques.
Remplacement
L’ischémie-reperfusion mésentérique est une maladie très grave, qui entraîne un taux de décès très élevé. Elle se manifeste de façons très différentes selon les patients et reste encore mal comprise. À cause de sa grande complexité, il n’est pas possible de l’étudier correctement avec des modèles sur ordinateur ou sans modèle animal en laboratoire. En effet, cette maladie touche à la fois les artères et les veines, avec des perturbations spécifiques de la circulation du sang. Elle provoque aussi des atteintes sévères de l’intestin, pouvant permettre le passage de bactéries dans l’organisme, entraînant des infections graves, une défaillance de plusieurs organes et une aggravation rapide de l’état du patient. Tous ces phénomènes — circulation sanguine, inflammation, bactéries et lésions des tissus — interagissent entre eux et varient beaucoup d’une personne à l’autre. Le modèle animal reste aujourd’hui indispensable pour nos recherches. Aucun autre système ne permet pour l’instant de reproduire de façon aussi fiable et complète les mécanismes que nous devons étudier.
Réduction
Un nombre suffisant d'animaux prend en compte les différences naturelles entre les animaux et le fait que la gravité de la maladie peut varier d’un individu à l’autre. Pour comparer les résultats entre les groupes, des tests statistiques adaptés seront utilisés afin de vérifier si les différences observées sont réellement significatives. De plus, tout est mis en œuvre pour limiter au maximum le nombre d’animaux utilisés : Notre première procédure permet de tester plusieurs doses du colorant médical. Dans les procédures suivantes, une seule dose sera utilisée en fonction de nos premiers résultats.
Raffinement
Avant les procédures, les animaux sont installés dans de grandes cages où ils peuvent se déplacer librement, vivre en groupe et adopter des comportements naturels. Leur environnement est aménagé avec de la litière et des abris pour favoriser le repos et la construction de nids. Une période d’adaptation d’au moins 7 jours est respectée. Les souris seront opérées sous anesthésie générale, sur une table chauffée pour maintenir leur température corporelle. Un antidouleur leur sera administré avant l’intervention afin d’éviter toute souffrance. L’état des animaux sera surveillé en permanence pendant l’opération, notamment pour vérifier qu’ils ne ressentent pas la douleur. Pendant la procédure, une surveillance visuelle continue est assurée. En cas de saignement, douleur manifeste, l'animal sera euthanasié. Pour la partie de l’étude où les animaux sont réveillés après l’opération, ils seront surveillés tous les jours par le personnel spécialisé, en plus du suivi réalisé par l’expérimentateur. Si l’état d’un animal se dégrade, une prise en charge immédiate sera mise en place. En cas de douleur, la surveillance sera renforcée, de la nourriture adaptée sera proposée et un traitement antidouleur sera administré quotidiennement afin d’assurer le confort de l’animal. Si aucune amélioration de son état général n'est observée, l'animal sera euthanasié. Les souris qui seront de nouveaux opérées seront anesthésiées et placée sur une table chauffée pour maintenir leur température corporelle. Un antidouleur leur sera administré avant l’intervention afin d’éviter toute souffrance. Pendant la procédure, une surveillance visuelle continue est assurée jusqu'à l'euthanasie de l'animal.
Choix des espèces
Notre laboratoire a une grande expérience dans le travail avec les souris, à chaque étape : soins avant les expériences, gestion du stress, anesthésie, chirurgie, suivi de l’état de santé, soulagement de la douleur et, si nécessaire, euthanasie dans le respect du bien-être animal. Pour observer les vaisseaux sanguins dans l’intestin à l’aide d’un microscope spécialisé (microscopie intravitale), nous utilisons de jeunes souris mâles ou femelles d’environ 7 semaines et pesant 20 g. Ce choix permet une observation claire, car au-delà de ce poids, la graisse empêche de bien voir les vaisseaux. Les résultats obtenus grâce à ce modèle permettent de mieux comprendre certains mécanismes biologiques, en particulier ceux liés à l’inflammation ou à de nouveaux traitements. Ces données sont utiles pour la recherche médicale humaine, car de nombreuses réactions sont similaires entre la souris et l’humain.
Evaluation d’une solution destinée à la conservation du greffon cardiaque avec un modèle de cœur isolé perfusé de rat : modification
- Recherche fondamentale
- Système cardiaque
Le projet sert à mettre au point une solution de conservation d'organe inventée et brevetée par l'équipe. 480 rats vont être utilisés, opérés du thorax sous anesthésie et tués avant tout réveil, dans des procédures menées sans réveil. Chaque animal reçoit une chirurgie de cinq minutes puis une injection d'anticoagulant avant la mise à mort et le prélèvement du cœur, qui sert de greffon pour tester la solution. Le porteur affirme que les modèles cellulaires restent "très insuffisants" pour représenter la complexité de l'organisme entier et juge l'expérimentation animale indispensable à la validation de sa solution.
Objectifs
L’objectif du projet est l’évaluation d’une nouvelle solution de préservation destinée au greffon cardiaque ainsi que la détermination des conditions optimales de survie du greffon cardiaque. CONTEXTE La transplantation d’organes, en particulier cardiaque, est face à une crise récurrente : la pénurie de greffons. Le manque crucial d'organes est en effet responsable de la première cause de mortalité en transplantation cardiaque. Afin d'optimiser le nombre de prélèvements et d'assurer une protection optimale des greffons cardiaques, notre équipe a inventé et breveté une nouvelle solution de conservation, permettant d’améliorer la préservation du cœur. OBJECTIF Notre objectif général est d'optimiser la survie du greffon cardiaque grâce à cette nouvelle solution. Les études expérimentales proposées seront menées chez le rat. Nos objectifs opérationnels sont les suivants : 1- Apprentissage et validation des techniques de prélèvement-conservation-réanimation des cœurs. 2- Comparaison de la nouvelle solution de conservation versus les autres solutions utilisées en clinique. 3- Détermination de la température optimale de conservation des greffons cardiaques. 4- Optimisation de la composition de la solution retenue en perfusion, en particulier par l’ajout d’un nouveau transporteur d'oxygène. 5- Élaboration du cycle optimal de perfusion. 6- Évaluation de l’efficacité des paramètres retenus, dans le cas des greffons prélevés à cœur arrêté. 7- [Modification : Validation des paramètres retenus dans un modèle de rat femelle]
Bénéfices attendus
Partout dans le monde, la transplantation d’organes fait face à une pénurie de greffons qui croît constamment. Pour optimiser la protection de ces greffons, disposer d’une solution de préservation adaptée et protectrice est essentiel car à l’heure actuelle, différentes solutions (expérimentales et cliniques) ont été identifiées pour la conservation des greffons mais aucune ne fait le consensus. En utilisant une méthodologie inédite notre équipe a conçu une nouvelle solution de conservation. L’objectif général du projet est donc d’évaluer et d’optimiser l’utilisation de cette solution en vue d’une future utilisation clinique. Nous utiliserons le rat comme modèle animal pour réaliser les études précliniques.
Procédures
Première partie du projet : Les animaux seront soumis à une procédure chirurgicale d’une durée de 5 minutes, sous anesthésie générale et couverture analgésique adéquates, suivi d’une injection intraveineuse d’une molécule anticoagulante (moins d’1 minute). L’animal est mis à mort dans les 5 minutes suivant l’injection, sous anesthésie (durée totale de l’anesthésie : 30 minutes maximum). Deuxième partie du projet : Les animaux seront soumis à une procédure chirurgicale d’une durée de 5 minutes, sous anesthésie générale et couverture analgésique adéquates, suivie d’une injection intraveineuse de molécules anticoagulante, anesthésiante et curarisante (moins de 3 minutes). L’animal est mis à mort dans les 30 minutes suivant la dernière injection, sous anesthésie (durée totale de l’anesthésie : 45 minutes maximum).
Impact sur les animaux
Le protocole expérimental consiste à placer l’animal sous anesthésie générale, complétée par des antalgiques puis réaliser une chirurgie thoracique permettant le prélèvement du cœur. Il s’agit donc de procédures sans réveil.
Devenir
Ce projet consiste à étudier les paramètres de conservation de greffons cardiaques. L’ensemble des animaux sont donc mis à mort pour permettre le prélèvement du cœur (greffon cardiaque).
Remplacement
La nouvelle solution de conservation a déjà été testé sur modèles cellulaires et a donné de bons résultats. Toutefois, les protocoles de conservation sur cellules restent très insuffisants pour représenter la complexité des phénomènes physiopathologiques survenant au niveau de l’organisme entier et du greffon cardiaque. L’évaluation des effets protecteurs de la nouvelle solution nécessite ainsi une expérimentation impliquant l’animal. L’utilisation du modèle animal adéquat, permet de mimer les situations cliniques (conservation du greffon suivie de transplantation), et conditionne la validité de l’évaluation de la nouvelle solution.
Réduction
Sur la base de notre expérience passée, nous avons réduit au maximum le nombre d’animaux utilisés par groupe. Par ailleurs, les animaux de la première étape du projet seront intégrés aux groupes contrôles du projet. Le projet est organisé par étape de validation successives et seuls les paramètres optimaux sont appliqués d’une étape à l’autre. Les dates et nature des expérimentations sont communiquées aux autres porteurs de projets locaux (par le biais de la cellule bien-être animale), potentiellement intéressés pour prélever post-mortem d’autres tissus sur l’animal. [Modification : dans le but de tester les différents paramètres sur un modèle de cœur femelle, nous proposons de ne pas réaliser les tests pour chaque condition mais seulement ce qui nous permettra de comparer les optimaux, soit dans les procédures 2, 3 et 6)
Raffinement
Les animaux seront habitués à la manipulation afin de diminuer le stress le jour de l’expérimentation.
Choix des espèces
Le rat (souche « Wistar ») est utilisé en première intention car c’est sur cette espèce qu’ont été décrits les résultats historiques de fonction de cœur isolés perfusés. De plus, nos méthodes d’évaluation fonctionnelles sont bien validées entre nos mains chez le rat et pour cette souche en particulier. Nous utiliserons de jeunes adultes, âgés de quelques mois (poids compris entre 250-350g). Cela correspond, en clinique humaine, aux patients jeunes et jeunes adultes éligibles qui sont prélevés lors des prélèvements d’organes chez l’homme.
Rôle de l’anticorps Procizumab dans un modèle murin de choc septique
- Recherche appliquée
- Troubles cardiaques
- Recherche fondamentale
- Système cardiaque
Une chute trop forte de la pression artérielle déclenche la mise à mort de l'animal. 44 rats vont être utilisés, tous tués, dans des procédures d'un niveau de souffrance sévère. Chaque rat reçoit une chirurgie provoquant une infection, deux cathéters posés au cou et des échographies cardiaques répétées sous anesthésie pendant 4 à 16 heures, jusqu'à l'installation d'un choc septique. Le projet teste si une protéine, l'anticorps Procizumab, protège les vaisseaux sanguins, les organes étant prélevés après la mort.
Objectifs
En cas d’infection, certains patients présentent une inflammation excessive qui met en jeu leur pronostic vital. Quand les systèmes de régulation physiologique sont débordés, on dit que le patient est en choc septique. Il s’agit d’une infection sévère qui nécessite le transfert des patients en réanimation. C’est une pathologie grave avec une mortalité élevée. Le choc septique est marqué par une hypotension sévère liée à une dysfonction des vaisseaux sanguins qui deviennent trop dilatés et laissent fuir une partie du contenu des vaisseaux. Les patients présentent également une atteinte du cœur qui se contracte trop faiblement. Ces 2 processus entrainent une baisse majeure de l’apport de sang aux organes. Les organes ne reçoivent alors plus assez d’oxygène. Cela entraine un état de défaillance de l’ensemble des organes induisant le décès du patient. Les médicaments actuellement utilisés (antibiotiques, médicament pour augmenter la tension artérielle) ne jouent pas sur l’atteinte des vaisseaux sanguins. Notre équipe étudie le rôle d’une protéine qui joue un rôle dans le maintien de la stabilité des vaisseaux. L’objectif de ce projet est de savoir si cette protéine permet de diminuer l’atteinte des vaisseaux dans un modèle de choc septique chez le rat. Nous voulons déterminer si la supplémentation de cette protéine protègerait de l’inflammation, puis nous évaluerons si cette protéine peut servir comme traitement dans le choc septique.
Bénéfices attendus
Cette étude permettra de mieux définir le rôle de la protéine d’intérêt dans le choc septique et potentiellement être utilisée comme un nouveau médicament dans l’infection grave.
Procédures
44 animaux auront une chirurgie sous anesthésie générale. 24 animaux subiront une chirurgie pour provoquer une infection (durée 20min) et 24 subiront une chirurgie contrôle (durée 15 min). Tous les animaux auront la mise en place de 2 cathéters en regard du cou, réalisé sous anesthésie générale (durée 20min). Les animaux auront des échographies cardiaques toutes les 30 minutes pendant la durée de l’étude (4 heures ou 16h). L’animal est laissé durant toute cette période sous anesthésie générale. Les animaux auront des prélèvements sanguins répétés, via l’un des cathéters mis dans le cou, les prélèvements sont réalisés sous anesthésie générale, sans nécessité de ponction spécifique (durée 1 min par prélèvement). Tous les animaux auront des prises de pressions artérielle, celle-ci est mesurée en continu via l’un des cathéters du cou, sous anesthésie générale.
Impact sur les animaux
L’injection intrapéritonéale (anesthésie et analgésie) entrainent une douleur légère. Par ailleurs, l’anesthésie générale provoque un état confusionnel durant environ 2h. La chirurgie réalisée pour entrainer l’infection est responsable, à court terme de douleur en regard de la cicatrice et à moyen terme d’une infection responsable d’une diminution de la mobilité et une diminution des interactions sociales. Pendant les 16 premières heures, l’animal présente des signes d’infections non sévère puis après 16 h, il rentre dans un état de choc septique avec une infection grave, avec notamment une diminution de la contraction du cœur.
Devenir
Pour l’ensemble des procédures, la mises à mort est suivie de prélèvements d’organes (cerveaux, cœur, poumons, reins, foie, rate, peau) nécessaire pour des analyses ultérieures.
Remplacement
L’infection et ses conséquences sont des phénomènes complexes résultants de l’interaction de différents types cellulaires soumis à de multiples interactions encore partiellement connues. L’approche in vitro ne permet pas de rendre compte de façon fiable de ces différentes interactions entre les organes. Le modèle utilisé sera celui le plus validé à l’heure actuelle pour l’étude du sepsis. Il permet d’étudier de façon optimale la réponse de l’organisme à l’infection.
Réduction
Les procédures d’exploration physiologiques permettent un suivi longitudinal, sur la durée, ce qui permet de diminuer le nombre d’animaux utilisé et augmente la puissance statistique. Le calcul du nombre d'animaux par groupe prend en compte la variabilité inter individuelle des animaux par rapport à la sévérité de l’infection et la dysfonction du cœur. Cette variabilité a été diminuée par la standardisation de la chirurgie entrainant l’infection via l’utilisation d’outil calibré permettant une chirurgie reproductible. Cela diminue le nombre d’animaux qui ne sont pas inclus dans l’étude, car il ne présente pas de signe d’infection. En post mortem, l’ensemble des organes sont prélevé et pourront être utilisé pour des recherches futur
Raffinement
45 minutes avant la chirurgie, l’animal est traité par un analgésique puissant. L‘ensemble des manipulations invasives sont réalisées sous anesthésie générale. L’analgésie est balancée avec l’utilisation d’anesthésique local en fin de procédure. Durant l’anesthésie, les animaux sont placés sur une table chauffante. En post-opératoire, les animaux sont réchauffés (couveuse réglée à 30.0°) et réhydratés. Après leur réveil, les animaux sont replacés en cage individuelle, avec accès libre à l’eau et à la nourriture. La douleur est surveillée et si besoin l’analgésie sera renforcée. Des points limite précoces ont été définis et seront appliqués, notamment durant le monitorage de l’animal, si la pression artérielle est trop basse, l’animal sera euthanasié.
Choix des espèces
L’étude de la pression artérielle et de la fonction cardiaque est plus aisée chez le rat que la souris. La mise en place des cathéters artériels et veineux est plus facile (taille des vaisseaux supérieur) chez le rat et l’échographie cardiaque est plus facile (taille du cœur supérieur). Nous utiliserons une souche de rat non consanguine permettant de plus facilement généraliser les résultats. Des rats mâles de 10-12 semaines, pesant entre 300 à 500g seront utilisés. Le stade de développement des animaux correspond à de jeunes adultes afin de mimer au mieux les conditions de pathologies chez l'Humain