Système cardiaque
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Effets de la chirurgie bariatrique sur l’amélioration des fonctions cardio-vasculaires, hépatiques, métaboliques et osseuses de la femelle rat obèse et sur sa descendance
- Recherche fondamentale
- Oncologie
- Système cardiaque
- Système endocrinien
- Système gastrointestinal
- Système musculosquelettique
250 rats vont être utilisés, tous tués à l'issue, dans des procédures impliquant des niveaux de souffrance allant du léger au sévère. Des femelles rendues obèses subissent une chirurgie bariatrique classée sévère, puis elles et leur descendance passent prises de sang, scanners osseux, échographies et tests de glycémie avant d'être tuées pour prélèvement de multiples organes. L'étude évalue les effets de cette chirurgie avant la grossesse sur les mères et leurs petits. Le porteur affirme que les répercussions d'une chirurgie ne peuvent être évaluées ni sur cellules en culture ni en biobanque, "sans alternative" au recours aux animaux non-humains.
Objectifs
Ce projet continue une recherche déjà en cours afin de la poursuivre et de l'achever, au vu des retards pris durant la crise sanitaire du Covid 19. Son objectif global est d'établir, dans un modèle d'obésité induite par la nourriture grasse et sucrée chez le rat, les effets à court et long terme de la chirurgie bariatrique (ou "chirurgie de l'obésité") des mères avant leur grossesse sur leur propre santé, mais aussi sur celle de leur descendance. Nous allons ainsi: 1. Evaluer les effets de la chirurgie bariatrique réalisée avant la grossesse sur le statut nutritionnel et métabolique (diabète et cholestérol), sur les risques cardiaques et vasculaires (hypertension, risques d'infarctus du myocarde), sur le devenir hépatique (maladie du foie gras), sur la fragilité osseuse (ostéoporose) et sur les capacités de lactation des mères. 2. Evaluer sur les mêmes paramètres les effets de la chirurgie bariatrique réalisée avant la grossesse chez les descendants des mères opérées placés sous alimentation normale. 3. Evaluer sur les mêmes paramètres les effets de la chirurgie bariatrique réalisée avant la grossesse chez les descendants des mères opérées placés sous alimentation grasse et sucrée au sevrage, afin de rechercher des effets protecteurs ou délétères de la chirurgie bariatrique maternelle sur le développement précoce d'altérations métaboliques, cardio-vasculaires ou hépatiques. 4. Identifier des biomarqueurs de risque de l'obésité chez les descendants, et évaluer leurs modifications potentielles induite par la chirurgie bariatrique maternelle.
Bénéfices attendus
Amélioration des connaissances sur les répercussions de la chirurgie bariatrique faite avant la grossesse sur la santé globale des mères opérées, avant, pendant et après la gestation et l'allaitement. Analyse des risques potentiels induits à court et long terme chez leurs descendants, dans un environnement nutritionnellement normal ou hypercaloriqueet en prenant en compte l'existence de possibles différences en fonction du sexe, d'une susceptibilité au développement d'une obésité, d'anomalies du métabolisme du sucre et des lipides, de stéatose hépatique, d'anomalies cardiaques et vasculaires précoces, et de fragilisation osseuse. Recherche de facteurs pouvant expliquer le ou les profils à risque identifiés et de biomarqeurs de risques, pouvant être utilisés secondairement en clinique pour des stratégies de prévention primaire dans le cadre d'une médecine personnalisée. Ces résultats pourront être validés en clinique par des tests faits sur les biocollections locales, sans contrainte supplémentaires sur des animaux ou des patients.
Procédures
Les mères seront soumises à une procédure chirurgicale (une heure maximum d'intervention), dont seules les procédures de chirurgie bariatrique sont classées en procédures sévères, et à deux prises de sang, effectuées sous anesthésie générale, avec un intervalle de plus de 3 mois. Elles auront également, sur la durée totale de suivi de 8 mois, deux passages de moins de 24 heures en cage isolée pour quantifier les calories ingérées, 4 scanners osseux d'une durée de 30 minutes (test indolore, réalisé sous anesthésie générale courte), 3 échographies cardiaques de 10 minutes, 3 séries de tests de glycémies, et deux séries de prises de tension artérielle. Les descendants auront, dans les 15 jours précédant leur euthanasie, une mesure de tension artérielle, une échographie cardiaque, un scanner osseux, une mise en cage isolée de moins de 24h, une prise de sang (sous anesthésie générale), et un test de glycémies.
Impact sur les animaux
Stress induit par la mise en cage d'isolement des animaux d'une durée inférieures à 24 heures, réalisé une fois par animal, et minimisé par intégration dans la cage de petit tunnel comme objet de distraction. Douleur post-opératoire après chirurgie bariatrique durant environ 48-72 heures, avec risque de nausées, prévenus par l'administration systématique de médicaments anti-douleurs et anti-émétiques et surveillance rapprochés pluri-quotidienne des animaux dans les trois jours postopératoires. Les mesures de glycémie à la queue de l'animal occasionnent une douleur très brève initiale lors de la première ponction, non accessible à une antalgie orale ou intra-veineuse, et minimisée par le maintien de l'animal dans sa cage avec ses congénères qui permet de diminuer son stress lors de l'examen.
Devenir
Les femelles obèses opérées et leurs descendants inclus dans les groupes de suivi longitudinal seront euthanasiés pour prélèvement multi-organes afin de réaliser dessus des analyses fonctionnelles et histologiques sur les différents tissus. Ces dernières permettront de déterminer s'il existe des anomalies du tissu osseux (résistance), du coeur (facteurs favorisant les infarctus), des artères (plaques d'athérosclérose, anomalies du fonctionnement favorisant l'hypertension artérielle), de la graisse (quantification, analyse de la morphologie des cellules de graisse) et du foie (accumulation de tissus gras, fibrose, voire cellules cancéreuses).
Remplacement
Contrairement à l'effet d'une molécule, les répercussions d'une intervention chirurgicale ne peuvent pas être évaluées sur un modèle de cellules en culture ou des analyses de tissus en biobanque, et continuent donc à nécessiter l'utilisation d'animaux, sans alternative ou solution de remplacement possible.
Réduction
Le nombre d'animaux nécessaires par groupe a été calculé par analyse statistique en amont au plus juste, portant à 12 (6 mâles et 6 femelles) le nombre d'animaux par groupe d'âge d'analyse.
Raffinement
La gestion du bien-être animal sera assurée par un habitat optimisé, et groupes de 3 à 5 individus, avec des objets de stimulation dans la cage, une surveillance clinique quotidienne, et l'utilisation de médicaments antidouleurs adaptés à tout geste potentiellement douloureux. Tous ces gestes seront limités au maximum et effectués sous anesthésie générale . Les situations non douloureuses mais stressantes seront également limitées en nombre et dans leur durée.
Choix des espèces
Contrairement à l'effet d'une molécule, les répercussions d'une intervention chirurgicale ne peuvent pas être évaluées sur un modèle de cellules en cultures, et continuent donc à nécessiter l'utilisation d'animaux, sans alternative ou solution de remplacement possible. Il a été démontré que les modèles de rongeurs pouvaient reproduire fidèlement le profil de patients avec une obésité induite et les effets de la chirurgie bariatrique. Leur rapidité d'évolution et de reproduction, en comparaison avec l'observation de cohortes humaines, devrait en outre nous permettre d'obtenir des résultats rapidement, et de mener dans les cinq ans à une bonne identification des profils des descendants à risque métabolique particulier. Les femelles rat Sprague-Dawley seront incluse dans le protocle de régime obésogène, en vue d'une chirurgie bariatrique ou sham à 7 semaines de vie, afin d'avoir un âge compatible avec un bon taux de fertilité au terme du protocole (obésité induite + chirurgie bariatrique, 10 semaines +/- 1 au total). Leurs descendants seront inclus dans le protocole de suivi longitudinal au moment du sevrage. Les mâles reproducteurs auront aux alentours de 12 semaines de vie.
Optimisation des Performances In Vivo de Prothèses de Valves Textiles en Chirurgie Cardiaque chez la Brebis
- Recherche appliquée
- Troubles cardiaques
- Recherche fondamentale
- Système cardiaque
10 brebis vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Chacune subit une chirurgie cardiaque à cœur ouvert d'environ cinq heures pour l'implantation d'une valve en textile, puis est tuée au plus tard six mois après afin de récupérer l'implant. Le porteur reconnaît des risques d'hémorragie, d'infection, de pneumothorax voire de mort liés à la thoracotomie et à l'anesthésie. Il affirme que le modèle ovin est "le seul" reconnu pour l'étude des prothèses de valves cardiaques et qu'aucune méthode in vitro ne le remplace.
Objectifs
Ce projet s'inscrit dans le cadre de l'optimisation des implantations de valves cardiaques par chirurgie miniinvasive. Ce type de chirurgie, qui est moins lourde et plus confortable pour le patient, concerne en effet plus de 50% des remplacements valvulaires aujourd'hui. Cependant les valves biologiques utilisées aujourd'hui dans le cadre de cette procédure subissent des contraintes spécifiques qui tendent à dégrader les feuillets de la valve. Ces dégradations qui ne sont pas forcément apparentes au moment de l'implantation, peuvent mettre en péril la durée de vie de l'implant. Le phénomène est particulièrement critique chez les patients jeunes pour lesquels le matériau doit être durable. Le projet a pour objectif d'étudier le potentiel du matériau textile (polyester) comme candidat au remplacement du matériau biologique pour fabriquer des valves synthétiques plus durables pour la procédure transcathéter. La souplesse du textile favoriserait en particulier le pliage de la valve au moment de l’implantation. Des essais in vivo préliminaires réalisés sur le modèle animal de la brebis à partir de 2016 avait mis en évidence que la valve textile reste fonctionnelle à 6 mois, avec cependant une tendance à la rigidification du matériau. Il s'agit maintenant de tester une nouvelle structure textile plus à même de rester souple sur le long terme dans le but d'optimiser la durée de vie de l’implant.
Bénéfices attendus
Les essais in vivo devraient permettre de valider l'hypothese avancée: un textile monofilamentaire hydrophile en surface permet de limiter à la fois la calcification et le développement de la fibrose sur la valve obtenue à partir de ce textile en position mitrale.
Procédures
Les animaux subissent une intervention chirurgicale en chirurgie ouverte dans le cadre d'un remplacement valvulaire. La procedure se deroule sur une matinee (en incluant la mise en place). 10 animaux sont inclus dans l'etude. La durée prévue de l'intervention est de 5h de l’induction au réveil complet de l’animal.
Impact sur les animaux
Pas d'effet indésirable relatif à la biocompatibilité du matériau identifié. Le polyester utilisé est largement biocompatible. Les effets indésirables sont ceux liés à la chirurgie (infection de la plaie, diminution de la fréquence cardiaque/arrêt cardiaque) ainsi que ceux liés à l’anesthésie (allergie à un des médicaments, difficulté au réveil et à l’extubation). Certains effets peuvent être liés aux complications inhérentes à la thoracotomie: fistule bronchopleurale, hémorragie, infection, pneumothorax, douleur voire mort de l'animal. La durée prévue de l'intervention est de 5h de l’induction au réveil complet de l’animal.
Devenir
Les animaux sont mis à mort à 6 mois au plus tard. Ils ne peuvent pas être réutilisés ni replacés ni adoptés car la valve implantée doit être récupérée pour analyse.
Remplacement
Les resultats attendus ne peuvent pas etre obtenus autrement que par la voie de l'implantation animale (ni in silico ni in vitro). En effet les mecanismes lies a la calcification et a l'encapsulation d'un implant par de la fibrose sont complexes et multifactoriels donc difficiles a reproduire in vitro.
Réduction
Dans une approche préliminaire, seulement 2 animaux (brebis) seront considerees. Il s'agit d'un nombre minimal qui permet de reproduire 2 fois la meme configuration tout en limitant les essais. En fonction des résultats obtenus, ce nombre pourra ensuite être augmenté juqsu'à 10 maximum poru confirmer la tendance. Malgre le faible nombre global d'animaux utilisés, il sera quand même possible de tirer des conclusions etant donne que des resultats ont deja ete obtenus avec d'autres textiles par le passe. Il sera de fait possible de comparer les comportements obtenus dans le cadre du present projet avec les resultats precedents.
Raffinement
Le Laboratoire où ont lieu les implantations animales est largement reconnu comme un laboratoire où tout est mis en œuvre afin que les contraintes subies par les animaux soient minimales et que leur bien-être soit préservé au mieux. Les animaux sont évalués quotidiennement ou 2 fois par jour et recevront un traitement approprié. S’ils ressentent des signes de souffrance, ils recevront un analgésique par voie intra-musculaire. La souffrance est prise en charge par l’utilisation de points limites précis et adaptés , un arbre décisionnel, et des critères d’arrêt des souffrances
Choix des espèces
Le modele ovin est le seul modele considere au niveau international comme significatif pour l'etude de protheses de valves cardiaques. En comparaison avec le modele porcin, pourtant tres utilise dans le cadre des chirurgies vaculaire et cardiaque, il apparait que ce dernier ne permet que difficilement de pratiquer l'arret cardiaque et la circulation extra corporelle avec reveil qui est necessaire dans le cadre de ce projet. Brebis de 30kg. Il s'agit de prendre un animal en croissance afin de favoriser l'effet calcification.
Étude des mécanismes moléculaires à l’origine des effets du stress psychologique sur le vieillissement des cellules souches hématopoïétiques murine
- Recherche fondamentale
- Système cardiaque
- Système immunitaire
1 782 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance sévère. Elles sont immobilisées dans un dispositif de contention, une fois dix heures d'affilée sans pouvoir bouger, manger ni boire, ou deux heures par jour pendant sept jours, puis irradiées et greffées, pour étudier l'effet du stress psychologique sur le vieillissement des cellules souches du sang. Le porteur indique que la transplantation peut entraîner un rejet de greffe, une prostration et des infections. Il décrit la contention comme un stress sans douleur et affirme que le maintien de ces cellules in vitro n'est "pas possible".
Objectifs
Le vieillissement de la population, en particulier au sein de la population occidentale, est aujourd’hui l’un des principaux problèmes socio-économiques. Le vieillissement du système sanguin et en partie de la population de ses cellules appelée cellules souches hématopoïétiques (CSH) entraîne un dysfonctionnement de la formation de sang. Ceci accroit le risque de développer diverses maladies malignes du sang telles que la myélodysplasie, un ensemble de maladies caractérisées par une production insuffisante de cellules sanguines matures saines par la moelle osseuse, la leucémie ou encore le lymphome. Au sein de notre laboratoire, nous supposons que le vieillissement "sain" ou "normal" est une succession de moments de stress. Notre hypothèse ici est donc de vérifier si des signaux de stress psychologiques (anxiété, dépression, etc.) provoquent des changements dans les cellules constituant ainsi une signature du vieillissement prématuré des CSH. Pour répondre à cette hypothèse nous 1) vérifierons si les cellules sont capables de se souvenir d’un stress subi et donc de répondre plus rapidement ou plus fortement à un second stress ; nous 2) évaluerons si cette mémoire contribue au vieillissement ; et finalement nous 3) déterminerons si le vieillissement à un impact sur la réponse au stress en laissant des marques permanentes et potentiellement héréditaires.
Bénéfices attendus
L'augmentation continue du pourcentage de la population âgée est l'une des principales préoccupations socioéconomiques du monde occidental. De plus, les humains souffrent d'une accumulation de stress au cours de leur vie conduisant à diverses maladies telles que les maladies cardiovasculaires, le diabète, la dépression, etc. Ce projet vise à répondre à une partie de cette préoccupation, à savoir comment le stress psychologique affecte la prolifération et la différenciation des cellules sanguines, et s'il laisse une marque permanente dans ces cellules simulant ainsi un vieillissement prématuré.
Procédures
- Stress de contention aigue : 1 fois, 10 heures - Stress de contention chronique : 1 fois 2 heures par jour pendant 7 jours. - 2 Irradiations à 4 et 6 heures d‘intervalle pour une durée de 5 minutes. - 1 injection intra-veineuse de cellules (15 secondes) - 3 prélèvements sanguin à 4, 8 et 12 semaines après l’injection cellulaire (15 secondes)
Impact sur les animaux
Le test d'immobilisation vise à bloquer l'activité physique des souris et à les laisser dans un état de stress psychologique. Le dispositif de contention supprime les mouvements physiques des membres sans causer de douleur ou de blessure. La taille du dispositif sera choisie en fonction de la taille des souris, avec des trous de ventilation adéquats pour s'assurer que les souris peuvent respirer normalement. Les souris ne peuvent ni bouger, ni manger, ni boire pendant la période d’immobilisation (soit une fois 10 heures pour le stress aigu de contention et 2 heures par jour pendant 7 jours pour le stress chronique de contention). Les injections en intra-veineux peuvent induire des rougeurs et des gonflements. La diminution du système immunitaire des souris receveuses de transplantation peut entrainer des infections par une diminution de l’efficacité du système immunitaire. La transplantation peut induire un rejet de greffe qui se traduit par une absence de système immunitaire (donc des infections), une prostration des animaux et une grande fatigue.
Devenir
Tous les animaux seront mis à mort à l’issue de chaque procédure afin d’isoler et d’étudier les cellules souches hématopoïetiques.
Remplacement
Pour l’étude du système hématopoïétique et en particulier des cellules souches hématopoïétiques le recours à un système in vivo est nécessaire car la présence de la niche et ses interactions avec les cellules sont essentielles à leur bon fonctionnement. A ce jour le maintien des cellules souches hématopoïétiques in vitro n’est pas possible. Seules certaines expériences peuvent être réalisées in vitro, comme les tests d'unités de formation de colonies, et elles seront utilisées. Cependant, ces tests, bien que réalisés in vitro sont fait à partir de cellules prélevées des souris des différentes procédures. Ils ne peuvent donc pas être réalisé sans expérimentation in vivo en amont.
Réduction
Afin de réduire le nombre d'animaux utilisés, chaque groupe contiendra le nombre minimum nécessaire déterminé par tests statistiques pour récupérer la quantité de matériel nécessaire à l'expérience et pour obtenir des résultats statistiquement pertinents. Nous effectuerons 2 répétitions pour vérifier si la variation entre conditions est importante. Si les deux premières expériences donnent le même résultat, la troisième expérience sera annulée pour réduire le nombre d'animaux utilisés.
Raffinement
Afin de suivre le bien-être animal au cours de notre procédure expérimentale et de remédier au plus vite à la survenue de douleur et/ou souffrance induite, nous avons établi une grille d'observation Cette grille d’observation définit les points limites les plus précoces et précis auxquels des actions seront prises afin de palier à la souffrance et/ou douleur de l’animal. Cette grille d’observation indique également les mesures que nous prendrons à l'apparition des premiers signes de douleur. Afin de prévenir les infections bactériennes, les souris transplantées recevront un traitement antibiotique dans l'eau de boisson. Elles seront contrôlées et leur santé évaluée pendant 5 jours après la transplantation, ainsi que les jours ouvrables la deuxième semaine. Au cours des semaines suivantes, elles seront évaluées deux fois par semaine. En cas de fatigue légère ou de difficulté de déplacement léger de la nourriture hydratée sera mise à disposition dans la cage.
Choix des espèces
La souris est le système idéal pour étudier la formation du sang car le système sanguin est hautement conservé entre les souris et les humains. Le vieillissement du système sanguin est bien défini et l'approximation des âges pertinents entre les humains et les souris est connue. Des études antérieures ont indiqué que le stress psychologique modifie des signaux et gènes des souris. Nous avons émis l'hypothèse que le stress de contention peut laisser une empreinte dans les cellules de la souris, illustrant une partie des effets du stress psychologique sur les cellules sanguines humaines. De plus, l’isolement des cellules sanguines murines est bien définie. Les procédures telles que la transplantation sont également faciles à réaliser chez la souris car les protocoles sont en place. Les animaux utilisés seront divisés en trois groupes : très jeunes (4-8 semaines), jeunes (4-6 mois) et d'âge moyen (10-14 mois). Ces âges simulent les humains très jeunes (0-10 ans), jeunes (20-30 ans) et d'âge moyen (40-45 ans). Les souris receveuses de la transplantation seront toutes âgées de 3 mois (âge idéal pour une transplantation optimisée)
Analyse d’images multimodales précliniques (SPECT et IRM) pour la détection de la dysfonction coronaire microvasculaire (1/2)
- Recherche appliquée
- Diagnostic des maladies
- Troubles cardiaques
- Recherche fondamentale
- Système cardiaque
20 rats Zucker obèses vont être utilisés, tous tués à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger. Ils subissent des séances d'imagerie répétées sous anesthésie à 17, 25 et 32 semaines, avec injections intrapéritonéales et intraveineuses, avant d'être mis à mort pour prélever le cœur. Le porteur veut entraîner des outils d'intelligence artificielle à détecter une atteinte des petits vaisseaux du cœur, et présente les 20 rats comme le minimum permettant des résultats exploitables. Les retombées annoncées pour l'évaluation clinique de cette atteinte sont renvoyées au terme.
Objectifs
Les pathologies cardiovasculaires représentent la première cause mondiale de mortalité. La dysfonction coronaire microvasculaire (DCM) est de plus en plus reconnue comme un responsable majeur de la mortalité cardiovasculaire indépendamment de la présence ou de l'absence de maladie macrovasculaire. Bien que la DCM soit dorénavant considérée comme un marqueur clinique dont l'évaluation fournirait des informations primordiales pour la stratification du risque des patients avec ou sans maladie macrovasculaire, il n’existe pas à l’heure actuelle de technique non invasive et largement disponible pour l’évaluation de la DCM. L'imagerie nucléaire a un rôle majeur dans la prise en charge diagnostique et pronostique des patients coronariens avérés ou suspectés. L’objectif du projet est de réaliser le suivi longitudinal de l’évolution de la DCM chez le rongeur par imagerie nucléaire ainsi que par IRM, avec un double objectif. Il s’agit tout d’abord de développer des outils d’intelligence artificielle (IA) permettant d’améliorer la détection précoce de la DCM sur les images nucléaires à l’aide de l’IRM. L’objectif à terme est d’améliorer l’évaluation clinique de la DCM en imagerie nucléaire. Deuxièmement, nous souhaitons améliorer l’analyse du signal IRM pour la mesure de la DCM. Nous limitons le projet, qui se déroule en collaboration entre deux établissements, aux seules expériences considérées comme absolument indispensables chez l’animal. Au total 20 rats seront utilisés. Compte-tenu de l’utilisation de l’intelligence artificielle, il s’agit du minimum d’animaux permettant l’obtention de résultats exploitables. Le nombre d’animaux par cage (avec enrichissement du milieu de vie) sera adapté en fonction de leur poids. Les animaux seront suivis quotidiennement afin de contrôler leur bien-être. La mise en place de points limites adaptés permettra de limiter la souffrance de ces animaux. Les injections seront réalisées selon les bonnes pratiques vétérinaires.
Bénéfices attendus
Le projet permettra d’améliorer l’évaluation de la DCM en imagerie nucléaire grâce à la comparaison des données avec les valeurs de référence procurées par l’IRM et des analyses histologiques réalisées ex vivo. Il devrait permettre à terme d’améliorer l’évaluation clinique de la DCM en SPECT.
Procédures
A l’âge de 17 semaines les animaux seront placés sous anesthésie générale. Une injection intrapéritonéale sera réalisée pour mimer un effort avant l’acquisition IRM. La durée de l’acquisition sera de 60 min environ. A l’issue de l’anesthésie, les animaux seront replacés dans leurs cages. L’acquisition IRM sera répétée selon les mêmes modalités à 25 semaines et 32 semaines d’âge. A l’issue de l’acquisition à 32 semaines, une acquisition d’image nucléaire sera réalisée après anesthésie générale et pose d’un cathéter intraveineux pour l’injection de l’agent de contraste. La durée d’acquisition des images sera de 25 min, à l’issue de laquelle les animaux seront mis à mort avant prélèvement du coeur pour analyses post-mortem.
Impact sur les animaux
L’acquisition des images IRM est réalisée sans agent de contraste et ne nécessite qu’une anesthésie gazeuse et une injection intrapéritonéale dont les nuisances ou effets indésirables attendus sont très faibles. L’acquisition d’images SPECT nécessite une injection intraveineuse caudale et une injection intrapéritonéale, aux effets indésirables également très limités, d’autant plus que les animaux seront mis à mort sans réveil à l’issue de l’acquisition.
Devenir
Les animaux seront mis à mort à l’issue de l’unique procédure expérimentale pour analyses post mortem.
Remplacement
Cette étude vise à caractériser les conditions d’analyse des images précliniques SPECT de la perfusion myocardique pour permettre l’évaluation de la DCM sur les images cliniques. Le remplacement de l’expérimentation animale par un modèle alternatif n’apparaît pas envisageable.
Réduction
Au total 20 rats seront utilisés ici. Il y aura 10 animaux par groupe. Il s’agit du strict minimum d’animaux nécessaires afin de pouvoir obtenir des résultats exploitables en termes de classification des images SPECT comme correspondant à des animaux présentant ou non une DCM par machine learning ou deep learning en fonction des valeurs de référence procurées par les images IRM (vérité-terrain).
Raffinement
Les animaux seront suivis quotidiennement afin de contrôler leur bien-être. Le poids des animaux ainsi que la prise de nourriture seront surveillés une fois par semaine. Le nombre d’animaux par cage sera adapté en fonction de leur poids. Ils disposeront d’enrichissement de leur milieu de vie (bâton en bois, tunnels, etc…). Une surveillance particulière de la consommation d’eau de boisson sera effectuée considérant le statut pré-diabétique des animaux. Les expérimentations prévues lors de cette étude sont des procédures non invasives (IRM et SPECT). Lors de ces procédures, les animaux sont sous anesthésie générale par inhalation d’isoflurane. Une surveillance quotidienne des animaux reste cependant nécessaire et des points limites sont proposés. L’effet de l’agent pharmacologique permettant de mimer la situation d’effort pour l’acquisition des images SPECT est transitoire et sans effet secondaire attendu, mais une grille de surveillance sera toutefois ajoutée pour la surveillance respiratoire des rats. Si les points limites sont atteints, les animaux seront mis à mort.
Choix des espèces
Le rat Zucker obèse est très largement utilisé pour l’étude de pathologies métaboliques. Une étude préliminaire a permis de démontrer par imagerie échographique une atteinte microvasculaire (diminution de la réserve coronaire) chez les animaux obèses aux stades où nous prévoyons d’utiliser les animaux dans le présent projet. De plus, nous disposons de données préliminaires qui pourront être comparées à celles obtenues dans le cadre du présent projet. Enfin, le rat est particulièrement adapté au matériel d’acquisition (gamma-caméras) en termes de sensibilité et de résolution, par comparaison avec la souris. Les animaux seront accueillis à un âge compris entre 13 et 16 semaines. Ils seront hébergés dans des conditions standards pendant 1 semaine minimum avant inclusion dans le protocole. Cet âge correspond, d’après la littérature, au stade initial du syndrome métabolique (obésité, insulinorésistance, hyperlipidémie) développé par ces animaux. Ils seront suivis jusqu’à 32 semaines, âge auquel nous avons précédemment observé une DCM par imagerie échocardiographique.
Implication thérapeutique du blocage des CB1R et de l’inhibition des récepteurs SGLT2 sur la prise en charge de la néphropathie chez la souris diabétique de type 1
- Recherche fondamentale
- Oncologie
- Système cardiaque
- Système endocrinien
100 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Rendues diabétiques puis soumises à un régime hyperprotéiné pendant douze semaines, elles reçoivent un gavage quotidien pendant vingt-huit jours et des incisions répétées de la veine caudale pour mesurer la glycémie, et sont hébergées seules en cage métabolique lors des dernières semaines. Le porteur indique un point limite de mise à mort à partir de 10 % de perte de poids accompagnée de signes de morbidité, et prévoit une réhydratation pour les animaux déshydratés. Il affirme qu'il est "indispensable" de travailler sur "l'organisme vivant en entier" pour étudier la néphropathie diabétique.
Objectifs
L'insuffisance rénale chronique (IRC) touche des millions de patients dans le monde et malgré les efforts de recherches, peu d'options thérapeutiques sont disponibles. Actuellement, la prise en charge des patients souffrant de néphropathie diabétique (ND) reste insuffisante malgré le développement récent de nouveaux médicaments dont les inhibiteurs de SGLT2. Ces derniers n’offrent qu’une protection partielle et freinent l’évolution de la ND sans pour autant la guérir. Dans ce contexte, le récepteur aux cannabinoïde-1 (CB1R) est actuellement une cible potentielle très prometteuse pour la prise en charge de la ND mais là encore, les données pré-cliniques montrent une protection partielle uniquement. Ainsi, l'idée d'utiliser une approche pharmacologique permettant de combiner le blocage de CB1R et l’inhibition de SGLT2 au cours de la ND pourrait être une stratégie thérapeutique prometteuse. L’objectif principal de ce projet sera donc de déterminer si cette approche poly-pharmacologique est viable en utilisant un modèle de souris diabétique présentant les caractéristiques cliniques de la ND. Cette double approche pharmacologique devrait conduire à un niveau plus élevé de protection contre le développement de la néphropathie.
Bénéfices attendus
Le diabète représente un véritable enjeu de santé publique ; cette pathologie étant classée parmi les urgences sanitaires du XXIème siècle du fait de l’évolution rapide du nombre de patients. Sur le long terme, le diabète est la cause de nombreuses complications dont la néphropathie conduisant à l’insuffisance rénale chronique. À ce jour, malgré des efforts et des recherches considérables, peu d'options thérapeutiques restent disponibles pour les cliniciens pour traiter ou ralentir l’apparition de la néphropathie. Actuellement les traitements disponibles freinent le développement de la pathologie dans 39% des cas et une approche poly-pharmacologique semble appropriée en ce qui concerne le blocage des récepteurs CB1 et les inhibiteurs SGLT2. Ces derniers semblent exercés des effets bénéfiques différents mais complémentaires sur la néphropathie diabétique et leur combinaison devrait permettre d’obtenir une protection plus importante vis-à-vis de cette pathologie.
Procédures
Pour chaque test de glycémie, une petite incision à la veine caudale sera réalisée après avoir appliqué un anesthésique local et la quantité de sang total prélevée à un moment donné sera d’environ de 2 à 2,5 μL afin de pouvoir réaliser une mesure à l’aide du glucomètre. Ce type de prélèvement n’aura lieu que 3 fois par animal et durera 3-4 secondes. Pendant les 28 jours de traitements, les drogues seront administrées par voie orale via gavage.
Impact sur les animaux
Tout au long de ce projet, l’état général des animaux diabétiques sera surveillé de façon régulière car bien que le diabète ne soit pas un point limite, les pathologies qu’il génère peuvent être une source de dérèglements internes. Ainsi les risques de déshydratations sont importants et les animaux présentant ces signes recevront une injection sous-cutanée de sérum physiologique ainsi que de l’eau gélifiée supplémentée en nutriments. Pour prévenir les risques d’hypothermie suite au développement d’hyperglycémie, les cages seront maintenues sur un tapis chauffant à circulation d’eau chaude. Depuis leur arrivée du fournisseur jusqu’à 12 semaines de régime hyper-protéiné, les souris seront hébergées en groupe afin d’éviter l'isolement. Cependant, au cours des 4 dernières semaines correspondant aux interventions pharmacologiques, les souris seront hébergées individuellement afin de permettre la collection individuelle de la production urinaire (cages métaboliques) et l’évaluation quotidienne de la prise alimentaire. De ce fait, les souris auront accès à un enrichissement de milieu dans toutes les cages avec du papier absorbant pour nicher et un tunnel en plastique pour se cacher. Le personnel maitrise très bien les gestes techniques nécessaire au bon déroulement du prélèvement de sang caudal servant à la mesure de la glycémie ainsi que la mise en œuvre des gavages orogastriques, et les animaux seront observés plusieurs fois dans la journée (en cas de fausse route l'animal montre des signes de souffrance assez rapidement). Tous les animaux de l’étude seront suivis par un personnel compétent selon les modalités mise en place par la structure chargée du Bien-être Animal du Centre de zootechnie.
Devenir
Les animaux sont mis à mort à la fin de la procédure afin de procéder aux analyses post-mortem et déterminer les mécanismes d’actions mis en jeux.
Remplacement
Le diabète de type 2 est une pathologie multifactorielle entraînant une élévation incontrôlée du glucose sanguin ayant des conséquences dramatiques sur de nombreux tissus et organes. Afin d’étudier les conséquences métaboliques et les pathologies associées, il est indispensable de travailler sur l’organisme vivant en entier ce qui justifie ainsi la nécessité de réaliser des expérimentations in vivo. Ainsi, aucun modèle cellulaire ne peut être utilisé pour substituer totalement l’utilisation de modèles animaux. En revanche, l’utilisation de lignées cellulaires in vitro nous permettra de réduire le nombre d’animaux dont nous aurions initialement eu besoin pour les études mécanistiques.
Réduction
Les analyses étant basées sur le degré d’hyperglycémie et d’albuminurie développé par les animaux, ces derniers seront répartis dans les groupes placebo, INV202, Empagliflozine ou INV202+Empagliflozine de manière à ce que ces 2 paramètres soit similaire dans les 4 groupes. Dans le cas où un test non paramétrique serait nécessaire, nous utiliserons le test non paramétrique de Mann-Withney. Le minimum d’animaux par groupe pour atteindre la significativité de différence de traitement est de 15-20. Toutefois, ce nombre pourra être réduit dès que la significativité sera atteinte. Nous avons ainsi fait le choix d’inclure aussi bien des souris mâles que femelles (à raison d’1/4 de l’effectif) pour prendre en compte les 2 sexes tout en limitant le nombre d’animaux finaux.
Raffinement
Depuis leur arrivée du fournisseur, les souris seront hébergées en groupe afin d’éviter l'isolement. De plus, les souris auront accès à enrichissement de milieu dans toutes les cages avec du papier absorbant pour nicher et un tunnel en plastique pour se cacher. Lors des 4 dernières semaines, les souris seront hébergées individuellement afin de permettre l’évaluation quotidienne de la prise alimentaire. A nouveau, les souris auront accès à enrichissement de milieu dans toutes les cages avec du papier absorbant pour nicher et un tunnel en plastique pour se cacher. Tout au long de ce projet, l’état général des animaux diabétiques sera surveillé quotidiennement car bien que le diabète ne soit pas un point limite, les pathologies qu’il génère peuvent être une source de dérèglements internes. Ainsi les risques de déshydratations sont importants et les animaux présentant ces signes recevront une injection sous-cutanée de sérum physiologique (500 µL, 1 fois par jour) ainsi que de l’eau gélifiée supplémentée en nutriments. Pour prévenir les risques d’hypothermie suite au développement d’hyperglycémie, les cages seront maintenues sur un tapis chauffant à circulation d’eau chaude. En plus des critères d'intervention spécifiques au projet, les critères suivants s'appliquent à tout le projet et les animaux seront mis à mort si : La perte de poids corporel dépasse 10% et s'accompagne d'une mauvaise condition physique ou de signes de morbidité. Incapacité de mouvement empêchant l'animal d'avoir accès à la nourriture ou à l'eau. Inappétence prolongée (par exemple> 48 heures) et / ou preuve de déshydratation clinique. Diarrhée chronique (par exemple> 48 heures) ou constipation. Perte de conscience inattendue sans réponse à des stimuli externes tels qu'un pincement des orteils. Dermatite ou traumatisme auto-induit inadapté au traitement palliatif. De plus, pour chaque test de glycémie, une petite incision à la veine caudale sera réalisée après avoir appliqué un anesthésique local à base de lidocaïne quelques minutes avant l’incision.
Choix des espèces
L’étude d’une pathologie a pour but d’en comprendre les mécanismes afin d’établir des stratégies thérapeutiques applicables à l’Homme. C’est pourquoi, le choix des modèles est important. Ainsi, il apparait logique de choisir un modèle de vertébré dont la physiologie et la physiopathologie sont le plus proche possible de celles de l’Homme. C’est le cas pour la souris. Leur métabolisme au sens large présente de nombreuses similarités avec celui de l’Homme. De plus, cette espèce animale fait partie des espèces les plus étudiées avec des données bibliographiques abondantes ce qui diminue le risque de duplication inutile de travaux et veille à réduire au mieux le nombre d’animaux utilisés. L’induction du diabète se fera chez des souris de 6 semaines. Deux semaines plus tard, le degré d’hyperglycémie sera évalué (8 semaines) les souris présentant une glycémie ≥ 250 mg.dL seront mises sous régime riche en protéines pendant 12 semaines. Ainsi, les souris seront âgées de 20 semaines lors du début des traitements pharmacologiques et de 24 lors de la mise à mort. Cet âge est privilégié dans le but d’étudier des pathologies d’ordre métabolique telles que le diabète et ses conséquences sur la fonction rénale normalement diagnostiqué chez l’Homme à l’âge adulte.
Etude de l’utililsation de molécules vasodilatatrices pour le traitement d’une neuropathie périphérique chimiquement induite à un stade chronique
- Recherche appliquée
- Troubles nerveux
- Recherche fondamentale
- Multisystémique
- Oncologie
- Système cardiaque
- Système nerveux
1 800 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance allant de modéré à sévère. Elles reçoivent huit injections d'oxaliplatine, une chimiothérapie, sur huit semaines pour développer une douleur neuropathique chronique, évaluée par les tests de von Frey et de la plaque froide. Le porteur indique qu'aucun médicament ne permet de soulager cette douleur et que les souris sont donc tuées à la fin plutôt que traitées. Il teste des molécules vasodilatatrices dont l'effet observé jusqu'ici reste limité aux phases précoces de la maladie.
Objectifs
Les neuropathies périphériques chimiquement induites (NPCI) sont un effet secondaire de nombreux traitements de chimiothérapie. L’oxaliplatine, notamment employée pour traiter les cancers du côlon, engendre des douleurs neuropathiques chez près de 80% des patients. Il n’existe pas de traitement spécifique à ces douleurs, et faisant face à une qualité de vie réduite, les patients n’ont pas d’autre choix que de réduire ou d’arrêter le traitement anti-cancéreux. La chimiothérapie étant administrée par voie intraveineuse, nous émettons l’hypothèse d’une implication des vaisseaux sanguins dans ce processus pathologique. Pour étudier l’impact de la pathologie sur la composante vasculaire, nous avons développé un modèle murin de NPCI aigue. Il nous a permis d’identifier certains mécanismes vasculaires pouvant être impliqués dans la mise en place de la pathologie. Cependant chez l’Homme il existe une forme chronique avec des symptômes plus lourds. Nous souhaitons donc approfondir nos connaissances de la pathologie en développant un modèle murin de NPCI chronique. Nous aurons ainsi une idée plus précise des mécanismes impliqués aux différents stades de la maladie. De plus, nous posons l’hypothèse qu’un flux sanguin modifié pourrait participer aux symptômes des NPCI, au moins dans les premiers stades de la pathologie. Développer un modèle murin chronique nous permettra d’évaluer cette piste thérapeutique à plus long terme. Pour ce faire, nous administrons par voie intraveineuse l’oxaliplatine 1 fois par semaine et différentes molécules vasodilatatrices tous les jours ou tous les deux jours par voie orale sur une période de 8 semaines. Les symptômes neuropathiques sont évalués grâce aux tests comportementaux de Von Frey et de la plaque froide. A la fin des procédures, des études post mortem seront conduites pour évaluer les mécanismes cellulaires et moléculaires impliqués à partir des nerfs sciatiques des animaux.
Bénéfices attendus
Les neuropathies périphériques chimiquement induites sont un problème de santé publique majeur. Pour l’oxaliplatine, traitement majoritairement utilisé pour traiter les cancers du côlon, 80% des patients développeront des symptômes neuropathiques à la suite des cycles de chimiothérapie. Ces patients ont une qualité de vie réduite avec des symptômes douloureux qui peuvent devenir insupportables et conduisent alors à la réduction ou à l’arrêt du traitement anticancéreux. Avec ce projet, nous souhaitons approfondir notre compréhension des mécanismes menant au développement de la pathologie. Nous avons déjà identifié des facteurs pouvant être impliqués dans les stades précoces de la pathologie ; nous étudions notamment l’impact du flux sanguin sur l’apparition des symptômes neuropathiques. Nos données suggèrent que l’administration de molécules vasodilatatrices permet d’atténuer les symptômes neuropathiques dans une phase précoce. Nous souhaitons alors développer un modèle de neuropathie périphérique chronique, afin de déterminer si cette piste thérapeutique peut être envisagée à long terme pour prévenir, soulager ou retarder les symptômes neuropathiques. De plus, l’étude du modèle chronique pourra mettre en évidence des mécanismes cellulaires et moléculaires différents de ceux menant aux symptômes précoces et ainsi mieux définir l’étiologie de cette neuropathie. Le développement d’un tel modèle complètera ainsi notre compréhension des mécanismes pathologiques à différents stades et degrés de sévérité et permettra d’affiner les stratégies thérapeutiques pouvant être proposées chez l’Homme.
Procédures
Les animaux recevront 8 injections intraveineuses d’oxaliplatine ou de glucose pour les animaux du groupe contrôle au cours de 8 semaines. Ils seront éveillés pendant la procédure d’injection, maintenus dans un dispositif de contention laissant libre accès à leur queue, endroit de l’administration. Ces animaux pourront recevoir, tous les jours ou tous les deux jours, par voie orale, des molécules vasodilatatrices dans le but de réduire les symptômes neuropathiques induits par l’oxaliplatine. Leurs symptômes seront régulièrement évalués, deux fois par semaines, lors de tests comportementaux établissant leur sensibilité aux stimuli tactiles et froids. Selon les besoins expérimentaux, les animaux pourront faire l’objet d’une anesthésie profonde et d’une analgésie préalable à la perfusion intracardiaque et l’exsanguination. Certains animaux recevront également une injection intraveineuse de fluorescéine 15 minutes avant la procédure de perfusion intracardiaque.
Impact sur les animaux
Les souris recevant une dose cumulée de 80 mg/kg d’oxaliplatine sur 8 semaines, nous pouvons nous attendre à une petite perte de poids de nos animaux. Les souris traitées à l’oxaliplatine développeront une neuropathie périphérique avec des sensations d’inconfort au niveau des pattes lors des tests comportementaux. Nous étudions cette pathologie car il n’y aucun moyen de traiter les symptômes neuropathiques chez les patients. Les souris ne pourront donc pas être soulagées avec des médicaments qui se sont avérés inefficaces. Leur comportement et douleurs potentielles seront suivis quotidiennement et une euthanasie éthique sera effectuée si un des points limite venait à être franchi.
Devenir
Les animaux seront euthanasiés à l’issue de chacune des procédures car nous prélevons les organes (cerveaux, nerfs sciatiques et peaux de pattes) à l’issue des procédures afin de conduire des études post mortem. De plus, nous ne pouvons pas laisser les animaux en vie en fin de procédure car l’administration d’oxaliplatine entraine une douleur neuropathique qui peut durer dans le temps chez certains animaux. Cette douleur ne pouvant être prise en charge par aucun médicament, nous euthanasions les animaux à la fin de la procédure pour leur éviter des souffrances inutiles.
Remplacement
Ce projet modélise une pathologie humaine, la neuropathie périphérique chimiquement induite à un stade chronique et l’effet d’une potentielle solution thérapeutique. Ce projet nécessite la mesure de différents paramètres comportementaux et physiologiques ; il n’est pas possible de s’affranchir de l’expérimentation animale.
Réduction
Le nombre d’animaux utilisé correspond au minimum nécessaire pour obtenir un résultat scientifique valide. Nous utiliserons des tests statistiques non paramétriques afin d'étudier les différences entre nos différents groupes.
Raffinement
Les animaux sont hébergés en groupe dans un milieu enrichi en coton de nidification et avec un enrichissement de type dôme. Toutes les précautions sont prises afin d’assurer au mieux le bien-être de l’animal en réduisant au minimum leur stress lors des manipulations. Nous avons déterminé des critères d’arrêt précoce pour lesquels les animaux seront pris en charge et sortis des procédures. Pour ce faire, l’état général et le comportement des animaux seront suivis tout au long des procédures. Nous étudions une pathologie, la neuropathie périphérique induite par l’oxaliplatine car aucun traitement actuel ne permet de soulager les douleurs. Il sera donc impossible de soulager pharmaceutiquement un animal présentant ces symptômes. Tout animal présentant des signes de stress ou de douleur sera exclu de la procédure. Les signes à surveiller sont notamment les suivants : • Absence de toilettage • Changements dans la posture et la démarche • Absence d’interactions avec les congénères • Perte de poids supérieure à 25% du poids de l’animal avant le début des expérimentations • Refus de se faire manipuler, agressivité • Réponses anormalement importantes aux tests comportementaux Les animaux seront surveillés et pesés 3 fois par semaine. Si une anomalie venait à être détectée, un suivi quotidien des animaux sera mis en place les jours suivants jusqu’à un retour à un état normal. Si les signes cités ci-dessus ne sont pas atténués dans les deux jours suivant l’exclusion de l’animal, ce dernier sera euthanasié par élongation cervicale. D’après la littérature et notre retour d’expérience, les souris se comportent normalement et il est rare de devoir exclure et euthanasier un animal.
Choix des espèces
Nos données préliminaires concernant le rôle du système vasculaire intra-nerveux dans le développement d’une neuropathie périphérique induite par l’oxaliplatine à un stade aigu ont été obtenues sur un modèle murin de cette pathologie. Ces premiers résultats suggèrent un lien entre la vasoconstriction et les premières étapes de la maladie puisque l’administration de molécules vasodilatatrices semble atténuer les symptômes neuropathiques. Nous souhaitons maintenant étudier la pathologie à plus long terme, pour comprendre les mécanismes impliqués et évaluer l’efficacité de cette piste thérapeutique à un stade chronique. Ces études seront à la fois comportementales mais également cellulaires et moléculaires en post-mortem. Il n’est donc pas possible d’étudier les interactions entre les systèmes vasculaires et nerveux en utilisant des cultures cellulaires. Cette étude doit être réalisée in vivo et requiert le recours à des animaux vivants. La neuropathie périphérique chimiquement induite est un effet secondaire de nombreux traitement anti-cancéreux. C’est donc une pathologie qui touche majoritairement les adultes. Nous travaillons alors chez la souris adulte, âgée entre de 3 et 6 mois.
Effet d’un entraînement intensif sur des paramètres in vivo chez un modèle de rat spontanément obèse.
- Recherche fondamentale
- Système cardiaque
12 rats spontanément obèses vont être utilisés, tous tués à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance sévère. Sept d'entre eux suivent un entraînement intensif sur tapis cinq jours par semaine pendant six semaines, et tous subissent un test d'effort maximal classé sévère, répété jusqu'à trois fois, ainsi que des prélèvements sanguins sous anesthésie. Les organes sont prélevés après la mise à mort. Le porteur affirme ne pouvoir remplacer l'animal par des cellules ou des modèles informatiques, ces méthodes n'apportant selon lui pas de réponse "intégrative".
Objectifs
Notre étude a pour objectif d’évaluer les effets d’un entraînement intensif de haute intensité sur la communication in vitro entre le muscle strié squelettique et le tissu adipeux chez un modèle de rat spontanément obèse.. Ce travail sur un modèle animal pathologique est la suite de notre précédent projet qui a porté sur le rat sain.
Bénéfices attendus
Tous les résultats obtenus permettront de mieux comprendre les mécanismes physiologiques impliqués dans les bénéfices de l’entraînement intensif sur l’organisme au profit de la santé humaine. A court terme, les bénéfices de ce projet portent sur la compréhension des mécanismes in vivo du métabolisme aérobie/anaérobie (test de VO2max et prélèvements sanguins). Nous suivons individuellement chaque animal qui est son propre témoin (suivi longitudinal) en plus de comparer nos deux groupes d’animaux. Ces mécanismes sont aussi explorés sur les tissus prélevés après mise à mort. A moyen terme, la mise en place de co-cultures muscles-adipocytes à partir d’animaux entraînés et obèses, permettra de vérifier la durabilité des effets de l’exercice et d’explorer la communication de ces populations de cellules en dupliquant les mesures sur les cellules uniquement. A plus long terme, ces données sur cellules seront une vraie plus-value sur la compréhension des mécanismes induits par l’entraînement intensif, surtout sur le tissu adipeux car les données bibliographiques sont contradictoires chez les individus obèses.
Procédures
Tous les animaux (n = 12) sont soumis à deux prélèvements sanguins sous anesthésie gazeuse au niveau de la veine latérale caudale aux âges de 7 et 12 semaines. La mesure de leur pression artérielle et la mesure de la microcirculation cutanée se feront à l’aide de méthodes non invasives sous anesthésie gazeuse l’une à la suite de l’autre. La durée de l’anesthésie sera de 45 minutes. Cette analyse sera réalisée deux fois aux âges de 7 et 13 semaines. Ils réalisent tous un test de capacité maximale aérobie (appelé test de VO2max) à l’âge de 8 semaines et seuls les animaux entraînés en intermittent intensif (n=7) referont ce test (à 11 et 14 semaines) pour réajuster l’entraînement à leurs capacités individuelles. Le jour du test, ils ne feront pas leur séance d’entraînement et récupèreront 48 heures avant de reprendre l’entraînement. durée du test entre 5 et 20 minutes en fonction des capacités maximales individuelles de chaque rat. L’entraînement individualisé (n = 7) débute à l’âge de 9 semaines et perdure 6 semaines consécutives à raison de 5 séances/semaine d’une durée de 36 min/jour. Les animaux non entraînés (n = 5) ne courent pas mais sont manipulés quotidiennement de la même façon que les animaux entraînés.
Impact sur les animaux
Les effets indésirables attendus sont : - le stress lié à la manipulation quotidienne des animaux : acte de gravité légère, tous les jours, pendant 8 semaines consécutives. - le stress lié à la contention lors de l’anesthésie gazeuse pour permettre la réalisation des prélèvements sanguins : acte de gravité légère, 2 fois sur l’ensemble du projet aux âges de 7 et 12 semaines, durée estimée de 6 minutes. -le stress lié au test d’évaluation des capacités maximales du rat (VO2 max) : acte de gravité sévère, durée entre 5 et 20 minutes en fonction des capacités maximales des individus. Ce test est réalisé 3 fois dans le projet avec un repos de 2 semaines entre chaque test. - le stress lié à la course journalière sur le tapis de course calorimétrique ou le tapis non calorimétrique : acte de gravité modérée, durée 45 min par jour, 5 fois par semaine, pendant 6 semaines consécutives. - le stress lors de la contention lors de l’anesthésie gazeuse réalisée avant la mesure de microcirculation cutanée et la pression artérielle en non invasif, acte de gravité légère, durée estimée de 6 minutes, 2 fois dans le projet aux âges de 7 et 13 semaines.
Devenir
Nous devons travailler sur des prélèvements d’organes et c’est la raison pour laquelle, à l’issue de notre projet, tous les animaux sont mis à mort.
Remplacement
Notre travail porte sur une étude intégrative et non invasive des effets de l’entraînement physique intensif sur le métabolisme aérobie/anaérobie chez des individus obèses. A l’heure actuelle, les mesures de VO2 max sont réalisées chez l’homme mais nous ne pouvons pas récupérer tous ses organes pour étudier les mécanismes physiologiques à l’issue d’une période d’entraînement. Il n’est pas non plus possible de remplacer le modèle animal actuel par des cellules ou des modèles bio-informatiques car ces méthodes alternatives n’apportent pas de réponses intégratives.
Réduction
Nous avons réduit le nombre d’animaux par groupe au strict minimum pour que les résultats soient statistiquement exploitables par rapport à nos projets précédents. Nous avons aussi prévu un pourcentage d’échec maximal de 28% en lien avec le refus de courir uniquement dans le groupe entraîné, soit 2 rats sur 7 au départ. De plus, après mise à mort des animaux, la mise en place de co-cultures primaires muscle-tissu adipeux duplique les expériences. Cette technique nous permet, dès à présent, de réduire le nombre d’animaux à utiliser par rapport à nos projets précédents qui portent sur la même thématique.
Raffinement
Tout au long de la procédure, les conditions de stabulation sont réalisées dans un souci de bien-être de l’animal et ils sont suivis quotidiennement à l’aide de tables de suivi de soin. Toute la procédure expérimentale est réalisée par des personnes formées et habituées à travailler avec des animaux de laboratoire, surtout sur l’entraînement sur tapis roulant. Avant de démarrer le protocole d’entraînement intensif, les animaux sont habitués sur le tapis roulant à marcher, puis à courir jusqu’à atteindre 30 min de course quotidienne environ, pendant au minimum 4 jours. Cette étape est primordiale : elle permet à l’expérimentateur et à l’animal de créer une confiance qui conditionne la réussite de la tâche à accomplir. Les vitesses sont maintenues sur des durées adaptées à l’aptitude des rats et leur compréhension de l’exercice. Le test de capacité maximale aérobie (VO2 max) est toujours réalisé seul le vendredi (pas de séance d’entraînement ce jour-là) pour que les animaux soient au repos pendant 2 jours avant de reprendre l’entraînement le lundi suivant. A l’issue de chaque séance d’entraînement, les animaux sont récompensés par un petit morceau de pomme. L’insertion de la puce d'identification en sous-cutané, les mesures de pression artérielle et de microcirculation cutanée et les prélèvements sanguins se feront sous anesthésie gazeuse et la ponction cardiaque terminale sous anesthésie générale.
Choix des espèces
Le rat est un animal doué et intelligent qui peut être conditionné à l’activité physique. Les mécanismes physiologiques de l’activité physique sur le modèle de rat spontanément obèse sont très proches de ce qui se déroule chez l’homme obèse. Tous les protocoles démarrent à l’âge de 6 semaines et se terminent à 15 semaines. Nous travaillons sur des animaux jeunes pour qu’ils s’habituent à être manipulés par l’homme sans occasionner de stress ou d’angoisse lors de la course sur tapis roulant.
Les techniques d’embryologie réalisées sur des modèles génétiquement modifiés
- Production de routine
- Recherche appliquée
- Alimentation animale
- Autres troubles humains
- Bien-être animal
- Cancers
- Diagnostic des maladies
- Maladies animales
- Maladies infectieuses
- Toxicologie (hors obligations réglementaires)
- Troubles cardiaques
- Troubles endocriniens
- Troubles gastrointestinaux
- Troubles immunitaires
- Troubles musculosquelettiques
- Troubles nerveux
- Troubles respiratoires
- Troubles sensoriels
- Troubles urogénitaux
- Recherche fondamentale
- Autre recherche fondamentale
- Biologie du développement
- Éthologie / comportement / biologie animale
- Multisystémique
- Oncologie
- Organes sensoriels
- Système cardiaque
- Système endocrinien
- Système gastrointestinal
- Système immunitaire
- Système musculosquelettique
- Système nerveux
- Système respiratoire
- Système urogénital
- Tests réglementaires
- Autres tests de tolérance et d’efficacité
- Contrôles de qualité
- Toxicologie et autres tests de sécurité
Rats : 12000
87 000 rongeurs, 75 000 souris et 12 000 rats, vont être utilisés dans des procédures impliquant des niveaux de souffrance léger à sévère, une partie tuée en fin de procédure et les femelles réimplantées avec succès transférées en élevage. Ils subissent vasectomies, réimplantations d'embryons et chirurgies sous anesthésie, avec prélèvements sanguins et injections, pour créer, congeler et régénérer des lignées génétiquement modifiées destinées à la communauté scientifique. Le porteur présente la cryoconservation et la fécondation in vitro comme des avancées réduisant le nombre d'individus utilisés. Il affirme que seul le recours à des "organismes entiers" vivants permet d'étudier les conséquences d'une modification génétique.
Objectifs
L’objectif du projet est de permettre la création, la cryoconservation et la redérivation de lignées de rongeurs génétiquement modifiés pour le compte de la communauté scientifique. Les animaux génétiquement modifiés sont utilisés comme modèle expérimental pour la recherche ou pour le développement de médicaments. À la vue du nombre croissant de modèles génétiquement modifiés, la cryoconservation de ceux-ci est devenue indispensable pour réduire le nombre d’animaux vivants utilisés pour une conservation du modèle génétique et sécuriser les lignées des éventuelles dérives génétiques, contaminations, catastrophe naturelle …
Bénéfices attendus
La création de lignées par réimplantation d’embryons permet l’obtention de modèles génétiquement modifiés ciblant un ou des gênes d’intérêt, modèle capital dans la compréhension des mécanismes physiologiques et physiopathologies des maladies, des médicaments et autres domaines de recherche. La cryoconservation des modèles génétiquement modifiés est devenue indispensable pour réduire le nombre d’animaux utilisés pour une conservation du modèle génétique et sécuriser les lignées des éventuelles dérives génétiques, contaminations, catastrophe naturelle… La redérivation de lignées génétiquement modifiées par réimplantation d’embryons permettra aux chercheurs d’avoir des animaux dont le statut sanitaire sera maitrisé et évitera ainsi tout éventuel impact du statut sanitaire sur l’expression du phénotype. Les résultats des essais réalisés sur cette lignée redérivée seront alors plus précis et limiteront donc le nombre d’animaux utilisés. La stimulation des femelles par traitement hormonal permet de synchroniser les individus et augmenter le nombre d’ovocytes collectés par femelle. Cette approche présente une avancée éthique considérable.
Procédures
Tous les animaux utilisés dans le cadre de vasectomie ou de réimplantation d’embryons seront soumis à une procédure chirurgicale unique d’une durée de 20 minutes à 1 heure sous anesthésie générale. Selon les besoins du projet, les animaux pourront être soumis à des prélèvements sanguins (maximum 4 prélèvements sanguins par jour). Selon le besoin des projets, les animaux pourront être soumis à des injections intrapéritonales. Les actes de prélèvements et d’injection ont une durée d’une dizaine de secondes à une minute. Selon les besoins du projet, les animaux hébergés soumis aux nuisances énoncées pourront être de phénotype dommageable.
Impact sur les animaux
Douleur, stress et perte de poids dûs aux contentions,aux injections de stimulations (72h max) et aux transferts entre les différentes zones. Douleur, stress et perte de poids dûs aux procédures chirurgicales et à la récupération post-opératoire (12h max).
Devenir
Les animaux sont transférés en zone d’élevage interne pour les femelles réimplantées avec succès. Tous les autres animaux sont mis à morts en fin de procédure expérimentale ou dans le cas d’atteinte d’un point limite.
Remplacement
Aucune méthode alternative ne peut remplacer ce projet qui vise à fournir aux scientifiques les animaux qui leur permettront d’étudier dans des organismes entiers et vivants toutes les conséquences d’une altération génétique définie et/ou l’intérêt de molécules thérapeutiques pour lutter contre ces conséquences. L’intérêt de disposer d’organismes vivants et entiers est de pouvoir observer ceci dans l’ensemble des organes, tissus et fonctions physiologiques.
Réduction
Basé sur nos données historiques, nous évaluons le nombre d’animaux requis pour répondre aux besoins des scientifiques. La technique de production d’embryons par Fécondation In Vitro pour les souris présente une avancée éthique considérable pour la réduction du nombre d’individus utilisés comparée à une technique d’accouplement naturel. La cryoconservation du potentiel génétique permet de réduire le nombre d’animaux requis pour la conservation ou la redérivation d’une lignée. La réduction du nombre d’animaux utilisés dans ce projet repose sur : l'expertise de l’équipe embryologie et sa maitrise des procédures, les conditions expérimentales, le suivi des données techniques, l’observation de l’état clinique de l’animal afin d’adapter les traitements post-opératoires et de diminuer la mortalité éventuelle.
Raffinement
Le contrôle de la douleur est réalisé lors des procédures chirurgicales par une administration d’analgésique avant et après la chirurgie ainsi qu’en cas de besoin. L’utilisation complémentaire d’anesthésique local peut être effectuée, si nécessaire. Une injection systématique sous-cutanée de sérum physiologique de réhydratation est pratiquée après la chirurgie pour tous les animaux. La technique chirurgicale est régulièrement raffinée (dilacération plan musculaire vs incision …) afin de minimiser les nuisances liées à l’acte. Une observation quotidienne de l’état clinique général des animaux est réalisée tout au long de la procédure. Ces observations sont facilitées par l’utilisation d’outils internes de suivi de type grille de score. En cas de détection d’un point limite, l’animal est immédiatement mis à mort.
Choix des espèces
Le choix de l’espèce et de la souche est très généralement effectué par le scientifique. Le rat et la souris sont des animaux couramment utilisés dans ce type de projet. Ce sont des mammifères dont l’anatomie et la physiologie sont proches de l’homme, la disponibilité de données historiques chez ces espèces permet d’obtenir des informations fiables et pertinentes Pour la stimulation hormonale, sont concernés que les animaux de 3 semaines minimum, dont la taille et le poids sont compatibles avec l’injection d’hormones, selon les recommandations éthiques en vigueur. Pour la vasectomie, sont concernés des animaux de 3 à 10 semaines. Pour la réimplantation d’embryons, sont concernés des animaux de 7 à 14 semaines
Effet d’une stimulation non invasive sur l’insuffisance cardiaque
- Recherche fondamentale
- Système cardiaque
180 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger. Porteuses d'une insuffisance cardiaque induite par délétion d'un gène, elles reçoivent des injections de tamoxifène, sont maintenues chaque jour dans un tube de contention pour une stimulation électromagnétique pendant trois à quatre semaines, puis subissent une échocardiographie sous anesthésie avant la mise à mort pour prélever le cœur. Le porteur indique un stress lié à la contention, atténué par une habituation préalable. Il présente cette stimulation non invasive comme une piste transposable à l'humain et affirme qu'aucun modèle cellulaire ne reproduit la régulation cardiaque intégrée.
Objectifs
L’insuffisance cardiaque est une pathologie sévère caractérisée par une incapacité du cœur à assurer sa fonction de pompe et à irriguer correctement les organes périphériques. Ainsi, une modification des propriétés contractiles et une altération de l'architecture cellulaire du muscle cardiaque conduisent à des phénomènes de remodelage cardiaque (hypertrophie/dilatation) aboutissant dans un deuxième temps à l'insuffisance cardiaque. Bien que la transplantation cardiaque demeure le seul traitement radical, la pénurie de donneurs et les complications d’une lourde immunosuppression en limitent nécessairement les indications. L’assistance ventriculaire mécanique reste principalement une solution temporaire dans l’attente d’une transplantation et la resynchronisation bi-ventriculaire ne s’adresse qu’à une catégorie ciblée de patients. Il y a donc un besoin réel d’options thérapeutiques nouvelles et c’est dans ce cadre que s'inscrit notre projet de stimulation électromagnétique répétée de basse intensité (LI-rMS) avec pour objectif premier d’améliorer la fonction cardiaque chroniquement défaillante. Ses principes reposent sur l’induction de manière non invasive et de manière focale des courants électriques dans des régions endommagées, et ceci en fonction de la fréquence et de la durée de la stimulation.
Bénéfices attendus
Ce projet permettra de mettre en place et valider l'effet potentiellement bénéfique de la stimulation électromagnétique répétée de basse intensité (LI-rMS) avec pour objectif premier d’améliorer la fonction cardiaque chroniquement défaillante. A plus long terme nous pensons que cette stratégie serait transposable chez l'Homme.
Procédures
Les interventions sur les animaux seront: 1) 3 injections de tamoxifène (1 injection par jour) la durée de l'intervention est de 15 secondes par souris. 2 ) Stimulation éléctromagnétique (la durée de la stimulation est de 10 minutes quotidienne, pendant 21 ou 28 jours successives selon les groupes de souris avec une fréquence de 20Hz ou 40Hz. 3) Echocardiographie réalisé en dernière étape de la procédure sous anethésie (durée environ 30 minutes, 5 mesures).
Impact sur les animaux
Les effets indésirables consistent en une réduction de la fonction cardiaque chez les souris suite à la délétion du gène étudié. La contention pour l'injection de tamoxifène et l'utilisation d'un tube à contention pour la stimulation éléctromagnétique pourrait générer du stress à l'animal, cependant le même expérimentateur sera chargé de l'acte et les souris seront préalablement habituées à la personne et le tube de contention.
Devenir
L'ensemble des animaux (n=180) sera euthanasié suite à cette procédure après la dernière étape d'echocardiographie, le tissu cardiaque sera prélevé pour des analyses morphologiques et moléculaires et ceci afin d'évaluer les effets potentiellement bénéfiques de la LI-rMS sur le coeur au niveau morphologique et moléculaire.
Remplacement
Seules des études sur les animaux permettent de savoir si l’inactivation ou la surexpression d’un gène ont un impact sur le remodelage et la fonction cardiaque. Il n’existe pas à l’heure actuelle de modèle cellulaire in vitro qui puisse reproduire de manière intégrée la régulation physiologique et métabolique des paramètres cardiaques.
Réduction
L’utilisation du même matériel biologique pour 3 types d’analyse (morphologie, ARN et protéine) permet de diviser par trois le nombre de souris nécessaire. Le principe de réduction est appliqué par le calcul de puissance statistique de nos test basés sur des expériences de même type dans d’autres modèles de souris qui nous permettent de réduire à 15 souris par groupe, le nombre de souris utilisées. Ce projet nécessitera l’utilisation de 90 souris de la lignée SRF ainsi qu'un nombre équivalent en souris contrôle. Ainsi 180 souris sont prévues pour l'ensemble du projet.
Raffinement
Les souris seront maintenues en cages (5/cages) et suivies par un personnel compétent et le milieu sera enrichi avec des nids et des maisons en carton.La stimulation la stimulation électromagnétique de basse intensité (LI-rMS) sera précédée par une étape d'adaptation et d'habituation des souris au tube de contention afin de minimiser les phénomènes de stress. L’évolution du phénotype des souris sera surveillée par des personnes compétentes selon une grille de suivi qui sera mise en place. L'administration d’analgésique sera envisagée en cas de besoin. Enfin, la définition du point limite est clairement établie à partir d’un seuil d’insuffisance cardiaque observé qui déclenchera l’arrêt de l’expérience et l’euthanasie
Choix des espèces
La souris a été sélectionnée pour la possibilité de générer par recombinaison homologue ou transgénèse des modèles d’invalidation ou surexpression du gène. Les animaux utilisés auront entre 2 et 4mois d'âge (considéré comme l'âge où le coeur a fini sa croissance et represente les caractéristiques d'un coeur adulte) au début de la procédure. Les souris seront maintenues en cages (5/cages) et le milieu sera enrichi avec des nids et des maisons en carton.
Formation opérateurs pour évaluation cardiovasculaire sur échographe petit animal Vevo 3100
- Formation professionnelle
- Recherche fondamentale
- Système cardiaque
Rats : 50
100 souris et rats vont être utilisés dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger, puis proposés à d'autres protocoles ou tués faute de réutilisation. Ils sont anesthésiés au gaz pour subir jusqu'à dix échographies chacun, non pour la recherche mais pour entraîner les opérateurs d'une plateforme à manipuler un nouvel échographe. Le porteur indique qu'aucune douleur n'est attendue, les examens ayant lieu sous anesthésie. Il affirme que ni simulateur ni modèle ne reproduit l'anatomie du petit animal et compte constituer une base d'images de référence pour de futurs protocoles.
Objectifs
L’échographie est une technique non invasive de choix afin de mesurer les dimensions d’organes ou de flux circulatoires sans sacrifier l’animal et ainsi de mesurer l’évolution d’une pathologie au cours du temps. L’acquisition récente du système Vevo 3100 de VisualSonics avec ses sondes hautes fréquences dédiées au rat et à la souris va permettre l’acquisition d’images de haute qualité permettant la visualisation des structures cardiaques et vasculaires en mode B (images anatomiques bidimensionnelles). Les volumes du cœur pendant sa contraction (diastole / systole) et de son ventricule gauche peuvent être calculés à partir d’algorithmes utilisant des repères reportés sur les images de l’organe acquises en mode TM (temps mouvement). Le mode TM et le mode Doppler Couleur temps réel peuvent aussi être utilisés pour mesurer diverses constantes qui évaluent le bon fonctionnement du myocarde. Il est enfin possible d’explorer les gros vaisseaux pour notamment caractériser les défauts au niveau de l’aorte (anévrisme, plaque d’athérome), mais aussi de la crosse aortique et de la carotide. Le but du projet est de former du personnel et des étudiants en vue de pouvoir acquérir des images en échographie correctes, ceci de façon à pouvoir évaluer les paramètres cardiovasculaires, cités ci-dessus, qui nous intéressent dans la routine du laboratoire et de pouvoir prospecter ensuite de nouveaux paramètres innovants. Une formation adaptée permettra d’obtenir des opérateurs fiables qui seront directement opérationnels sur les projets qui seront déposés par la suite nécessitant l’utilisation de l’échographe. L’entrainement des opérateurs se fera sur des souris ou des rats ne présentant pas de pathologies et permettra d’aboutir à une expertise dans le maniement de l’échographe, mais aussi, d’avoir une base de données sur animaux sains qui pourra servir à des fins d’apprentissage. Mais surtout, l’opérateur sera en capacité de mieux identifier les défauts d’animaux pathologiques et ce faisant de permettre une éventuelle réduction du nombre d’animaux dans les projets de recherche à venir.
Bénéfices attendus
Ce projet vise à améliorer les compétences quant à l’utilisation de l’échographe petit animal Vevo 3100 présent sur la plateforme d'animalerie. Les données récoltées lors de ces entraînements permettront de réaliser une base de données d’animaux sains pour faciliter les comparaisons dans de futurs protocoles. La maîtrise des gestes facilitera les prochaines expérimentations et améliorera la fiabilité des résultats.
Procédures
Pour réaliser l’acquisition d’images par échographie, les animaux seront endormis par anesthésie gazeuse. Les rats ou souris effectueront jusqu’à 10 échographies par animal. Ces échographies seront espacées au minimum à une semaine d’intervalle. La durée d'une échographie n'excédera pas 2h. Aucun geste invasif ne sera réalisé.
Impact sur les animaux
L’échographie se faisant sous anesthésie gazeuse, aucune douleur n’est attendue. Afin d’éviter une contention physique, les animaux seront soumis à une anesthésie gazeuse avant d’être positionnés sur la plateforme d’échographie et ainsi d’éviter tout stress et de générer les meilleures acquisitions vidéos possibles.
Devenir
A la fin de la formation, les animaux seront proposés aux autres utilisateurs de la plateforme. Ils pourront être proposés pour des TP ou des prélèvements d'organes. A défaut d'une utlisation secondaire, ils seront euthanasiés.
Remplacement
Le modèle animal ne peut être substitué par un autre modèle à l’heure actuelle. En effet, lors de l’exploration échographique d’un petit animal (souris / rats), les structures anatomiques, la topologie des organes internes ainsi que leur fonctionnement ne peut-être reproduit ou simulé. Au cours du projet, nous allons acquérir une méthodologie, des paramètres d’acquisition et de nombreuses images et vidéos qui pourront servir de référence dans le cadre de l’apprentissage de nouveaux opérateurs.
Réduction
Nous indiquons l’utilisation d’un certain nombre d’animaux pour réaliser ce projet. Malgré tout, ce nombre est un nombre maximum et le nombre sera certainement moindre à la fin du projet selon le nombre d’opérateurs formés. Le nombre nécessaire et suffisant ne peut pas être précisément calculé pour le moment puisqu’il dépendra fortement des projets mis en place, des étudiants à former dans les 5 années à suivre et du nombre de sessions nécessaires afin de former efficacement un opérateur. Nous n’avons pas encore le recul nécessaire afin d’établir une rêgle de calcul précise. Nous proposons d’utiliser au maximum 50 souris et 50 rats au cours de ces 5 ans. Ce nombre ne sera pas bloquant en cas de fortes demande de formation d’opérateurs et le nombre de souris utilisées réellement sera certainement moindre. Nous proposons d’utiliser essentiellement les animaux surnuméraires issus de nos élevages ou une utilisation d’animaux non impliqués dans d'autres protocoles. L’achat d’animaux chez un fournisseur sera la dernière option envisagée.
Raffinement
Tous les animaux inclus dans ce projet sont hébergés en groupe dans un environnement avec un enrichissement optimal (tube, dôme, roue, frisettes, bâtons à ronger éventuellement, etc…) afin d’éviter angoisse ou stress. Afin d’éviter une contention physique, les animaux seront soumis à une anesthésie gazeuse avant d’être positionnés sur la plateforme d’échographie et ainsi d’éviter tout stress et de générer les meilleures acquisitions vidéos possibles. Les constantes (température, rythmes cardiaque et respiratoire,…) de l’animal seront surveillées au cours de l’acquisition et adaptées au besoin. L’animal sera placé sur plaque chauffante dès sa perte de conscience pour limiter la déperdition de chaleur dûe à l’anesthésie. Un gel oculaire sera appliqué pour limiter l’inconfort de l’animal. Cette anesthésie gazeuse pourra être répétée jusqu’à 10 fois par animal. Les anesthésies seront espacées d’une semaine minimum pour permettre à l’animal de récupérer.
Choix des espèces
L’animalerie locale permet l’hébergement de souris et de rats. Les espèces ne seront utilisées qu’en fonction des besoins de recherche des équipes utilisatrices de la plateforme. L’âge des individus n’a pas d’importance dans ce projet, le but est d’apprendre à repérer les organes / structures d’intérêt de façon fiable et répétée. Nous utiliserons des animaux adultes et mâtures sexuellement qui ne seront pas utilisés pour la reproduction, ne seront pas inclus dans une étude ou en seront sortis après utilisation.
Evaluation de la susceptibilité à la fibrillation atriale dans un modèle de rongeur de vieillissement cardiaque accéléré
- Recherche fondamentale
- Système cardiaque
195 rats vont être utilisés, tous tués à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger. Ils reçoivent des injections quotidiennes pendant huit semaines pour induire un vieillissement cardiaque accéléré, un médicament ou un placebo par gavage, un suivi par IRM, puis une étude électrophysiologique de deux heures sous anesthésie sans réveil avant le prélèvement des organes. Le porteur indique un stress lié aux injections sur animal vigile et au gavage, et n'attend pas d'effet indésirable des médicaments. Il affirme que l'étude du remodelage lié à la sénescence exige l'"organisme entier" et écarte le remplacement, présentant comme "nécessaire" d'investiguer un vieillissement de la population.
Objectifs
L’âge reste le premier facteur de risque de la fibrillation atriale. Cette maladie cardiaque est due au trouble du rythme cardiaque et peut engendrer des palpitations, douleurs à la poitrine, essoufflement, fatigue... ainsi que le décès de la personne. L’incidence augmente dans la population de plus de 70 ans (17/1000) et cela est particulièrement frappant sachant que l’incidence chez les personnes de moins de 50 ans est estimée à 0.9/1000. En considérant le taux de vieillissement prévu de la population (le nombre de personnes de plus de 65 ans doublera d’ici à 2040), il est nécessaire d’investiguer les causes reliant le processus complexe du vieillissement à la vulnérabilité à développer la fibrillation atriale, afin de développer la prévention et/ou d’améliorer les thérapies existantes. Actuellement, les facteurs qui déterminent la corrélation entre le vieillissement cardiaque et la susceptibilité à développer la fibrillation atriale ne sont pas bien connus. Dans ce projet nous souhaitons mettre en place un modèle de vieillissement chez le rongeur (rat) déjà validé par la communauté scientifique afin de pouvoir étudier les facteurs liés vieillissement influençant l’installation de la fibrillation atriale. Le projet vise à décrire la différence entre un groupe d’animaux possédant un vieillissement accéléré et des groupes contrôles, 195 rats maximum seraient inclus dans le projet pour répondre aux objectifs de recherche . Le point de comparaison sera la sensibilité des animaux à développer de la fibrillation atriale par stimulation cardiaque. L’objectif sera d’essayer de corréler la susceptibilité à la fibrillation atriale avec les modifications tissulaires afin de faire émerger de nouveaux mécanismes qui pourront être testés ultérieurement dans le cadre du développement de nouvelles orientations thérapeutiques pour la prise en charge et le traitement de la fibrillation atriale chez l'Homme.
Bénéfices attendus
Le modèle de rat avec vieillissement accéléré permettra d’évaluer le lien direct entre l’installation de la sénescence, qui est un processus physiologique qui entraîne une lente dégradation des fonctions de la cellule à l'origine du vieillissement des organismes, qui fait partie des processus du vieillissement, et la sensibilité aux arythmies atriales, notamment la fibrillation atriale. L’induction de la sénescence chez de jeunes animaux permettra de corréler directement ce processus aux arythmies atriales en comparaison avec des animaux âgés. L’utilisation de médicaments qui agissent en tuant les cellules sénescentes (dégradées), permettra d’évaluer les bénéfices potentiels de ces médicaments pour prévenir ou traiter la fibrillation atriale.
Procédures
Les rats auront des injections journalières de dix secondes maximales sur une période de huit semaines. Ensuite, les animaux auront une administration journalière de médicament ou de placebo par voie orale pendant cinq jours. Le suivi des animaux se fera par imagerie non invasive (IRM - Imagerie par résonance magnétique). En fin de projet, ces derniers subiront une étude électrophysiologique pour une durée de deux heures sous anesthésie générale et couverture analgésique adaptée.
Impact sur les animaux
Les nuisances attendues sur les animaux sont liés aux actes réalisés, notamment lors des injections quotidiennes, celles-ci seront effectuées sur les animaux vigiles ce qui peut induire un stress lors de la manipulation ainsi qu'une faible douleur au site de l'injection. La prise par voie orale pendant 5 jours se fera par gavage, ce geste engendrera également un stress le temps de la manipulation. Les médicaments utilisés ne devraient pas avoir d'effets indésirables sur les animaux. La procédure d’imagerie, ainsi que la procédure de stimulation cardiaque, n'engendreront pas d'effets indésirables, les animaux étant sous anesthésie générale et couverture analgésique adaptée, et la dernière expérimentation étant sans réveil de l'animal.
Devenir
Tous les animaux seront mis à mort sous anesthésie et couverture analgésique adaptée, pour permettre le prélèvement des organes afin de caractériser les marqueurs de senescence ainsi que les changements structurels et métaboliques des tissus et des cellules.
Remplacement
Le remplacement des animaux est impossible pour ce type d’étude car l’hypothèse nécessite de pouvoir étudier les réponses physiologiques et le remodelage induit par la senescence et le vieillissement précoce sur l’organisme entier. Cependant, les résultats des études ex vivo permettront la mise en évidence des mécanismes impliqués dans la vulnérabilité des tissus sénescents à la fibrillation auriculaire. Cela nous permettra de dessiner de nouvelles études in vitro sur des cellules de patients avec ou sans FA et/ou sur des lignées cellulaires cardiaques.
Réduction
Le nombre d’animaux utilisé dans ce projet est calculé sur la base du test statistique de contingence concernant l’objectif primaire (quantifier et comparer la susceptibilité à la fibrillation atriale entre les groupes). Nous recalculerons régulièrement la taille des échantillons nécessaire permettant de discerner les différences statistiques avec l’intervalle de confiance souhaité, et éventuellement réduire le nombre d’animaux utilisé dans le projet. L’utilisation des tissus explantés pour la réalisation de multiples analyses enrichira le contenu d’information scientifique disponible pour chaque animal.
Raffinement
Les animaux seront hébergés dans les conditions adaptées en groupes sociaux, disposeront de l'espace nécessaire et de stimulation avec la mise à disposition d'un enrichissement environnemental régulièrement changé. Les animaux seront suivis quotidiennement par le personnel de l'animalerie, formé et soucieux du bien-être des animaux. Lors de l'opération, les animax seront sous anesthésie générale avec une couverture analgésique adaptée et une surveillance constante des paramêtres vitaux.
Choix des espèces
Le modèle de vieillissement accéléré chez le rat induit est décrit dans la littérature scientifique. Le modèle de rat permet une évaluation fiable de la vulnérabilité de la fibrillation atriale secondairement à la stimulation cardiaque. Des rats adultes seront inclus au projet afin d’avoir des animaux dont la croissance est achevée. Plusieurs stades de vieillisement seront étudiés : 10 semaines (jeune adultes), 19 semaines (adultes), 18/24 mois (âgés), permettant ainsi de comparer les différents groupes et l'impact du vieillissement sur l'apparition de la fibrillation atriale.
Etude de la formation des plaquettes sanguines : Passage des mégacaryocytes dans la circulation sanguine de la moelle osseuse murine
- Recherche fondamentale
- Autre recherche fondamentale
- Oncologie
- Système cardiaque
270 souris vont être utilisées, toutes tuées avant leur réveil, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Elles subissent des prélèvements à la queue et des injections rétro-orbitaires sous anesthésie générale, pour observer comment les mégacaryocytes de la moelle osseuse libèrent les plaquettes sanguines. Le porteur mentionne des risques d'inflammation, d'infection et d'hypothermie, et prévoit de surveiller l'automutilation au niveau de la queue. Il affirme que ce passage des cellules dans la circulation ne peut être étudié qu'in vivo, les retombées cliniques éventuelles restant renvoyées au long terme.
Objectifs
Les plaquettes sanguines jouent un rôle vital dans l’arrêt des saignements. Elles sont produites dans la moelle osseuse à partir des mégacaryocytes, des cellules remarquables par leurs grandes tailles et leur noyau multilobé. Chaque mégacaryocyte libère plusieurs milliers de plaquettes dans la circulation sanguine. A ce jour, la manière dont les mégacaryocytes interagissent avec les microvaisseaux médullaires, les traversent et libèrent les plaquettes dans le sang est incomprise. Dans ce projet, nous allons aborder les questions suivantes : 1) Comment les mégacaryocytes interagissent-ils physiquement avec les microvaisseaux, 2) Quelles sont les mécanismes moléculaires de ces interactions ? Pour cela nous utiliserons des modèles de souris et des traitements pharmacologies connus pour cibler les mécanismes d’intérêt qui seront analysés par une combinaison d’approches d’imageries. La réalisation de ce travail permettra de faire progresser nos connaissances sur la formation des plaquettes en vue d’améliorer la production des plaquettes in vitro à partir des cellules souches
Bénéfices attendus
Ce projet aura pour but de mieux comprendre comment se forme les plaquettes, ainsi que le rôle joué par le microenvironnement médullaire, en particulier les protéines de la matrice extracellulaires et les macrophages dans ce procédé. Il permettra d’explorer différentes approches afin de trouver un traitement pour restaurer efficacement la numération plaquettaire observée dans des souris déficientes et à plus long terme chez les patients
Procédures
Tous les gestes invasifs (prélèvements à la queue, injections) sont effectués sous anesthésie générale. La durée de l'anesthésie est au maximum de 7 minutes pendant les opérations de prélèvements - injections par animal. Les différents animaux transgéniques (81) et traités (189) seront tous soumis à deux prélèvements à la queue un au début du traitement et l'autre en fin d'expérimentation. Les souris traitées seront par ailleurs injectées en rétro orbitaire une fois ou deux selon le produit à injecter, toujours sous anésthésie générale.
Impact sur les animaux
Les différentes molécules envisagées : GM6001, le romiplostim et les liposomes, ne devraient pas engendrer de dommage ou douleur majeurs aux souris. Cependant les risques habituellement liés à l'intervention demeurent : risque d'inflammation et d'infection aux zones d'injection et de prélèvement, hypothérmie due à l'anesthésie. En particulier, nous prévoyons la surveillance d’automutilation au niveau de la queue.
Devenir
Toutes les souris sont mises à mort pour prélèvement avant leur réveil à la fin du protocole expérimental.
Remplacement
Les mécanismes conduisant au passage des MKs dans la circulation sanguine ne peuvent pas être étudiés chez l’homme. Des animaux sont nécessaires afin de pouvoir prélever les tibias et les fémurs contenant la moelle osseuse pour étudier les processus menant à la formation des plaquettes sanguines. Ces processus mettent en œuvre simultanément des interactions entre MK, les vaisseaux et la circulation sanguine. Ces évènements sont intégrés et, vue l’imprévisibilité de l’évènement et sa rareté, ne peuvent être étudiés qu’in vivo dans des conditions ou la mégacaryopoièse est stimulée. Enfin, nous disposons de lignées de souris transgéniques thrombocytémiques (Souris Yall) qui contiennent 2 fois plus de MKs dans la moelle osseuse qui nous permettrons de cibler plus facilement des évènements intérêt qui sont rares dans une souris contrôle.
Réduction
Le nombre d’animaux utilisé est réduit au minimum afin d’obtenir des données statistiquement fiables et robustes.
Raffinement
Les expériences seront raffinées afin de limiter l’angoisse, l’inconfort, le stress et la douleur associés aux procédures expérimentales. Les moyens de raffinement des expérimentations sont les suivants : Pendant l’hébergement, un environnement calme et non stressant est privilégié avec un minimum de manipulation. Les expériences ont toujours lieu sur des souris profondément anesthésiées, maintenues au chaud tout au long de l’expérience pour éviter une hypothermie due à l’anesthésie, les yeux protégés par du gel hydratant oculaire.
Choix des espèces
La souris est largement utilisée pour étudier et modéliser la biologie et la physiologie humaine. De nombreux outils ont été développés pour suivre chez cet animal la production des plaquettes sanguines à partir de leur précurseurs MKs (ex : anticorps, souris génétiquement modifiées pour augmenter la production plaquettaire). La connaissance de la souris et l’existence de modèles transgéniques adaptés à cette problématique conduisent à choisir cet animal pour l’étude . Ce projet ne requière pas un stade de développement spécifique de l'animal. Les animaux sont utilisés au stade adulte, pubère âgé de 8 à 12 semaines