Système nerveux

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Souris : 1200
Souffrances
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Devenir
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1 200 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Génétiquement modifiées pour porter une mutation liée à l'autisme, elles sont génotypées, une partie des femelles gestantes tuée pour prélever les embryons et d'autres perfusées sous anesthésie terminale, pour caractériser l'effet de cette mutation sur le développement du cerveau. Le porteur signale que la lignée présente un "phénotype dommageable", avec une mort subite entre quatre et six mois sans signe annonciateur, un poids réduit et un cœur plus petit. Il affirme que seule une étude in vivo permet d'identifier l'effet de la mutation et qu'aucun autre modèle ne reproduit la maladie.

Objectifs

La mise en place des connections entre les neurones (synapses) sont des évènements critiques pour le développement et la fonction du cerveau. Nous travaillons sur un gène qui est essentiel pour le développement du système nerveux et la mise en place des synapses. Ce gène est un nouveau gène à risque pour l’autisme et la déficience intellectuelle. En effet, les patients ayant une mutation dans ce gène présentent une déficience intellectuelle ainsi que des troubles du spectre autistique. Pour mieux comprendre l’impact de cette mutation sur le fonctionnement cérébral, seule une étude in vivo permettra d’identifier comment elle perturbe le développement normal du cerveau. Dans ce but, nous avons créé un modèle de souris génétiquement modifiée porteur de cette mutation. Nous allons caractériser cette souris d’un point de vue morphologique et comportemental. De telles connaissances seront essentielles pour mieux comprendre les étapes du développement neuronal perturbés par la mutation, qui pourraient expliquer l’autisme et la déficience intellectuelle des patients. Cela permettra d’améliorer la prise en charge médicale des patients et d’identifier des cibles thérapeutiques pour cette pathologie pour laquelle il n’existe aucun traitement. Le but du projet est de comprendre si les problèmes de comportement et d’apprentissage observés chez les patients sont dus à l’impact de la mutation sur le développement neuronal embryonnaire qui aboutirait à des connections neuronales non fonctionnelles. Ce projet se déroulera dans deux Etablissements utilisateurs.

Bénéfices attendus

La souris permet l’utilisation d’approches génétiques pour reproduire les mutations trouvées chez l’homme. Le modèle transgénique que nous venons de développer n’existe pas et représente un outil très important pour pouvoir mimer la pathologie humaine de l’autisme. C’est le premier modèle de cette pathologie particulière. Grâce à ce projet, nous allons pouvoir déterminer quel est l’impact de la mutation identifiée chez les patients sur le développment neuronal embryonnaire et chez l’adulte. Personne ne connait les étapes du développement du système nerveux affectées par cette mutation. Une meilleure compréhension de l’effet de cette mutation aura un réel impact pour une meilleure prise en charge des patients et sur la recherche de cibles thérapeutiques.

Procédures

Les animaux en élevage seront soumis uniquement à un tatouage pour identification et une biopsie pour génotypage. Une observation approfondie de leur bien-être sera réalisée. Types d'interventions auxquels seront soumis certains animaux: i) isolement temporaire des mâles (maximum 3 semaines). Leur environnement sera enrichi (coton, cabane) pour diminuer leur inconfort; ii) prélèvements d'embryons avec mise à mort de la femelle gestante. Cela concerne 210 femelles; iii) perfusion sanguine réalisée sous anesthésie terminale. Cela concerne 84 animaux.

Impact sur les animaux

Cette lignée nouvellement créée présente un phénotype dommageable. En effet, nous avons observé une mort subite chez ces animaux, dont nous ne connaissons pas la cause. Cette mort subite intervient entre 4-6 mois d'âge, mais les animaux ne présentent aucun signe avant-coureur permettant de prédire leur décès. On peut noter que les souris ont un poids inférieur à la normale, ainsi qu'un coeur plus petit. Pour les gestations datées, les mâles seront isolés de façon temporaire (maximum 3 semaines).

Devenir

A l'issue de la procédure 1, les animaux seront transférés sur les sites d'expérimentation. A l'issue des procédures 2 et 3, les animaux seront euthanasiés, car nous prélèverons des organes afin de réaliser des analyses immunohistochimiques.

Remplacement

Le modèle animal ne peut pas être remplacé, car seule une étude in vivo permet d’identifier l’effet de la mutation identifiée chez les patients sur le développement neuronal et le fonctionnement cérébral. De plus, il n’existe pas d’autre modèle animal qui puisse mimer la maladie.

Réduction

Pour nos expérimentations, nous avons prévu d’utiliser au maximum 1200 souris sur une période de 5 ans, ce qui représente le nombre nécessaire d’animaux pour garder une puissance statistique dans le traitement de nos résultats. Seules les expériences considérées comme absolument indispensables seront réalisées. Nous utiliserons des mâles et des femelles dans nos procédures expérimentales, afin de réduire au maximum le nombre d'animaux produits et non-utilisés.

Raffinement

Les souris seront hébergées selon la règlementation obligatoire. Pour réduire la douleur et soulager l’inconfort des animaux, ils seront observés quotidiennement , ce qui permettra d’intervenir immédiatement et de manière appropriée si des signes de souffrance sont détectés. Enfin, tous les gestes techniques seront réalisés par un personnel formé. Les animaux que nous allons perfuser recevront d'abord une anesthésie générale.

Choix des espèces

Seuls les modèles murins génétiquement modifiés permettent de cibler l’effet de la mutation identifiée chez les patients sur le développement neuronal et le fonctionnement cérébral. Il n’existe pas d’autre modèle animal qui puisse mimer la maladie. Nous étudierons ce modèle du stade embryonnaire tardif jusq'à l'adulte

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Rats : 180
Souffrances
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180 rats mâles vont être utilisés, tous tués à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Chaque animal subit des injections intracérébrales sous anesthésie, douze autres injections, une contention de trente minutes destinée à provoquer un stress avec prélèvements sanguins répétés, et un test de mémoire spatiale en piscine, pour étudier le rôle de nouveaux neurones dans la mémoire au cours du vieillissement. Le porteur reconnaît que la chirurgie peut entraîner douleur, perte de poids ou infection de la plaie. Il affirme qu'une approche intégrée impose l'animal vivant et écarte tout modèle in vitro ou in silico.

Objectifs

Il est maintenant bien établi qu’il existe une formation de nouveaux neurones tout au long de la vie dans l’hippocampe des mammifères (y compris l’Homme), et que ce phénomène joue un rôle dans la mémoire spatiale. L’hippocampe est une structure clé impliquée dans les processus mnésiques. Les nouveaux neurones nés à l’âge adulte s’intègrent aux réseaux des neurones formés au cours du développement. Ces nouveaux neurones, appelés néo-neurones, sont cruciaux pour l’apprentissage et la mémoire. Au cours du vieillissement, certains individus présentent un déficit de mémoire beaucoup plus précocement que d’autres. Ces individus sont dits vulnérables, en comparaison aux individus résilients chez qui les capacités mnésiques sont préservées. La compréhension des processus qui sous-tendent ces différences interindividuelles est une étape clé pour le développement de stratégies innovantes visant à prévenir les troubles cognitifs liés à l'âge. Un des processus permettant d’expliquer ces différences serait la capacité des nouveaux neurones créés à l’âge adulte dans le gyrus dentelé de l’hippocampe, à s’intégrer totalement (individus résilients) ou partiellement (individus vulnérables), dans le réseau de neurones du gyrus dentelé au cours des processus de mémoire. L’objectif de ce projet est de regarder si la stimulation des nouveaux neurones améliore la mémoire spatiale des animaux dit vulnérables.

Bénéfices attendus

Le déclin cognitif associé au vieillissement, dont la maladie d'Alzheimer est la forme la plus extrême, représente un problème de santé majeur auquel la société occidentale est confrontée. Compte tenu de l'augmentation du nombre de personnes âgées, le fardeau économique de ces troubles est élevé ; il s'agit actuellement du problème de santé le plus coûteux dans l'UE. Il est donc de plus en plus important de comprendre les changements cognitifs qui accompagnent le vieillissement aussi bien normal que pathologique. L’une des plaintes cognitives les plus courantes chez les personnes âgées est l'altération de la mémoire. Aussi, comprendre pourquoi certains individus conservent de bonnes capacités de mémorisation, alors que d'autres présentent une perte de mémoire impactant leur vie quotidienne, est essentiel pour développer de nouvelles approches thérapeutiques pour lutter contre les troubles cognitifs liés à l'âge. Notre stratégie de recherche consiste à tirer parti de ces différences interindividuelles pour identifier de nouveaux mécanismes de préservation du fonctionnement mnésique au fil du vieillissement. Ce projet nous permettra de mieux comprendre le rôle des néo-neurones nés à l’âge adulte dans la préservation des capacités de mémoire et d’apprentissage au cours du vieillissement. Au travers des résultats attendus, ce travail pourrait avoir des répercussions positives sur la recherche préclinique s’intéressant aux maladies neurodégénératives touchant la mémoire, comme la maladie d’Alzheimer, et pourrait à terme mettre en lumière de nouvelles pistes thérapeutiques.

Procédures

6 gestes techniques seront réalisés : *Composition corporelle : Après une acclimatation de 30 minutes dans l’appareil à Résonnance magnétique nucléaire, les animaux vigiles sont placés dans un tube de contention en plastique durant le temps de l’examen qui dure 3 min. *Prélèvement de sang à la queue : les animaux vigiles sont placés dans un tube de contention pendant 30 min pour induire un stress. Immédiatement après, le sang est prélevé (2 min). L’opération est renouvelée 30, 60 et 120 minutes plus tard (3x2 = 6min). *Injections intracérébrales : Geste chirurgical réalisé sous anesthésie gazeuse (durée moyenne 50 min). *Injections autres : Elles sont réalisées sur animal vigile. Les animaux reçoivent au total 12 injections (durée totale préhension de l’animal + injection =36min) *Test de la mémoire : les rats nagent dans une piscine et apprennent à localiser une plateforme immergée. Lors de l’habituation, ils passent 2x60s (2min) dans la piscine sans la plateforme. Lors de l’apprentissage, ils font chaque jour 4 essais, pendant 8 jours. Pour chaque essai, les animaux passent 90s maximum dans l’eau (temps maximum passé dans l’eau au cours d’une session = 4 x 90s = 360s = 6 min). Au fil des jours, les animaux apprennent et le temps passé dans l’eau diminue : temps moyen passé dans l’eau au cours de ce test 40s x 4 essais par jour soit 160s = 2min40 (durée totale moyenne passée dans la piscine : 8x160s = 1280s = 21min20s). *Euthanasie : Les animaux sous anesthésie gazeuse sont euthanasiés (induction 5min + maintien 3-4min jusqu’à confirmation euthanasie) par injection intrapéritonéale d’une dose létale d’euthanasique.

Impact sur les animaux

Comme tout projet incluant des contentions, des injections et des gestes chirurgicaux (stéréotaxie, incision de la queue), il est possible que des effets indésirables surviennent malgré notre vigilance et la mise en place de procédures adaptées. Tout d’abord concernant la contention lors de la mesure de la composition corporelle, celle-ci sera la plus légère possible et de durée relativement courte (3min) de manière à induire le moins de stress possible. S’agissant de la contention afin d’étudier la réactivité cérébrale en réponse à un stress, nous savons que cela sera forcément générateur de stress puisqu’il est nécessaire à l’étude. Ensuite, même si cela est relativement rare, il est possible que les sites d’injection ou les plaies chirurgicales s’infectent ou deviennent douloureux. De même dans les 2 jours suivants la chirurgie stéréotaxique, il est possible que les animaux perdent du poids ou présentent des signes de douleur. Enfin, au sujet de l’isolement certes les animaux seront hébergés en cage individuelle mais les nuisances liées à cela seront limitées. En effet l’hébergement ne se fait pas en portoir isolé ainsi les animaux restent en contact visuel, olfactif et sonore.

Devenir

A l’issue de toutes les expériences, les animaux seront mis à mort en vue d’analyses réalisées sur leur cerveau.

Remplacement

Dans ce projet, nous souhaitons étudier in vivo l’impact d’une stimulation des néo-neurones du Gyrus denté au cours du vieillissement. Il s’agit d’une approche intégrée nécessitant les capacités cognitives de l’animal. Un tel travail ne pourrait être effectué par une approche in vitro, ou in silico, et nous ne pouvons donc recourir à des techniques de remplacement.

Réduction

Le nombre de rats par groupe a été évalué sur la base des travaux précédents en tenant compte des divers problèmes que nous pourrions rencontrer au cours des différentes phases expérimentales (problèmes au cours de la chirurgie, variations anatomiques interindividuelles entraînant l’injection du virus en dehors de la région cérébrale ciblée, problèmes lors de la dissection), ainsi que des problèmes de santé inhérents au vieillissement (les animaux développant arthrites, tumeurs, cécités, cataractes étant exclus). Une analyse préalable de la normalité des données sera réalisée afin de vérifier la possibilité de poursuivre l’analyse sur des statistiques paramétriques. Les effectifs ont été déterminés de façon à pouvoir effectuer des tests statistiques sur un nombre de rats suffisant pour obtenir des résultats cohérents.

Raffinement

Hébergement : Dès leur arrivée, les animaux seront hébergés par 2 en cages collectives (grande taille) enrichies afin de réduire l’ennui et le stress. Les rats seront observés quotidiennement par le personnel zootechnique et manipulés mensuellement jusqu’à leur euthanasie. Ils seront hébergés dans une animalerie dont la température et le taux d’humidité seront contrôlés et avec un cycle lumière-obscurité de 12h. L’accès à la nourriture et à l’eau sera à volonté et un changement de litière sera effectué chaque semaine. Gestion de la douleur : En fin de chirurgie, un anti-inflammatoire sera injecté en vue de limiter la douleur post-opératoire. Après la chirurgie et durant 3 jours, les rats seront individuellement manipulés afin de détecter tout problème post-opératoire. Si un animal présente des signes de douleur, nous lui administrerons un analgésique par voie sous-cutanée toutes les 6 à 12h. En cas de signes d’infection de la plaie chirurgicale, nous la désinfecterons et administrerons un analgésique à l’animal toutes les 6 à 12 heures. Si le bout de la queue s’infecte, nous désinfecterons la plaie et ce jusqu’à disparition totale de l’infection. Si les sites d’injections intra-péritonéales ou sous-cutanées s’infectent ou s’enflamment, nous nettoierons la zone avec et administrerons un baume cicatrisant jusqu’à disparition complète des symptômes. Nous utilisons des grilles d’évaluation de la douleur permettant de scorer de façon objective le bien-être de l’animal. Ces grilles sont remplies par l’expérimentateur jusqu’à l’euthanasie des animaux. Plus le score est élevé plus le bien-être de l’animal est menacé et des points limite ont été définis. Si nous n’observons pas d’amélioration de l’état de l’animal après traitement, nous ferons intervenir la vétérinaire responsable. Enfin, en l’absence d’amélioration sous 48h, l’animal sera euthanasié par inhalation de gaz carbonique.

Choix des espèces

Le modèle utilisé dans ce projet est le rat. La complexité du système nerveux des mammifères et des comportements qu’il sous-tend rend impossible leur reproduction in vitro ou chez des organismes d’une plus faible complexité neurophysiologique (invertébrés par exemple). Le rat est un modèle classiquement utilisé en neurosciences, notamment pour des études comportementales telles que celles réalisées auparavant au sein du laboratoire. De plus, la formation des nouveaux neurones au cours de la vie (néo-neurogénèse) est un phénomène conservé au sein des mammifères, chez le rat, chez le singe et chez l’Homme. Enfin, cette étude vient compléter nos investigations menées depuis plus de 20 ans sur cette espèce, permettant ainsi de s’appuyer sur une solide expertise et une base de données importante (continuité et contrôle des résultats). Les rats seront réceptionnés à l’âge de 10 semaines afin d’être âgés de 12 semaines au moment des injections intracérébrales. Les différentes études seront réalisées 5 à 15 mois après celles-ci. Nous utiliserons ainsi des animaux adultes à différents stades de vieillissement : 1) adulte : 8 mois ; 2) milieu de vie : 12 mois ; 3) fin de vie : 18 mois. Ces âges ont été choisis car ils permettent d’étudier le rôle des nouveaux neurones nés à l’âge adulte dans l’apparition de troubles de la mémoire au cours du vieillissement.

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Souris : 35
Souffrances
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35 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, dix d'entre elles opérées sous anesthésie sans réveil. Chaque animal subit une à deux chirurgies cérébrales d'une heure avec injection de virus, pour cartographier les entrées d'une région qui contrôle les neurones dopaminergiques du cerveau. Le porteur reconnaît que la chirurgie peut provoquer une douleur postopératoire et une inflammation locale, et prévoit analgésiques et anti-inflammatoires. Il décrit une recherche fondamentale et affirme qu'un cerveau complet est nécessaire, ce qui exclut selon lui tout modèle in vitro ou in silico.

Objectifs

Les neurones dopaminergiques (DA) du cerveau moyen constituent le point de départ du système de récompense du cerveau. Ces neurones ont ainsi des rôles multiples allant de l'évaluation de la valeur motivationnelle d’un stimulus à la locomotion et sont donc impliqués dans des pathologies comme la dépression ou la maladie de Parkinson. Il y une quinzaine d’années une nouvelle structure du cerveau contrôlant les neurones DA du cerveau moyen a été découverte. La caractérisation de cette région a été initialement réalisée chez le rat et la grande majorité des études se sont depuis limitées à cette espèce dans laquelle les modèles génétiquement modifiés sont peu nombreux et les études difficiles à mettre en place. Ceci est dû au fait qu'aucun marqueur de cette région n'avait été identifié chez la souris. Ce n’est plus le cas puisque nous venons d'identifier un marqueur spécifique chez la souris. Cette découverte nous permet donc aujourd’hui d’utiliser des approches virales pour caractériser ce contrôleur des neurones DA chez la souris. Le but de ce projet est donc d’identifier les entrées de cette région chez la souris.

Bénéfices attendus

Le but premier de cette étude est fondamental. Il est d’identifier les régions qui projettent sur les neurones qui contrôlent les neurones du circuit de récompense du cerveau. Cela permettra, dans un second temps, d’étudier les rôles et fonctions physiopathologiques de ces neurones ainsi que les circuits qui y sont associés.

Procédures

Les animaux pourront subir une ou deux chirurgies de 1h00.

Impact sur les animaux

La chirurgie peLa chirurgie peut induire de la douleur postopératoire et une inflammation locale transitoire au niveau des sutures. Un suivi postopératoire, des analgésiques et des anti-inflammatoires sont prévus pour limiter au maximum ces effets indésirables.

Devenir

les animaux seront mis à mort pour prélèvements de tissus.

Remplacement

Au vu de notre thématique d’étude, il nous n’est pas possible de remplacer notre modèle in vivo par un modèle in vitro ou in sillico. En effet, l'analyse des réseaux neuronaux du cerveau nécessite un cerveau complet.

Réduction

Les expériences seront réalisées avec la volonté de réduire le nombre d’animaux, mais en obtenant le maximum d’information scientifique par animal. Le type d’analyse de données anatomiques que nous souhaitons réaliser nécessite un nombre limité d’animaux. Aux vues du nombre de co-marquage immunohistochimiques que nous souhaitons effectuer, de notre expertise scientifique et de celle de notre collaborateur sur ce projet nous estimons que 5 à 10 animaux injectés avec succès par les deux virus et 2 animaux pour chaque contrôle (à chaque fois un seul virus) seront suffisants. Nous débuterons par 5 souris doublement injectées plus 4 contrôles (2 par contrôles) et complèterons par d’autres souris uniquement si nécessaire (analyse préalable).

Raffinement

Les animaux sont hébergés en cohorte de 2 à 5 individus pour respecter leurs besoins sociaux. Des carrés de coton seront placés dans la cage pour favoriser la nidation, et des barreaux de bois à ronger pour limiter les comportements d’agressivité. Les animaux seront observés tous les jours et leur comportement suivit afin de déceler tout signe de mal-être. Des points limites ont été établis afin de soustraire les animaux à la souffrance. Si de nouvelles approches moins stressantes ou douloureuses pour l’animal venaient à être mises au point après le début de ce projet, elle pourrait être intégrée dans nos procédures.

Choix des espèces

Nous utiliserons des souris modifiées génétiquement pour cibler spécifiquement les neurones à étudier. Ceci implique l'utilisation de souris spécifique et ne permet pas l'utilisation d'autres espèces. Étant donné que l’étude nécessite des systèmes neurobiologiques totalement matures, des animaux adultes seront utilisés (début des procédures à partir de 8 semaines, poids supérieur à 20g). La limite d’âge supérieur est de 18 mois afin d’éviter les facteurs liés au déclin cognitif des animaux âgés.

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Souris : 121
Souffrances
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Devenir
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121 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance sévère. Un monofilament inséré dans une artère provoque un AVC par occlusion puis reperfusion, précédé de la pose chirurgicale d'une prothèse crânienne et suivi d'IRM, d'un neuroscore de J+1 à J+7 et d'une ponction cardiaque terminale, pour tester un anticorps, le Glunomab. Le porteur décrit le déficit sensorimoteur, les lésions cérébrales, la perte d'équilibre et la désorientation au réveil provoqués par le modèle. Il juge "indispensable" de trouver de nouvelles stratégies et présente la souris comme le "modèle préférentiel" de l'AVC.

Objectifs

L’objectif long terme est de tester un anticorps monoclonal, le Glunomab, dans le cas d’AVC très sévères chez l’Homme car les traitements actuels sont inefficaces voir inapplicables dans ces conditions. Ce projet vise à reproduire ces conditions sévères d’AVC chez la souris SWISS afin d’observer ou non une augmentation de la survie des individus traités et d’étudier la diminution des volumes lésionnels ainsi que l’augmentation de la récupération fonctionnelle après un AVC. Nous chercherons également à comparer l’effet de cette stratégie thérapeutique à 4 doses différentes. Son mécanisme d’action est susceptible d’agir sur différentes phases de l’AVC : la phase aigüe (24h) pour limiter la lésion et la phase inflammatoire qui s’installe les jours suivants. Cette stratégie thérapeutique sera étudiée à l’aide d’un modèle sévère d’ischémie-reperfusion.

Bénéfices attendus

Chez l’Homme, l’accident vasculaire cérébral (AVC) est une pathologie neurologique survenant après l’occlusion d’une artère irriguant le cerveau. Actuellement, la prise en charge des patients à la phase aigüe de l’infarctus cérébral est réalisée par l’injection intraveineuse de l’activateur tissulaire du plasminogène (tPA) associée ou non à la thrombectomie. Toutefois, seule une faible proportion des patients (

Procédures

A J-7, les animaux seront soumis à une première chirurgie au niveau de la tête permettant la mise en place d’une prothèse afin de réaliser un examen IRM vigil. Cet acte chirurgicale durera 20 minutes. A J-4 et J-3, ces mêmes animaux suivront un protocole d’habituation à la contention et aux bruits de l’IRM. Ce protocole sera scindé en 2 partie de 15 et 30 minutes, 2 fois par jour, pendant 2 jours. A J0, les animaux seront soumis à une chirurgie au niveau du cou afin de pouvoir insérer un monolfilament dans la carotide interne puis poussé jusqu’à la base de l’artère cérébrale moyenne (ACM) provoquant ainsi une occlusion. Cet acte chirugical durera 15 minutes. 2 heures plus tard, une seconde chirurgie sur le même site sera réalisée afin d’extraire ce monofilament et ainsi permettre une reperfusion. Cet acte chirugical durera 10 minutes. Nous comptons en moyenne une minute pour l’injection des traitements et véhicule. A J+1, ces mêmes animaux seront passés à l'IRM pour une durée totale de 8 minutes et suivront un test comportemental s'étalant de J+1 à J+7 post AVC. Nous comptons un total de 10 minutes pour la prise du neuroscore. Enfin, à la fin du projet, les animaux seront soumis à une laparo-thoracotomie pour accéder au coeur. Un prélèvement de sang par ponction cardiaque sera réalisé avant perfusion transcardiaque avant prélèvement. La durée de cette intervention sera comprise entre 10 et 15 minutes pour la perfusion puis 10 minutes pour les différents prélèvements. Les procédures douloureuse (chirurgie, perfusion transcardiaque) seront réalisées sous anesthésie générale associée à une couverture analgésique

Impact sur les animaux

Le modèle, par définition, reproduit les effets d’un AVC à savoir : déficit sensorimoteur et lésions cérébrales. Cela peut occasionnellement entraîner des pertes d’équilibres et une faiblesse musculaire des membres opposés à la lésion. L’embolisation de l’ACM provoque une désorientation prononcée au moment du réveil post-chirurgical (phénomène de circling). Les fonctions motrices peuvent également être altérées durant les premières heures après l’ischémie-reperfusion. Suite à une phase d’habituation à l’IRM vigile, aucune nuisance n’est à prévoir. Les injections i.v peuvent provoquer un gonflement des tissus par accumulation du produit si l’expérimentateur procède à une injection partielle. Un léger stress peut être occasionné lors des tests comportementaux.

Devenir

A la fin du projet, tous les animaux seront donc mis à mort permettant le prélèvement du cerveau post fixation pour analyse.

Remplacement

Ce projet correspond à l’étape de validation in vivo qui fait suite aux nombreuses validations réalisées in vitro, et ne nous permet pas d’utiliser d'autres moyens que de tester ces stratégies thérapeutiques chez l'animal. L’ensemble des connaissances et des acquis dont nous disposons dans la littérature font que la souris est un modèle préférentiel pour mener à bien ce projet. En effet, la souris est une des espèces animales la plus étudiée dans le domaine de l’AVC ce qui permettra une analyse comparative et critique des résultats obtenus. De plus, les procédures expérimentales ne peuvent pas être remplacées par d'autres méthodes alternatives pertinentes n'impliquant pas l'utilisation d'animaux vivants et susceptibles d'apporter le même niveau d'information.

Réduction

Les données de la littérature ainsi qu’une étude de puissance statistique en amont permettent de nous assurer que nous utiliserons le nombre minimal d'animaux pour pouvoir conclure d’un effet ou non de notre stratégie thérapeutique. Le nombre d’animaux utilisés est fixé à 16 souris par groupe (+30%), ce qui nous permettra de déceler des différences significatives. Ainsi, nous concilions le nombre minimum d'animaux utilisés pour notre projet et sa valeur scientifique.

Raffinement

Les animaux sont hébergés dans des cages standards répondant aux normes européennes actuelles (Directive 2010/63/UE) et isolés de tous bruits extérieurs. Les souris seront 5 par cage avec plusieurs enrichissements (sizzle-dri kraft et alpha-dri), auront de la nourriture et de l’eau ad libitum pendant toute la durée du projet. Leur bien-être sera suivi bi-quotidiennement par du personnel qualifié 5j/7 et quotidiennement pendant les week-ends et jours fériés. Pendant les phases chirurgicales, chaque animal sera anesthésié et aura une couverture analgésique administrée en intrapéritonéale. L’anesthésie générale sera maintenue jusqu’au réveil. La température corporelle de l’animal est maintenue grâce à un système de couverture chauffante rétrocontrôlée. Le site d’incision de peau fait appel à une tonte préalable du pelage, puis à une désinfection. Lors de la phase de réveil, la concentration d’isoflurane et le débit de N2O sont ramenés à zéro, et le débit d’O2 est élevé pour permettre une meilleure récupération post-opératoire. Les animaux seront placés dans une cage individuelle chauffée pendant 1 heures avant d’être remis en cage par 5. Même si la surveillance des animaux s’effectuera en continue, elle sera accrue pendant les premières heures de réveil. Les critères d’arrêt de la douleur, de la souffrance et de l’angoisse seront pris en compte. Si en période postopératoire, nous constaterons un dépassement des points limites précédemment fixés, l’animal sera mis à mort. Enfin, une surveillance stricte des souris sera réalisée pendant les jours suivants l’opération : pesée des animaux et contrôle des points limites (2 fois par jour).

Choix des espèces

La souris (Mus musculus) est l’espèce animale qui a été la plus étudiée dans le domaine des neurosciences et notamment dans le cadre de développement de stratégies de thérapies pharmacologiques. L’ensemble des connaissances et des acquis dont nous disposons au laboratoire et dans la littérature rend cette espèce particulièrement intéressante pour étudier la récupération fonctionnelle, la perfusion cérébrale ainsi que le devenir des lésions induites par une ischémie-reperfusion. Les animaux utilisés seront âgés de 10 semaines soit un poids d’environ 35g pour les SWISS. Nous effectuerons notre modèle sur des adultes afin de pouvoir comparer les données de cette étude avec la majorité des données déjà disponibles sur les modèles d’AVC.

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    • Éthologie / comportement / biologie animale
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    • Système endocrinien
    • Système gastrointestinal
    • Système immunitaire
    • Système nerveux
    • Système respiratoire
Souris : 4056
Souffrances
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Devenir
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4 056 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger à modéré. Des nouveau-nés reçoivent des injections de dexaméthasone pour reproduire un stress précoce, puis à l'âge adulte une partie subit des colites induites au DSS ou à l'oxazolone, un test de comportement non précisé et des prélèvements sanguins, pour étudier l'effet du stress néonatal sur l'intestin et le poumon. Le porteur annonce une possible baisse de prise de poids et, pour les colites, une mise à mort à 15 à 20 % de perte de poids. Il affirme qu'il reste "impossible" de reconstituer in vitro les conditions de la réponse au stress, tout en décrivant des expériences sur organoïdes menées en parallèle.

Objectifs

L’objectif de ce projet est de comprendre comment le stress néonatal influence la réaction de sevrage et impacte le fonctionnement physiologique de l’intestin chez l’adulte. Notre but est de comprendre comment le stress au jeune âge cause des modifications épigénétiques et transcriptionnels dans le tissu intestinal qui perdurent au cours du temps, induisant une prédisposition accrue aux maladies inflammatoires intestinales, comme le syndrome du côlon irritable ou la maladie de Crohn, ou des allergies ou infections bactériennes dans le poumon, chez les adultes. L’objectif ultime de ce projet est d’étudier quelles sont les cellules, les voies de signalisation et les molécules ciblées, au niveau de l’intestin et au niveau systémique, par la réponse au stress durant la période néonatale.

Bénéfices attendus

Le stress est un facteur environnemental qui a un impact majeur sur la physiologie du corps. Bien que bénéfique dans certaines situations, le stress peut avoir un effet très négatif sur le fonctionnement de l’organisme. Par exemple le stress est associé à des troubles psychologiques comme la dépression ou l’anxiété, mais il est aussi associé à un risque accru de développement de tumeurs et de maladies inflammatoires. L’intestin et le poumon sont des organes particulièrement sensibles au stress. Plusieurs études ont montré que des maladies inflammatoires comme la maladie de Crohn ou la rectocolite ulcérative, sont associées au stress chronique. D’autres syndromes intestinaux, comme le syndrome du côlon irritable ont été associés au stress, en particulier au stress durant le jeune âge. De même des études ont montré que la repose au stress a un impact important sur la physiologie et le développement du poumon. Dans ce projet nous voulons comprendre l’impact à long terme du stress sur le fonctionnement de l’intestin et du poumon. En particulier, nous voulons comprendre comment le stress peut influencer le développement des cellules épithéliales intestinales et pulmonaires ainsi que le fonctionnement du système immunitaire. L’objectif est de découvrir des voies de signalisation ciblées par le stress qui sont à l’origine des différentes maladies intestinales et pulmonaires associées au stress chez l’adulte. .

Procédures

4116 souris : injection intra-péritonéale(30 secondes): 3 jours consécutifs ou une seule fois. 288 souris : traitements intra-nasale(5 minutes) : 2 fois. 240 souris : gavage oral(30 secondes ) : 1 seule fois. 390 souris : test de comportement (15 mins) : une seule fois. 690 souris : traitement au DSS par voie orale dans l’eau de boisson ( 5 jours traitment, 5 jours eau normal, 5jours traitment ). 300 souris :traitment Oxazolone par voie orale dans l’eau de boisson(7 jours) : une seule fois. 480 souris : administrations d’antibiotique par voie orale dans l’eau de boisson : 3 semaines. 3648 souris: pélèvement de sang sinus-retromandibulaire : 2 mins 1 ou 2 fois selon la procédure.

Impact sur les animaux

Le modèle utilisé dans ce projet se base sur un protocole publié en 2018) dans le préstigieu journal Cell. Dans cette étude, les auteurs traitent des souris avec de la dexaméthasone à différents moments du développement embryonnaire ainsi que durant les premiers stades de la vie postnatale. Aucun effett nocif ou toxique pour les souris n’a été reporté. Cependant, des modèles de stress précoce, tel que la séparation maternelle, qui sont plus sévères, peuvent entraîner une réduction du gain de poids corporel au cours des premières semaines de vie. Il est donc possible que dans notre modèle nous puissions observer un impact sur la prise de poids des souris traitées à la dexaméthasone pendant les premières semaines de vie.

Devenir

Suite à chaque procédure les souris seront mise à mort dans le but de faire de prélévement des tissues biologiques dans le but d’étudier l’effet du stress sur la physiologie et anatomie de l’intestin, le poumon et le cerveau.

Remplacement

L’étude proposée ici, implique l’analyse de l’interaction complexe entre le microbiote intestinal, l’activation de l’axe Hipothalamo-pituito-surrenale (HPS), un circuit multi-organe qui inclue le système neveux centrale, la glande pituitaire et la glande surrénale et qui s’active lors de la réponse au stress. L’impact de cette activation affecte plusieurs types de cellules intestinales et immunitaires au cours du temps (pendant plusieurs semaines). Il est à ce jour encore impossible de reconstituer in vitro toutes les conditions nécessaires pour pouvoir établir les conclusions qui nous permettrons de comprendre l’impact du stress sur l’intestin et ses effets sur la prédisposition à développer des maladies intestinales inflammatoires. Cependant, dans l’effort de diminuer la souffrance animale, certaines expériences seront réalisées in vitro. En particulier nous allons utiliser des nouvelles techniques pour développer des organoïdes intestinaux afin d’étudier l’impact du stress sur l’épithélium intestinal. De plus nous allons générer une bases de données en faisant des experiences de sequencage de l’ARN ce qui permettra d’avoir un grand nombre d’information tout en réduisant la quantité d’animaux utilisés. De plus, nous allons utiliser des bases de données déjà existantes ( sequencage d’ARN des cellules d’interet qui sont accessible au public) pour faire des analyses in silico qui permettrons d’émettre des hypothèses et obtenir des résultats avec l’utilisation d’un nombre limité d’animaux.

Réduction

D'après la littérature , l, les effectifs par groupe prévus permettent d'atteindre des tailles d'effet compatibles avec la question biologique, en prenant en compte la forte variabilité des données (microbiote) et le caractère doublement emboité du plan d'expérience (via les effets portée et cage). Le calcul de ce nombre tient compte d’un minimum de sang, de cellules et d’organes à collecter pour l’analyse et inclut pour chaque série d’expériences le nombre nécessaire de contrôles. Il tient également compte de la nécessité de reproduire les résultats, afin de pouvoir identifier et exclure des artéfacts expérimentaux et ainsi des erreurs d’interprétation. Nous avons utilisé l’outil statistique afin de déterminer le nombre minimal de souris à utiliser par groupe pour obtenir des résultats significatifs en tenant compte de la variabilité inhérente à l’expérimentation. Les données obtenues, seront analysées grâce à des modèles statistiques ajustés sur plusieurs facteurs (sexe de l’animal, traitement). Plusieurs facteurs de variabilité indésirable seront à prendre en compte grâce à des modèles emboîtés (modèles mixtes) tels que l’effet répétition de l'expérience.

Raffinement

Le degré de sévérité des procédures expérimentales dans lesquelles les animaux sont inclus est léger ou modéré. Le degré de souffrance modéré concerne les expériences menant à une maladie inflammatoire, dont la sévérité peut être facilement suivie de manière quotidienne et non invasive. En particulier dans le cadre de l’inflammatoin intestinale les aniamux seront suivi par un examen quotidien des selles ( presence de sang), ainsi qu’une mesure du niveaux de lipocaline 2 par un test ELISA. En effet il a été montré dans literature que la mesure de lipocaline 2 est une methode non invasive permettant de surveillé l’état d’inflammation intestinale des souris. De plus, nous allons faire un suivie quotiden du poids des souris. En cas de perte importante de poids( entre 15 à 20% du poids initiale) et d’un augmentation significative de niveau de lipocaline 2 dans les selles, les souris seront mis à mort et l’expérience sera terminée. Dans le cadre de l’inflammation pulmonaires ou des allergies, nous allons faire un suivi des capacité respiratoires de souris tous les 30 mins durant les 4h qui suivent le traitment de l’allergène . De plus, nous allons surveiller, de manière quotidienne, l’état de l’animale tout au long des procédures à fin de contrôler toute modification dans son comportement (posture, poile herisé ) .

Choix des espèces

Le but de ce projet est de comprendre les effets du stress néonatal sur la physiologie de l’intestin chez l’adulte. La souris est un modèle animal idéal pour cette étude. La communauté scientifique a une connaissance importante de la biologie du stress chez la souris. De plus, chez la souris, des outils génétiques pourront être utilisés pour cibler des voies spécifiques du stress. Afin de d’étudier l’impact du stress neonatale chez l’adulte nous utiliserons des nouveau-nés et des souris adultes.

  • Recherche fondamentale
    • Système nerveux
Souris : 739
Souffrances
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Devenir
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 108
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739 souris vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger à sévère, les reproducteurs étant réutilisés et le reste tué. Des souris nouveau-nées subissent une lésion de la moelle épinière à la naissance, sont séparées de leur mère plusieurs heures, puis passent des tests moteurs répétés comme le rotarod, pour étudier le rôle des astrocytes dans la spasticité après lésion médullaire. Le porteur indique que la lésion entraîne des troubles de la marche et de la posture, que la séparation maternelle et les tests stressent les animaux, et signale le cannibalisme maternel comme principale difficulté. Sur le remplacement, il affirme que cet objectif ne peut être atteint qu'en étudiant l'animal entier et ne peut se faire chez l'humain.

Objectifs

La spasticité est un déficit moteur invalidant qui touche environ 75 % des patients ayant subi une lésion de la moelle épinière. Elle est caractérisée par des réflexes d’étirement du muscle hyperactif, des spasmes et des réactions exacerbées à des stimuli sensoriels normalement anodins. Il a été montré qu’elle est sous-tendue par une hyperexcitabilité des neurones des réseaux moteurs au niveau de la moelle épinière. Les approches thérapeutiques donnent actuellement des résultats insatisfaisants, d'où la nécessité de mieux comprendre les mécanismes sous-jacents. Jusqu’à maintenant, la plupart des mécanismes proposés se concentraient sur les neurones et les cellules non-neuronales telles que les astrocytes étaient négligées. Or, on sait désormais que, dans plusieurs pathologies, ces astrocytes jouent un rôle clé dans le contrôle de l'activité neuronale. En effet, ils sont par exemple capables de diminuer l'excitabilité neuronale en recaptant le potassium (K+) et le glutamate extracellulaires. Dans ce contexte, l'objectif de notre projet est (1) de caractériser finement les mécanismes astrocytaires impliqués dans la mise en place de l’hyperexcitabilité des réseaux moteurs de la moelle épinière et (2) d’évaluer l’efficacité de stratégies thérapeutiques ciblant les astrocytes dans le développement de la spasticité.

Bénéfices attendus

En identifiant le dysfonctionnement astrocytaire comme un des mécanismes responsables de l’hyperexcitabilité neuronale après lésion de la moelle épinière, ce projet approfondira nos connaissances sur la physiopathologie de la spasticité. Sachant que la spasticité est un des déficits moteurs causés par plusieurs pathologies (accident vasculaire cérébral, sclérose en plaques, paralysie cérébrale) en plus de la lésion de moelle épinière, ce projet pourra bénéficier à l'ensemble de la communauté biomédicale travaillant sur la spasticité en apportant une meilleure compréhension de ses mécanismes physio-pathologiques. Ce projet dépassera également le cadre de la spasticité. En effet, en combinant un grand nombre de techniques complémentaires (biologie moléculaire, biochimie, histologie, imagerie, électrophysiologie, outils génétiques et comportement), il permettra de fournir une compréhension intégrative de la fonction astrocytaire à travers les échelles (i.e. du moléculaire à l’organisme) et élargira le spectre des cibles thérapeutiques pour restaurer l'excitabilité neuronale dans les maladies neurologiques caractérisées par une hyperexcitabilité neuronale (épilepsie, Huntington, syndrome de Rett).

Procédures

Les souris nouveau-nées subiront une lésion de la moelle épinière à la naissance et selon les cas une injection d'outils génétiques. La chirurgie proprement dite dure entre 10 et 15 minutes et les souris seront séparées de leur mère pendant 4h30 au maximum. Une partie des animaux passera également un ensemble de tests comportementaux ainsi que des enregistrements musculaires tous les 5 jours. Au jour post-natal 5/6 (P5/6) et 10/11 (P10/11), les souris seront soumises à 3 tests et à P15/16 et P20/21 à 4 tests. Les animaux seront séparés de leur mère pendant 4h au total les jours de test. En ce qui concerne les mâles reproducteurs, ils auront une biopsie au niveau de la queue.

Impact sur les animaux

Les souris nouveau-nées subiront une lésion de la moelle épinière à la naissance et selon les cas une injection d'outils génétiques. Cette intervention entraînera des troubles de la marche et de la posture chez les animaux. Une partie des animaux subira également un panel de tests comportementaux ainsi que des enregistrements musculaires. Pendant ces tests, les animaux seront séparés de leur mère, ce qui engendrera du stress. Les tests comportementaux induisent également un stress plus ou moins important selon leur nature (par exemple, la mesure de l’activité locomotrice spontanée est peu stressante alors que le rotarod - cylindre qui tourne sur lui-même sur lequel les souris doivent marcher - est plus stressant). L’utilisation d’animaux transgéniques nous amènera à effectuer des biopsies de la queue en vue du génotypage, ce qui engendrera un stress et une douleur au niveau de la queue des animaux biopsiés.

Devenir

Tous les animaux lésés et leurs contrôles seront mis à mort pour les prélèvements. Les animaux reproducteurs seront réutilisés dans la mesure du possible.

Remplacement

L’objectif de ce projet est de déterminer les mécanismes astrocytaires mis en jeu lors de lésion de la moelle épinière et résultant en une hyper-excitabilité des réseaux moteurs de la moelle épinière amenant au phénomène de spasticité au niveau musculaire. Cet objectif ne peut être atteint qu’en étudiant l’animal dans son ensemble et il ne peut être réalisé sur le sujet humain.

Réduction

Les animaux qui effectueront les tests comportementaux seront également utilisés pour les analyses post-mortem. Les données seront normalisées par rapports aux contrôles de la même portée afin d’éviter tout biais lié à la portée. Lorsqu’il nous restera des échantillons, ils seront mis à disposition d’autre membres de l’équipe ou du laboratoire travaillant sur des thématiques similaires (exemple : étude des propriétés intrinsèques des neurones ou de l’inflammation après lésion de la moelle épinière). Lorsque les nouveau-nés ne peuvent rentrer dans ce projet car la mise-bas a eu lieu un week-end ou un jour où nous ne pouvons pas expérimenter, les autres groupes de recherche du laboratoire expérimentant sur cette souche sont prévenus afin qu’il puisse rentrer ces animaux dans leur projet.

Raffinement

Lors de la chirurgie, les animaux sont anesthésiés et ils reçoivent une injection d'analgésique. Nous limitons la portée à 10 animaux, ce qui permet d'éviter une compétition alimentaire trop importante entre les animaux lésés et les animaux contrôles (la souris a 10 mamelles). Que ce soit pour la chirurgie ou les test comportementaux, nous veillons à ce que les animaux soient en contact avec de la litière provenant de leur cage d'origine afin qu'ils soient en présence d'odeurs familières. A partir du jour post-natal 15 (P15), du gel nourrissant leur est fourni dès qu'ils sortent de la zone de stabulation pour les tests comportementaux. Le plus gros problème rencontré dans nos procédures est le cannibalisme maternel. Afin de diminuer au maximum ce phénomène, nous mettons en place plusieurs actions : 1- seules les femelles qui ne présentent pas de signes de stress sont utilisées 2- nous favorisons l'utilisation de femelles non primipares 3- une grande quantité de matériel de nidification est fournie 4- les femelles ne sont manipulées qu'avec des tunnels 5- deux à trois fois par semaine pendant la gestation, nous fournissons quelques friandises ou du gel nourrissant aux femelles afin qu'elles associent notre intervention à quelque chose de positif. La croissance pondérale est le principal marqueur de bonne santé chez les nouveau-nés puisqu'elle indique que l'individu arrive à se nourrir et que la mère s'occupe bien de lui. Ainsi tout individu qui présente une croissance pondérale altérée est, selon le degré, suivi de plus près (point limite) ou euthanasié (point d'arrêt).

Choix des espèces

La souris est l'espèce la plus pertinente pour notre étude car (1) le modèle de lésion spinale chez la souris est largement documenté dans la littérature, (2) ce modèle est très bien maitrisé dans notre équipe de recherche et (3) notre projet implique l'utilisation de souris transgéniques. Nous utiliserons le modèle de lésion de la moelle épinière chez la souris nouveau-née plutôt que le modèle adulte car nous voulons déterminer l'impact des astrocytes sur l'excitabilité des motoneurones de grande taille. L'enregistrement de ces motoneurones dans des tranches adultes est extrêmement difficile, principalement en raison de leurs ramifications développées et de leur plus grande sensibilité au manque d'oxygène, inévitable au cours du processus de coupe d’où l’utilisation du modèle nouveau-né.

  • Recherche fondamentale
    • Système nerveux
Souris : 560
Souffrances
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Devenir
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 560

560 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Après une chirurgie d'environ une heure et demie, elles subissent des tests d'aversion et des tests comportementaux répétés avec application de composés, pendant lesquels une voie nerveuse est stimulée, parfois sans soulagement de la douleur, pour déterminer si cette stimulation déclenche un mouvement moteur ou une douleur. Le porteur indique que la chirurgie provoque stress, douleur et perte de poids passagère, et cherche justement à savoir si l'activation de cette voie est aversive et douloureuse. Sur le remplacement, il affirme que ces neurones parmi les plus longs de l'organisme ne peuvent être ni cultivés ni modélisés et doivent être étudiés intacts chez l'animal.

Objectifs

La stimulation, chez la souris, des neurones qui relient le cortex à la moelle épinière (neurones corticospinaux) entraîne un mouvement de la patte arrière. Nous cherchons à identifier si ce movement correspond à une commande motrice portée par ces neurones, ou est une conséquence d’une perturbation des informations sensorielles reçues par l’organisme, qui entraînerait une « gêne », voire une douleur. Ce projet permettra de mieux comprendre le rôle des neurones corticospinaux dans la motricité.

Bénéfices attendus

La voie corticospinale est atteinte dans plusieurs pathologies (sclérose latérale amyotrohique, lésion traumatique de la moelle épinière, etc.) sans que l’on sache précisément son rôle en situation physiologique. Notre projet permettra de caractériser les conséquences de l’activité de ces neurones, et ainsi de poser des hypothèse sur les conséquences de leur dysfonctionnement.

Procédures

Les animaux subiront une chirurgie durant environ 1,5 heure, puis deux semaine après un ou des tests expérimentaux comme suit : Un groupe subira l’expérience d’aversion sur 5 jours d’affilés (chaque session quotidienne au maximum de 30min). Le 4ème jour, ils recevront une application (crème ou injection) de composé pharmacologique à tester. Les autres animaux effectueront un test comportemental d’une durée max de 30 min, une fois par jour pendant 2 jours, puis après 24h de repos, à nouveau 1 test/j pendant 2 jours en présence d’un composé pharmacologique appliqué juste avant le test ; enfin, après 48h de repos, à nouveau 1 test/j pendant 2 jours en présence d’un autre composé pharmacologique appliqué juste avant le test.

Impact sur les animaux

Les chirurgies entrainent inévitablement un stress et des douleurs chez la souris. Une perte de poids est souvent constatée les jours suivant la chirurgie mais l’animal récupère son poids initial en 3-4 jours. Les sutures peuvent aussi entrainer une gêne ou des démangeaisons qui poussent l’animal à se gratter et, très rarement, à endommager sa cicatrice. Cette gêne disparait également en quelques jours. L’activation de la voie corticale entraîne un mouvement dont nous ne savons pas encore s’il est le signe d’une commande motrice ou d’une perturbation sensorielle voire d’une douleur. Ce projet a pour objectif de répondre à cette question, et il y aura donc des expériences consistant en une stimulation de cette voie, en présence, mais aussi en absence de soulagement de l’éventuelle douleur, car nous chercherons justement à identifier si cette activation est aversive et douloureuse (soulagée par des analgésiques).

Devenir

Tous les animaux seront mis à mort pour prélèvement.

Remplacement

Le projet porte sur les neurones corticospinaux, qui sont parmi les plus longs de l’organisme, allant du cortex à la partie lombaire de la moelle épinière. Ils sont impossibles à reconstituer avec des techniques de remplacement de type culture cellulaire et doivent être intacts pour pouvoir être étudiés. Ils sont impossibles à modéliser numériquement car leurs cibles sont encore méconnues. Nous devons donc recourir à l’animal pour atteindre les objectifs du projet.

Réduction

Les mesures pour réduire le nombre d’animaux ont été étudiées en adéquation avec le projet. Le nombre d’animaux utilisé a été défini au plus juste pour nous permettre d’atteindre nos objectifs scientifiques et être statistiquement valides. Nous utiliserons des individus des 2 sexes afin de réduire le nombre d’individus à produire et produire des résultats spécifiques de genre.

Raffinement

Les souris sont hébergées en cohorte, elles font l’objet d’observations quotidiennes et l'enrichissement des cages est systématique (bâton à ronger, matériaux de nidification). Les chirurgies sont réalisées sous anesthésie générale et analgésie pré et post-opératoire et la température de l’animal est maintenue grâce çà un tapis chauffant thermostaté relié à une sonde rectale. Les yeux sont hydratés avec un gel oculaire. L’état de santé des animaux est surveillé quotidiennement après la procédure chirurgicale et estimé selon une grille de score pondérée qui évalue l'apparence générale de l'animal, l'apparence de la plaie, le comportement spontané, le comportement provoqué et le poids. Des points limites ont été établis pour chaque item permettant de soustraire l’animal à la souffrance.

Choix des espèces

L’étude de la communication entre le cortex et les circuits locomoteurs spinaux requiert l’utilisation de mammifère. La souris est un modèle largement utilisé dans l’étude du cortex moteur, et des comportements locomoteurs. De plus, de nombreuses connaissances sont établies sur l’organisation des projections corticospinales chez la souris. Animaux utilisés à partir de 30 jours après la naissance, car c’est l’âge où la voie corticospinale a fini son développement.

  • Recherche fondamentale
    • Organes sensoriels
    • Système nerveux
Autres rongeurs : 374
Souffrances
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▲ 342
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Devenir
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374 Psammomys, un rongeur à la rétine riche en cônes, vont être utilisés, tous tués à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger à modéré. Ils reçoivent une injection sous la rétine, subissent des examens oculaires répétés et des injections hebdomadaires pendant sept mois, en cages individuelles, pour étudier l'effet de la lumière artificielle de nuit sur la vision. Le porteur indique que l'exposition prolongée peut altérer le rythme circadien et l'humeur, que l'isolement de longue durée stresse ces animaux et que les injections peuvent provoquer douleur, inflammation et perte de poids. Sur le remplacement, il affirme qu'aucun modèle in vitro ne reproduit la rétine entière et qu'il faut travailler à l'échelle de l'animal.

Objectifs

Nous vivons dans un monde illuminé en permanence et l'exposition à la lumière artificielle la nuit (LAN) est devenue une réalité quasi universelle. Bien qu'elle soit essentielle à nos modes de vie modernes, il est clair que la LAN a des impacts négatifs sur la santé, en favorisant le développement notamment de cancers et troubles métaboliques. Il est également évident que ces effets néfastes sur la santé sont causés par des perturbations induites par la LAN dans notre horloge biologique. Cette horloge joue un rôle vital en coordonnant de façon optimale toutes nos fonctions physiologiques (sommeil, prise de repas et digestion etc.) au cours du cycle jour/nuit. L'œil est doublement concerné par les processus circadiens car c’est par lui que la LAN entre dans l'organisme et perturbe le système circadien, et l'œil est lui-même sous contrôle d'une "horloge" intrinsèque. Malgré cela, on sait peu de choses sur les effets de la LAN sur la santé oculaire et la vision. Notre laboratoire est l'un des rares à explorer activement cette question, et nous savons qu'une exposition aiguë à la LAN entraîne des changements spectaculaires dans le fonctionnement rythmique de la rétine. Notre hypothèse de travail est que, de manière analogue à l'horloge biologique principale, la perturbation induite par la LAN dans les rythmes de la rétine a un impact négatif sur la santé visuelle. À l'aide d'un modèle animal unique de rétine humaine riche en cônes, Psammomys obesus, les deux EU impliquées dans ce projet multisite ont montré que l’exposition chronique à la LAN telle qu’elle se produit dans le travail posté, induit une altération de la structure rétinienne et de la fonction visuelle à long terme (résultats non publiés). Nos objectifs sont de comprendre dans le même modèle animal et le même paradigme d'exposition lumineuse, les effets (moléculaires et cellulaires) de la LAN sur la santé rétinienne, de déterminer quelle part de la lumière est responsable des effets toxiques et de d'évaluer si un traitement (anti-oxydant) à la vitamine E peut contrecarrer les effets à long terme de la LAN.

Bénéfices attendus

Nous espérons que nos résultats généreront de nouvelles connaissances et de nouveaux cadres conceptuels concernant les mécanismes de dégénérescence dans la rétine déclenchée par un éclairage environnemental aberrant (une lumière trop intense pendant la nuit). Ils doivent aider à définir recommandations pour limiter l'exposition à un tel éclairage chez l'homme et en particulier chez les patients souffrant de maladies rétiniennes.

Procédures

138 Psammomys obesus sont inclus dans une procédure comprenant une injection sous-rétinienne. Tous les animaux feront l’objet d’une analyse fonctionnelle de la vision par électrorétinographie, ainsi qu’un suivi ophtalmologique par deux modalités d’imagerie (tomographie par cohérence optique et fond d’œil). L’ensemble des procédures expérimentales seront réalisées chez le partenaire 1, à l’exception de l’imagerie, qui sera réalisée chez le partenaire 2. L'injection sous-rétinienne s’effectue sous anesthésie gazeuse suivie d’une anesthésie locale et de l’application d’un gel limitant le dessèchement de l’œil, environ 10 minutes pour chaque animal. Les méthodes employées pour l’étude fonctionnelle de la vision sont non invasives, ne provoquant pas de souffrance particulière. Ces trois méthodes d'une durée de 15 à 60 minutes chacune seront réalisées sous anesthésie gazeuse (imagerie) ou par voie intra-péritonéale (électrorétinographie), sur 312 animaux. Pour 144 Psammomys, un traitement pharmacologique mettra en jeu des injections intra-péritonéales hebdomadaires sur une durée de 7 mois. Pour 48 autres, un traitement à la vitamine E impliquera une injection sous-cutanée hebdomadaire sur une durée de 7 mois.

Impact sur les animaux

Les animaux peuvent être soumis à différentes nuisances listées ci-dessous : 1) Impact généré par la LAN : nous nous attendons à une potentielle altération du système circadien et de l’humeur pour des animaux exposés pendant plusieurs mois. 2) A partir du sevrage et jusqu’à la fin des procédures, les animaux seront placés dans des cages individuelles pour mieux contrôler les conditions d'exposition lumineuse. L’isolement sur une longue période est susceptible d’induire du stress chez les Psammomys obesus. 3) Les animaux seront soumis à des anesthésies susceptibles d'altérer le bien-être de l'animal. 4) les animaux seront soumis à des injections susceptibles d’induire une douleur modérée, un risque infectieux et/ou inflammatoire. 5) Les animaux seront également soumis à des électrorétinogrammes, susceptibles d’induire des anomalies oculaires dans certains cas (inflammation, infection, rougeur, opacité…). Liée à ces procédures, l'administration répétée d'anesthésies chez Psammomys obesus peut entraîner une perte de poids (10%) dans certains cas, indiquant une complication métabolique. 6) Des effets délétères du traitement à la vitamine E peuvent être observés, tels qu'une diminution de la pression artérielle, des problèmes de coagulation. 7) L'injection intra-péritonéale peut causer de la douleur, un stress et une inflammation chez le rongeur en raison de l'introduction d'une aiguille dans l'abdomen. Le transport entre les deux EU pourrait induire un stress aigu transitoire chez les animaux.

Devenir

Tous les animaux sont mis à mort en fin de procédure pour prélèvements.

Remplacement

Le but de ce projet est d’évaluer l’impact d’une exposition anormale à la lumière sur la vision en étudiant plus particulièrement les altérations du système circadien de la rétine. A l’heure actuelle, il n’est pas encore possible de modéliser in vitro et/ou in silico l’ensemble des structures impliquées de la rétine, ce qui nécessite donc d’avoir recours au modèle animal. Le projet nécessite la réalisation d’expériences dans un environnement intégral, à l’échelle de l’animal.

Réduction

Le nombre d’animaux a été choisi dans le respect des règles statistiques en vigueur, en minimisant le nombre d’animaux utilisés. Il a été déterminé par calcul de puissance à l’aide d’un logiciel, et sur la base de notre connaissance du modèle Psammomys obesus, des techniques utilisées et de nos expériences à ce sujet, ainsi que sur la littérature scientifique. De plus, afin de réduire le nombre total d'animaux : - Nous utilisons des approches non invasives et longitudinales ne conduisant pas à la mise à mort de l'animal. Les animaux utilisés lors des approches non-invasives seront utilisés dans le cadre d'une procédure ex-vivo, après prélèvements post-mortem des globes oculaires. De plus, nous utiliserons les mâles et les femelles de nos portées, puisque que nos résultats antérieurs n’ont pas montré d’effet du sexe sur la dégénérescence rétinienne induite par la LAN. Nous réaliserons des analyses statistiques pertinentes robustes et adaptées à nos groupes.

Raffinement

Pour réduire l'impact de l'isolement, les animaux sont hébergés en cages ouvertes ce qui permet de maintenir un contact visuel, olfactif et auditif entre les congénères. Pour optimiser leur croissance, les animaux dont le poids est inférieur à la moyenne (en tenant compte de la dispersion des valeurs), disposeront d’un biberon à tétine longue pour leur faciliter l’accès à la boisson, ainsi que des croquettes directement dans leur cage. En cas de problème d’alimentation récurrent objectivé par une perte de masse, les animaux auront accès à de la nourriture gélifiée directement dans une coupe dans la cage et les dents des animaux seront vérifiés. Les différents examens seront réalisés sous anesthésie et/ou analgésie. Durant ces procédures la température de l’animal sera maintenue à l’aide d’un tapis chauffant. En complément d’une évaluation hebdomadaire de leur état de santé, les animaux seront suivis quotidiennement sur trois jours après les examens ophtalmologiques. Ce suivi se fera à l’aide d’une grille de score permettant d’objectiver différents paramètres (apparence, poids, examen clinique), et de définir des points limites, permettant de soustraire immédiatement un animal si une souffrance été détectée. Les deux sites expérimentaux sont distants de moins de 10 km. Les animaux sont transportés dans des boites de transport pour animaux de laboratoire contenant litière et enrichissements type bâton et frisure. De la nourriture et de l'eau gélifiée sont ajoutées pour que l'animal puisse se nourrir et s'hydrater sans risque d'écoulement de l'eau. Le transport sera effectué de jour, donc sans déphasage du cycle lumière/obscurité, en présence de la personne habituée à les manipuler, dans un véhicule chauffé en fonction de la température extérieure. Lors de deux précédents projets, les animaux n’ont montré aucun signe de stress à leur arrivée dans chacun des sites. L'état de santé des animaux sera évalué avant et après chacune des procédures.

Choix des espèces

Psammomys obesus a une rétine remarquablement riche en cônes et représente un modèle animal pertinent de vision centrale, primordiale pour la vue humaine. Dans la nature, ces animaux sont sevrés après 20 jours et atteignent la taille adulte au bout de 4 mois. Ils deviennent sexuellement matures à 3-6 mois. L'espérance de vie est 14-18 mois, et six ans en captivité. Les animaux seront exposés à la LAN dès le sevrage (20 jours), et maintenus dans ce régime plusieurs semaines. Les injections sous-rétiniennes seront pratiquées sur des animaux à P15.

  • Production de routine
  • Recherche appliquée
    • Autres troubles humains
    • Cancers
    • Diagnostic des maladies
    • Maladies animales
    • Maladies des plantes
    • Maladies infectieuses
    • Troubles cardiaques
    • Troubles immunitaires
    • Troubles nerveux
    • Troubles urogénitaux
  • Recherche fondamentale
    • Autre recherche fondamentale
    • Oncologie
    • Système cardiaque
    • Système endocrinien
    • Système immunitaire
    • Système nerveux
    • Système respiratoire
    • Système urogénital
  • Tests réglementaires
Poules : 150
Souffrances
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Devenir
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150 poules vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Elles reçoivent cinq injections intramusculaires d'un antigène couplé à un adjuvant sur soixante-trois jours, puis sont tuées, pour produire des anticorps polyclonaux vendus à des équipes de recherche. Le porteur indique que les injections avec adjuvant complet de Freund peuvent provoquer ulcérations, fièvre et baisse de mobilité, et présente le prélèvement des anticorps dans le jaune d'œuf comme un raffinement. Sur le remplacement, il affirme qu'aucune méthode in vitro n'est aussi efficace et que l'immunité de l'animal vivant est "indispensable" pour obtenir des anticorps spécifiques.

Objectifs

Les anticorps sont produits par le système immunitaire d'un animal comme moyen de défense contre un immunogène spécifique. Ces anticorps constituent des ressources largement utilisées dans des applications diagnostiques et thérapeutiques. Les anticorps polyclonaux sont notamment utilisés pour l’évaluation, la détection et la purification de protéines d’intérêts. Ces anticorps polyclonaux trouvent des applications en biologie et en biochimie, tels que des tests de grossesses ou plus récemment pour détecter la présence du virus SARS-CoV-2. Notre société assure la production d’anticorps polyclonaux pour le compte de différentes équipes de recherches publiques ou privées. L'objectif de la présente demande est d'obtenir des anticorps polyclonaux de poule. La poule est une hôte d’intérêt, pour le développement d’anticorps dirigés contre des protéines hautement conservées chez les mammifères. Les anticorps seront produits par injection à un animal de l'immunogène (antigène) cible, combiné à un adjuvant qui accroît la réponse immunitaire. Le protocole durera 63 jours.

Bénéfices attendus

Les anticorps polyclonaux sont des auxiliaires et des réactifs employés dans des procédés relatifs à la biochimie, à la biologie moléculaire et à l’immunohistochimie. Ils permettront notamment d’approfondir les connaissances nécessaires pour l’avancement de la recherche et le développement de test de diagnostic voir de nouvelles pistes d’applications thérapeutiques.

Procédures

5 injections en intramusculaire de l’antigène associé à un adjuvant (10 minutes)

Impact sur les animaux

Les immunisations peuvent notamment conduire à l'apparition d'ulcérations aux points d'injection. L'injection en intramusculaire couplée à l’adjuvant complet de Freund peut provoquer l’apparition de fièvre et d’inconfort modéré, pouvant se traduire par une légère diminution de la mobilité pendant les premières heures suivant l’injection (apparition de petites boules correspondant au dépôt de l’émulsion antigène-adjuvant). Les animaux sont surveillés après injection afin de vérifier qu’aucune douleur n’est apparue.

Devenir

Tous les animaux sont concernés par l'euthanasie. Les projets étant spécifiques d’un antigène, nous ne pouvons pas réutiliser les animaux pour d’autres protocoles, les animaux sont donc tous euthanasiés en fin de protocole à J63.

Remplacement

La méthode usuelle pour produire des anticorps polyclonaux (AcP) reste l’immunisation de l’animal avec des préparations antigéniques pures ou partiellement purifiées, souvent combinées à un adjuvant qui accroît la réponse immunitaire. Les AcP sont produits chez les animaux vivants, puisqu’il n’existe pas de méthode substitutive aussi efficace pour cette production. L’immunité humorale correspond à un processus complexe impliquant différents acteurs du système immunitaire in vivo. Ce processus se traduit par la production d’un répertoire diversifié d’immunoglobulines répondant à un grand nombre d’antigènes. In vivo, l’adaptation accrue du système immunitaire vis à vis de l’antigène au fur et à mesure des immunisations est indispensable pour obtenir des anticorps notablement plus spécifiques et pertinents que ceux obtenus avec des systèmes de développement in vitro. En effet, les techniques partant de banque naïve ne permettent généralement pas une obtention aisée (en termes de temps, budgets et matériels) d’une large gamme d’anticorps de hautes affinités ciblant différents épitopes.

Réduction

Le nombre d’animaux (2 poules par protocole) pour l’obtention de réactifs intervenant dans la caractérisation d’une molécule thérapeutique, a été adapté au plus juste par rapport au besoin pour les investigations et les recherches au regard de notre recul sur ce protocole

Raffinement

Les animaux sont injectés et euthanasiés en dehors de la pièce de stabulation pour éviter toute transmission de stress. La pièce de stabulation est à l'abri de toute nuisance sonore. L'observation quotidienne des animaux par le personnel compétent permet une détection précoce de tout risque d'atteinte d'un point limite et ainsi une intervention adaptée au plus tôt. Dans le but de repérer rapidement toute anomalie, les animaux seront suivis quotidiennement. Toute anomalie sera rapportée au vétérinaire qui jugera s’il est nécessaire de réaliser un examen clinique approfondi et interviendra dans le diagnostic, la prescription et mise en place d’un traitement thérapeutique adapté et/ou des soins divers, dans le but de soigner ou soulager l’animal. La recherche sur la douleur aviaire est limitée, mais une grande partie des connaissances provient de la science du bien-être avec un intérêt pour les pratiques agricoles de routine. Dans ce cadre, une attention particulière sera portée à 3 critères principaux : comportementaux (éveil, posture, comportement exploratoire, locomotion, agressivité, vocalisation…), signes cliniques (apparence générale, aspect du plumage, ouverture des paupières, éventuelles lésions…) et zootechniques (abreuvement, poids, …). La récupération des anticorps à partir des œufs de poule constitue un raffinement, car les prélèvements sanguins ne sont pas nécessaires. Lors de leur hébergement, les animaux auront des conditions d’hébergement adaptées et optimales (logement, environnement, alimentation, apport en eau, soins). Les paramètres d’ambiance, l’aliment, l’abreuvement seront vérifiés quotidiennement. De plus, les poules disposeront d’un environnement enrichi (perchoir, miroir, bloc à picorer ou type coquilles d'huîtres...).

Choix des espèces

La poule est utile pour la production d’anticorps contre des protéines de mammifères, car elle est éloignée phylogénétiquement de la classe des Mammalia. L’utilisation de poules pondeuses est en totale conformité avec le principe des 3R et cette méthode est fortement recommandée depuis un certain temps par le Centre Européen pour la Validation des Méthodes Alternatives. Il s'agit d'un raffinement du protocole de production d'anticorps, car ces derniers peuvent être extraits du jaune d’œuf sans avoir à prélever du sang sur l’animal. Un autre avantage est que les poules pondeuses sont capables de produire des anticorps en plus grande quantité, ce qui réduit le nombre d'animaux nécessaires pour obtenir les anticorps. La meilleure production d’anticorps est obtenue chez les jeunes adultes. Les poules entreront en protocole dès l’âge de 5 mois. Auparavant elles auront subi une période de quarantaine de 14 jours, et si les animaux ne présentent aucun signe clinique, elles seront aptes à rentrer en protocole.

  • Recherche fondamentale
    • Oncologie
    • Système endocrinien
    • Système nerveux
Autres poissons : 66
Souffrances
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▲ 66
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Devenir
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 66

66 roussettes vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger. Ces petits requins pêchés en mer sont soumis à des changements de salinité et de température pendant 24 heures avec quatre prélèvements sanguins, avant d'être tués pour disséquer leur moelle épinière et caractériser des cellules nerveuses, afin d'étudier l'adaptation des requins aux variations de leur milieu. Le porteur affirme que ces variations restent dans la gamme naturelle et n'attend de stress que lors des manipulations et des prises de sang. Il indique qu'aucune culture de ces cellules n'est possible faute de connaissances, et qu'il n'existe donc "pas d'alternative" in vitro.

Objectifs

Chez les poissons, comme chez les autres vertébrés, l’organisme adapte sa physiologie aux variations de son environnement grâce à la perception des fluctuations environnementales comme par exemple les variations de températures ou de lumière par son système nerveux central qui contrôle alors les sécrétions hormonales, notamment au niveau de l’hypophyse, qui régulent différentes fonctions biologiques. En plus du cerveau, il existe chez les poissons un système nerveux supplémentaire situé à l'extrémité caudale de la moelle épinière, appelé système neurosécréteur caudal. Ce système neurosécréteur caudal jouerait un rôle dans la coordination de différents processus physiologiques de l’organisme en réponse à des variations de salinité ou de température, comme montré récemment dans la littérature chez le flétan. Chez les requins, le système neurosécréteur caudal est constitué de neurones géants appelés cellule de Dahlgren. Bien qu’identifiées depuis longtemps, aucune étude récente n'a porté sur la caractérisation plus poussée de ces cellules. L'objectif du présent projet est d’analyser et de comparer les sécrétions hormonales des cellules de Dhalgren isolées à partir de roussettes adultes mâles qui auront été soumises à des changements de température et de salinités sur un temps court et dans le respect du principe des 3R.

Bénéfices attendus

L’analyse de la réponse hormonale des cellules de Dahlgren chez des animaux soumis à des variations de température et de salinité nous permettra d’établir ou non si ces cellules peuvent jouer un rôle essentiel dans l’adaptation des requins aux contraintes environnementales liées au changement climatique. A plus long terme, les bénéfices susceptibles de découler de cette étude chez une espèce de requin largement abondante sont de différents niveaux : (1) apporter des connaissances sur un modèle de requin qui seront bénéfiques à la compréhension des capacités d’adaptation d’autres espèces de requins dont les populations sont en danger ; (2) comparer les résultats obtenus sous un angle de l’évolution des espèces et d’identifier ainsi des processus fondamentaux conservés ; (3) disposer de marqueurs hormonaux en tant qu’outil pour caractériser les capacités d’adaptation d’une espèce donné en fonction de son environnement et ainsi adapter cet environnement pour un meilleur bien-être dans le cadre de programmes de préservation d’espèces aquatiques ou d’élevages. L’absence de variations hormonales des cellules de Dahlgren posera la question d’un autre rôle de ces cellules et c’est pourquoi nous prélèverons, en fin d’expérimentation, un maximum de tissus biologiques chez un même animal pour explorer différentes fonctions physiologiques.

Procédures

Des roussettes mâles adultes seront pêchées puis acclimatées dans des bacs de grande dimension alimentés avec de l'eau de mer naturelle à 15°C et sous un cycle de lumière artificielle 8L:16D correspondant aux conditions optimales décrites dans la littérature. Trois procédures dont les paramètres seront dans la gamme des conditions naturelles pour les requins, seront mises en place : (1) Test de salinité de 24h effectué sur 3 lots : 1 lot de 6 animaux transférés d’une eau de mer non diluée (100%) vers une eau de mer 100% (lot contrôle) ; 1 lot de 6 animaux transférés d’une eau de mer diluée (eau de mer à 80%) vers une eau de mer 100% ; 1 lot de 6 animaux transférés d’une eau de mer 100% vers une eau à 80%. (2) Test thermique de 24h effectué sur 3 lots : 1 lot de 6 animaux transférés de 15°C vers 15°C (contrôle) ; 1 lot de 6 animaux transférés de 15°C vers 10°C ; 1 lot de 6 animaux transférés de 15°C vers 20°C. (3) Test combinant les changements de température et de salinité et qui portera sur 5 lots, chacun de 6 animaux, sur une durée de 24h : eau de mer 100% vers 100% à 15°C; eau de mer 80% vers100% à 10°C; eau de mer de 80% vers 100% à 20°C; eau de mer 100% vers80% à 10°C; eau de mer de 100% vers 80% à 20°C. Pour l’ensemble des animaux, une série de 4 prélèvements sanguins à 0h, 6h, 12h et 24h après les transferts, de moins de 1mL et n’excédant pas, au total, 10% du volume sanguin de l’animal sera effectuée pour des analyses biochimiques. A la fin des expérimentations, les animaux seront mis à mort pour récupérer un grand nombre de tissus biologiques dont les moelles épinières pour la caractérisation des cellules de Dahlgren. Ces dernières seront analysées par des approches techniques hautement résolutives afin d’obtenir des résultats significatifs à partir d’un minimum de cellules, et donc d’animaux, collectées.

Impact sur les animaux

Les variations de température et/ou de salinité qui seront appliquées sont dans des gammes physiologiques et naturellement rencontrées par les requins, dont la roussette ; il n’y a donc pas de nuisance ou d’effet indésirable attendu sur la base de ces variations. Par contre, un stress et inconfort est attendu lors de la prise (manipulation) des animaux lors des transferts d’une condition à l’autre ainsi que lors des prélèvements sanguins. Ces derniers correspondent à un degré de sévérité de classe légère. Une acclimatation et une sédation sont envisagées.

Devenir

Mise à mort pour prélèvement des cellules de Dahlgren en vue de leur caractérisation moléculaire et le prélèvement de différents organes pour analyser l’impact des variations de température et/ou de salinité sur différentes fonctions biologiques. Du fait de leurs localisations dans la moelle épinière, les cellules de Dahlgren ne peuvent être prélevées qu’après dissection.

Remplacement

L’impact des variations environnementales sur la physiologie de ce requin sera abordé en ciblant les cellules de Dahlgren mais également en prélevant un nombre maximum de tissus biologiques chez un même animal afin d’avoir une analyse plus large et plus intégrée. L'accès à la veine caudale, dans laquelle les hormones des cellules de Dahlgren sont libérées, est facilement accessible et permettra une analyse des sécrétions dans le temps et évitera ainsi d’utiliser des animaux supplémentaires. L’utilisation de culture de cellules de Dahlgren n’est actuellement pas possible du fait, justement, de l’absence de connaissances sur ces cellules spécifiques et il n’y a donc pas d’alternative in vitro disponible. Cependant, les hormones identifiées au niveau des cellules de Dahlgren au cours de ce projet seront, par ailleurs, testées in vitro sur des lignées cellulaires pour étudier leur mode d’action.

Réduction

L’expérimentation in vivo est réduite à 6 animaux par condition expérimentale pour permettre une analyse statistique appropriée pour les faibles effectifs. Les variations testées de température et de salinité, la durée de l’expérimentation ainsi que les temps de prélèvement des échantillons sanguins ont été définis et réduits au minimum sur la base des données bibliographiques. Ces données ont notamment montré qu’une exposition de la petite roussette, ou d’une autre espèce de requin, dans un milieu de salinité différente provoquait une variation significative des paramètres plasmatiques à 6h et que la réponse de tissus biologiques impliqués dans l’osmorégulation était observée entre 12h et 24h après le changement de milieu. Les températures choisies correspondent à celle qui impacte (20°C) ou non (10°C) la spermatogenèse et à celle qui impacte (20°C) ou non (15°C) la croissance embryonnaire de la roussette. Ces températures correspondent également à une augmentation de 5°C des température moyennes de surface des océans dans les scénarios de changement climatique. Ces données bibliographiques nous ont donc permis de bien cerner les conditions à tester et d’éviter l’utilisation d’un nombre plus important d’animaux. De plus, l’utilisation de technologies performantes à haute résolution permet d'obtenir des données statistiquement analysables à partir de faibles quantités d’échantillons, ce qui permet de limiter le nombre de cellules de Dahlgren à prélever, et donc d’animaux. Un maximum d’organes sera prélevé sur un même animal pour des études ultérieures liées au projet et pour leurs utilisations dans des projets différents réalisés par d’autres chercheurs s’intéressant à cette espèce.

Raffinement

Les animaux seront acclimatés pendant au minimum 4 semaines avant les expériences dans des systèmes à flux ouvert avec de l'eau de mer naturelle à 15°C, sous un cycle de lumière artificielle 8L:16D et ils seront en groupe à raison d’une densité de 5 animaux / 100L (environ 35kg/m3). Cette période de 4 semaines est justifiée par une préconisation généralement admise de 2 semaines de délai entre le transport des animaux et leur inclusion expérimentale auxquelles sont rajoutés 2 semaines minimum qui permettront une manipulation des animaux (caresses du museau, caresses ventrales, prise en main dans les bacs, tests d’immobilité tonique). Au cours de cette période, les animaux seront nourris de poissons ou de mollusques ad libitum à une fréquence d'une fois par semaine, ce qui est en accord avec le mode d'alimentation des requins. Les animaux seront également pesés et mesurés puis identifiés par un marquage externe (fil de couleur placé autour du corps devant la nageoire dorsale). Lors des tests, les animaux seront transférés dans un bac de 100L (hauteur de 60 cm) permettant une nage sans contrainte et ainsi assurer une bonne irrigation des branchies et, selon les conditions, permettant également aux animaux de boire. Lors de ces tests une observation de comportements de stress (nage rapide et comportement de fuite hors du bassin, rougeurs de la peau) entrainera aussitôt l’exclusion des animaux. Pour les prélèvements sanguins les animaux seront transférés dans un bac de petite dimension (1m x 0.30m) pour permettre leur sédation et la mise en place d’une pompe buccale non invasive pour assurer l’irrigation des branchies. En fin de procédure, les animaux seront mis à mort pour procéder aux prélèvements des tissus biologiques.

Choix des espèces

L’espèce utilisée, Scyliorhinus canicula est un requin Carcharhiniforme non classé comme vulnérable (Least Concern) sur la liste rouge de l’UICN (Union internationale pour la conservation de la nature). Du fait de son abondance et de la disponibilité de données scientifiques, dont génomiques, cette espèce est considérée comme une espèce modèle pour l’étude des requins. Ces derniers appartiennent au groupe des poissons cartilagineux (Chondrichtyens) qui regroupe également les holocéphales (ou chimères) et les raies. Au cours de l’évolution, les poissons cartilagineux ont divergé des vertébrés osseux il y a environ 420 millions d’années. Ils constituent donc un taxon d’intérêt pour les études phylogénétiques. De plus, les études en physiologie des poissons s’intéressent très peu à celle des requins et des raies alors qu’ils constituent un groupe très différent des poissons osseux et qu’ils sont de plus en plus menacés dans nos écosystèmes marins. Seuls des animaux adultes de sexe mâle seront utilisés. Les roussettes mâles atteignent une maturité sexuelle à 6,6 ans pour une taille de 54 cm. Afin d’utiliser des lots homogènes, nous identifierons les animaux au préalable dans une gamme de taille de 60±3 cm et de poids de 680±30g. L’utilisation d’adultes est justifiée par le fait de prélever des animaux en milieu naturel qui aient eu des cycles de reproduction, donc moins impactant pour la ressource, et de disposer d’animaux de taille suffisante pour le prélèvement des échantillons biologiques.

  • Recherche fondamentale
    • Système nerveux
Souris : 80
Souffrances
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▲ 80
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Devenir
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 80

80 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger. Porteuses d'une mutation modélisant le syndrome de l'X fragile, elles reçoivent un composé dans l'eau de boisson pendant huit jours, puis sont tuées pour prélever le cerveau et enregistrer l'activité électrique sur des coupes, afin de tester si ce composé calme l'hyperexcitabilité du cortex. Le porteur indique que ces souris ne montrent pas d'altération du comportement à l'âge utilisé et que le composé n'a pas provoqué d'effet indésirable. Sur le remplacement, il affirme qu'étudier l'activité neuronale dans le cerveau entier est "indispensable" et ne peut se faire sur des cultures cellulaires.

Objectifs

Le syndrome de l’X fragile (SXF) est une maladie génétique qui provoque des problèmes intellectuels et touche environ 10 000 personnes en France. Cela est dû à une mutation dans un gène qui empêche la production d'une protéine essentielle pour le fonctionnement normal des cellules nerveuses dans le cerveau. Ce dysfonctionnement des cellules nerveuses entraîne des problèmes d'excitabilité dans le cerveau, plus particulièrement dans une région appelée cortex. Actuellement, il n'y a pas de traitement spécifique pour cette maladie héréditaire. Les traitements existants ne font que soulager certains symptômes, mais ne guérissent pas la maladie. C'est pourquoi il est très important de rechercher de nouveaux traitements qui pourraient changer le cours de la maladie. Une approche potentielle pour traiter le SXF serait de trouver un traitement qui pourrait réduire cette hyperexcitabilité dans le cerveau. L'objectif de ce projet est de tester l'effet d'un composé administré dans l'eau de boisson sur l'hyperactivité du cortex observée dans un modèle de souris atteintes de SXF. En d'autres termes, nous allons étudier si ce composé peut aider à calmer l'excitabilité excessive dans le cerveau de ces souris pour améliorer leur état.

Bénéfices attendus

Ce projet permettra de mieux comprendre les dysfonctionnements des cellules neuronales observés dans le SXF, forme la plus fréquente de déficience intellectuelle héréditaire, et notamment les mécanismes responsables de l’hyperexcitabilité au niveau du cortex cérébral, et de tester l'effet d'un candidat médicament sur cette hyperexcitabilité, dans le but de développer de nouvelles approches thérapeutiques chez l’Homme afin de traiter cette pathologie.

Procédures

Administration d'un composé dans l'eau de boisson pendant 8 jours. Euthanasie : Administration du mélange d’anesthésiques/analgésiques (10 secondes), anesthésie de la souris par inhalation d'un anesthésique (maximum 5 minutes), prélevement du cerveau (2 minutes).

Impact sur les animaux

Les souris modèles du SXF que nous utilisons ne présente pas d’altération de leur comportement à l’âge utilisé. Le composé étudié n’induit aucun effet indésirable après 8 jours d’administration dans l’eau de boisson.

Devenir

Les animaux seront tous euthanasiés afin de réaliser les coupes cérébrales et procéder aux enregistrements de l’activité cérébrale sur ces coupes.

Remplacement

Les expériences in vivo, en utilisant des modèles animaux, permettent d'étudier le fonctionnement des neurones dans leur contexte naturel, c'est-à-dire à l'intérieur du cerveau entier. L’utilisation de modèles animaux est indispensable pour étudier l'activité éléctrique neuronale des différentes régions du cerveau et le bénéfice de certains traitements sur ces modifications d'activité neuronale envisagés dans ce projet. Ces approches expérimentales ne peuvent pas être remplacées par des méthodes substitutives type approche in sillico / in vitro ou culture cellulaire ... L'utilisation du modèle souris nous permet de mimer la physiologie et la pathologie humaine et de corréler les modifications anatomiques et physiologiques observées in vivo à des déficits.

Réduction

Le nombre de souris a été réduit autant que possible, tout en étant suffisant pour l'obtention de résultats exploitables. L'évaluation du nombre d'animaux nécessaire a été effectuée par un programme adapté. Les résultats seront analysés par des tests statistiques. Nous adapterons les tests statistiques en fonction des observations.

Raffinement

Avant toute administration, une période d’acclimatation des animaux d’au moins 5 jours sera respectée. Une observation des animaux sera effectué quotidiennement sans exception (Week-ends & jours fériés). Pendant la période d’administration du composé dans l’eau de boisson (8 jours), un contrôle renforcé selon la fiche de suivi sera réalisé à minima 3 fois, afin de s’assurer de l’absence d’effet indésirable inattendu. En cas d’altération de l’état de l’animal, la surveillance sera rapprochée et il sera soigné selon les recommandations du vétérinaire et en accord avec le directeur d’étude.

Choix des espèces

Nos expérimentations sont réalisées chez la souris, dont l’étude est extrêmement répandue au sein des laboratoires de recherche en Neurosciences, rendant les résultats pertinents pour la communauté scientifique nationale et internationale. Ces rongeurs, de petite taille et d’élevage facile, possèdent un système nerveux dont le développement est extrêmement proche de celui du système nerveux humain, et dont l’organisation, certes simplifiée, est suffisamment complexe. Pour l'étude des déficits du SXF, un modèle de souris de cette maladie nous permettra d’étudier l’effet d’un traitement sur les dysfonctionnements neuronaux observés dans le SXF. Les animaux seront utilisés à l'âge adulte, de 6 semaines à 15 semaines. En effet, des études préliminaires réalisées par notre client ont montré une efficacité du composé testé sur un autre modèle de souris malades à l’âge adulte.

  • Recherche appliquée
    • Troubles nerveux
  • Recherche fondamentale
    • Système nerveux
Rats : 100
Souffrances
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▲ -
▲ 100
Devenir
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 -
 100

100 rats vont être utilisés, tous tués à l'issue, dans des procédures classées en gravité sévère. Privés d'oxygène sous anesthésie pour reproduire le syndrome de Lance-Adams, ils subissent ensuite des stimulations sonores quotidiennes pendant quatre semaines et des injections de molécules anti-myocloniques, avant la mise à mort pour analyses. Le porteur reconnaît que la privation d'oxygène peut tuer certains animaux et provoquer des secousses gênant leur déplacement et leur alimentation, tout en rappelant que ces secousses ne sont pas jugées douloureuses chez l'humain. Il affirme qu'aucun modèle non animal ne peut étudier la mort des neurones et présente ce projet pilote comme un préalable à des travaux ultérieurs.

Objectifs

Chez l’homme, l’arrêt brutal de l'oxygénation du cerveau (ou anoxie cérébrale) peut être liée à des causes variées comme un arrêt cardiaque ou une crise d’asthme très sévère. Chez les survivants, ce manque d’oxygène peut entraîner des problèmes neurologiques chroniques comme le syndrome de Lance-Adams (LAS). Le LAS est caractérisé par des secousses musculaires involontaires (qu’on appelle myoclonies) très importantes et qui ne sont pas qualifiées comme douloureuses par les patients. Elles apparaissent spontanément ou en réaction aux sons notamment. Elles rendent impossible la réalisation de nombreux gestes de la vie quotidienne : marcher, s’alimenter, se laver ou aller aux toilettes. Les patients reçoivent souvent de nombreux médicaments qui exposent à des effets secondaires parfois graves et aux risques d’interactions entre médicaments. Malheureusement, l'efficacité de ces médicaments est souvent insuffisante pour traiter les secousses musculaires du LAS. Les mécanismes à l'origine du LAS restent peu connus. A ce jour, le principal modèle animal de secousses musculaires induites par un manque d’oxygène (donc équivalent du LAS chez l’humain) existe chez le rat. Compte-tenu des limites de cet ancien modèle, l'objectif de notre projet pilote est donc de mettre au point un nouveau modèle animal de secousses musculaires après un manque d'oxygène reproduisant les caractéristiques du LAS chez l’Homme. Avec une procédure expérimentale plus simple, moins invasive et plus représentative du mécanisme du LAS chez l’humain, nous souhaitons identifier les divers paramètres expérimentaux permettant d’obtenir un modèle fiable et reproductible tout en limitant la mortalité et la douleur chez l’animal, indispensable pour vérifier nos hypothèses concernant les mécanismes à l'origine du LAS.

Bénéfices attendus

La prise en charge des patients atteints du syndrome de Lance-Adams (LAS) est aujourd’hui limitée avec des traitements globalement peu voire pas efficaces. L’amélioration de la prise en charge des patients passe avant tout par une meilleure compréhension des mécanismes aboutissant aux secousses involontaires (appelées myoclonies) du LAS. Cela repose donc notamment par l’exploitation des modèles animaux qui reproduisent cette pathologie. Comme évoqué précédemment, le principal modèle déjà publié de LAS a des points faibles. Nous souhaitons donc développer ce nouveau modèle de LAS chez le rongeur pour ensuite l’explorer finement afin d’approfondir nos connaissances sur les mécanismes pathologiques du LAS. Les études animales déjà réalisées avec le modèle existant donnent des résultats assez hétérogènes. Chez l’homme, les études cliniques semblent indiquer que les secousses des patients avec un LAS pourraient provenir de l'écorce du cerveau appelée cortex. Dans notre groupe de patients atteints de LAS, les premiers résultats sont très en faveur d’une atteinte du cortex pouvant être à l'origine des secousses. Par ailleurs, certains neurones spécifiques du cortex sont très consommateurs d'oxygène. Le manque d'oxygène pourrait donc en priorité affecter le fonctionnement de ces neurones-là. Nous faisons donc l’hypothèse que les secousses musculaires du LAS sont, au moins en partie, dues à un souffrance de cette population de neurones au sein du cortex responsable des mouvements. A court terme, cette étude pilote permettra d’établir les différents paramètres expérimentaux permettant d’obtenir un nouveau modèle animal de LAS. A long terme, le bénéfice de la mise en place de ce nouveau modèle sera d’approfondir, dans un projet ultérieur, les connaissances déjà acquises sur le LAS, en particulier par des méthodes électrophysiologiques et immunohistochimiques afin de tester notre hypothèse.

Procédures

Le protocole des stimulations auditives sera réalisé chez tous les animaux, pendant 45 secondes, une fois par jour tous les jours pendant la semaine précédant la procédure de privation en oxygène, puis une fois par jour tous les jours pendant les 4 semaines suivant la procédure de privation en oxygène. Ces stimulations auditives se feront chez des animaux vigiles. Le protocole de privation en oxygène sera réalisé à une seule reprise sur tous les animaux, entre 0et 10 minutes. Cette procédure se déroulera alors que les animaux seront anesthésiés et après injection de médicaments anti-douleur. Au cours de la procédure d’évaluation de la survenue des secousses pendant les semaines suivant le manque d’oxygène, des injections de molécules anti-épileptiques et anti-myocloniques (durée d’injection et temps de maintien : 1 minute) seront réalisées une fois pour chaque animal par voie intra-péritonéale.

Impact sur les animaux

Ce projet pilote va permettre d’évaluer les effets indésirables possibles de ce protocole expérimental. Le risque anesthésique est à prendre en considération. La mort des animaux au cours de la procédure de privation en oxygène est une possibilité expérimentale. Les secousses musculaires engendrées dans un délai de quelques jours après l’anoxie pourront entrainer des difficultés de déplacement pour les animaux ainsi que des difficultés d’alimentation. Il nous semble également important de rappeler que, chez l’humain, les myoclonies (secousses musculaires) ne sont pas considérées comme étant douloureuses.

Devenir

Les mêmes animaux sont impliqués dans les manipulations de privation en oxygène et d’évaluation des secousses musculaires. A l’issue de ces manipulations, les animaux seront euthanasiés par une méthode réglementaire, l’euthanasie étant requise pour réaliser des prélèvements et analyses post-mortem.

Remplacement

Certaines questions d’intérêt scientifique nécessitent des expériences sur les animaux. Bien que des procédures alternatives existent, ni les processus aboutissant à la mort des neurones ni les processus favorisant l'apparition de crises d'épilepsie ou de secousses musculaires involontaires (myoclonies) ne peuvent être légitimement bien étudiés chez l’homme ou dans d’autres modèles non animaux. De plus, il n’est pas légitime de provoquer une crise d’épilepsie ou des myoclonies chez un patient pour des études scientifiques. Enfin, lors des expériences sur les animaux, l’environnement est mieux contrôlé et la qualité des données est nettement supérieure.

Réduction

Nous sommes sensibles au besoin d’utiliser le moins d’animaux possible et de diminuer la souffrance animale tout en respectant la rigueur scientifique. C’est dans cette objectif que nous conduisons cette étude pilote afin d’établir les paramètres du protocole permettant de réduire au maximum la mortalité du protocole donc le nombre d’animaux à utiliser. Le nombre d’animaux utilisés sera réduit au minimum (100) pour produire une conclusion scientifique et statistique tenable. Une fois le modèle établi grâce à cette étude, nous calculerons plus précisément les différents indicateurs statistiques permettant d’évaluer le nombre d’animaux nécessaires.

Raffinement

Une période d’une semaine d’acclimatation à la zone d’hébergement est respectée après la livraison des animaux. De façon à réduire le stress et l’anxiété, les animaux seront maintenus au sein de groupes sociaux de plusieurs individus. Les conditions d’hébergement, incluant température, éclairage, bruit et espace ainsi que les conditions d’enrichissement de l’environnement, d’alimentation et soins si nécessaire, seront adaptées aux animaux et à leur âge. Un soin particulier sera apporté à la réduction de l’inconfort, de la douleur ou du stress des animaux. Un protocole d’intervention sera mis en place pour chaque indicateur de souffrance (modification de comportement, signes identifiables de douleur ou d’inconfort, perte de poids, difficultés d’alimentation). Une période d’une semaine d’habituation à la manipulation humaine est respectée avant la réalisation de nos procédures. Avant le début de chaque expérience, une période d’acclimatation de 30 minutes sera observée au cours de laquelle les animaux, laissés dans leur cage, ne seront pas manipulés. Cela leur permettra de s’habituer à leur nouvel environnement et éviter toute forme de stress. Les animaux bénéficieront alors de nourriture et d’eau à volonté ainsi que d’un environnement enrichi à l’aide de tunnels. Pendant la procédure d’anoxie, les paramètres physiologiques (fréquence cardiaque et saturation en oxygène) seront surveillés constamment. Tout au long de la procédure expérimentale, des points limites adaptés ont été définis afin de limiter la douleur à son minimum.

Choix des espèces

Le rat est l’espèce choisie pour ce projet. Les méthodes d’investigations électrophysiologiques et immunohistochimiques (qui seront utilisées dans un deuxième temps au cours d’un projet ultérieur) sont maîtrisées au laboratoire et ont déjà permis la publication d’études sur d’autres modèles d’anoxie et d'épilepsie réalisées sur des rats adultes. Par ailleurs, les études déjà publiées sur les modèles animaux de syndrome de Lance-Adams (LAS) précédemment citées ont été faites chez le rat. Nous allons utiliser des rats adultes entre 5 et 10 semaines de vie. Le LAS chez l’humain est en effet décrit uniquement chez des adultes. Par ailleurs, les études électrophysiologiques d’anoxie cérébrale et d’épilepsie réalisées dans l’équipe dans d’autres projets ont été faites chez des rats adultes. Ces mêmes techniques seront utilisées dans un deuxième temps sur un projet ultérieur.