Système nerveux
- Autre recherche fondamentale
- Biologie du développement
- Éthologie / comportement / biologie animale
- Multisystémique
- Oncologie
- Organes sensoriels
- Système cardiaque
- Système endocrinien
- Système gastrointestinal
- Système immunitaire
- Système musculosquelettique
- Système respiratoire
- Système urogénital
Etude chez le rat de la transmission transgénérationnelle d’un stress périnatal et sa correction par un traitement à la carbétocine et au probiotique Lactobacillus reuteri en période post-partum
- Recherche fondamentale
- Biologie du développement
- Éthologie / comportement / biologie animale
- Oncologie
- Système nerveux
2 186 rats vont être utilisés, tous tués à l'issue, dans des procédures impliquant des niveaux de souffrance allant de léger à modéré. Le porteur décrit un stress imposé aux femelles gestantes, immobilisées 45 minutes trois fois par jour, dont les effets sont suivis sur trois générations de descendants. Il indique que ceux-ci subissent des tests comportementaux, sans en préciser la nature, ainsi que des prélèvements de sang sous stress de nouveauté, avant la mise à mort pour prélever sang, cerveau et intestin. Il affirme qu'aucune méthode de substitution ne permet de recréer la transmission d'un stress périnatal sur trois générations.
Objectifs
Le projet a pour but de 1) caractériser les effets transgénérationnels du stress périnatal sur la descendance adulte mâle et femelle en 2ème et 3ème génération ,2) mettre en évidence les effets correcteurs d’un traitement en post partum avec la carbétocine (analogue de l’ocytocine) ou le probiotique Lactobacillus reuteri (puissant activateur du système ocytocinergique) sur les conséquences de l’exposition au stress et sur le comportement maternel et 3) comprendre les mécanismes mis en jeu au niveau du comportement et au niveau cérébral et moléculaire.
Bénéfices attendus
Le modèle de rat stressé périnatalement (PRS, perinatal stress) développé depuis 1995 (Maccari et al., 1995, J. NeuroSci., 15) constitue un modèle de choix pour l'étude des troubles associés au stress ainsi que pour leurs traitements. Ce modèle continue d’être caractérisé d'un point de vue comportemental mais également neuroendocrine. Les études actuelles sont complétées par des approches biochimiques et moléculaires. Les rats PRS utilisés pour les procédures expérimentales développées ci-après, proviennent de femelles qui après avoir été mises en reproduction seront soumises à un stress de contention pendant 45 minutes, 3 fois par jour à partir du 11ème jour de gestation jusqu'à la veille du jour de la parturition. Pour les rats non PRS, les mères gestantes ne subiront aucun stress et seront manipulées régulièrement. Ainsi, le stress est certes imposé au cours de la période prénatale mais il existe également un stress postnatal pour les ratons puisque les femelles stressées au cours de la gestation montrent une réduction des soins maternels (stress prénatal +postnatal = stress périnatal). Les rats PRS seront sélectionnés en fonction du comportement maternel déterminé au cours des 7 premiers jours après la parturition.
Procédures
-Injections intrapéritoneales ou traitement par l'eau de boisson chez la femelle lactante en post partum : 103 femelles pendant 7 jours ; -test comportementaux chez les descendants à l'age adulte 720 animaux durée 3 semaine avec espacement d'une semaine entre chaque test ; -prelévements sanguins sur animaux vigiles : 720 animaux , durée 1 journée (stress de nouveauté) ; -prelévements sanguins, cérébraux et intestinaux sur animauxeuthanasiés : 283 mères + 720 descendants pour un total de 1003 animaux.
Impact sur les animaux
La carbetocine, agoniste de l'ocytocine a deja montré son efficacité dans la correction de l'impact du stress dans le modèle PRS (Mairesse et al. 2015 ; Gatta et al. 2018) et le L. Reuteri est un puissant activateur du système ocytocinergique (Pouthaidis et al. 2013). Compte tenu de ces évidences experimentales, nous n'attendons pas d'effet indesirable particulier.
Devenir
-Procédure 1 reproduction F0) : seront euthanasiés les mâles reproducteurs et les femelles n'ayant pas donné de portée valable. Les femelles restantes seront reutilisées dans la procédure 4 pour les prelevements sanguins et cérébraux ; -Procédure 2 (lignées maternelles F1, F2) : seront euthanasiés les mâles reproducteurs et les femelles n'ayant pas donné de portée valable, ou presentant le mauvais comportement maternel. Dans ce dernier cas leurs descendants seront également mis à mort. Les mères restantes seront reutilisées dans la procédure 4 pour les prelevements sanguins et cérébraux. Les descendants valables séléctionnés dans la procédure 2 seront réutilisés dans la procédure 3 ; -Procedure 3 (descendants F1, F2, F3) : touts les animaux seront reutilisés dans la procédure 4 pour les prelevements sanguins et cérébraux.
Remplacement
Ce projet est conçu dans l’optique de respecter scrupuleusement la règle des 3 R : - Principe de remplacement : Aucune méthode alternative ou de substitution permet de recréer les conditions exposées ci-dessus, car il s’agit de mesurer des éléments intégrés associant stress périnatal et sa transmission à travers 3 générations à l’âge adulte. - Principe de réduction: Pour les rates reproductrices, en génération F0, F1 et F2, nous estimons que 8 à 15 rates/groupe/genération sont nécessaires, et pour les descendants en F1, F2 et F3, 12 rats/groupe/sexe/genération sont nécessaires pour limiter la variabilité interindividuelle des réponses au stress et des traitements en postpartum à la carbetocine et au probiotique. - Principe de raffinement : Les animaux seront nourris ad libitum avec accès libre à l’eau de boisson. Les rats, que ce soit lors de la période de reproduction ou lors des traitements, seront surveillés plusieurs fois par jour afin d'évaluer la présence de signes cliniques (vigilance des animaux, signes de détresse/douleur, perte de poids). Si un animal devait présenter des signes cliniques de détresse au cours d'une expérimentation, celui-ci serait rapidement euthanasié. Les animaux seront hébergés dans un endroit calme et toute expérimentation sera réalisée dans une salle différente de la salle d‘hébergement.
Réduction
Ce projet est conçu dans l’optique de respecter scrupuleusement la règle des 3 R : - Principe de remplacement : Aucune méthode alternative ou de substitution permet de recréer les conditions exposées ci-dessus, car il s’agit de mesurer des éléments intégrés associant stress périnatal et sa transmission à travers 3 générations à l’âge adulte. - Principe de réduction: Pour les rates reproductrices, en génération F0, F1 et F2, nous estimons que 8 à 15 rates/groupe/genération sont nécessaires, et pour les descendants en F1, F2 et F3, 12 rats/groupe/sexe/genération sont nécessaires pour limiter la variabilité interindividuelle des réponses au stress et des traitements en postpartum à la carbetocine et au probiotique. - Principe de raffinement : Les animaux seront nourris ad libitum avec accès libre à l’eau de boisson. Les rats, que ce soit lors de la période de reproduction ou lors des traitements, seront surveillés plusieurs fois par jour afin d'évaluer la présence de signes cliniques (vigilance des animaux, signes de détresse/douleur, perte de poids). Si un animal devait présenter des signes cliniques de détresse au cours d'une expérimentation, celui-ci serait rapidement euthanasié. Les animaux seront hébergés dans un endroit calme et toute expérimentation sera réalisée dans une salle différente de la salle d‘hébergement.
Raffinement
Principe de raffinement : Les animaux seront nourris ad libitum avec accès libre à l’eau de boisson. Les rats, que ce soit lors de la période de reproduction ou lors des traitements, seront surveillés plusieurs fois par jour afin d'évaluer la présence de signes cliniques (vigilance des animaux, signes de détresse/douleur, perte de poids). Si un animal devait présenter des signes cliniques de détresse au cours d'une expérimentation, celui-ci serait rapidement euthanasié. Les animaux seront hébergés dans un endroit calme et toute expérimentation sera réalisée dans une salle différente de la salle d‘hébergement.
Choix des espèces
L'utilisation du rat (souche Sprague-Dawley) comme modèle animal présentant des comportements de types émotionnels suite à la programmation par le stress périnatal constitue un modèle de choix pour tester les effets à long terme. Par ailleurs, les rats (souche Sprague-Dawley) sont particulièrement adaptés aux études comportementales et entre autres à l'étude des réponses au stress. Facilement manipulables, ils présentent également un métabolisme mesurable. Les analyses comportementales, biochimiques et structurales seront effectuées chez des animaux adultes (âgés de 3 à 5 mois) afin de déterminer la persistance des effets du stress à travers les générations.
Régulation des paramètres cardiovasculaires chez les rats médullo-lésés
- Recherche fondamentale
- Système nerveux
72 rats vont être utilisés, tous tués à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance sévère. Le porteur décrit une lésion chirurgicale de la moelle épinière suivie d'injections sous-cutanées répétées sur huit semaines, avec des animaux dont la vessie doit être vidée plusieurs fois par jour. La moelle épinière est prélevée après la mort pour les analyses histologiques. Il affirme que le tissu ex vivo ne reproduit pas les interactions physiologiques d'une lésion médullaire et que le recours à l'animal vivant est "l'unique façon" de tester l'hypothèse.
Objectifs
Les lésions spinales (SCI) sont parmi les affections les plus invalidantes et répandues dans le monde, avec une incidence de 15 à 52,5 cas par million (soit 12000 nouveaux cas par an aux Etats-Unis d’Amérique et 40000 patients en France), affectant des individus jeunes et en bonne santé (80% sont des hommes âgés entre 15 et 35 ans), avec un impact dramatique sur tous les aspects de la vie quotidienne. En plus des effets sur le système sensori-moteur bien connus et identifiés (paralysie, insensibilité), les sujets SCI présentent une détérioration importante de l’activité de leur système nerveux autonome. D’un point de vue clinique on observe de nombreux symptômes cardiovasculaires (hypotension chronique due à un manque d’activité du système sympathique), thermorégulation dysfonctionnelle (capacité réduite à frissonner quand il fait froid et à transpirer en cas de forte chaleur), dysréflexie autonome (épisodes soudains et brutaux d’hypertension, et de la bradycardie, déclenchés par des stimulinociceptifs). Parmi ces symptômes, les dysfonctions cardiovasculaires contribuent à 40% des décès. Comparé aux nombreuses investigations réalisées sur les problèmes moteurs et sensoriels, peu d’études ont été menées sur les conséquences cardiovasculaires des lésions médullaires. Le but de notre projet de recherche est d’élucider les mécanismes de dysfonction de ces pathologies cardiovasculaires chez l’animal lésé médullaire. Lors d’une lésion spinale, les commandes supraspinales sont déconnectées de leurs cibles et en conséquence ne peuvent plus remplir leur rôle de modulateur de l’activité sympathique altérant ainsi fortement l’expression des ondes de Mayer.
Bénéfices attendus
Le projet devrait permettre d'espérer le rétablissement des ondes de Mayer
Procédures
Les animaux seront soumis à des procédures chirurgicales et des injections sous-cutanée répétées (n=72 pendant 8 semaines)
Impact sur les animaux
Les animaux tout comme les humains présentant des lésions de la moelles épinières présentent des difficultés locomotrices du train arrière pouvant être largement compensées par les pattes avant et une cage d'hébergement adaptée en hauteur.
Devenir
Il est primordial de compléter les données physiologiques enregistrées par des données histologiques obtenu en prélevant la meolle épinière des animaux.
Remplacement
Afin de remplacer des animaux des études préliminaires ont été faites sur du tissus ex-vivo de nouveaux nés. Toutefois, si il est possible de screener certaines molécules sur des molles épinières ex-vivo, nous ne pouvons pas reproduire l'ensemble des interférences entre les systèmes physiologiques qui sont impliqués dans une lésion médullaire. Le recours au modèle vivant est donc l'unique façon de tester notre hypothèse.
Réduction
Le raffinement des techniques et soins-opératoires devrait permettre la réduction d'animaux nécessaires en réduisant les risques de mortalité lié à la chirurgie. Nous avons aussi choisi une métode de suivi des animaux sur le long de l'étude (télémétrie) afin d'avoir à éviter l'euthanasie de lots d'animaux à des temps régulier. Sur la base de nos précédentes études, nous savons qu'en post-SCI, la variation de la pression artérielle est faible avec un écartype d'environ 9,5 mmHg (n=14) . Nous pouvons donc estimer qu'avec une différence de 35mmHg (environ 4 écartypes représentant 95% de la population), nous avons une différence significative entre les lots. C'est à partir de ces données que nous avons calculer le n de nos lots dans un but d'obtenir des données exploitables et fiables.
Raffinement
Afin de prevenir tous les problèmes liés à l'absence de rétro-contrôle sympatique, plusieurs points sont raffinées (alimentation semi-liquide pour pallier au ralentissement de la vidange gastrique), ajout de paraffine dans celle-ci (pour pallier au ralentissement de la motricité intestinale), cage sur tapis chauffant (pour pallier aux problèmes de thermorégulation), vidange de la vessie plusieurs fois par jour par des expérimentateurs expérimentés, alimentation et eau au fond de la cage (cage avec un biberon bas et des coupelles d'aliment posées au sol. Le tunnel est en plastique rouge rainuré pour permetre une meilleur mobilité dedans), tapis aggripant au fond de la cage (pour facilité la mobilité). De même, le protocole analgésique a été validé par 2 vétérinaires. Seul un nombre minimum de personne seront amenés à rentrer dans la pièce où se trouveront les animaux afin de s'assurer que les animaux soient manipulés par peu de personne (personnes habituées à leur conditions particulières, pouvant s'adapter aux problématiques éventuelles).
Choix des espèces
Le rongeur est un modèle facile à héberger, dont la reproduction est rapide et dont la physiologique reste malgré ses différences proches de celle l'humain.Le rat est particulièrement compatible avec notre projet car sa taille supérieure à celle de la souris permet de faciliter les chirurgies (pose de capteur télémétrique et SCI). De plus il existe de nombreux points commun entre le rat etl'humain quant à la réparation cellulaire de la moelle épinière.
Protocole de production d’anticorps polyclonaux chez le cobaye
- 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
- Multisystémique
- Oncologie
- Système cardiaque
- Système endocrinien
- Système immunitaire
- Système nerveux
- Système respiratoire
- Système urogénital
- Tests réglementaires
150 cobayes vont être utilisés, tous tués à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Ils reçoivent six injections sous-cutanées d'antigène associé à un adjuvant et trois prélèvements sanguins sous anesthésie gazeuse, pour produire des anticorps polyclonaux vendus comme réactifs à des équipes de recherche. Le porteur indique que les immunisations peuvent provoquer des ulcérations aux points d'injection. Il affirme qu'aucune méthode substitutive n'est aussi efficace et que le recours à l'animal vivant reste "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 immunoglobulines constituent des ressources largement utilisées dans des applications analytiques et thérapeutiques. Les AcP sont notamment utilisés pour l’évaluation, la détection et la purification de protéines d’intérêts. Ils trouvent des applications en biologie et en biochimie, en tant que ligand de colonne d’immunoaffinité. Ils possèdent également de nombreux emplois en recherche tel que la détection de molécules dans les essais du type enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA), les révélations de Western Blot, les procédures immunohistochimiques et d'immunoprécipitation, en immunofluoromicroscopie et en immunoélectromicroscopie. Notre processus de production assure la production d’AcP pour le compte de différentes équipes de recherche publiques ou privées. Les antisérums sont produits par injection à un animal de l'immunogène (antigène) cible, souvent combiné à un adjuvant qui accroît la réponse immunitaire. La réponse immunitaire peut par la suite être amplifiée par des injections de rappel d'antigène. On prélève des échantillons de sang de l'animal pour évaluer le niveau de production d'anticorps ; lorsque le titre est suffisamment élevé, on prépare un antisérum en effectuant une prise de sang suivie de l'isolement du sérum puis, si nécessaire, de la purification des anticorps à partir du sérum
Bénéfices attendus
Les anticorps polyclonaux (AcP) seront des auxiliaires et des réactifs employés non seulement dans des procédés relatifs à la biochimie, à la biologie moléculaire et à l’immunohistochimie, mais aussi à des fins diagnostiques voir thérapeutiques. Les anticorps développés de cobaye dans le cadre de projets de recherche, permettront de localiser, d’identifier ou de purifier des protéines synthétisées au sein des cellules d’un tissu ou d’un organe. L’utilisation du cobaye interviendra dans des projets particuliers pour lesquels, cette espèce présente un avantage par rapport à d’autres. En effet, les cobayes présentent dans certaines situations des avantages vis-à-vis du lapin, qui est l’animal le plus communément utilisé pour l’obtention d’AcP. Le cobaye étant phylogénétiquement plus éloigné de la souris que le rat, il permet l’obtention d’anticorps anti-protéines de souris. Plusieurs exemples ont montré l’intérêt des cobayes en comparaison d’autres espèces, notamment pour la production d’anticorps dirigé contre l’insuline porcine, où les cobayes ont permis d’obtenir d’une meilleure réponse en comparaison des lapins.
Procédures
Six injections aux cobayes en sous-cutané de l’antigène associé à un adjuvant. Trois prélèvements sanguins seront réalisés, au niveau de la veine saphène sous anesthésie par inhalation de gaz anesthésiant (gaz halogéné). Injection sous-cutanée : 8 minutes dont 4 minutes pour prendre avec délicatesse l’animal, le rassurer et le préparer, 30 secondes par injection et 30 secondes pour masser la zone injectée (4 injections), c’est-à-dire 4 min. Prélèvement : l’endormissement sous anesthésie gazeuse prend 10 minutes pour être effective. Le prélèvement sous anesthésie au masque est réalisé pendant 3 à 4 minutes. Le réveil de l’animal prend 1 à 2 minutes.
Impact sur les animaux
Les immunisations peuvent notamment conduire à l'apparition d'ulcérations aux points d'injection. Il n’y a pas d’opération chirurgicale dans les protocoles. Les prélèvements seront réalisés sous anesthésie.
Devenir
Tous les animaux sont concernés. 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.
Remplacement
La méthode usuelle pour produire des 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 pas une obtention aisée (en termes de temps, budget et matériels) d’une large gamme d’anticorps de hautes affinités ciblant différents épitopes.
Réduction
Réduction : Le nombre d’animaux (3 cobayes par protocoles) pour l’obtention de réactifs intervenant dans l’obtention des protéines médicaments dans le domaine de l’immunologie, de l’hémostase et des soins intensifs. Ce nombre a été adapté au plus juste par rapport au besoin de sérum pour les investigations et les recherches au regard de notre recul sur ce protocole.
Raffinement
Raffiner : L’environnement des cobayes est enrichi pour améliorer leur bien-être (tunnel de jeu, friandises, foin, jouets,…). Les animaux seront particulièrement suivis pendant les 24h suivant les injections, puis quotidiennement pour examiner leur état de santé. L'observation quotidienne des animaux par le personnel compétent permet une détection précoce de tout signe d'inconfort ou de douleur et permet ainsi une intervention adaptée au plus tôt. Les prélèvements réalisés, sous anesthésie, concerneront de faibles volumes afin de ne pas induire de souffrance chez l’animal. Il s'agit d'un protocole de simple vaccinations avec adjuvants.
Choix des espèces
Les cobayes présentent dans certaines situations des avantages vis-à-vis du lapin, qui est l’animal le plus communément utilisé pour l’obtention d’AcP. Etant phylogénétiquement plus éloigné de la souris que le rat, ils permettent l’obtention d’anticorps anti-protéines de souris. Plusieurs exemples ont montré l’intérêt des cobayes en comparaison d’autres espèces, notamment pour la production d’anticorps dirigé contre l’insuline porcine, où ils ont permis d’obtenir d’une meilleure réponse en comparaison des lapins. Ils permettent également l’obtention d’anticorps ayant une forte capacité à fixer le système du complément. Ils permettent en comparaison des souris de Réduire le nombre d’animaux engagés dans chaque protocole à 3 individus. La production d’anticorps chez le cobaye nécessite de faibles doses d’antigène. La meilleure production d’anticorps est obtenue chez les jeunes adultes. Les cobayes entreront en protocole à l’âge de 3 mois. Auparavant ils auront subi une période de quarantaine d’une semaine, sans incident durant ce temps, ils seront aptes à rentrer en protocole.
Impact du régime cétogène sur une lignée de Rat génétiquement modifiée utilisée comme modèle de troubles cognitifs
- Recherche fondamentale
- Système nerveux
72 rats vont être utilisés, tous tués à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Ils sont soumis huit semaines à un régime riche en graisses, à des prélèvements sanguins hebdomadaires à la queue et à une injection d'amphétamine, avant une perfusion terminale sous anesthésie profonde. Le porteur indique que les rats mutants sont aveugles et anosmiques et que l'amphétamine peut provoquer une hyperagitation ou des troubles moteurs transitoires. Il affirme qu'aucun modèle in vitro ou in silico ne permet d'évaluer l'effet d'une mutation sur les fonctions cognitives.
Objectifs
Le but du projet est de mettre en évidence l'impact bénéfique d'un régime cétogène sur les troubles cognitifs sur un modèle animal intelligent : le Rat. Le régime cétogène existe depuis une centaine d'année et a été longtemps utilisé dans plusieurs indications médicales. Au-delà de la perte de poids, le régime cétogène est utilisé dans le traitement de diverses pathologies : épilepsie, cancers, maladies inflammatoires, etc. Nous disposons d'un modèle animal d'une pathologie mentale et souhaitons analyser l'impact de ce régime sur les troubles de la mémoire observés. Dans ce projet, nous voulons comprendre si les troubles de mémorisation et les altérations des voies de signalisation neuronales (dopaminergiques principalement) présents chez les animaux génétiquement modifiés constatés chez ces animaux, sont impactés ou non par l'état de cétose.
Bénéfices attendus
Ce projet constitue une première approche fondamentale pour déterminer le rôle d'un gène identifié chez l'Homme, dans une population de malades. Nous pourrons accumuler des données permettant de mieux comprendre le rôle du gène et ses interactions avec le métabolisme, dans le cadre d'une cétose. Ce projet nous permettra de comprendre les voies d'action de cette cétose, mise en place par une régime lipidique, et de définir si les mécanismes impliquant gène modifié dans la lignée de Rat étudiée sont sensibles à cet état. Ce projet constitue une première étape dans la compréhension des maladies génétiques humaines impliquant ce gène et dans la mise en place de traitements permettant de réduire les symptômes.
Procédures
Chaque semaine entre 7 et 14 semaines d'âge, les animaux subiront un prélèvement de deux gouttes de sang à la queue sur animaux vigiles. Cela se réalise en quelques minutes. Durant l'une des expériences, les animaux recevront une injection d'une faible dose d'amphétamine, afin de mettre en évidence le fonctionnement des voies dopaminergiques. Ce protocole s'étale sur 2 heures environ En fin de protocole, les animaux seront anesthésiés de manière profonde pour une procédure de perfusion qui entraînera leur décès.
Impact sur les animaux
Les animaux mutants présentent une cécité et une anosmie complète. Néanmoins, ils présentent un état général tout à fait normal, aussi bien au niveau du poids, du toilettage, de l'activité. Durant ce protocole, ils recevront une diète spécifique dont la source principale de calorie est le gras. Le passage dans ce régime entraine rapidement un état cétogène qui est lié à une perte d'appétit et une baisse de poids. Néanmoins, sur la durée de l'étude (8 semaines sous ce régime), aucun risque pour la santé des animaux n'est attendu. La procédure d'amphétamine peut induire un état d'hyperagitation ou au contraire des troubles moteurs compulsifs. Ces effets sont transitoires et un retour à la normale se fait naturellement dans les 2 heures qui suivent l'injection. Par ailleurs, les animaux sont monitorés durant cette période.
Devenir
En fin de protocole, nous effectuerons des prélevements post-mortem pour étudier l'impact du régime et de la mutation au niveau hépatique et central.
Remplacement
Nous ne disposons actuellement d'aucun modèle in vitro ou in silico permettant de déterminer l'impact d'une mutation génétique sur les fonctions cognitives. Seul le modèle animal est suffisamment informatif pour pouvoir poursuivre la recherche dans ce domaine.
Réduction
Les effectifs utilisés dans ce protocole ont été établis par étude de puissance sur les tests concernés. Par ailleurs, nous avons constaté qu'ils convenaient dans les études antérieures. L'ensemble du protocole expérimental a été mis en place pour réduire autant que possible le nombre d'animaux utilisés pour conclure. Nous étudierons plusieurs paramètres dans ce projet : le poids de l'animal, sa glycémie, son niveau de cétogène circulant. Les mêmes groupes d'animaux effectueront plusieurs protocoles expérimentaux afin de limiter le nombre d'animaux employés.
Raffinement
Dans ce projet, nous nous assurerons que le bien-être des animaux sera respecté durant l'ensemble de sa réalisation. En respectant les conditions recommandées d'hébergement, en nous assurant de l'absence de signes de souffrance, de lésions liées à des combats entre animaux. Les rats seront suffisamment jeunes pour être maintenus à deux par cages afin d'éviter un stress d'isolement. Les cages seront changées régulièrement afin d'éviter que le gras du régime cétogène ne favorise des lésions cutanées. Si le cas se présentait ; un traitement local serait administré pour éviter une infection locale. Dans ce cas, nous pourrions êtes amenés à isoler les animaux concernés pour permettre une bonne cicatrisation des plaies. L'ensemble de ce protocole est encadré par un suivi hebdomadaire du bien-être des animaux : suivi du poids, de l'état général, toilettage, posture, vocalisation. Tous ces paramètres permettront de nous assurer de l'absence de souffrance des animaux. Néanmoins, en présence d'une souffrance estimée à l'aide de nos tableaux de scorage
Choix des espèces
Le Rat est une espèce intéressante pour modéliser des pathologies humaines. En effet, il s'élève facilement, présente des comportements élaborés et nous pouvons accéder à des animaux génétiquement modifiés. Nous travaillons avec des animaux jeunes adultes qui présentent déjà les troubles cognitifs observés et sont disponibles auprès de notre partenaire.
Etude de molécules pharmacologiques à visée thérapeutique sur un modèle de souris de la Trisomie 21.
- Recherche fondamentale
- Éthologie / comportement / biologie animale
- Oncologie
- Système nerveux
144 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Elles reçoivent 23 injections intrapéritonéales quotidiennes d'un inhibiteur enzymatique, puis des tests comportementaux de mémoire, pour comparer trois composés candidats sur un modèle génétique de trisomie 21. Le porteur décrit la douleur des injections répétées comme la principale nuisance. Il affirme que l'étude de ces déficits d'apprentissage "nécessite un modèle vivant et suffisamment proche de l'homme".
Objectifs
Le Syndrome de Down (SD) aussi appelé Trisomie 21 (T21), est dû à la présence d’un chromosome 21 surnuméraire. Ce syndrome touche 1 nouveau-né pour 600-800 naissances et représente environ un tiers des déficiences intellectuelles chez les enfants d’âge scolaire. C’est la forme la plus fréquente de retard mental, qui est également associée à un large panel de dysmorphies ou malformations. Parmi les gènes candidats à l’apparition de ces symptômes, un gène présent sur le chromosome 21 humain et donc en 3 copies chez les sujets porteurs de la T21, est aujourd’hui une des cibles privilégiées pour le développement de traitements thérapeutiques. Les études de ce gène chez la souris ont démontré son implication dans le développement crânio-facial et le développement et la maturation du cerveau. En effet, les souris ayant une copie supplémentaire de ce gène présentent des anomalies crânio-faciales ainsi qu’une une altération des capacités d’apprentissage et un déficit de la mémoire similaires à celles observée dans la T21. Arriver à déplacer de quelques dizaines de points le quotient intellectuel des patients atteints de la T21 leur permettrait d’avoir une vie plus autonome et socialement intégrée et constituerait un progrès très important pour la qualité de vie des patients et de leur entourage. L’objectif de la recherche sur la T21 est donc de mettre au point un traitement améliorant les fonctions intellectuelles des patients. Des collaborateurs proposent 3 nouveaux composés ayant la propriété d’améliorer les capacités cognitives qui sont altérées dans cette pathologie en ciblant l’activité de notre protéine d’intérêt. Durant ce projet, nous souhaitons déterminer le composé parmi ces 3 candidats (composés 1,2 et 3) qui se révélera le plus efficace en termes de restauration des fonctions intellectuelles. Ces composés ont été synthétisés et testés pour l’ADME pharmacologique (administration, distribution, métabolisation et excrétion) par nos collaborateurs. Ces composés seront ainsi administrés par notre équipe à des souris modèles de T21. Les souris traitées feront l’objet de différents tests comportementaux afin de détecter une amélioration de leurs performances cognitives.
Bénéfices attendus
Nous esperons obtenir une amelioration significative des performances cognitives (notamment dans 2 types de mémoires, memoire de travail et mémoire sementique)
Procédures
Les animaux seront injectés quotidienement par voie intraperitonéale avec des molécules inhibitrices de l'enzyme kinase Dyrk1A.
Impact sur les animaux
Les nuisances attendues sont l'introduction d'une aiguille pour l'injection en intraperitoneale. Cette douleur sera accentuée à cause de la repetition des injections, 23 au total, soit 1 par jour.
Devenir
Tous les animaux seront Euthanasiés à l'issue de l'unique procédure décrite dans ce projet.
Remplacement
L’utilisation de la souris dans cette étude est justifiée par le fait que les anomalies à observer (altération des capacités d’apprentissage et déficit de la mémoire) nécessitent un modèle vivant et suffisamment proche de l’homme pour pouvoir être transposées à l’espèce humaine.
Réduction
Pour ces tests, des rongeurs mâles et femelles seront utilisés à partir de 12 semaines, âge équivalent au jeune adulte. Nous utiliserons et testerons les 3 composés sur les deux sexes afin de vérifier qu’il n’y a pas de différence entre mâle et femelle. Le test statistique utilisé sera le test de Student pour des groupes non appariés avec comparaison de moyennes des différents groupes à une constante spécifiée, ici 50% correspondant à une performance au hasard. 16 animaux par groupe sont nécessaires pour avoir une puissance statistique suffisante. Nous utiliseront également un test ANOVA « génotype » x « traitement ». L'étude de se déroulera en 3 groupes d’expérience (1 groupe par composé) comme détaillées ci-dessous : Pour chacun des différents composés nous aurons besoin de 3 lots d’animaux : - 16 Souris contrôles sauvages non traitées - 16 Souris contrôles trisomiques non traitées - 16 Souris trisomiques traitées. Ici, nous aurons donc un maximum de 48 x 3 =144 souris.
Raffinement
Les animaux bénéficieront d’un suivi quotidien à partir du début de leur traitement jusqu’à la fin de l’expérience. Et dans le cas où les animaux présenteraient des signes de souffrance, de mal-être, ou de douleur, ils seront exclus des analyses et soignés ou euthanasiés selon leur état.
Choix des espèces
La compréhension des mécanismes physiologiques et moléculaires ainsi que des origines développementales des pathologies génétiques associées à des retards mentaux requièrent l’étude d’un organisme vivant dans son intégrité et sa globalité et il n’existe donc pas de méthode autre que l’étude in vivo. La souris et egalement une espèces physiologiquement et génétiquement proche de l’Homme dans laquelle nous pouvons réaliser les manipulations génétiques pour obtenir ces modèles de pathologies humaines. De plus, les études dans le modèle humain sont limitées tandis que le modèle murin permet d’accéder à tous les tissus et à toutes les étapes du développement.
Inhibition précoce des récepteurs 5-HT6 de la sérotonine comme nouvelle stratégie thérapeutique pour prévenir l’apparition des troubles cognitifs dans un modèle génétique de schizophrénie
- Recherche fondamentale
- Système nerveux
5 140 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance allant jusqu'à modéré, une partie opérée sous anesthésie sans réveil. Elles reçoivent des injections intrapéritonéales quotidiennes pendant l'adolescence, parfois une chirurgie du cerveau en stéréotaxie et des tests comportementaux, avant d'être tuées pour analyse du cortex. Le projet cherche à savoir si un inhibiteur des récepteurs 5-HT6 administré tôt préviendrait les déficits cognitifs d'un modèle génétique de schizophrénie. Le porteur présente ce résultat comme une "preuve de concept" et renvoie les retombées cliniques à d'autres pathologies et au long terme.
Objectifs
La schizophrénie est une pathologie psychiatrique d’origine neuro-développementale très invalidante, qui touche environ 1% de la population mondiale et dont le poids économique est très important. Elle est caractérisée par la présence d’un large spectre de symptômes cognitifs comme des troubles de l’attention et de la mémoire, l’incapacité à résoudre les problèmes du quotidien et la désocialisation. Les antipsychotiques actuellement disponibles traitent principalement les symptômes positifs et dans une moindre mesure les symptômes négatifs, mais ils sont inefficaces sur les symptômes cognitifs. Améliorer leur prise en charge reste donc un enjeu important et passe par la mise au point de traitements précoces capables d’enrayer la progression de la maladie. Cette étude a pour objectifs de déterminer les mécanismes cellulaires et moléculaires à l’origine des déficits cognitifs observés dans un modèle génétique de schizophrénie. Nous appliquerons au mieux la règle des 3R tout au long de ce projet pour lequel nous utiliserons 5140 souris.
Bénéfices attendus
L’objectif est de déterminer si les inhibiteurs des récepteurs 5-HT6 de la sérotonine peuvent être considérés comme des traitements curatifs capables de prévenir l’émergence des déficits cognitifs observés dans la schizophrénie lorsqu'ils sont administrés pendant l'adolescence, une phase critique du développement cérébral. Au cours des dernières années, il est devenu évident que les déficits cognitifs observés dans la schizophrénie reposent sur des anomalies neuro-développementales qui affectent progressivement les circuits neuronaux et sont difficilement réversibles à l'âge adulte. Mon projet constituera une preuve de concept sur la pertinence de cette stratégie de modification de la maladie basée sur l'administration précoce d'inhibiteurs 5-HT6 dans un modèle préclinique de schizophrénie, stratégie qui pourrait être étendue à d'autres pathologies telles que les troubles du spectre autistique, qui partagent avec la schizophrénie, de nombreuses caractéristiques neurodéveloppementales. Une telle stratégie représente un intérêt grandissant face aux progrès récents qui ont été réalisés dans la détection des patients présentant un risque élevé de transition vers la schizophrénie.
Procédures
En fonction des procédures, les animaux recevront des injections intrapéritonéales quotidiennes pendant l'adolescence (administration du traitement précoce) +/- une procédure chirurgicale en stéréotaxie pour injection des outils moléculaires (une seule intervention de 20min maximum) +/- analyse comportementale des animaux sur plusieurs jours. L'ensemble des animaux seront ensuite mis à mort pour prélèvement du cerveau.
Impact sur les animaux
Dans des travaux précédents où nous avons étudié l'impact d'une consommation chronique de cannabis pendant l’adolescence, nous avons utilisé certaines des molécules qui vont être testées dans ce projet. Ni les antagonistes 5-HT6, ni la rapamycine n’ont entrainé d’effets secondaires sur les phénotypes que nous avons étudiés. Les injections quotidiennes pendant les 15 jours de l’adolescence n’ont entrainé aucune réaction inflammatoire ou infection au niveau du site d’injection réalisé du côté droit de l'abdomen pour être sûr de cibler le péritoine et éviter d'injecter dans la vessie ou le caecum. Nous ne pouvons cependant pas exclure un effet minime dû à l’injection et à la légère gène que pourrait occasionner la piqure.
Devenir
A l'issue de chaque procédure, les animaux seront mis à mort pour des analyses immunohistochimiques, biochimiques ou électrophysiologiques.
Remplacement
Une recherche bibliographique approfondie a été réalisée afin de nous assurer qu’il n’existait aucune approche alternative in vitro qui aurait pu être utilisée pour reproduire les altérations de développement ou de maturation corticale provoquées dans notre modèle d’étude. Les méthodes in vitro essentiellement basées sur les cultures cellulaires, ne permettent pas de maintenir l’intégrité des réseaux cellulaires et ne présentent donc pas les systèmes de communication multicellulaires nécessaires pour la réalisation de ce projet.
Réduction
Mâles et femelles seront utilisés sans distinction dans ce projet. De plus, plusieurs informations seront obtenues grâce à différentes mesures possibles sur le même animal: i) analyses comportementales; ii) puis analyse immunohistochimique ou prélèvement du cortex préfrontal ou du raphe dorsal pour analyse biochimique.
Raffinement
les méthodologies utilisées lors des expérimentations seront optimisées afin de réduire la douleur et la détresse des animaux. Ainsi, lors des injections des traitements, les animaux seront observés quotidiennement. En cas de circonstances imprévues dans lesquelles un des sujets montrerait des signes de détresse ou souffrance, une grille d’évaluation de l’état général de chaque animal sera remplie avec identification de points limites où une prise en charge adaptée sera effectuée. En fonction de l’état de l’animal, la prise en charge soit un traitement analgésique, soit une sortie de protocole jusqu’à la mise à mort si nécessaire.
Choix des espèces
Notre projet nécessite l'utilisation de différentes lignées transgéniques qui ont été générées chez la souris d'où l'importance de réaliser notre étude chez la souris. Les premiers symptômes de la schizophrénie apparaissent pendant l'adolescence qui est une période critique dans le développement cérébral, c'est une période de grande plasticité neuronale. Notre hypthèse est que l'administration d'un traitemennt pendant cette période pourrait permettre de prévenir les altérations cognitives observées à l'âge adulte dans le modèle génétique de schizophrénie. Ainsi, les animaux recevront le traitement en injection intrapéritonéale de J30 à J45 (période correspondant à l’adolescence chez la souris donc à la période de maturation du cortex préfrontal, structure d’intérêt du projet) puis ils seront utilisés pour les expérimentations (électrophysiologie, inmmunohistochimie, biochimie et comportement) à partir de J60 (stade jeune adulte).
Etude des réponses inflammatoires des lymphocytes T dans un modèle d’EAE (sclérose en plaque) chez la souris
- Recherche fondamentale
- Système nerveux
360 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré à sévère. Une maladie proche de la sclérose en plaques ou du neuropaludisme est induite, provoquant une paralysie progressive de la queue vers les membres, les animaux étant tués lorsqu'ils atteignent une paralysie complète des membres postérieurs. Le porteur décrit une grille de score allant jusqu'à l'état pré-morbide et teste un inhibiteur censé bloquer le mécanisme inflammatoire. Il indique avoir réalisé des expériences in vitro préalables, mais mène l'essentiel du travail sur l'animal.
Objectifs
Les cellules lymphocytaires T initient la réponse immunitaire adaptative et leur trafic dans le cerveau est relativement faible par rapport aux autres organes. Cela protège le cerveau contre les ravages potentiels causés par une réponse inflammatoire systémique contre des agents pathogènes tels que des parasites, des virus ou des bactéries. Néanmoins, les cellules T spécifiques de l'antigène doivent pénétrer dans le cerveau pour exercer leur effet protecteur. Cette migration peut provoquer des manifestations neurologiques dans des pathologies telles que, la sclérose en plaques (SEP) le paludisme cérébral (CM). Ce projet vise à étudier les événements inflammatoires conduisant à l'apparition d'une pathologie neurodégénérative scléreuse en plaques et aussi du paludisme cérébral dans deux modèles de souris bien définis, la EAE (Experimental Autoimmune Encephalomyelitis) et la ECM (Experimental Cerebral malaria). Nous nous appuyons sur nos études précédentes sur la cytokine pro-inflammatoires MIF (macrophage Migration Inhibitory Factor) et son récepteur CD74. Lors de nos derniers travaux publiés sur un modèle murin ECM nous avons montré que lors de la malaria cérébral les cellules CD8 T qui migrent vers le cerveau sont activées par les cellules de l’endothélium cérébrale exprimant CD74. Ceci provoque une réaction inflammatoire accrue qui se traduit dans une paralyse progressive avec prostration, troubles de l’équilibre, détresse respiratoire, ataxie et éventuellement la mort. L’absence de MIF, de son récepteur CD74 ou le blocage de leur interaction inhibe la maladie. Le projet a pour objectif global d’étudier l’importance des réponses immunitaires T dans deux pathologies affectant le système nerveux central; une maladie neurodégénérative comme la sclérose en plaque et une maladie infectieuse, le neuropaludisme, qui produisent les mêmes symptômes. Le deuxième objectif sera d’analyser l’effet thérapeutique sur l’établissement des maladies de l’inhibition pharmacologique de l’interaction entre CD74 et MIF. Nous allons pour cela utiliser deux modèles murins ; l’EAE le modèle murin pour la sclérose en plaque, et le modèle pour le neuropaludisme; l’ECM. Le projet comporte deux parties : 1) Évaluation des réponses lymphocytaires T dépendant des facteurs pro-inflammatoires dans l’établissement de la maladie 2) Étude de l’efficacité thérapeutique de l’inhibition pharmacologique des mécanismes pro-inflammatoires
Bénéfices attendus
La recherche qui est proposée dans ce projet a pour objet d’améliorer nos connaissances actuelles sur les mécanismes moléculaires qui sont à l'origine de la sclérose en plaque. Nous proposons d'étudier si le mécanisme que nous avons récemment décrit comme étant responsable d'une autre maladie neurodégénérative, le paludisme ou malaria cérébral, est aussi responsable de la sclérose en plaque. Nous avons développé des agents thérapeutiques capables d'inhiber ce mécanisme et nous espérons pouvoir montrer que son inhibition peut améliorer le mauvais pronostique actuelle de la maladie. Nous possédons tous les outils nécessaires pour le succès de ce projet avec la collaboration de laboratoires leaders mondiaux dans le domaine de la vectorisation de nos inhibiteurs de MIF. Les résultats qui découleront de ce projet et permettront d'accroitre nos connaissances sur la pathologie de la sclérose en plaque en particulier et les maladies neurodégénératives en général.
Procédures
Aucun prélèvement ne sera fait sur animaux vigiles et aucune procédure chirurgical ne sera pratiquée. Toutes les procédures seront interrompues lorsque les points limites seront atteints.
Impact sur les animaux
Pendant le déroulé de ce projet toutes les mesures nécessaires seront prises pour éviter les effets indésirables et les nuisances pour les animaux utilisés. Nous utiliserons lors de l’induction de l’EAE et de l’ECM une grille de score qui nous permettra d’évaluer la gravité de la maladie et établir le point limite. Cette grille prendre en compte les symptômes de paralysie progressive commune aux deux maladies. 0 aucun déficit clinique ; 1 faiblesse de la queue ; 2 parésie des membres postérieurs ; 2,5 paralysie partielle des membres postérieurs ; 3 paralysie complète des membres postérieurs ; 4 paralysie complète des membres postérieurs et parésie des membres antérieurs ; 5 pré-morbide ou mort. Les souris sont mises à mort si elles atteignaient un score de 3. Lors des injections sous-cutanée et intraveineuses les animaux seront endormis avec une anesthésie à l’isoflurane. Également lors de la mise à mort par dislocation cervicale les animaux seront endormis au préalable avec de l’isoflurane Un autre point du protocole où les effets indésirables peuvent apparaître et qui seront évités est au moment de la perfusion intracardiaque. La souffrance des animaux sera évitée par l’anesthésie profonde avec de la Kétamine (50 mg/kg) et de la xylazine (7,5 mg/kg) dans un volume de 100 µl après laquelle les animaux seront mis à mort par perfusion intracardiaque avec du PBS.
Devenir
A l’issue de chaque procédure, lorsque les points limites seront atteints, tous les animaux seront sacrifiés. Dans la procédure n° 3 dans laquelle l’effet thérapeutique est étudié, les animaux qui n’auront atteint le point limite seront considérés protégés et seront mis à mort également par anesthésie à l’isoflurane et dislocation cervicale.
Remplacement
Nous avons réalisé des expériences in vitro (remplacement) au préalable qui nous ont permis de déterminer l’importance de MIF et CD74 dans notre modèle.
Réduction
Les expériences ne seront réalisées que deux fois et les rates, les ganglions et les prélèvements d’organes seront analysées sur les mêmes animaux ce qui permettra de réduire les nombre d’animaux de l’étude car les mêmes groupes seront utilisés pour analyser l’impact de MIF et CD74 ou de leur inhibition dans l’établissement de la maladie et pour analyser les réponses immunitaires
Raffinement
Les souris chez lesquelles l’EAE ou l’ECM aura été induite seront examinées tous les jours pour limiter leur inconfort. De plus les animaux seront hébergés à raison de 10 souris par cage en présence des éléments nécessaires à la fabrication d’un nid. De la nourriture et un de l’eau seront ajoutés à la cage pour que les souris perdant une partie de leur mobilité puissent continuer à se nourrir et à s’hydrater. L’enrichissement d’environnement sera utilisé dans toutes les cages (tuyau en plastique ou copeaux de papier. Ces mesures assureront le raffinement de l’étude
Choix des espèces
L’utilisation de la souris nous permet d’avoir accès à des modèles transgéniques. Les animaux seront utilisés à l’âge adulte (entre 6 et 12 semaines d’âge) pour la mise en œuvre de modèles expérimentaux stables et reproductibles avec des animaux possédant un système immunitaire mature.
Développement d’un modèle de résection du nerf alvéolaire inférieur pour tester le potentiel d’innervation et de vascularisation d’un biomatériau dans la régénération osseuse chez le rat.
- Recherche appliquée
- Maladies animales
- Recherche fondamentale
- Système musculosquelettique
- Système nerveux
280 rats vont être utilisés, tous tués à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger à modéré. Chaque animal subit une chirurgie créant un défaut osseux dans la mandibule avec section du nerf alvéolaire inférieur, suivie de séances d'imagerie sur deux mois, pour tester des biomatériaux de régénération osseuse. Le porteur reconnaît de possibles difficultés de mastication et prévoit une nourriture molle les premiers jours. Il affirme qu'aucune méthode in vitro ne permet d'étudier ensemble formation osseuse, vascularisation et innervation dans la complexité d'un être vivant.
Objectifs
En ingénierie tissulaire pour la réparation osseuse, l’utilisation de scaffolds tridimensionnels a pour but d’offrir une alternative à la greffe pour combler des défauts osseux de taille critique. Ces scaffolds sont principalement des biomatériaux possédant des propriétés d’ostéoinduction et d’ostéoconduction grâce à leur composition. Cependant, les biomatériaux favorisant la vascularisation pour la réparation osseuse sont rares, et ceux prenant en compte le processus d’innervation sont quasiment inexistants. Même si le rôle de la vascularisation dans l’os est connu depuis longtemps, celui de l’innervation n’a été montré que récemment dans des études de dénervation de l’os, ce qui explique le manque de biomatériaux qui prennent en compte ce processus dans la régénération osseuse. Pour pouvoir d’une part confirmer le rôle de l’innervation dans la réparation osseuse ainsi que la formation de nouveaux vaisseaux sanguins, et d’autre part tester le potentiel de régénération osseuse de différents biomatériaux fabriqués au laboratoire, il est donc nécessaire de passer à un modèle de petit animal. La fabrication de ces biomatériaux dans le laboratoire se fait dans le cadre du projet SPARK qui vise au développement de nouvelles matrices tridimensionnelles pour des applications en ingénierie tissulaire osseuse. Ce projet a donc pour but de développer un modèle permettant d’étudier le rôle de l’innervation dans la réparation de l’os et de tester le potentiel de différents biomatériaux dans la régénération osseuse, notamment dans les processus d’innervation et de vascularisation.
Bénéfices attendus
La reconstruction de défauts osseux critiques est l’un des défis majeurs dans le domaine clinique, en particulier dans le cas de lésions osseuses dues à des traumatismes, cancers, ou autres maladies induisant des pertes de tissu osseux telles que les pseudarthroses ou l’ostéoporose. Ce projet a pour but de tester le potentiel de régénération osseuse, de vascularisation et d'innervation de nouveaux biomatériaux pour le comblement osseux. Il pourra ainsi permettre de sélectionner des matériaux intéressants pour la réparation osseuse dans un contexte clinique.
Procédures
Tous les animaux seront soumis à la chirurgie du défaut osseux circulaire dans la mandibule, couplé à la résection du nerf alvéolaire inférieur. Ils seront également tous soumis à la microtomographie aux rayons X aux temps 15 jours, 1 mois et 2 mois. Enfin, après la dernière série d'acquisition d'imagerie aux rayons X, les animaux seront euthanasiés par inhalation de dioxyde de carbone.
Impact sur les animaux
La réalisation du défaut osseux circulaire dans la mandibule de rat pourrait entrainer des difficultés de mastication et donc de nutrition des animaux après la chirurgie. C'est pour cette raison que les animaux recevront de la nourriture molle et enrichie pendant les 2 à 3 premiers jours après la chirurgie.
Devenir
A l'issue de la première procédure (chirurgie du défaut osseux et résection du nerf alvéolaire inférieur), les animaux seront maintenus en vie pour pouvoir réaliser la seconde procédure (imagerie aux rayons X) aux temps 15 jours, 1 mois et 2 mois. A l'issue de la dernière acquisition (2 mois), tous les animaux seront euthanasiés pour pouvoir réaliser ensuite des analyses histologiques et immunohistochimiques au niveau du défaut osseux.
Remplacement
Aucune méthode in vitro ne permet d’étudier simultanément la formation osseuse, la vascularisation et l’innervation induites par des biomatériaux tout en prenant en compte la complexité d’un être vivant (système immunitaire, flux sanguin…).
Réduction
L’utilisation de méthodes d’imagerie in vivo pour le suivi à differents temps de la reconstruction osseuse permet de réduire significativement le nombre d’animaux utilisés pour ces expérimentations. Le nombre d’animaux par groupe est également calculé pour utiliser le moins d’animaux possible tout en permettant d’obtenir des résultats exploitables de manière statistique.
Raffinement
La chirurgie sera effectuée sous anesthésie générale et une analgésie adaptée sera appliquée en post-opératoire pour limiter la douleur. Les conditions de stabulation des animaux seront également adaptées avec isolement des animaux après l’opération pour limiter les risques de réouverture de l’incision. Les rats seront ensuite regroupés 5 jours plus tard de façon à favoriser les interactions sociales importantes pour le bien-être animal. Les conditions d’hébergement et le milieu d’enrichissement seront également pensés pour favoriser le bien-être des animaux (litière avec copeaux, tuyaux pour jouer et se cacher…).
Choix des espèces
Le rat est une espèce adaptée à la première étape de validation chez l’animal de matériaux destinés au traitement de défauts osseux. Sa taille plus grande que la souris permet de réaliser des lésions circulaires de diamètre suffisant dans l’os de la mandibule. Les rats utilisés seront des rats Wistar adultes de 10 à 12 semaines. En effet, ils devront avoir achevé leur croissance pour éliminer le biais induit par le développement sur la régénération osseuse. De plus, la taille plus importante de la mandibule chez les adultes facilitera l’opération.
Etude de la fonction du gène COUP-TFI au cours du développement du cortex cérébral chez la souris (2021-BIO-014)
- Recherche fondamentale
- Système nerveux
35 souris vont être utilisées dans une procédure menée sous anesthésie, les animaux étant tués avant tout réveil. Génétiquement modifiées pour le gène COUP-TFI, elles reçoivent une injection puis une perfusion intracardiaque terminale, pour étudier le développement du cortex cérébral et un syndrome humain rare. Le porteur signale de possibles troubles comportementaux légers, qu'il dit atténués par l'enrichissement de la cage. Il affirme que l'étude fine du développement cérébral ne peut être remplacée par des approches de modélisation ou des cultures in vitro.
Objectifs
Ce projet a pour objectif d’étudier les mécanismes majeurs à la base du développement du système nerveux en posant des questions clés sur la façon dont le cortex s'organise pendant la vie embryonnaire. La souris est utilisée comme modèle du développement du cortex cérébral pour mieux comprendre les mécanismes à la base des troubles du développement chez l’humain afin de permettre une meilleure prise en charge des patients et d’identifier des pistes thérapeutiques potentielles. Le gène COUP-TFI, appelé aussi NR2F1 chez l’Homme, et dont des mutations ont été trouvées chez plusieurs patients est à l’origine de troubles cognitifs. Ce gène est exprimé à des stades spécifiques au cours du développement et agit dans des régions et populations distinctes du cortex cérébral. Dans le cadre de ce projet, des souris génétiquement modifiées pour ce gène seront comparées avec des souris contrôles pour les types cellulaires impliqués.
Bénéfices attendus
Les lignées de souris utilisées dans le cadre de ce projet reproduisent une maladie génétique humaine rare (OMIM #615722, Syndrome d'atrophie optique Bosch-Boonstra-Schaaf) et représentent donc un excellent modèle pour comprendre les mécanismes à la base de ces défauts génétiques afin de permettre une meilleure prise en charge des jeunes patients et d’identifier des pistes thérapeutiques potentielles.
Procédures
1 injection intrapéritonéale et 1 perfusion intracardiaque sous anesthésie générale.
Impact sur les animaux
Certains des animaux utilisés peuvent montrer de façon ponctuelle de légers troubles comportementaux comme de l'hyperactivité. Cependant, ces troubles sont facilement atténuables par la présence d’enrichissement dans la cage.
Devenir
Mise à mort.
Remplacement
L’étude fine du développement des différentes structures du cerveau ne peut être remplacée par des approches de modélisation ou par des cultures in vitro.
Réduction
Le nombre d'animaux pour chaque expérience est limité à celui nécessaire statistiquement à la validation d'un effet significatif.
Raffinement
En accord avec la règle des 3Rs, la qualité de la contention et la sureté des gestes seront assurés par des utilisateurs compétents et formés. L’état des animaux sera contrôlé quotidiennement et un enrichissement est prévu dans chaque cage. Au cours de la procédure terminale de perfusion, l’efficacité de l’anesthésie et de l’analgésie sera vérifiée (surveillance de la fréquence respiratoire, absence de réponse aux stimuli douloureux, absence d’augmentation de la tension musculaire dans la région de l’incision).
Choix des espèces
Le modèle souris a été choisi en raison de ses similarités génétiques avec l'homme, ainsi que de la facilité avec laquelle son génome peut être manipulé et analysé. Grâce aux progrès des technologies de manipulation génétique, il est aujourd’hui possible d’annuler l’expression d’un gène ou d’en induire son expression ectopique in vivo. Ces approches conduisent à une connaissance très approfondie du rôle de protéines ciblées dans un contexte physiologique, au cours du développement de l’organisme et de la différenciation cellulaire. Les manipulations génétiques permettent de simuler in vivo des altérations de l’expression de gènes ou de la physiologie cellulaire, caractéristiques de pathologies humaines. La génération et l’analyse de ces modèles pourront être utiles dans la compréhension des mécanismes à la base de la maladie génétique et au développement de nouvelles thérapies pharmacologiques et cellulaires. Ces animaux seront utilisés au stade adulte afin d’observer les effets de l’inactivation du gène sur un organe mature.
Caractérisation motrice, du rythme veille-sommeil et de la neurodégénérescence de modèles murins de dystonies par mutations pour l’Adénylyl Cyclase 5 et Gαolf
- Recherche fondamentale
- Système nerveux
4 320 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, une partie sous anesthésie sans réveil, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance jusqu'à modéré. Porteuses de mutations reproduisant des mouvements anormaux humains, elles passent des tests comportementaux sur quinze jours avec injections quotidiennes d'un composé, avant une euthanasie pour analyses cérébrales. Le porteur décrit des tests comportementaux et un enregistrement du cycle veille-sommeil de 72 heures, sans détailler chaque test. Il affirme que le réseau neuronal étudié ne peut à ce jour être reproduit par des modèles in vitro ou computationnels et "nécessite" des souris transgéniques.
Objectifs
L’objectif général de ce projet est de déterminer les anomalies comportementales et motrices et biologiques chez des souris porteuses de mutations dans un des 2 gènes ADCY5 ou Gnal, mutations qui sont également retrouvées chez des patients malades de mouvements anormaux.
Bénéfices attendus
Bénéfices tant scientifiques que thérapeutiques. Mise en évidence des anomalies motrices similaires à celles observées chez les petients et essai d'un traitement potentiel de ces anomalies. Ces découvertes bénéficeront à la caractérisation et compréhension des anomalies moléculaires expliquant les symptômes observés chez les patients et permettront de découvir de nouveaux traitement et d'améliorer la prise en charge des patients qui souffrent d'une maladie rares et orpheline donc nécessitant un effort de recherche pour les soutenir.
Procédures
Les animaux vont passer des tests comportementaux sur une durée totale étalée sur 15 jours maximum pour chaque animal, car les expériences sont espacées de plusieurs jours pour permettre à chaque animal de se reposer entre les tests. Les temps passés sur les appareils d'évaluation de comportements sont de quelques minutes maximum, hormis l'enregistrement video du cycle nycthéméral qui se fait en cage individuelle et dure 72h. Certains des animaux recevront des injections intrapéritonéales chaque jour des tests comportementaux espacés sur une durée totale de 15 jours. 15 minutes avant chaque test comportemental, chaque animal reçoit 1 injection de KW6002. Chaque injection dure moins d’une minute. Des animaux seront dans une procédure sans réveil, procédure qui durera quelques minutes dans son ensemble.
Impact sur les animaux
Les protocoles utilisés ont été optimisés pour exposer les animaux au minimum de douleur et de stress possible. Les injections intrapéritonéales ainsi que le nouvel environnement dans les appareils expérimentaux pourraient potentiellement introduire un stress chez certains animaux et une fatigue liée aux tâches d’apprentissage sans jamais atteindre l'épuisement mais qui n’induirait qu’un arrêt de la participation à la tâche par l’animal sans conséquence négative pour lui (précisé dans la section descriptive des procédures).
Devenir
A la fin des procédures, il y aura une euthanasie réglementaire pour des analyses biochimiques au niveau cérébral pour l'étude des anomalies neurobiologiques en lien avec les anomalies. La procédure n°2 est une procédure sans réveil.
Remplacement
Notre projet propose de disséquer les bases moléculaires du rôle des mutations d’ADCY5 et de GNAL dans le contrôle moteur et l’apparition de mouvements anormaux, mettant en jeu différents réseaux neuronaux. Le fonctionnement de ce réseau ne peut, à ce jour, pas être reproduit ni modélisé par des modèles in vitro ou computationnels. Le projet met en jeu des approches intégrées sur animal entier, nécessitant des souris transgéniques et ne peut se faire qu’à l’aide d’études comportementales au niveau de l’animal. Une fois les acteurs moléculaires déterminés, nous étudierons les mécanismes moléculaires à l’aide de modèles de cultures lorsque cela est possible pour limiter le nombre d’animaux utilisés. D’une façon générale, nous nous efforçons continuellement d’évaluer nos approches et adapter nos expériences pour des modèles in vitro ou computationnels autant que possible.
Réduction
Le nombre total d’animaux impliqués est de maximum 4320 pour l'ensemble des procédures. La taille des effectifs a été établie grâce à un calcul de puissance et il sera nécessaire de procéder à des tests statistiques pour une interprétation fiable des résultats
Raffinement
Concernant le raffinement, pour toute cette étude, les conditions d’hébergement et les protocoles expérimentaux utilisés ont été optimisés pour exposer les animaux au minimum de douleur et d’inconfort possible. Pendant les procédures, les animaux seront observés et manipulés quotidiennement et une pesée sera effectuée tous les 7-10 jours. Les animaux seront hébergés en groupe de 2 à 5 animaux, dans un environnement à température contrôlée, avec cycle diurne nocturne de 12h. L’eau, la nourriture seront fournies ad libitum, un carré de coton pour nidifier est placé dans chacune des cages de manière à offrir aux animaux un enrichissement. Ils feront l’objet d’un contrôle quotidien. L’évaluation de la douleur et de la détresse est réalisée en observant l’aspect des souris et leur comportement. Les procédures seront réalisées sans jamais que l'animal n'atteigne l'épuisement. Les points limites seront évités et évalués sur l’apparence, la posture et les comportements anormaux. Ces contrôles seront enregistrés et doivent permettre de repérer tout animal malade ou blessé et de prendre les mesures appropriées. Le cas échéant, des méthodes seront mises en place pour réduire ou supprimer la douleur, la souffrance et l’angoisse des animaux (injection d’antalgiques) si trouble mineur ou passage, ou bien mise à mort règlementaire par CO2.
Choix des espèces
Dans nos études, les souris sont utilisées afin de tirer profit des techniques de transgénèse (souris transgéniques). La souris est le modèle le plus utilisé pour les maladies du mouvement proche de celle de l’homme. Il existe de nombreux tests comportementaux nécessaires pour cette étude qui sont développés chez la souris. La souris est un modèle reconnu d’étude du mouvement, notamment car elles ont des mouvements coordonnés des pattes pour des comportements moteurs élaborés et sont déjà utilisées dans des modèles de mouvements anormaux, particulièrement pertinents dans l’étude de la pathologie étudiée ici. Expériences chez des animaux adultes : Les animaux utilisés seront adultes âgés au-delà de 8 semaines. Cette partie du projet s’intéresse à la cause et au traitement des mouvements anormaux exprimés dans un organisme mature, à l’âge adulte, en prenant en compte la variabilité individuelle et le sexe. Afin de ne pas interagir avec le développement, des animaux adultes uniquement seront inclus dans les procédures. Pour la partie spécifiquement pour évaluer la neurodégénérescence, des animaux plus âgés, de 12 et 18 mois, seront inclus.
Alterations des circuits cortico-striataux de l’attention dans l’addiction à la nicotine
- Recherche fondamentale
- Système nerveux
264 rats vont être utilisés, tous tués à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Chaque animal subit une chirurgie d'implantation d'un cathéter veineux puis une chirurgie stéréotaxique posant des électrodes ou des fibres optiques dans le cerveau, pour étudier l'addiction à la nicotine, avant une mise à mort par perfusion intracardiaque d'un fixateur. Le porteur invoque explicitement l'éthique "spéciste" qui interdit ces approches invasives chez l'humain pour justifier le recours au rat. Il conclut que l'addiction, trouble du comportement, ne peut être reproduite ni sur cultures cellulaires ni par modèle in silico.
Objectifs
Le but de ce projet est d’étudier les altérations des circuits neuronaux de l’attention dans le développement de l’addiction à la nicotine. Nous avons précédemment montré que des différences dans les capacités attentionnelles des rats prédisent leur prédisposition à développer une addiction à la nicotine. De plus, le développement de l'addiction à la nicotine entraine des modifications de l'activité neuronale du cortex préfrontal (PFC), une structure fortement impliquée dans l’attention. Dans ce projet, nous chercherons tout d’abord à d'identifier les altérations des circuits neuronaux cortico-striataux de l’attention lors du développement de l’addiction à la nicotine (Prodécures 1 et 2). Pour cela, nous mesurerons l’activité des circuits neuronaux lors du d’une tâche attentionnelle avant et après addiction à la nicotine en utilisant des techniques électrophysiologiques (Procédure 1) et photométriques in vivo (Procédure 2). Puis, nous chercherons à modifier l'activité de ces voies neuronales afin de restaurer les capacités attentionnelles et diminuer la consommation de nicotine (Procédure 3) en utilisant des techniques d’optogénétiques in vivo.
Bénéfices attendus
Ces expériences fourniront des informations uniques sur la façon dont l'attention et les processus neuronaux associés aux PFC sont altérés à différents stades de la dépendance à la nicotine et ainsi d'étudier les variabilités individuelles de ces capacités attentionnelles dans la vulnérabilité à développer une addiction à la nicotine. De façon plus générale, ces expériences permettront également une meilleure compréhension des mécanismes neurobiologiques sous-tendant les capacités attentionnelles et leurs dysfonctionnement.
Procédures
Tous les animaux (n =264) seront tout d'abord soumis à une chirurgie intaveineuse pour l'implantation d'un catthéter intraveineux. Ce type de chirurgie est effectué en conditions aseptiques, sur couverture chauffante et dure en moyenne 30 min. Les animaux seront ensuite soumis à une chirugie stéréotaxique soit pour l'implantation des électrodes pour les enregistrements électrophysiologiques (n = 48), soit pour l'implantation de fibres optiques (n= 168) ou photometriques pour les manipulation optiques ou les enregistrements de photométrie (n = 48). Ce type de chirurgie est effectué en conditions aseptiques, sur couverture chauffante et dure en moyenne 1h pour l'implantation des électrodes et 45 min pour l'implantation des fibres.
Impact sur les animaux
Ces animaux sont soumis à différentes procédures successives dont le degré maximal de gravité ne dépasse pas le degré modéré. Les nuisances attendues sont celles associées à la chirurgie intraveineuse et à la chirurgie stéréotaxique, bien que toutes les précautions soient prises pour réduire la douleur ou les infections (anesthésie, analgésie anti-inflammatoire, des conditions aseptiques, suivi post-opératoire ...).
Devenir
A la fin des expériences, il est nécessaire de vérifier l'emplacement des électrodes (Procédure 1, Exp 1), des fibres photométriques (Procédure 1, Exp 2), et optiques (Procédure 2, Exp 3). Ceci nécessite une fixation du tissu cérébral par perfusion intracardiaque d’un agent fixant (formaldéhyde, 3,6%) des animaux des expériences 1, 2 et 3. Cette procédure est réalisée sous analgésie (carprofène, dose 5 mg/kg, s.c., 15 min avant) et anesthésie profonde (mélange de kétamine 110 mg/kg et de xylazine 15 mg/kg, i.v.) afin de limiter au maximum la douleur et la souffrance des animaux.
Remplacement
Ce projet recourt exclusivement à l’utilisation du rat de laboratoire (Rattus Norvegicus, jeunes adultes, mâles), vivant en groupe dans un environnement enrichi. Ce recours à l’animal peut se justifier pour plusieurs raisons éthiques : 1) l’éthique « spéciste » actuelle interdit l’utilisation d’approches neurobiologiques invasives chez l’homme, rendant ainsi inaccessible l’étude directe des processus de causalité neurobiologique dans notre espèce (sauf, bien sûr, lorsque ceux-ci sont non-invasifs) ; 2) il n’existe pas encore de modèles mathématique ou in silico valides et réalistes permettant d’étudier ces processus causaux ; 3) l’addiction, contrairement à la dépendance physique, est un trouble du comportement et, en tant que telle, ne peut pas être récapitulée sur des lignées cellulaires (humaine ou animale) ou tout autre modèle in vitro cellulaire ou subcellulaire.
Réduction
Un effectif de 14 rats par groupe est un compromis rationnel, compte tenu de l’exigence éthique de réduction du nombre d’animaux et des contraintes expérimentales propres au projet. En effet, pour que nos expériences soient concluantes au plan statistique, il faut obtenir un effectif final minimum de 11-12 individus. Etant donné que le pourcentage d’attrition est estimé à 20% en fin d’expérience, il faut démarrer l’expérience avec un groupe de 14 rats. Enfin, les résultats seront analysés grâce à des tests statistiques paramétriques, principalement des analyses de variance, avec comparaisons inter-groupes et mesures répétées, suivies de tests a posteriori (HSD Tuckey). Le seuil de significativité statistique sera fixé à p < 0.05.
Raffinement
Les animaux sont logés par groupe de 2 dans des cages munies d’un environnement enrichi afin de limiter le stress et l’ennui. Toutes les chirurgies sont réalisées sous analgésie (carprofène, dose 5mg/kg, sous-cutanée, 15min avant le début de la chirurgie) et anesthésie chimique (Kétamine 110mg/kg +Xylazine 15mg/kg, intrapéritonéale) ou gazeuse (isoflurane), sont effectuées en conditions aseptiques, sur couverture chauffante et durent entre 30min-1h. En fin de chirurgie, l'animal reçoit une injection intraveineuse d'antibiotique (0.2ml) ainsi qu’une injection sous-cutanée de NaCl, pour favoriser la réhydratation. Il est ensuite placé dans une cage de réveil sur une couverture chauffante jusqu’au réveil (i.e., remise sur pattes et locomotion) avec libre accès à l'eau et à la nourriture. Après le réveil complet, l'animal est relogé dans sa cage de stabulation avec son congénère pendant une période de récupération de 7-10 jours durant laquelle les animaux sont sous surveillance quotidienne afin de pouvoir détecter le plus rapidement possible les éventuels signes d'inconfort, de stress ou de douleur et de pouvoir y remédier rapidement. Avant le début des expériences, les animaux sont manipulés tous les jours et habitués aux cages expérimentales (pendant 2 jours consécutifs à raison de 2h/jour) afin de limiter le niveau de stress et d’anxiété des animaux. Plusieurs critères sont pris en compte pour quantifier le niveau de souffrance de l’animal et décider de procéder à sa mise à mort. Ces critères incluent une perte excessive de poids, une diminution de la température corporelle, une dégradation de l’apparence physique (manque de soin, pelage sale) et une altération anormale du comportement (hyper ou hypoactivité, agressivité défensive, repli sur soi), ces performances comportementales. Ces manifestations éventuelles sont donc suivies quotidiennement par des méthodes non invasives (inspection et manipulation quotidiennes ; pesée régulière [3 fois par semaine]). Si une perte de poids corporel supérieure à 20% est observée en 48 heures, l'animal sera alors mis à mort, sachant que dans tous les cas, il y a aussi d’autres points limites listés ci-dessus qui sont atteints (cf. méthodes de mise à mort). Toutes les procédures sont effectuées par du personnel formé.
Choix des espèces
Le choix du rat de laboratoire constitue une sorte de compromis phylogénétique. Cette espèce est suffisamment proche de l’homme d’un point de vue phylogénétique (même classe [Mammalia], divergence de leur ancêtre commun il y a environ 100 MYA) pour servir de modèle animal valide des phénomènes d’addiction par rapport à d’autres espèces moins sensibles éthiquement (e.g., invertébrés) et en même temps suffisamment éloignée par rapport à d’autres espèces plus sensibles (e.g., primates non-humains). Les espèces invertébrées (e.g., C. Elegans, D. Melanogaster, A. Californica) peuvent être utilisées pour élucider les mécanismes neuronaux ou génétiques de certains effets comportementaux de la nicotine mais l’organisation nerveuse et comportementale de ces espèces est beaucoup trop éloignée de celle de l’homme pour constituer des modèles animaux valides dans le domaine des addictions. Un tel travail ne pourrait être effectué par une approche in vitro ou in silico. Chez l'Homme, les troubles de l'attention sont une pathologie qui se manifeste tôt dans la vie d'un individu et qui a des répercussions importantes tout au long de la vie adule de l'individu. Dans ce projet, les animaux utilisés seront de jeunes adultes en fin d’adolescence en début d’expérience (i.e., âge moyen 2 mois et demi). Cette période du développement correspond à la période de plus grande vulnérabilité au développement de troubles attentionnels et à l'addiction aux drogues.
Mise au point d’un nouveau modèle préclinique mimant la maladie d’Alzheimer chez le rat diabétique
- Recherche fondamentale
- Oncologie
- Système endocrinien
- Système nerveux
80 rats vont être utilisés, tous tués à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance sévère. Chaque animal subit une chirurgie stéréotaxique implantant une pompe qui diffuse des oligomères amyloïdes dans le cerveau, puis des tests métaboliques répétés avec prélèvements sanguins, pour créer un modèle croisant maladie d'Alzheimer et diabète. Le porteur indique qu'une perte de poids de plus de 20 % entraîne le retrait de l'animal et son observation avant toute décision de mise à mort. Il affirme qu'il est "impossible" de remplacer ces rats par des systèmes in vitro ou in silico, la valeur du modèle tenant selon lui à un diabète spontané proche de l'humain.
Objectifs
Le diabète de type 2 (DT2) et la maladie d’Alzheimer (MA) sont deux pathologies dégénératives, liées à l’âge, et dont la prévalence mondiale suit une progression alarmante à cause du vieillissement de la population. Leur fardeau socio-économique est destiné à s’alourdir surtout en l’absence d’un traitement curatif. De nombreuses études épidémiologiques ont montré que le DT2 est associé à un doublement du risque de développer une démence ou la MA. Réciproquement, l’intolérance au glucose et le DT2 sont fréquents chez les patients atteints de la MA. Néanmoins, malgré les progrès de la recherche dans ce domaine, la relation entre le DT2 et la MA reste encore mal comprise. De ce fait, comprendre les mécanismes moléculaires associant le DT2 et la MA est un enjeu majeur de la recherche, afin d’identifier des cibles thérapeutiques communes permettant de modifier le déclenchement et la progression de ces deux pathologies.Pour élucider le lien entre ces deux maladies, nous allons créer deux modèles précliniques de MA en injectant dans le cerveau du rat Goto-Kakizaki (GK), un modèle spontané du DT2, et du rat Wistar (WT) non diabétique des oligomères du peptide β-amyloïde (Aβ). Nous appellerons ces modèles « GK-Alz » et « WT-Alz ». Pour chacun de ces deux modèles un groupe contrôle, qui ne recevra pas les oligomères , sera rajouté. En effet dans la pathologie humaine, l'une des caractéristiques majeure est l'agréagation des oligomères Aβ pour former des plaques entre les neurones. Nous étudierons si un DT2 préexistant va éventuellement accélérer la formation de ces plaques et aggraver la neurotoxicité des oligomères Aβ grâce à des analyses histologiques et biochimiques sur le cerveau et le pancréas. Réciproquement, nous étudierons si l’induction de la MA va impacter négativement l' homéostasie glucidique de nos modèles animaux, en effectuant des tests métaboliques in vivo . Ce projet nécessitera l'utilisation de 80 rats et sera mené sur 3 ans.
Bénéfices attendus
Ce projet nous permettra d'avoir une meilleure compréhension des mécanismes impliqués dans la mise en place de la MA, de mettre en évidence les impacts du diabète sur la MA et d'offrir de nouvelles perspectives dans la prévention de son développement . Ce projet nous aidera à étudier la réponse physiopathologique à l’administration des oligomères Aβ et son évolution à différents moments du cycle de vie (avec l’évolution du diabète et le vieillissement du rat) .
Procédures
Les animaux subiront une procédure chirurgicale ,par stéréotaxie, pour l'implantation de la canule équipant la minipompe osmotique. Les 80 rats de l'étude seront implantés. Cette chirurgie dure 60 minutes. Des prélèvements de sang seront effectués sur les 48 animaux restants dans le cadre de tests métaboliques IPGTT et IPITT( à l'âge de 7.5 mois soit 1.5 mois aprés l'implantation des pompes Alzet.) et lors du suivi de la glycémie (entre 6 et 7.5 mois). Chacun de ces tests dure 2h. Pour l'IPGTT des prélèvements de sang de 30 microlitres aux temps 0, 15 30 et 90 minutes sont réalisés afin de mesurer la glycémie et l'insulinémie. Pour IPITT une goutte de sang (5 microlitres) sera prélevée pour lecture de la glycémie sur lecteur Accuchek aux temps T0 T15 T30 T60 T90 et T120. Entre le test IPITT et IPGTT se déroule une semaine pour la récupération.
Impact sur les animaux
Les animaux sont isolés en cage individuelle suite à l'implantation en sous curtanée d’une minipompe osmotique Alzet® reliée à une canule implantée en ICV. L'injection en intrapéritonéal dans le cadre des IPGTT et ITT est à l'origine d'une petite douleur liée à la piqure. Une éventuelle hypoglycémie peut arriver dans le cadre de l'ITT, mais cela est trés rare chez le rat. Les anomalies cérébrales entrainées par le peptide Aβ pourraient induire une intolérance au glucose chez les rats wistar et aggraver le diabète des GK.
Devenir
A la fin de la procédure 1 de chirurgie, réalisée à l'âge de 6 mois, les 80 rats sont maintenus en vie. A la fin des 2 semaines de perfusion 8 rats de chaque groupes seront mis à mort pour valider le modèle. A l'âge de 7.5 mois les autres animaux( 48 rats) subissent les tests métaboliques, à l'issue desquels ils sont mis à mort.
Remplacement
L’étude de la réponse physiopathologique à l’administration des oligomères Aβ et son évolution à différents moments du cycle de vie (avec l’évolution du diabète et le vieillissement du rat) ne peut être réalisée que sur animaux vivants, et l’avantage du rat GK réside dans le fait que c’est un modèle de DT2 sans manipulation génétique et mimant la chronologie d’évolution du diabète humain. Ainsi, sur le plan scientifique, il est impossible de remplacer ces animaux par des systèmes ex vivo, in vitro ou in silico.
Réduction
Le nombre d’animaux utilisés est réduit au minimum grâce à l’utilisation de tests statistiques montrant au mieux la différence entre les groupes.
Raffinement
Afin de raffiner toutes les procédures et réduire au mieux l’apparition, d'une éventuelle douleur, d’angoisse et de stress chez les animaux, nous prendrons toutes les précautions nécessaires (recours à l’analgésie, l’anesthésie, maintien de l’enrichissement (morceau de bois et sopalin), habituation, récupération). Des points limites d’évaluation de la douleur seront déterminés portant sur l'apparence physique( manque de toilettage, poils ebouriffés, dos arrondi) le comportement (modification de la prise alimentaire, prostatration) les modifications de poids. Une perte de poids de plus de 20% entrainera le retrait de l’animal de la procédure et son observation avant toute décision de mise à mort. Le choix du protocole expérimental impliquant les 4 groupes d'animaux, nous permet d'assurer une fiabilité à cette étude. Pour les rats diabétiques GK une litière adaptée sera mise dans les cages et renouvelée 2 fois par semaine pour éviter l'inconfort des animaux.
Choix des espèces
Le rat est une espèce animale pertinente dans le cas de notre étude parce que du point de vue comportement, le rat est un apprenant rapide et intelligent, et les processus physiologiques sont similaires chez le rat et chez l’Homme. De plus, le rat est suffisamment grand pour des mesures physiologiques pratiques et pour des manipulations neurochirurgicales/stéréotaxiques. Enfin le modèle animal sur lequel nous conduisons nos recherches sur le diabète est le rat.