Système respiratoire

Les 960 souris de ce projet seront toutes tuées, au nom de la gestion du risque lié à un agent pathogène de groupe III. Elles vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, infectées par le virus respiratoire syncytial ou par une souche de SRAS-CoV-2 adaptée à la souris, inoculée dans le nez sous anesthésie gazeuse. Chacune subit jusqu'à trois prélèvements de sang au sinus rétro-orbital sous anesthésie, avant chaque vaccination puis avant l'épreuve virale. Le porteur décrit des symptômes légers à modérés et une perte de poids qui n'excède pas 15 % chez les jeunes souris, et affirme que l'efficacité vaccinale ne peut être évaluée sans administrer l'agent pathogène à un animal vivant.

Objectifs

Les infections virales respiratoires représentent un défi de santé publique majeur à l’échelle mondiale. Parmi les virus responsables, on trouve notamment le virus respiratoire syncytial (VRS) et le SRAS-CoV-2. La prévention et le contrôle de ces infections virales constituent un enjeu crucial. L’étude des défenses immunitaires a longtemps été limitée aux poumons alors que les voies supérieures dont la muqueuse nasale sont les premiers tissus que rencontrent ces virus comme l'a très bien montré la pandémie de SRAS-CoV-2. Etudier les mécanismes d’infections et de défenses immunitaires dans la cavité nasale est donc indispensable pour mieux comprendre les mécanismes physiopathologiques qui permettrons de lutter contre ces virus respiratoires et d'ouvrir de nouvelles pistes thérapeutiques. La plateforme vaccinale à adénovirus émerge comme une stratégie prometteuse pour le développement de vaccins contre les infections virales respiratoires. Cette approche exploite la capacité des adénovirus à délivrer des antigènes viraux ciblés dans les cellules hôtes. De plus, l'administration nasale de vaccins à adénovirus vise directement les voies respiratoires, stimulant ainsi les réponses immunitaires locales et conduisant potentiellement à la protection contre ces maladies tout en limitant la transmission des virus. Le présent projet a pour objectifs principaux (i) l’étude de la physiopathologie de l’infection à SRAS-CoV-2 et à VRS au niveau de la cavité nasale chez la souris et (ii) l’évaluation d’approches vaccinales adaptées à l’administration par voie nasale.

Bénéfices attendus

L’étude chez le rongeur des infections à SRAS-CoV-2 et à VRS, et des stratégies de prévention et/ou de contrôle est déterminante pour l’élaboration de stratégie de lutte contre les infections respiratoires. Ce projet s’inscrit dans une démarche de sciences appliquées au domaine médical en lien avec les déclarations d’intérêt, d’urgence ou de priorité nationale du gouvernement et des organismes publics de recherche. Ce projet va permettre d’évaluer les approches vaccinales à l’aide d’adénovirus et de caractériser le rôle des protéines du mucus (mucines) dans les infections virales respiratoires

Procédures

L’inoculation de la souche virale ou du vaccin est réalisée par voie nasale sous anesthésie gazeuse. Le vaccin est administré par injection intramusculaire à l’animal vigile par des manipulateurs expérimentés. Des analyses sérologiques seront réalisées au cours des essais vaccinaux. Tous les animaux seront prélevés au plus 3 fois lors de la phase d’immunisation : avant chaque vaccination (au maximum 2) et avant l’administration de la souche virale d’épreuve. Les prélèvements seront réalisés au sinus rétro-orbital sur animal anesthésié (isoflurane) avec ajout d’un collyre anesthésique.

Impact sur les animaux

L’infection de souris (> 5 mois) par le VRS ou la souche murinisée de SRAS-CoV-2 entraîne des symptômes légers ou modérés.L’infection par le VRS induit très peu de symptômes chez la souris (perte de poids très rare n’excédant jamais plus de 10%, pas de détresse respiratoire ni de changement de température corporelle, bonne apparence du pelage ni changement de comportement visible). L’infection de souris jeunes par la souche murinisée de SRAS-CoV-2 entraîne une perte de poids modeste, n’excédant pas 15% du poids initial. Le phénotype des lignées transgéniques Muc5b n'est pas dommageable avant l'âge de 6 mois car un problème de clairance mucociliaire peut se développer avec le temps aboutissant à un stress respiratoire. Cependant, les souris seront utilisées avant ce stade.

Devenir

La mise à mort des animaux est requise au regard de la gestion du risque d’exposition à l’agent pathogène de groupe III utilisé dans ce projet.

Remplacement

L’étude de la physiopathologie de l’infection et de l’efficacité vaccinale ne peut être menée sans avoir recours à l’administration de l’agent pathogène à l’animal vivant.

Réduction

Dans le but de suivre le principe des 3R et de réduire l’utilisation excessive d’animaux, le nombre de souris par groupe a été calculé sur la base de notre expérience acquise précédemment et des données bibliographiques (publications scientifiques). Dans notre expérience, des groupes de 6 animaux permettent d’atteindre une significativité statistique. La comparaison des traitements ou entre lignée de souris s’établit à l’aide de tests non paramétriques.

Raffinement

Pour minimiser le stress induit aux animaux, les souris seront anesthésiées sous isoflurane avant inoculation intra-nasale du virus ou du vaccin. L’endormissement complet sera contrôlé par pincement ferme de la queue. L’anesthésie à l’isoflurane est rapide et permet d’assurer un réveil rapide en minimisant l’hypothermie. Les animaux feront l'objet d'une surveillance accrue après l’administration des souches virales (mesure du poids quotidien et détection des points limites) afin de déceler rapidement une détresse de l'animal nécessitant une fin de protocole précoce. La bonne connaissance du modèle infectieux sur lequel repose ce projet permet de limiter les souffrances ressenties par les animaux au cours des procédures expérimentales. Notre expérience du modèle souris a été également mise à profit pour aborder la question du raffinement : enrichissement et habituation de l’animal à la manipulation. Les souris seront hébergées par 6 dans des portoirs ventilés, avec à leur disposition du matériel de nidification (coton), des tunnels et des maisonnettes en carton ainsi que des bûchettes de bois à ronger.

Choix des espèces

La souris est sensible à l’infection par les souches murinisées du SRAS-CoV-2. Elle présente l’avantage de pouvoir envisager l’emploi de souris génétiquement modifiée pour un gène d’intérêt nécessaire à l’exploration des mécanismes biologiques impliqués dans la susceptibilité ou la défense de l’hôte vis-à-vis de l’infection virale. La souris est le modèle rongeur pour les infections par le VRS, elle développe une infection productive et cette espéce permet d’utiliser des lignées transgéniques nécessaires à la réalisation du projet. Les animaux utilisés seront de jeunes adultes entre 2 et 5 mois d’âge. Ces souris ont un système immunitaire mature et sont sensibles à l’infection par une souche adaptée à la souris tout en présentant des symptômes modérés.

Une ou deux injections dans l'abdomen, puis une goutte du même produit déposée dans le nez dix jours plus tard : 84 souris vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, toutes tuées à l'issue pour le prélèvement de leurs organes. L'inflammation pulmonaire ainsi déclenchée peut s'accompagner de difficultés respiratoires. Le projet cherche à comprendre comment certaines cellules immunitaires pénètrent dans les poumons, les applications thérapeutiques étant renvoyées au long terme. Sur la réduction, le porteur écrit avoir calculé le nombre d'animaux "au plus juste", sans donner ni méthode ni effectif par groupe.

Objectifs

Les pathologies inflammatoires pulmonaires ont pour caractéristique commune une inflammation pulmonaire qui perturbe les échanges gazeux lors de la respiration.Les cellules du système immunitaire participent à la maladie et pourraient constituer une cible thérapeutiques intéressante. Ce projet a pour but d'étudier la façon dont certaines de ces cellules immunitaires (les cellules lymphoïdes innées) pénètrent dans les poumons.

Bénéfices attendus

A court terme sur un plan fondamental, ce projet permettra de faire avancer les connaissances scientifiques sur la façon les cellules du système immunitaire infiltrent les poumons. Sur un plan pathologique, ce projet pourra déterminer comment l'infiltration des cellules lymphoïdes innées participe aux maladies inflammatoires respiratoires. A plus long terme, cela permettra de proposer des applications thérapeutiques ciblant les cellules immunitaires dans ces pathologies.

Procédures

Les souris subiront, selon la procédure, soit une soit deux injections dans l'abdomen des produits les sensibilisant. 10 jours après les souris devront absorber par le nez une goutte des mêmes produits.

Impact sur les animaux

L'injection dans l'abdomen peut causer une douleur légère de courte durée. Le développement de l'inflammation pulmonaire pourrait s’accompagner de difficultés respiratoires.

Devenir

Toutes les souris seront mises à mort à l'issue de la procédure. En effet, l'analyse du système immunitaire nécessite la mise à mort pour le prélèvement et l'analyse des organes.

Remplacement

Les résultats précédemment publié par la communauté scientifique nous a confirmé qu'il n’existe pas d'autre possibilités que l'animal nous permettant de reproduire les mécanismes biologiques complexes à l’œuvre dans la réponse immunitaire. Notre projet nécessite donc l’utilisation d’un modèle animal.

Réduction

Pour nos expérimentations, nous avons calculé le nombre d'animaux nécessaire au plus juste afin de limiter le nombre de souris.

Raffinement

La méthodologie utilisée a été optimisée dans le laboratoire afin de limiter l'utilisation des animaux. Les souris feront l’objet d’une surveillance rapprochée afin de détecter tout stress et souffrance et d'y pallier. De la naissance à la mort, les animaux seront hébergés dans des conditions optimales incluant un enrichissement.

Choix des espèces

Il n’existe aucun modèle n'utilisant pas les animaux capable de reproduire la complexité de la réponse immunitaire, le recours à l’animal est donc nécessaire. La souris est couramment considérée comme le modèle le plus proche de l'humain pour l’étude du système immunitaire. L'utilisation de souris jeunes est indispensable puisque l’altération des poumons est un processus normal du vieillissement qui pourrait changer nos résultats.

Les souris reçoivent d'abord jusqu'à deux injections intraveineuses destinées à humaniser leur système immunitaire, puis, douze semaines plus tard, une injection intratrachéale de dix minutes sous anesthésie qui déclenche une fibrose pulmonaire. Les expérimentateurs administrent ensuite des candidats médicaments par voie pulmonaire, digestive ou injectable, avec des prises de sang répétées et un score clinique quotidien portant sur le pelage, les mouvements, les muqueuses et la respiration. 1 500 souris vont être utilisées sur cinq ans dans 50 études, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, un score égal ou supérieur à 7 ou une perte de poids de plus de 25 % déclenchant la mise à mort. Aucune réutilisation n'est prévue, la fibrose étant décrite comme progressive et incurable, l'animal ne pouvant plus recouvrer son état de santé.

Objectifs

La fibrose respiratoire est une affection pulmonaire impliquant le système immunitaire qui touche près de 5 millions de personnes dans le monde. Cette pathologie peut être causée par l’inhalation de produits toxiques, par une infection, par des traitements médicamenteux, des suites d’une réaction auto-immune ou de cause inconnue (idiopathique). L’âge (>50 ans) ainsi que des facteurs génétiques et environnementaux jouent également un rôle dans le développement de cette maladie. Cette pathologie est souvent mal diagnostiquée et les traitements disponibles à ce jour sont extrêmement couteux et permettent seulement d'en ralentir la progression. Ainsi, la fibrose pulmonaire dite idiopathique est associée à une survie médiane de seulement 3.8 ans parmi les plus de 65 ans. Par ce projet, nous souhaitons développer un modèle d’étude de la fibrose pulmonaire sur souris au système immunitaire humanisé afin d’en étudier le développement, d’en améliorer son diagnostic et de tester de nouvelles approches thérapeutiques.

Bénéfices attendus

En utilisant des souris au système immunitaire humanisé, nous mettons à disposition des chercheurs un modèle permettant d'étudier la fibrose pulmonaire et des potentiels traitements pour cette pathologie avec davantage de spécificité pour l’espèce cible de ces recherches : l’Homme.

Procédures

Injection par voie intraveineuse : 2 fois maximum. Chaque injection dure entre 10 et 15 secondes. 1 injection intratrachéale de maximum 10 minutes. En parallèle, des candidats médicaments seront administrés par voie pulmonaire, digestive ou injectable pour évaluer leurs activités thérapeutiques. Le suivi de l’état de santé des animaux se fera par score clinique (aspect des poils, mobilité, état corporel, …) ou bien par palpation (ou autre geste technique). Afin de suivre l'évolution de la pathologie et d'objectiver les effets des molécules à visées thérapeutiques, des prises de sang seront réalisées. Les volumes maximaux de prélèvements seront proportionnels au poids de l’animal selon un schéma établi et une limite fixée. La répartition des prélèvements dépendra du vétérinaire d’établissement et figurera dans le protocolé d’étude. Chaque prélèvement aura une durée de 15 à 30 secondes, environ.

Impact sur les animaux

La fibrose pulmonaire se manifeste par une inflammation des poumons menant à l'apparition de fibrose pouvant induire une gêne respiratoire (dyspnée). Des nuisances peuvent être induites par les prélèvements sanguins, l'administration des composés de recherche et les effets potentiellement toxiques de ces composés à visées thérapeutiques dans un contexte préclinique. Ces nuisances et effets indésirables peuvent se manifester, entres autres, par une perte de poids, une hypo- ou une hyperactivité, une prostration ou des difficultés à se déplacer.

Devenir

La fibrose est une maladie progressive et incurable, l'échelle de score doit permettre une euthanasie avant que l'impact ne soit jugé sévère sur les animaux. Une réutillisation n'est donc pas envisagé puisque l'animal ne pourra pas recouvrir complètement son état de santé en fin d'étude.

Remplacement

Il n’est à l’heure actuelle pas possible de recréer in vitro un environnement complexe comme le système immunitaire et de mimer ses interactions avec le système respiratoire pour étudier le développement et le traitement de la fibrose pulmonaire. La souris constitue donc un modèle scientifiquement valide, robuste et indispensable pour le développement de thérapies innovantes permettant de soigner cette pathologie.

Réduction

Un total de 1500 animaux est demandé pour la réalisation de ce projet sur une durée de 5 ans, permettant de réaliser 50 études afin de mettre en place le modèle et de réaliser les premières études précliniques. Chaque étude comprendra un minimum de 4 groupes (contrôle négatif, contrôlé positif, plusieurs doses ou traitements à comparer) avec 5 à 10 animaux par groupe afin d’obtenir des résultats fiables malgré la variabilité intrinsèque liée au modèle. Le nombre d’animaux utilisés dans chaque étude sera réduit au maximum en se basant sur des tests statistiques adaptés aux effets attendus de la série.

Raffinement

Les souris seront hébergées en cage ventilée, par groupe social stable. La nourriture et l’eau de boisson seront fournies ad libitum. La cage contiendra une couche de litière permettant aux souris de creuser, de se cacher et de réaliser un nid, élément essentiel à leur bien-être. Des morceaux de bois permettant aux souris d’exprimer leur comportement de rongeur, ainsi qu’un nid en carton seront également disposés. À leur entrée dans l’animalerie, les souris bénéficieront d’une période d’acclimatation de minimum 4 jours. Lors d’un changement de zone au sein de l’animalerie, les souris bénéficieront d’une période d’acclimatation d’une nuit au minimum. Pour gérer la douleur, la souffrance et l’angoisse, l’état de santé sera évalué par une échelle cumulative de scores prenant en compte : l’aspect du pelage, les mouvements, l’activité, la couleur des muqueuses, le score corporel et la respiration. Les souris seront évaluées quotidiennement et l’échelle sera appliquée dès que nécessaire. Une souris avec un score ≥7 sera euthanasiée pour raison éthique. Le poids sera mesuré au moins trois fois par semaine. Le vétérinaire d’établissement aura pleine autorité pour euthanasier un animal pour raison éthique ou mettre en œuvre un traitement anti-douleur s’il/elle le juge nécessaire. Le suivi de l’évolution pondérale pourra être adapté au stade de l’étude. Une perte de poids de plus de 25% par rapport au poids initial sera considérée comme une raison de mise à mort. Toute anormalité non objectivable par l'échelle de score devra immédiatement être rapportée au vétérinaire qui aura pleine autorité pour envisager un traitement ou imposer une euthanasie pour raison éthique. Le vétérinaire est présent sur site tous les jours et joignable les week-ends et jours fériés. L'injection intratrachéale sera réalisée sous anesthésie générale volatile à l'isoflurane ou fixe à l’alfaxolone (dose à déterminer).

Choix des espèces

Le projet vise à étudier le développement de la fibrose pulmonaire en se basant sur un système immunitaire humanisé afin d'obtenir le développement d'une pathologie la plus proche possible de celle qui se développe chez l'Homme. Nous maîtrisons l’humanisation du système immunitaire sur les souris, il est donc essentiel de poursuivre sur cette espèce. Les animaux seront utilisés à partir de l'age de 16 semaines pour les animaux humanisés, ceci prenant en compte une période d'humansiation de 12 semaines (minimum) qui peut être réalisée à partir de l'age de 3 à 4 semaines. Les animaux non humanisés seront utilisés à partir de l'age de 6 à 8 semaines afin d'utiliser des animaux adultes. Les études seront réalisées sur des groupes d'âges homogènes.

Commandés à un fournisseur après une première série de quatre furets utilisés entre novembre 2023 et février 2024 pour que les expérimentateurs acquièrent les gestes, 12 furets vont être utilisés à leur tour, tous tués à l'issue pour constituer une banque de tissus. Les procédures impliquent un niveau de souffrance modéré. Sur onze semaines, chaque furet reçoit un implant télémétrique, jusqu'à huit prises de sang, une vaccination BCG par voie orale ou sous-cutanée, une administration intratrachéale et un lavage broncho-alvéolaire, tous ces actes sous anesthésie générale de 5 à 30 minutes. Le furet est retenu parce qu'il est sensible à Mycobacterium bovis comme le blaireau, espèce sauvage visée par le programme de vaccination, dont l'expérimentation est soumise à une réglementation plus contraignante.

Objectifs

Ce projet s’inscrit dans un projet scientifique plus global visant à étudier la vaccination contre la tuberculose, dans la faune sauvage. Le furet et le blaireau sont deux espèces de Mustélidés qui sont sensibles à Mycobacterium bovis. Le blaireau étant une espèce sauvage, l’expérimentation sur cette espèce est soumise à une réglementation complémentaire contrairement au furet qui est une espèce domestique. Les objectifs sont d’analyser l’influence de la voie de vaccination (orale vs sous cutanée) sur la mise en place d’une réponse immunitaire contre les mycobactéries. Le modèle furet est utilisé pour la première fois dans nos conditions « infectieuses » d’expérimentation. Une première expérimentation a eu lieu avec 4 furets entre novembre 2023 et février 2024 afin de permettre aux expérimentateurs d’acquérir les gestes techniques. Le présent projet est prévu pour au maximum 12 furets : 1 lot de 6 qui recevra le vaccin par voie orale et 1 lot de 6 qui recevra le vaccin par voie sous-cutanée. Le sexe ratio sera adapté selon les capacités du fournisseur à nous fournir au moment de la commande. La voie sous cutanée a été testée sur des blaireaux mais elle nécessite une capture des animaux. Si ce projet démontre que la voie orale est aussi efficace, elle serait plus adaptée pour une vaccination à grande échelle. La voie sous-cutanée est une référence car elle est bien décrite dans différents modèles pour son efficacité. La voie intratrachéale est utilisée pour mimer l’exposition des animaux au pathogène (voie pulmonaire) afin de visualiser la réponse protectrice développée par la vaccination. Il s’agit d’un boost pour pouvoir quantifier la réponse immunitaire. Dans le modèle murin il s’agit d’une voie classique d’exposition. Ce projet a 3 finalités : 1) Répondre à la réglementation en expérimentation animale en vigueur concernant la maitrise et le maintien du savoir-faire du personnel. Ce projet permettra de perfectionner la mise en œuvre de gestes techniques sur modèle furet (manipulation, anesthésie générale, prise de sang, pose de puces télémétriques, administration par voie intratrachéale, injection sous-cutanée et lavage broncho-alvéolaire) 2) Valider les outils d’analyse de la réponse immunitaire developpé sur des furets sains « non infectés » 3) Quantifier la reponse immunitaire des furets suite à une vaccination BCG.

Bénéfices attendus

Les bénéfices attendus de ce projet sont doubles : 1) valider les outils nouvellement developpés (analyse des cellules immunitaires par cytométrie en flux, analyse des réponses immunitaires par transcriptomique) 2) définir la meilleure voie d’administration du vaccin BCG (voie sous cutanée ou orale), permettant la mise en place d’une protection optimale contre les mycobactéries.

Procédures

Au cours des 11 semaines du projet, chaque furet sera soumis au maximum à : - 1 pose de puces télémétriques qui durent quelques secondes - 8 prises de sang : au maximum 1 prélèvement par semaine. Une prise de sang dure quelques secondes - 1 LBA (lavage-broncho-alvéolaire) qui dure 2 à 5 min - 1 administration en SC (sous cutanée), qui dure quelques secondes - 1 administration en intra-trachéale, qui dure quelques secondes.Tous ces actes se feront sous anesthésie générale pendant 5 à 30 minutes selon la nature et le nombre d’actes effectués.

Impact sur les animaux

Les effets indésirables pourraient être liés à une mauvaise réaction des animaux à l’anesthésie générale ou à un des gestes techniques qui induirait une réaction inflammatoire locale, un hématome ou une infection. En raison de leur hébergement en couple, d'éventuelles blessures infligées par les congénères sont possibles (griffure, morsure, abcès…).

Devenir

La totalité des animaux sera mis à mort à l’issue du projet afin de constituer une banque de tissus d’animaux qui seront utilisés pour des analyses ultérieures.

Remplacement

A ce jour, il n’existe aucun système in vitro ou méthode alternative permettant de reproduire la complexité du tissu pulmonaire et les processus complexes de recrutement des cellules immunitaires.

Réduction

Pour ce projet, le nombre minimal d’animaux a été fixé à 6 par lot pour favoriser d’une part le lien social entre les animaux (hébergement en couple) et pour avoir suffisamment d’échantillons biologiques qui soient statistiquement pertinents pour la suite du projet. En fonction de ce que le fournisseur sera en mesure de nous fournir au moment de la commande, le sexe ratio de chaque lot pourra être adapté. L’expérimentation contient 2 lots : un lot pour lequel le BCG est administré par voie orale et un lot avec une administration par voie sous-cutanée. Le nombre d’animaux utilisés pour fournir des échantillons a été déterminé grâce à un test statistique de calcul de la puissance ou de l'effectif nécessaire en utilisant un test de comparaison de deux échantillons indépendants.

Raffinement

Dans les 2-3 jours suivants leur arrivée, les furets seront anesthésiés pour permettre la pose des implants télémétriques puis une période d’acclimatation à l’environnement et d’habituation au personnel sera mise en place pendant 21 jours. La seule intervention du personnel sera de les habituer à leur présence et aux contacts : jeux, friandises. Ils seront également vermifugés. Les animaux seront hébergés dans des cages conçues spécifiquement pour le furet. Chaque furet disposera de sa propre cage mais elles seront interconnectées par 2 avec un système de tunnel permettant aux furets de se regrouper. Un hamac en tissu sera suspendu à l’intérieur de chaque cage permettant aux furets d’avoir un coin repos. Différents types de jouets seront utilisés (balle, tissus…). Des récompenses alimentaires (saumon, jus de thon, pâte appétente) seront données après les interventions qui ne nécessitent pas d’anesthésie (pesée, traitement anti-parasitaire). Ces récompenses alimentaires qui seront données au cours de la période d’acclimatation permettront d’habituer les animaux pour l’administration orale du vaccin à J0. Les furets seront maintenus sous anesthésie générale gazeuse. Tout au long de l’anesthésie, ils seront sous monitoring (fréquence respiratoire, fréquence cardiaque, température), sous lampe et/ou tapis chauffant et sous la supervision du personnel en charge des anesthésies. Lors de l’intubation intra-trachéale, du gel sera mis sur la sonde pour anesthésier la gorge. Lors de la phase de réveil, une surveillance rapprochée de l’animal sera faite, jusqu'à son réveil complet. En cas de besoin, des traitements seront mis en place pour faciliter le réveil et gérer une éventuelle douleur. En cas d'infection, un traitement antibiotique sera mis en place. La vétérinaire de l'unité sera systématiquement consultée en amont. Deux visites quotidiennes seront réalisées afin d'assurer les soins quotidiens, de surveiller l’état de santé des animaux. Des point limites adaptés ont été définis et la vétérinaire de l’unité sera avertie en cas d’apparition de signes cliniques.

Choix des espèces

Le furet est un modèle validé pour l’étude d’espèces de la faune sauvage (blaireau) qui constitue l’espèce ciblée par le projet de vaccination contre la tuberculose animale. Le furet et le blaireau sont deux espèces de Mustélidés qui sont sensibles à Mycobacterium bovis. Le blaireau étant une espèce sauvage, l’expérimentation sur cette espèce est soumise à une réglementation complémentaire contrairement au furet qui est une espèce domestique. Animaux adultes âgés d’environ 1 an (poids d’environ 1400 g pour les mâles et 1200 g pour les femelles). Le choix d’animaux adultes est conditionné par le fait que la vaccination est plus pertinente sur animaux adultes que chez des jeunes dont le système immunitaire est en cours de développement.

Infectées par instillation directe dans la trachée sous anesthésie, 216 souris vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, toutes tuées à l'issue. Elles passent ensuite neuf à dix-sept fois en tube de contention pour une mesure de composition corporelle, et quatre à neuf tests de tolérance au glucose, chacun précédé de cinq heures sans nourriture et suivi de sept prélèvements de sang à la queue. L'objectif est de mesurer ce qu'une infection bronchique chronique de trente à quatre-vingt-dix jours fait aux os, aux muscles et au métabolisme du glucose. Le porteur écrit que la perte de poids n'excède jamais 5 % et que les souris reprennent une activité normale en deux jours, tout en indiquant que l'infection peut se compliquer du décès de l'animal dans moins de 5 % des cas.

Objectifs

Notre projet a pour but d’étudier les effets de l’infection bronchique chronique au niveau extra-pulmonaire. Les infections pulmonaires chroniques sont une complication fréquente des maladies bronchiques chroniques et ont un lourd impact pronostic. Elles sont responsables d’un déclin plus rapide et plus marqué de la fonction respiratoire et d’une augmentation du nombre d’exacerbations respiratoires (aggravation aigue de la maladie chronique). De plus, les maladies respiratoires chroniques s'accompagnent souvent de comorbidités ou de manifestations extra-respiratoires telles que l'ostéoporose, la perte de muscles, la dénutrition, le diabète, et les maladies cardiovasculaires. Le rôle de l’infection pulmonaire chronique dans la survenue de ces manifestations extra-respiratoires n’est à ce jour pas connu et n’a jamais fait l’objet d’études spécifiques dans le cadre de modèles animaux. Le modèle murin d’infection bronchopulmonaire chronique développé dans notre laboratoire est particulièrement adapté à la réalisation d'études longitudinales. L’objectif de ce projet est donc d’étudier les effets de l'infection bronchique chronique sur la composition corporelle et musculaire, l'architecture osseuse, l'inflammation sanguine, et le métabolisme du glucose.

Bénéfices attendus

Notre projet vise à faire progresser les connaissances scientifiques afin de générer des bénéfices substantiels en santé humaine. Les infections pulmonaires chroniques, complications fréquentes des maladies bronchiques chroniques, ont un lourd impact sur la santé des patients et sont souvent associées à des comorbidités graves comme l'ostéoporose, la sarcopénie, la dénutrition, le diabète et les maladies cardiovasculaires. Cependant, le lien entre ces manifestations extra-respiratoires et les infections pulmonaires chroniques demeure largement inexploité scientifiquement, notamment dans les modèles animaux. Les bénéfices attendus de cette recherche sont multiples. Premièrement, elle permettra d'élucider les mécanismes reliant les infections bronchiques chroniques aux anomalies musculo-squelettiques et métaboliques, ainsi qu'à l'inflammation systémique. Ces connaissances pourraient conduire à l'identification de nouvelles cibles thérapeutiques pour traiter ou prévenir ces complications chez les patients atteints de maladies bronchiques chroniques. Une meilleure compréhension de l'interaction entre l'infection chronique et le métabolisme du glucose pourrait offrir des pistes pour des interventions visant à réduire le risque de diabète chez ces patients. Deuxièmement, cette étude pourrait modifier les pratiques cliniques en améliorant le suivi et la prise en charge des patients. L'identification de biomarqueurs spécifiques d'inflammation systémique et d'infection chronique permettrait une meilleure surveillance de la progression de la maladie et d'ajuster les traitements en conséquence, ralentissant ainsi la progression des comorbidités et améliorant la qualité de vie des patients. Enfin, ce projet a le potentiel d'enrichir la littérature scientifique en fournissant des données précises et inédites sur les effets systémiques des infections pulmonaires chroniques. En résumé, ce projet permettra d'approfondir notre compréhension des infections pulmonaires chroniques et de leurs effets systémiques, tout en fournissant des bases solides pour le développement de stratégies thérapeutiques innovantes, avec des bénéfices à long terme pour les patients et le système de santé.

Procédures

Les animaux seront soumis à plusieurs types d'interventions. Tout d'abord, ils seront anesthésiés (anesthésie gazeuse) puis infectés par vvoie intra-trachéale directe. Cette intervention sera réalisée une fois pour chaque animal et devrait durer quelques minutes (anesthésie + infection). Des mesures de la composition corporelle des souris seront réalisées de manière répétée tout au long de l'étude (9, 13 ou 17 mesures selon le temps d’infection qui sera de 30, 60 ou 90 jours). Cette procédure implique la pesée des souris suivie d'une analyse par scanner à résonance magnétique nucléaire pour évaluer la masse grasse et la masse maigre de chaque animal. Le scan se fait en contention dans un tube adapté pour les rongeurs pendant 3 minutes (animal vigile). Enfin, seront effectués des tests métaboliques tels que l'IPGTT (test de tolérance au glucose intrapéritonéal). Pour évaluer les profils glycémique et insulinémique après une charge en glucose (IPGTT), les souris subiront une restriction alimentaire de 5 heures (de 9h à 14h), puis recevront du glucose en fonction de leur poids. Les mesures de glycémie seront prises à t=0’, 5’, 10’, 15’, 30’, 60’ et 120’ (prélèvement sanguin de 5 microlitres). Des prélèvements sanguins (environ 40 microlitres) seront effectués à t=0’, 15’, 30’ et 60’ pour doser l’insuline. La glycémie est mesurée en premier pour éviter tout impact de stress sur la valeur initiale. Durant tout le test, les animaux ont accès uniquement à l’eau, et la nourriture leur est remise à la fin du test. Les animaux sont laissés au repos pendant au moins une semaine entre chaque test. Ce test sera réalisé 4, 6 ou 9 fois sur chaque animal selon le temps d’infection (30, 60 ou 90 jours). Enfin, au terme de l'infection, les animaux seront mis à mort selon un protocole établi, impliquant une injection intrapéritonéale de d'anesthésiques et d'analgésiques.

Impact sur les animaux

Les effets indésirables attendus sur les animaux dans le cadre de ce projet sont : 1° Stress et inconfort liés aux manipulations : Les animaux seront soumis à des mesures régulières de poids et de composition corporelle, ainsi qu'à des prélèvements sanguins, ce qui peut causer du stress et de l'inconfort. 2° L'infection bronchique peut causer un stress initial (manipulation, anesthésie) et des difficultés respiratoires temporaires (résolutives en moins de 30 minutes suivant l'instillation généralement). Dans de rares cas (

Devenir

Tous les animaux du projet seront mis à mort au terme des différents temps expérimentaux.

Remplacement

Dans le domaine de la recherche en santé respiratoire, les alternatives non animales les plus fréquemment utilisées sont les modèles in vitro (cultures cellulaires) et les organoïdes. Ces méthodes présentent cependant des limitations significatives lorsqu’il s’agit d’étudier des systèmes complexes comme par exemple les réponses physiopathologiques mises en jeu au niveau systémique en réponse à une infection pulmonaire chronique. En effet, les modèles in vitro et les organoïdes ne permettent pas de reproduire de manière fidèle les interactions entre différents systèmes corporels ni de simuler l'inflammation systémique et les réponses immunitaires globales de l'organisme. Par conséquent, l'utilisation d'animaux vivants, en l'occurrence des modèles murins d'infection bronchopulmonaire chronique, est essentielle pour atteindre les objectifs de ce projet. Les souris offrent un modèle biologique pertinent en raison de leurs similarités physiologiques et immunologiques avec les humains, ce qui permet une évaluation détaillée et intégrée des effets systémiques des infections chroniques. Cela inclut l'étude des interactions entre l'infection pulmonaire et les réponses musculo-squelettiques, métaboliques et inflammatoires à l'échelle de l'organisme entier. En utilisant des modèles murins, nous pourrons obtenir des données précises et transposables, cruciales pour comprendre les mécanismes physiopathologiques et développer des stratégies thérapeutiques efficaces pour les patients. Enfin, les règles de l’éthique médicale ne nous permettent pas de réaliser ces études sur l’homme.

Réduction

Grâce à nos expériences passées sur des modèles animaux similaires, nous avons déterminé qu'un groupe de 8 animaux est généralement suffisant pour obtenir des résultats statistiques robustes. Toutefois, en raison de la variabilité inhérente à la qualité des instillations et du risque de décès par insuffisance respiratoire aiguë lors de ces procédures, nous avons décidé d'augmenter la taille des groupes à 10 souris. Cette approche a été validée par des études antérieures. Les autres mesures prises pour appliquer le principe de réduction ont été les suivantes : 1. Optimisation des techniques d’instillation : Nous avons raffiné et standardisé nos techniques d’instillation endotrachéale pour maximiser la consistance et minimiser les pertes animales. Une formation rigoureuse et continue des opérateurs est mise en place pour garantir la qualité des procédures. 2. Optimisation et maximisation du nombre et des types de prélèvement afin de réduire au maximum le nombre d’animaux nécessaires aux différentes analyses du projet. 3. Analyse en temps réel : L’utilisation d’analyses statistiques en temps réel permettra d'arrêter l’expérience dès que les données suffisantes auront été recueillies, évitant l’utilisation de plus d'animaux que nécessaire. Analyses statistiques : • Études de survie : Les courbes de Kaplan-Meier seront utilisées pour analyser la survie des animaux, permettant une visualisation claire des différences potentielles entre les groupes. • Données quantitatives : Les données seront initialement analysées à l’aide du test de Kruskal-Wallis, qui est adapté aux échantillons non paramétriques et permet de détecter les différences globales entre les groupes. • Comparaisons multiples : Si le test de Kruskal-Wallis révèle une différence significative, des comparaisons multiples seront effectuées à l’aide du test de Dunns, pour identifier spécifiquement quelles paires de groupes diffèrent.

Raffinement

Toutes les procédures invasives seront effectuées par un expérimentateur entraîné. L’instillation des billes se fera sous anesthésie générale. Nous prévoyons une surveillance clinique quotidienne des animaux dans les 5 jours suivant l'instillation. Un score de douleur et de confort respiratoire sera établi en observant quotidiennement le comportement des animaux. Si nécessaire une analgésie sera mise en place ou si ce score est considéré comme trop important, l’animal sera mis à mort. Les souris seront hébergées à 5 par cages au maximum et du matériel d’enrichissement (nidification, jeux…) sera mis à disposition dans les cages. Elles bénéficieront d’une période d’adaptation minimale de 7 jours entre leur arrivée dans l’animalerie et le début des expérimentations. Tout animal présentant des signes de détresse respiratoire ou moribond sera mis à mort.

Choix des espèces

L'utilisation des souris dans ce projet présente plusieurs avantages significatifs. Leur petite taille facilite leur hébergement en animalerie, permettant de maintenir un grand nombre d'animaux dans un espace réduit tout en assurant leur bien-être. Les manipulations, y compris l'anesthésie, sont relativement simples à mettre en œuvre, ce qui minimise la souffrance et l'inconfort des animaux tout au long des procédures expérimentales. La physiopathologie de l'infection broncho-pulmonaire chronique chez la souris est remarquablement similaire à celle observée chez l'homme. Cette similitude permet une transposition pertinente des résultats aux conditions humaines, ce qui est crucial pour le développement de nouvelles stratégies thérapeutiques. De plus, notre modèle d’infection broncho-pulmonaire chronique chez la souris a été validé par la communauté scientifique, en particulier dans le cadre de la recherche sur la mucoviscidose (Martin et al., European Respiratory Journal, 2011). L'utilisation continue de ce modèle nous permettra de fournir des données novatrices sur les infections respiratoires chroniques et leurs effets systémiques. En résumé, les souris représentent un modèle idéal pour notre étude en raison de leur gestion pratique, de la simplicité des procédures expérimentales, et de leur pertinence biologique pour comprendre les mécanismes des infections broncho-pulmonaires chroniques et leurs comorbidités associées.