Système respiratoire

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Souris : 24
Souffrances
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Devenir
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 24

Tuées quelques jours après l'instillation pour prélèvement des organes, 24 souris vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Elles reçoivent un vecteur viral par le nez et par voie intraveineuse sous anesthésie gazeuse de deux minutes au maximum, avec un risque de gêne respiratoire que le porteur prévoit de corriger au bronchodilatateur. Le projet porte sur la mise au point d'un protocole d'exposition dans le laboratoire, en vérifiant qu'un gène rapporteur s'exprime bien dans les bronches. Quatre souris par groupe suffisent pour cette étape que le porteur présente comme un préalable technique à ses futurs travaux sur le remodelage bronchique de l'asthme.

Objectifs

L’asthme est une maladie très fréquente des voies respiratoires qui touche 300 millions de personnes dans le monde. Le terme « d’asthme sévère » s’applique aux patients présentant un asthme dont le contrôle est impossible malgré des traitements inhalés à fortes doses. Un des symptômes non traité actuellement dans l’asthme sévère est la prévention efficace des exacerbations. Ces exacerbations sont des épisodes caractérisés par une majoration des symptômes d'essoufflement, de toux, de respiration sifflante ou d'oppression thoracique et par une diminution de la fonction respiratoire. L'asthme est caractérisé par une hyperréactivité, une inflammation et un remodelage bronchique. Les travaux de notre laboratoire ont déjà mis en évidence un lien entre la taille du muscle lisse bronchique et l’augmentation de la masse mitochondriale. Selon nos données, quand la masse mitochondriale dans la cellule musculaire lisse bronchique est augmentée, cette dernière prolifère plus vite. Notre but est d’utiliser une approche basée sur une diminution de l'expression de gènes candidats jouant le rôle dans le remodelage bronchique. Cette technique est réalisée avec l'utilisation de particules AAV (Adeno-associated Virus), qui vont désactiver les gènes d'intérêt. Ainsi, nous pourrons mettre en évidence leur fonctionnement dans le remodelage des muscles lisses bronchiques chez les asthmatiques. Nous souhaitons donc mettre en place cette technique dans notre laboratoire. Dans ce cadre, nous souhaitons mener cette étude pilote pour développer le protocole d’exposition de souris naïves aux vecteurs AAV possédant le gène-rapporteur. L'analyse d’expression du gène rapporteur dans les bronches nous permettra de valider les vecteurs et la méthode d’exposition des animaux aux particules AAV.

Bénéfices attendus

Cette étude pilote sur le traitement de souris naïves par les vecteurs AAV nous permettra d’avancer pour déceler des gènes jouant un rôle clé dans le remodelage des voies aériennes.

Procédures

Les animaux administrés par instillation intra-nasale et intra-veineuse seront soumis à une anesthésie gazeuse dont la durée maximale est de 2 minutes.

Impact sur les animaux

Le risque de dyspnée (gêne respiratoire, sensation de manque d'air accompagnée d'un essoufflement) chez les animaux suite à l’instillation de solution avec les vecteurs AAV sous anesthésie gazeuses existe. Après l’anesthésie les animaux seront observés par l’opérateur et la dyspnée éventuelle sera corrigée par la nébulisation d’un bronchodilatateur.

Devenir

L’objectif de ce projet est d’étudier l’expression du gène-rapporteur par des techniques différentes. Quelques jours après l’instillation intranasale les animaux seront euthanasiés et les organes seront prélevés et analysés au laboratoire.

Remplacement

En raison de la complexité de la communication intercellulaire menant à la maladie, il n’existe pas de modèle in vitro qui permet d’estimer l’évolution du remodelage bronchique dans l’asthme. L’utilisation du modèle d’asthme chroniques murin dans nos études nous donnera une meilleure compréhension des phénomènes et à terme de proposer des traitements plus efficaces pour la prise en charge des personnes asthmatiques.

Réduction

Se souciant de réduire le nombre des animaux en expérimentation, comme pour chaque test statistique, nous avons défini le nombre de souris par groupe pour obtenir des résultats significatifs, et nous réaliserons de multiples études ex vivo sur différents organes et selon différentes techniques. Ainsi, nous utiliserons 4 souris dans chacun des quatre groupes soit 24 souris pour ce projet. Nous allons comparer les organes des souris de nos quatre groupes avec ceux des animaux témoins qui ne seront dans la procédure expérimentale et donc n’auront aucun traitement.

Raffinement

Afin de diminuer la souffrance et l’angoisse des animaux, des dispositifs sont prévus (anesthésie générale pour les instillations), raffinement des conditions d’hébergement (hébergement en groupes sociaux, coppeaux et bâtons), vérification par la structure en charge du bien-être des animaux et nous avons soigneusement décrit des points limites en relation avec notre protocole (critères de perte de poids, comportement anormal ou difficulté respiratoire). La dyspnée éventuelle induite par les instillations intranasales de solution avec les vecteurs AAV peut être traitée par l'utilisation d’un broncho-dilatateur d’action rapide (salbutamol 1g/ml par exemple : Ventoline®).

Choix des espèces

La souris est une espèce classiquement utilisée pour l’étude de la réactivité des voies aériennes normales et pathologiques. De plus, le laboratoire utilise cette espèce depuis plusieurs années, et dispose donc dans cette espèce, de nombreuses données sur lesquelles s’appuie la présente étude. Les animaux utilisés sont des jeunes adultes âgés de 5 à 13 semaines afin d'avoir un système respiratoire mature.

  • Recherche fondamentale
    • Système musculosquelettique
    • Système nerveux
    • Système respiratoire
Souris : 64
Souffrances
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Devenir
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 64

Former des techniciens à trois examens fonctionnels et caler les protocoles : 64 souris vont être utilisées pour cela, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Chaque animal subit les trois actes, une exploration respiratoire de 22 minutes, une échographie musculaire de 30 à 60 minutes sous anesthésie générale, puis une mesure de la force de flexion du pied sous anesthésie, avec des aiguilles de stimulation plantées dans le muscle. Le porteur signale des réveils spontanés possibles, des détresses respiratoires pendant l'anesthésie et des douleurs post-opératoires liées aux piqûres. Il présente l'opération comme un moyen de réduire "considérablement" le nombre d'animaux dans les projets à venir, et précise que ces 64 souris étaient de toute façon promises à la mort, leur génotype ne servant aucun projet.

Objectifs

L’objectif de cette demande a pour but de développer nouvelles techniques in vivo chez la souris contribuant à l'avancée de la recherche sur les maladies neuromusculaires et de former les applicateurs. La mise en place de ces études permettra d’ajouter de nouvelles évaluations et ainsi proposer aux équipes de recherche des projets plus complets. Les différents actes réalisés seront l’échographie de muscles squelettiques, l'évaluation de la fonction respiratoire et de la force générée lors d’une flexion du pied. La technique d’élastographie par échographie permet de mesurer l'élasticité des différents tissus dans un muscle d'intérêt. Cette technique, nécessitant seulement une anesthésie générale, a pour but d’observer le développement des différents tissus composant le muscle dans les modèles murins de maladies neuromusculaires. Cet examen peut être réalisé plusieurs fois permettant un suivi régulier sur un même lot expérimental. Le nombre d’animaux inclut dans les projets scientifiques sera considérablement réduit et favorisera l’obtention de meilleurs résultats en éliminant la variabilité inter-individuelle. Le pléthysmographe est une exploration fonctionnelle respiratoire. Elle mesure l’ensemble des volumes gazeux pulmonaires. Cela indiquera également la contribution du diaphragme dans le système respiratoire. Cet examen est rapide, indolore et non invasif pour l’animal. L’évaluation de la force générée lors d’une flexion plantaire consiste à mettre en évidence les défauts de contractilité musculaire. Elle se déroule sous anesthésie générale accompagnée d’un analgésique et n’est pas terminale. Ces évaluations pourront être répétées sur un même lot expérimental permettant un suivi régulier de l’évolution des symptômes de la maladie neuromusculaire. Cette technique permettra de réduire considérablement le nombre d’animaux utilisés dans les projets scientifiques.

Bénéfices attendus

L’objectif de cette demande a pour but de développer de nouvelles techniques in vivo contribuant à l'avancée de la recherche sur les maladies neuromusculaires et de former les applicateurs. La réalisation de cette étude pilote peut s'avérer très utile pour la détermination précise des points limites, et pour la formation complète des techniciens. Cette étude utilisant un nombre restreint d'animaux peut aider à déterminer la durée de l’acte et la fréquence des observations nécessaires des lots dans les futurs projets expérimentaux. Ce projet de formation, préliminaire aux études des équipes de recherche peut également donner une indication de la variance des réponses entre les groupes de traitement, laquelle peut être alors utilisée pour estimer plus précisément la taille appropriée des groupes des projets expérimentaux. De plus, mener une expérience pilote offre l'occasion de se familiariser avec les signes et symptômes attendus et de conseiller au mieux les concepteurs de projets par la suite.

Procédures

La totalité des animaux inclus dans ce projet seront soumis aux trois techniques d'études fonctionnelles décrites : - L'évaluation de la fonction respiratoire sera réalisée 1 seule fois par animal et durera approximativement 22 minutes. - Une échographie de muscles squelettiques réalisée également 1 seule fois par animal. L'examen durera 30 à 60 minutes et se réalise sous anesthésie générale. - L'évaluation de la force musculaire lors d'une flexion plantaire sera le dernier test effectué 1 seule fois par animal. Il nécessite l'anesthésie des animaux et l'ajout d'un anti-douleur. Il dure environ 15 à 20 minutes. Ces trois actes consitant à analyser trois paramètres physiologiques permettront d'évaluer l'efficacité d'un nouveau traîtement thérapeutique, de caractériser un nouveau modèle murin de maladies neuromusculaires. Ces équipements modernes sont similaires à ceux utilisés chez l'homme et vont permettre la réalisation d'étude complète et abouties. Le nombre d'animaux inclut dans les projet expérimentaux s'appliquant à la recherche des maladies neuromusculaires se verra considérablement réduit.

Impact sur les animaux

Lors de la pléthysmographie, seul le stress peut survenir pendant l’acte dû à la manipulation des animaux. Pendant une échographie, le réveil spontané d’un animal peut être attendu ainsi qu’une détresse respiratoire lors de l’anesthésie. Lors de l'évaluation de la force générée lors d'une flexion plantaire, les nuisances tels qu’un réveil spontané, une détresse respiratoire, des douleurs post-opératoires dues aux piqûres des aiguilles de stimulation et à la contraction involontaire appliquée peuvent être attendus. Durant la semaine de stabulation suivant l’échographie, le stress et l’inconfort dû au réveil après l’anesthésie générale est à prévoir.

Devenir

Les animaux utilisés dans cette procédure étaient initialement voués à l'euthanasie dû à un génotype sans intérêt pour les projets scientifiques. Ils seront donc euthanasiés à la fin de cette procédure.

Remplacement

Ces techniques qui permettent une analyse fonctionnelle de la physiologie animale suite à des traitements thérapeutiques ne peuvent être remplacées actuellement par des méthodes alternatives ou in vitro. Tous les projets nécessitant l'utilisation de ces techniques pour évaluer les nouveaux traitements thérapeutiques en cour de test utilisent les modèles murins qui restent une source unique et indispensable permatant l'évaluation d'une amélioration histologique et fonctionnelle induite par les traitement testés. Les modèles de culture in vitro disponibles ne permettent pas de récapituler la complexité physiologique in vivo. Cette étude permettra d’inclure au sein d’un même projet un ensemble de techniques qui amènera à la réalisation d’une recherche plus complète et aboutie.

Réduction

Cette étude pilote utilise un nombre d’animaux restreint et donnera une meilleure estimation du nombre nécessaire d’animaux dans la réalisation de ces actes au sein des projets expérimentaux. Les souris utilisées seront celles issues de la reproduction de lignées et qui étaient vouées à l'euthanasie à cause de leur mauvais génotype (sans phénotype dommageable). 10 animaux par sexe pour les groupes "jeunes" et "adultes" et 12 animaux par sexe pour le groupe "agées" sont nécessaires pour maitriser parfaitement les techniques, déterminer la taille des cohortes appropriées, la fréquence des observations nécessaires à l’établissement d’un point limite. Ce nombre est également suffisant pour déterminer la variance des réponses entre les futurs groupes de traitement. Aucun test statistique ne sera utilisé pour cette étude. Le nombre total des animaux s'inscrivant dans ce projet est de 64.

Raffinement

L’ensemble des animaux sera hébergé en pièce de stabulation dans des portoirs ventilés. Ces pièces sont équipées de cycle jour/nuit permettant un cycle de réveil et de sommeil constant et sain pour l’animal. Ils auront accès à de la nourriture et de l’eau (système d’abreuvement automatique) à volonté. Les zootechniciens de l’animalerie s’occuperont du nettoyage de la litière une fois par semaine et mettra dans chaque cage de l’enrichissement (maisonnettes et lanières de papier kraft (nid)). La température et l’hygrométrie seront contrôlés quotidiennement. Les animaux sélectionnés seront au minimum 2 et maximum 5 par cage. Aucun animal isolé ne sera choisi pour ce projet. Les animaux seront surveillés quotidiennement tout au long du projet en suivant la grille de scoring. Afin d’éviter le stress lors de la pléthysmographie, une séance d’entrainement est prévue deux jours avant. Suite aux 30 minutes d’anesthésie pendant l’échographie, seul un stress de réveil peut être ressenti par l’animal. Une semaine de stabulation sera appliquée afin de l’éviter au maximum. Si des douleurs légères post-opératoires (selon grille de scoring) sont observées après l'évaluation de la force de la flexion plantaire, une injection sous-cutanée d’analgésique sera réalisée.

Choix des espèces

La souris est le modèle commun le plus utilisé par les équipes de recherche, de l'animalerie expérimentale, œuvrant pour la recherche sur les maladies neuromusculaires. Les trois stades de développement chez les souris (jeunes/adultes/vieilles) ont été choisis afin d’expérimenter en fonction de la taille et du poids changeant des animaux, de comprendre les différents résultats obtenus pour chaque lot et de préciser les points limites pouvant être modifié avec l’âge.

  • Recherche fondamentale
    • Système cardiaque
    • Système respiratoire
Souris : 1680
Souffrances
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Devenir
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 1680

Modifiées par transgénèse pour exprimer le récepteur humain du SARS-CoV-2, les souris de ce projet sont rendues infectables par un virus qui provoque chez elles une maladie pulmonaire et parfois intestinale. 1 680 d'entre elles vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dont 1 562 dans des procédures impliquant un niveau de souffrance sévère. Elles subissent un prélèvement caudal pour génotypage, des administrations intranasales sous anesthésie, jusqu'à trois semaines d'hypoxie chronique, une chirurgie du cou avec injection intratrachéale et jusqu'à cinq injections intrapéritonéales. Le porteur indique que les conséquences peuvent aller de la perte de poids et de la diarrhée à l'affaiblissement, la malnutrition puis la mort, et que la mise à mort finale sert à mesurer la pression pulmonaire sous anesthésie avant de prélever les tissus.

Objectifs

L’objectif de notre recherche est de mieux comprendre les altérations vasculaires et cardiaques liées à l'infection au SARS-Cov2. Nous allons utiliser des modèles murins (des souris transgéniques exprimant le récepteur humain du virus) afin de pouvoir suivre in vivo les effets de l'infection et de l'inflammation induite par cette infection. Notre but est d'augmenter les connaissances sur les conséquences au long cours du Covid19 pour améliorer la prise en charge des patients. Le projet se déroule dans 2 établissements utilisateurs (EU1 et EU2) car des étapes ne peuvent pas être réalisées dans l'établissement d'origine et nécessite l'utilisation d'un établissement secondaire. Aucun animal supplémentaire n'est ajouté par rapport au projet principal déjà autorisé 1/2.

Bénéfices attendus

Ces études nous permettront d’évaluer au long cours les altérations de la fonction cardiovasculaire à la suite d’une infection au SARS-Cov2. Nous utiliserons 2 lignées de souris afin de déterminer les mécanismes impliqués dans ces effets. Les résultats serviront à mieux comprendre été prévenir les conséquences pulmonaires, vasculaires et cardiaques du Covid19.

Procédures

Chaque animal sera soumis une seule fois dans sa vie à un prélèvement caudal pour génotypage (EU1). Cet acte ne dure que quelques secondes. Certaines souris seront soumises à une administration intra-nasale sous anesthésie pendant 15 minutes (EU1). Certaines souris recevront dans l’eau de boisson un anti-hypertenseur pendant 10 jours (EU1). Certaines souris seront étudiées par échocardiographie effectuée sous anesthésie pendant 20 minutes (EU2). La pression artérielle sera aussi mesurée à la queue sur animaux vigiles (procédure indolore) après accoutumance à la contention pendant 5 jours (EU2). Certaines souris seront en plus soumises à une hypoxie chronique pendant 3 semaines avant l’étape finale (EU2). Pour les procédures chirurgicales sous anesthésie, la douleur sera évitée par l’administration d’anesthésiques et d’analgésiques (EU2). Certaines souris subiront une petite chirurgie au niveau du cou comprenant une anesthésie et une analgésie pendant 15 minutes et une injection intra-trachéale avant l’étape finale (EU2). Certaines souris recevront 1 à 5 injections intrapéritonéales (1 par jour) ou administrations intranasales sous anesthésie générale pendant 15 minutes avant l’étape finale (EU2). Pour toutes les souris, l’étape finale sera une procédure chirurgicale effectuée sous anesthésie avec analgésie pendant 15 minutes avant l’euthanasie (EU2).

Impact sur les animaux

Le transport des animaux entre les 2 sites peut engendrer une anxiété temporaire. L’infection induit une maladie pulmonaire et chez certains animaux une maladie intestinale avec des conséquences qui peuvent être très sévères selon la lignée murine: les plus forts sont la perte de poids, la diarrhée, l’affaiblissement allant jusqu’à la malnutrition puis la mort. les souris seront soumises à un stress hypoxique. L'hypertension pulmonaire induite par l’hypoxie chronique est modérée chez la souris normale mais pourrait être sévère chez les souris post infection induisant un stress physique. Un stress (peur ou détresse) des animaux est possible lors de l’acclimatation à la prise de pression systémique vigile. L’anesthésie peut induire des effets tels que l’hypothermie, des difficultés respiratoires ou dans les cas les plus critiques un arrêt cardio-respiratoire. La procédure chirurgicale peut également être source d’hémorragie ou de douleur post-opératoire. Les procédures d’injection peuvent potentiellement conduire à des infections.

Devenir

Les 1680 animaux inclus dans ce projet seront euthanasiés en fin d’expérimentation à l’issue d’une mesure de la pression pulmonaire sous anesthésie dans l'EU2. Les animaux sont utilisés à des fins expérimentales qui nécessitent leur euthanasie afin de pouvoir mesurer leurs paramètres hémodynamiques et étudier les tissus. Ce projet est multisite, aucun animal supplémentaire n'est ajouté par rapport au projet 1/2.

Remplacement

Pour comprendre les conséquences au niveau de la fonction et de la structure des vaisseaux pulmonaires de l’infection au SARS-Cov2, il est nécessaire d’infecter des animaux afin d’être dans les conditions les plus proches des patients et afin de conserver l’ensemble des phénomènes intervenants dans la régulation des vaisseaux pulmonaires : inflammatoires (interactions cellules immunes et cellules vasculaires), vasculaires (interactions des cellules vasculaires entre elles), respiratoires (hypoxie locale) et éventuellement nerveux. Les études in vitro ne permettent pas d’évaluer les conséquences de façon intégratives. De plus, la régulation de la pression artérielle pulmonaire ou systémique et de la fonction cardiaque ne peuvent être évaluées qu'in vivo. Cependant, une fois ces conséquences tissulaires et cellulaires identifiées in vivo, les voies et les molécules impliquées seront étudiées in vitro sur des cellules en culture (cellules vasculaires en culture) infectées ou non.

Réduction

1680 animaux seront utilisés dans ce projet, la taille des effectifs a été établie grâce à un calcul de puissance et des tests statistiques seront utilisés pour une interprétation fiable des résultats. Ces expériences n'ont jamais été réalisées ni en France, ni dans le monde, par d'autres équipes dans un protocole expérimental semblable.

Raffinement

Les volumes injectés sont les plus petits possibles en accord avec le poids de l’animal. Le poids des animaux est suivi tout au long des procédures. Les animaux seront stabulés en portoirs ventilés avec eau et nourriture ad libitum et une température et hygrométrie constantes. Le cycle d’éclairage est de 12h par jour (6h-18h). Les animaux sont hébergés à plusieurs et le milieu est enrichi. Les conditions d'hébergement sont conformes à la réglementation en vigueur pour l'espèce concernée dans les 2 établissements utilisateurs. Pendant l’ensemble des procédures, une surveillance quotidienne sera effectuée et le poids des animaux sera mesuré régulièrement. Les points limites seront évalués selon une grille de suivi. Après infection, les souris seront observées quotidiennement et pesées tous les jours pendant 1 semaine, puis toutes les semaines. La douleur sera soulagée par l’administration d’analgésique systémique au cours de la procédure finale. Si le comportement d'un animal est altéré, il sera pesé avec un point limite à 20 pour cent de perte de poids. Une perte de sang importante, des signes de souffrance (prostration, poil hérissé, yeux fermés) qui se maintiennent, une prostration, une incapacité à se déplacer, des yeux larmoyants et exorbités constituent également des points limites. Les infections éventuelles seront traitées localement par application de crème antibiotique.

Choix des espèces

Nous effectuons des expériences avec des souris modifiées par transgénèse afin d’humaniser les souris pour en faire un modèle d’étude de l’infection au SARS-Cov2 dont la pertinence a été démontrée comme modèle pour étudier les effets liés au Covid19. Ces modèles de souris sont plus connus et plus facilement utilisables pour des études in vivo et pour les analyses d’organes que les autres modèles animaux existants (e.g. furet). Les études sur les effets de l’infection au SARS-Cov2 seront effectuées au stade adulte, lorsque le développement pulmonaire, vasculaire et cardiaque est fini, après l'âge de 8 semaines. Les études sont débutées sur des animaux à l’état adulte (2-5 mois) mais pas âgé permettant une étude au long cours sur plusieurs mois afin d'éviter d’avoir des effets liés à l’âge en fin d’étude.

  • Recherche appliquée
    • Troubles cardiaques
    • Troubles respiratoires
  • Recherche fondamentale
    • Système immunitaire
    • Système respiratoire
Rats : 352
Souffrances
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Devenir
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 352

352 rats vont être utilisés, tous tués à l'issue, dont 198 dans des procédures impliquant un niveau de souffrance sévère, et chacun subit la totalité des gestes du protocole. Sur animal éveillé, ils passent quinze minutes en pléthysmographie, quinze minutes d'épreuve d'effort sur tapis, quinze minutes de mesure de pression artérielle à la queue, et une prise de sang deux jours après une infection pulmonaire simulée. Sous anesthésie, un emphysème leur est induit, leur fonction cardiaque est mesurée par échographie et une sonde relève la pression transœsophagienne. Comme effets attendus, le porteur ne décrit pourtant qu'une "difficulté respiratoire modérée à l'exercice", une réduction de l'activité physique et un stress lié aux manipulations sur animal éveillé.

Objectifs

Les changements rapides dans notre environnement peuvent perturber l'équilibre délicat de nos poumons, entraînant des problèmes de santé tels que l'asthme et la Bronchopneumopathie Obstructive chronique (BPCO), une maladie pulmonaire chronique. Les substances que nous respirons peuvent également affecter d'autres parties de notre corps, comme le cœur, les vaisseaux sanguins, le cerveau, les muscles et les reins. Les infections virales ou bactériennes peuvent aggraver la BPCO, et des problèmes cardiaques sont fréquents chez les personnes atteintes de BPCO ou d'emphysème qui est une maladie qui entraine la destruction des alvéoles des poumons. Cela rend la respiration difficile, car les poumons ont du mal à se remplir d'air et à expulser le dioxyde de carbone. Comprendre comment cette maladie se développe ou s'aggrave est complexe, et nous ne comprenons pas encore complètement comment ils progressent dans le temps. Pour mieux comprendre comment les problèmes cardiaques se développent chez les personnes atteintes de BPCO, nous avons créé un modèle chez le rat qui imite cette maladie. Notre objectif est d'étudier comment la taille de l'emphysème affecte le cœur et les vaisseaux sanguins chez les rats, et comment l'inflammation et le vieillissement contribuent aux problèmes respiratoires et cardiaques après une infection pulmonaire. Nous allons également tester différentes approches pour réduire les impacts sur le système cardiaque chez les personnes atteintes de BPCO.

Bénéfices attendus

Les bénéfices attendus de cette recherche seront principalement de comprendre et d'approfondir nos connaissances sur les mécanismes sous-jacents des répercussions cardiaques de l'emphysème. En analysant les composantes de l'inflammation et du vieillissement, nous visons à élucider les intrications complexes entre ces processus, offrant ainsi des perspectives plus approfondies sur les facteurs qui contribuent aux dysfonctionnements cardiaques observés dans le contexte de la BPCO. De plus, en éclaircissant les liens entre l'inflammation, le vieillissement et la pathologie cardiaque, cette recherche pourrait contribuer à la découverte de biomarqueurs potentiels et à la mise en évidence de voies thérapeutiques ciblées.

Procédures

La totalité des animaux seront soumis aux mêmes gestes techniques suivants: sur animal éveillé la pléthysmographie/fonction respiratoire (15 minutes par animal), tapis métabolique/épreuve d'effort (15 minutes par animal), mesure non invasive de la pression artérielle à la queue (15 minutes par animal), prélèvement sanguin de 0,1 mL sera effectué à la queue deux jours après avoir mimé une infection pulmonaire (environ 1 minute par animal). L'animal sera anesthésié pour induire l'emphysème (10 minutes au total), analyser la fonction cardiaque par échographie (environ 15 minutes par animal) et enfin mesurer la pression transœsophagienne (environ 15 minutes par animal).

Impact sur les animaux

Nous avons maintenant plus de 5 ans de recul sur ce modèle. Les animaux peuvent présenter les symptômes classiques de l'emphysème pulmonaire chez l'homme, tels qu'une difficulté respiratoire modérée à l'exercice et une réduction de l'activité physique. De plus, un stress lié aux manipulations non invasives sur animal éveillé peut exister chez l'ensemble des animaux (prise de la pression artérielle, prise de sang et épreuve d'effort).

Devenir

Tous les animaux seront euthanasiés à la fin de la procédure afin de permettre des prélèvements d'organes. L'objectif principal de cette euthanasie est de réaliser une exploration histologique approfondie, mettant particulièrement l'accent sur des organes tels que le cœur et les poumons. Ce processus est essentiel pour une compréhension détaillée des éventuelles altérations histopathologiques et pour valider les atteintes pulmonaires et cardiaques.

Remplacement

Il n'existe pas de méthode en laboratoire capable de reproduire les conditions exactes rencontrées chez les personnes atteintes d'emphysème ou de BPCO. Pour mieux comprendre ces maladies et leurs mécanismes, des expériences sur des rats sont nécessaires. Cela nous permet d'étudier les processus inflammatoires qui se produisent dans les poumons lors de la BPCO. Ces expériences sont difficiles à réaliser chez les humains, et il n'existe pas de modèle cellulaire qui puisse reproduire parfaitement la maladie.

Réduction

Nous avons maintenant plus de 5 ans de recul sur ce modèle, ce qui nous permet de réduire le nombre d'animaux à celui requis pour obtenir une validation statistique des résultats, en utilisant les données publiées de notre équipe de laboratoire pour une procédure similaire et des études fonctionnelles au niveau cardiaque chez le rat. Nous avons réduit le nombre d'animaux utilisés grâce à une approche rationnelle et organisée des protocoles : des études échographiques, hémodynamiques et biologiques sont réalisées sur le même rat, ce qui permet de diminuer le nombre de rats et d'optimiser les interprétations. De plus, à la fin du protocole, les animaux sont utilisés par plusieurs groupes de recherche de l'équipe pour étudier les fonctions pulmonaires, cardiaques, vasculaires et musculaires. Afin de réduire le nombre d'animaux et d'augmenter la puissance statistique, un maximum de déterminations seront réalisées sur tous les animaux. Le nombre d'animaux utilisés dans ce protocole (22 animaux par groupe, soit un total de 352 animaux) a été calculé afin d'obtenir des résultats significatifs grâce à des outils statistiques.

Raffinement

Notre objectif est de réduire au strict minimum la détresse imposée aux animaux. Les rats seront hébergés de manière appropriée, avec un enrichissement du milieu permettant de répondre à leurs besoins physiques et comportementaux. Les animaux seront surveillés de près et les points limites établis seront appliqués. Nous évaluerons les critères de souffrance animale (rythme cardio-respiratoire, reprise de mouvement, état de prostration, hydratation) ; en cas de détresse anormale, les animaux seront euthanasiés par injection létale d'anesthésique. Chaque jour, les animaux seront contrôlés par un zootechnicien formé lors de sa visite de zone.

Choix des espèces

Le modèle de rat est largement caractérisé sur le plan cardiovasculaire, avec un nombre important de travaux décrits dans la littérature quant à sa faisabilité. La physiologie cardiaque des rongeurs et notamment du rat présente de grandes similitudes avec celle de l’homme, tant au niveau des régulations que de la structure morpho-fonctionnelle. Le modèle rongeur présente l’avantage de permettre des investigations depuis l'échelle cellulaire et moléculaire jusqu'aux mesures sur l'animal en laboratoire, en utilisant les mêmes techniques exploratoires employées chez l’homme. Les études sont réalisées sur des animaux adultes mâles âgés de 8 semaines, ainsi que sur des mâles âgés de 18 mois, afin d'étudier l'effet du vieillissement.

  • Recherche appliquée
    • Maladies infectieuses
  • Recherche fondamentale
    • Autre recherche fondamentale
    • Oncologie
    • Système gastrointestinal
    • Système respiratoire
Souris : 14416
Souffrances
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▲ 5112
▲ 9304
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Devenir
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 14416

Instillations dans le nez ou la trachée sous anesthésie, gavages jusqu'à six fois dans la même journée, injections dans le ventre ou dans la veine, infections bactériennes du poumon ou de l'intestin : 14 416 souris vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger à modéré. Toutes sont tuées, sans possibilité d'être réutilisées ni adoptées, parce qu'elles ont été infectées par une bactérie pathogène qu'elles pourraient porter et transmettre. Le projet vise à comprendre comment les bactériophages, virus qui n'infectent que des bactéries, se comportent chez un hôte vivant, en vue d'élargir leur usage thérapeutique face à l'antibiorésistance. Le porteur annonce des groupes de six souris au maximum et trois répétitions par expérience, sans expliquer comment on arrive à 14 416 souris.

Objectifs

Ce projet a pour objectif de faire avancer les connaissances sur l’utilisation thérapeutique des bactériophages. Les bactériophages sont des virus qui infectent uniquement les bactéries. Ils peuvent donc être utilisés pour tuer les bactéries résistantes aux antibiotiques. Ils présentent l’intérêt d’être très spécifiques des bactéries ciblées. D’autre part, les bactériophages font partie de la flore naturelle au même titre que les bactéries. Très abondants dans le tube digestif des animaux ils jouent un rôle important dans le maintien de la santé de l’appareil digestif. Leur utilisation (transplantation virale) pour rétablir une homéostasie intestinale est soutenue par des données cliniques préliminaires encourageantes. Ainsi, nous étudierons les interactions dynamiques entre les bactériophages et les bactéries dans deux organes cibles : les poumons et les intestins. Les connaissances qui seront acquises au cours de ce projet permettront de mieux appréhender le potentiel thérapeutique des bactériophages dans le but de permettre leur utilisation plus large en clinique.

Bénéfices attendus

Les avantages escomptés sont la compréhension des mécanismes mis en jeu lors d’une phagothérapie. Ces mécanismes recouvrent non seulement les interactions entre les bactériophages et les bactéries mais aussi celles avec l’hôte et notamment son système immunitaire. La meilleure compréhension de l’utilisation thérapeutique des bactériophages permettra d’augmenter le nombre de patients traités dans des conditions optimales d’efficacité. Permettre à des patients d’accéder à ce type de traitement alors que les antibiotiques ne sont plus efficaces permettra de réduire le nombre d’impasses thérapeutiques et le coût des frais hospitaliers mais surtout d’améliorer les conditions de vie de ces patients.

Procédures

Les prélèvements sur animaux vigiles seront limités à un seul prélèvement sanguin (quelques secondes), ou des prélèvements fécaux (chaque animal est placé dans une boite pendant quelques minutes et jusqu’à 2 fois par jour). Les administrations par gavage (quelques secondes) seront limitées à 2 par jour.

Impact sur les animaux

Nous veillerons dans nos expériences à impacter le moins possible le bien-être des souris. Les expériences consistent essentiellement à - des injections intrapéritonéales ou intraveineuses une fois ou sur quelques jours. La piqure d'aiguille pour effectuer ces injections entraine une douleur légère de courte durée. - des gavages intragastriques jusqu’à six fois sur une journée qui nécessitent une contention brève - des installations intranasales ou intratrachéales sur animaux anesthésiés - des protocoles infectieux qui entraineront un inconfort et une douleur de sévérité modérée.

Devenir

Tous les animaux seront mis à mort à la fin de chaque procédure car ils ne peuvent être ni réutilisés, ni replacés, ni adoptés car ils auront été infectés par une bactérie pathogène. Cela implique que 1) leur défense immunitaire sera différente d’autres animaux non exposés à ce même pathogène et 2) ils sont potentiellement devenus porteurs asymptomatiques de cette bactérie pathogène et seraient donc susceptible de la transmettre s’ils étaient réutilisés. De plus, la plupart d’entre eux seront mis à mort pour analyser des organes vitaux.

Remplacement

L’évaluation des différents points évoqués dans le résumé du projet ne peut malheureusement pas s’envisager dans des systèmes in vitro, qui sont inappropriés pour reproduire la complexité d’un organisme entier et sa réponse à l’infection (système immunitaire). Par ailleurs, s’agissant de bactériophages, l’évaluation pharmacocinétique ne peut s’appuyer sur l’existence de modèles mathématiques. De même, l’étude in vitro des communautés microbienne d’un tube digestif prenant en compte la structuration spatiale des organes n’est pas encore disponible.

Réduction

D’une part, en amont des expériences conduites chez l’animal nous effectuons de nombreuses expériences in vitro afin de limiter le nombre d’animaux nécessaires. D’autre part, autant que possible, le nombre maximal de paramètres sera collecté pour chaque animal de façon à limiter le nombre total d’animaux utilisé. Un maximum de 6 souris par groupe sera utilisé afin d’assurer une représentativité statistique minimale. Au maximum 3 répétitions seront réalisées de façon indépendante pour valider les résultats expérimentaux et augmenter la puissance des analyses statistiques. Pour les données quantitatives, la distribution normale des variables sera vérifiée et les tests statistiques appropriés seront alors choisis. Pour les variables qualitatives d’autres tests seront effectués. Les éventuels effets confondants (sexe et cage par exemple) seront pris en compte au moment de l’analyse en utilisant des modèles linéaires à effets mixtes. L’outil de bioluminescence sera utilisé pour évaluer l’évolution de l’infection in situ, pour suivre le même animal au cours du temps, limiter les variations inter-individuelles et ainsi diminuer le nombre d’animaux requis.

Raffinement

Les animaux infectés seront observés 2 à 5 fois au cours du premier jour puis au moins une fois par 24h durant les 2 jours suivants puis ensuite une fois par période de 48h. Ils seront pesés au moins une fois par période de 48h dès le début du protocole. Une grille d’évaluation à 3 niveaux (0, 1, 2) permettra de suivre l’état de santé de chaque animal. Le score de 1 déclenchera l’ajout d’un diet gel pour faciliter l’alimentation et l’hydratation. Le score 2 sera attribué aux animaux ne bougeant plus et ayant une posture prostrée, ou présentant une perte de poids supérieur à 20%, ou présentant de signes de diarrhée pendant plus de 48h. Tout animal présentant un score de 2 pour l’un des critères sera mis à mort. Au cours des expériences, toute modification des procédures visant à réduire la douleur des animaux (par exemple, réhydratation sous-cutanée, chauffage des cages) sera évaluée avant d’être mise en place.

Choix des espèces

A ce stade expérimental du développement de la phagothérapie, la souris représente l’espèce la plus pertinente pour l’évaluation des paramètres pharmacocinétiques et l’innocuité du traitement. Il s’agit d’un mammifère dont le système immunitaire est bien connu et comporte de très grandes analogies avec celui de l’homme. L’utilisation d’autres animaux plus proches de l’homme (primates) ou de références en pharmacocinétique (porc Yucutan) ne peuvent représenter des animaux de première intention à ce stade de nos travaux. De même, la disponibilité d’élevages de souris gnotobiotiques est un outil de choix qui n’est pas encore disponible pour d’autres espèces. Dans tous les cas, seuls des animaux adultes seront utilisés (>= à 7 semaines) car leur système immunitaire est arrivé à maturité au contraire d’animaux plus jeunes.

  • Recherche fondamentale
    • Autre recherche fondamentale
    • Oncologie
    • Système respiratoire
Rats : 1000
Souffrances
▲ -
▲ 1000
▲ -
▲ -
Devenir
 -
 -
 -
 1000

1 000 rats vont être utilisés dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger, chacun anesthésié, rasé, injecté par voie intraveineuse, une partie d'entre eux subissant en plus huit prélèvements de sang en trois jours. Ils sont tués entre un et trois jours après l'injection, pour récupérer le sang et les organes. L'objet est de savoir quelles protéines du sang se fixent sur des nanomédicaments et comment ces particules circulent, connaissances dont le porteur situe l'exploitation par les laboratoires un an après chaque série de travaux. Il indique travailler avec quatre rats par groupe, sans dire ce qui conduit de ce chiffre au millier d'animaux demandés.

Objectifs

La connaissance et la compréhension des mécanismes fondamentaux régissant les interactions de biomolécules avec des nanomédicaments et l’impact sur le devenir biologique ont été très peu explorées. L'hypothèse du projet est que la modification des propriétés de nanomatériaux aura un impact significatif sur la composition et la conformation de la couronne protéique et, par conséquent, sur leur comportement biologique. Dans ce contexte, ce projet a deux objectifs principaux : Objectif 1 : comprendre les mécanismes fondamentaux régissant les interactions de biomolécules avec des nanomédicaments après leur administration dans le sang. Objectif 2 : étudier les conséquences biologiques de ces interactions sur le devenir biologique, notamment la pharmacocinétique. Ainsi, nous espérons obtenir des profils de pharmacocinétiques maitrisés en fonction des propriétés des nanomédicaments utilisées.

Bénéfices attendus

A l’heure actuelle, plusieurs études ont montré que les interactions de nanomédicaments avec les protéines étudiées in vitro sont différents des interactions de ces mêmes nanomédicaments étudiés chez le petit animal. L’utilisation de modèles animaux pour ce type d’étude est incontournable. Quant à la pharmacocinétique, elle nécessite l’utilisation de modèles animaux ce qui permettra de mimer de la manière la plus proche possible ce qui se passerait lorsque ces nanomédicaments seront administrés chez l’humain. Ce projet apportera de nouvelles connaissances scientifiques fondamentales à travers la compréhension des relations entre les propriétés physicochimiques de nanomédicaments innovants et leurs comportements vis-à-vis des protéines du sang ainsi que la pharmacocinétique. Plus précisément, de nouveaux paramètres des nanomédicaments tels que la conformation au niveau de la surface des nanomédicaments, la morphologie des nanomédicaments ainsi que leur composition sur les interactions avec les protéines du sang et la pharmacocinétique seront mieux compris. Ces connaissances conduiront à de nouvelles applications pour exploiter la couronne protéique et ouvriront la voie pour des stratégies alternatives pour le ciblage. Contrôler l'adsorption des protéines par une conception rationnelle de nanomédicaments avec une identité synthétique spécifique qui favorise la sélection de protéines endogènes apportera des avantages thérapeutiques prometteurs. Ces connaissances conduiront à de nouvelles applications pour exploiter les propriétés des nanomédicaments et ouvriront la voie pour des stratégies alternatives pour contrôler le devenir biologique des nanomédicaments. Ainsi, cette compréhension apportera des avantages thérapeutiques prometteurs et permettra de développer les nanomédicaments du futur de manière rationnelle. L’échéance à laquelle le projet sera profitable est estimée à 1 année après la fin de chaque série de travaux. Ainsi, les publications scientifiques permettront d’exploiter rapidement ces résultats par la communauté scientifique et par les industriels.

Procédures

Les rats seront anesthésiés par une anesthésie gazeuse, une identification individuelle sera effectuée puis ils seront rasés afin de réaliser une injection intra-veineuse (durée environ 5 minutes) puis réveillés. Une partie des animaux du projet seront également impliqués dans 8 prélèvements sanguins effectué sur animal vigile sur une durée de 3 jours. Enfin, après la période de maintien prévu (entre 1 et 3 jours) les animaux seront euthanasiés par une méthode réglementaire en vue des différents prélèvements et analyses nécessaires.

Impact sur les animaux

Il n’est pas attendu que les formulations elles-mêmes soient toxiques pour l’animal. Les principales nuisances sont dues aux manipulations des animaux pourront qui pourraient induire un stress. Les prélèvements sanguins pourraient induire un saignement. L’anesthésie pourrait induire une baisse de la thermorégulation et une détresse respiratoire.

Devenir

Tous les animaux seront euthanasiés à la fin des procédures. La réutilisation des animaux n’est pas possible car les effets des procédures que les animaux ont subies pourraient potentiellement introduire une variabilité indésirable/confondre les résultats de toute étude ultérieure. De plus, les animaux seront euthanasiés pour récupérer le sang et collecter les organes.

Remplacement

Nous avons préalablement évalué, par des expériences in vitro, la stabilité dans au cours du temps et le comportement cytotoxique éventuel de nos formulations. Ces études préalables nous ont permis de sélectionner les formulations à tester chez l’animal. La souris est le meilleur modèle animal permettant d’étudier les interactions avec les protéines et la pharmacocinétique. Ce modèle relativement petit est un ensemble de systèmes biologiques proches de ceux de l’humain, qui permet d’étudier assez précisément les effets indésirable potentiels d’une formulation ou une molécule. Cependant, il a été démontré par des travaux antérieurs que le temps de circulation de nanomédicaments dans le sang du rat est plus long que celui de la souris. Ainsi, il est primordial d’étudier ces comportements biologiques sur le rat. Un exemple pertinent est celui du système du complément du rat qui est proche de celui du porc (considéré comme le meilleur modèle animal pour étudier la couronne protéique et la pharmacocinétique).

Réduction

Le nombre total d’animaux utilisés est de 1000 rats. Les procédures expérimentales ont été réfléchies. Ces procédures ont été élaborées afin d’utiliser le moins d’animaux possible tout en ayant des résultats statistiquement satisfaisants. En effet, nous avons préalablement réalisé des études bibliographiques pour sélectionner les meilleures procédures. Nous avons également évalué par des études in vitro plusieurs formulations pour ne tester chez l’animal que les formulations finales, ce qui nous a permis de réduire le nombre d’animaux utilisés. Notre stratégie statistique consiste à réaliser des tests statistiques pour les échantillons de faible taille. Le nombre d’animaux doit être de 4 rats par groupe pour les expériences qui présentent une variabilité comme la couronne protéique et la pharmacocinétique.

Raffinement

L’hébergement des animaux est conforme à la réglementation et leur cage contient deux enrichissements. Nous nous attacherons à réduire au maximum la souffrance des rats. Les procédures d’administration seront réalisées sous anesthésie générale. Une grille d'évaluation de la douleur adaptée à ce projet a été élaborée pour surveiller l’état général de l’animal, son apparence, son comportement, révélateurs du niveau de douleur. Des antalgiques sont prévus en cas de nécessité et un niveau de douleur trop élevé entraînera l’euthanasie anticipée de l'animal. Chez le rat anesthésié, tout signe de souffrance induira un arrêt de la procédure, une analgésie et une nouvelle induction de l’anesthésie. Après l’anesthésie, le rat sera placé dans une cage thermostatée le temps du réveil et de la récupération interventionnelle et post examen. Plus généralement, un animal peut être isolé de ses congénères s’il y a présence de blessures. Dans ce cas : un enrichissement supplémentaire sera ajouté dans la cage et la justification d’isolement sera validée. Les blessures seront le cas échéant désinfectées.

Choix des espèces

Pour notre projet d’étude du comportement des nanomédicaments vis-à-vis des protéines circulantes dans le sang des animaux et la pharmacocinétique, seul un système complexe tel que l’animal peut permettre de répondre à cette question. La souris est le meilleur modèle animal permettant d’étudier les interactions avec les protéines et la pharmacocinétique. Ce modèle relativement petit est un ensemble de systèmes biologiques proches de ceux de l’humain, qui permet d’étudier assez précisément les effets indésirable potentiels d’une formulation ou une molécule. Cependant, il a été démontré par des travaux antérieurs que le temps de circulation de nanomédicaments dans le sang du rat est plus long que celui de la souris. Ainsi, il est primordial d’étudier ces comportements biologiques sur le rat. Un exemple pertinent est celui du système du complément du rat qui est proche de celui du porc (considéré comme le meilleur modèle animal pour étudier la couronne protéique et la pharmacocinétique). Nous utiliserons des rats Wistar adultes de 6 semaines. Les expérimentations nécessitent l’utilisation de rats au stade adulte. Les rats ont une bonne immunité permettant de refléter ce qui se passe chez l’Homme.

  • Recherche fondamentale
    • Système cardiaque
    • Système immunitaire
    • Système respiratoire
Souris : 2240
Souffrances
▲ -
▲ 640
▲ 640
▲ 960
Devenir
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 -
 -
 2240

2 240 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dont 960 subissant une chirurgie du thorax suivie de cinq heures d'observation au microscope sous anesthésie, dans des procédures d'un niveau de souffrance léger pour 640 d'entre elles, modéré pour 640 et sévère pour 960. 1 600 sont infectées par la tuberculose au moyen d'un nébuliseur, maintenues éveillées en contention pendant 40 à 45 minutes dont 17 minutes d'exposition à la bactérie. 1 600 reçoivent aussi deux injections vaccinales sous anesthésie générale à quatre semaines d'intervalle, l'anesthésie provoquant selon le porteur une hypothermie et une déshydratation. Ce qu'il attend du projet, comprendre comment se forment des vaisseaux qui recrutent des lymphocytes dans les lésions pulmonaires, reste une étape de connaissance fondamentale, l'optimisation de vaccins étant renvoyée au conditionnel.

Objectifs

Dans certaines maladies, des structures liées au système immunitaire appelées structures lymphoïdes tertiaires (TLS) apparaissent comme la conséquence d'agressions locales qui ne se résolvent pas, comme les infections chroniques, les maladies auto-immunes et certaines formes de cancer. Les TLS sont des structures qui ressemblent aux ganglions lymphatiques avec le même type d'organisation, des zones de lymphocytes B et des zones de lymphocytes T dans lesquelles on retrouve des veinules particulières appelées HEV . Ces dernières sont des portes d'entrées privilégiées pour les lymphocytes. Lors de l’infection par l’agent pathogène Mycobacterium tuberculosis (M. tb) chez l’Homme, des TLS pulmonaires se forment autour des lésions créées par la bactérie. Bien que les mécanismes soient encore méconnus, les TLS semblent posséder une capacité protectrice lors de l’infection par M. tb. L’hypothèse du projet présenté ici s'appuie sur cette observation et a pour but de comprendre comment les HEV se mettent en place lors de ces infections et si elles peuvent permettre une meilleure infiltration de lymphocytes dirigés contre la bactérie au sein des lésions afin d'améliorer la réponse immunitaire contre la bactérie. Enfin, la démonstration du caractère protecteur des TLS vis à vis des infections par M. tb permettrait d’optimiser le dévéloppement de vaccins favorisant la formation de ces structures au cours de l’infection.

Bénéfices attendus

Ce projet permettra de : (i) comprendre les mécanismes de formation et de fonctionnement des structures lymphoïdes tertiaires (TLS) dans le contexte de l’infection par Mycobacterium tuberculosis (M. tb) ; (ii) identifier des voies d'induction de TLS dans des pathologies pulmonaires infectieuses afin d'améliorer la réponse immunitaire contre ces infections.

Procédures

Dans ce projet, 1600 souris seront vaccinées sous anesthésie générale. Le vaccin sera administré deux fois au total, espacé d’une durée de quatre semaines entre chaque injection. Chaque injection ne durera pas plus de 10 secondes. L’infection par aerosol de Mycobacterium tuberculosis concerne 1600 souris parmi lesquelles 960 auront aussi été vaccinées. L'infection est réalisée sur des animaux vigiles à l’aide d’un nébuliseur. Les souris seront mises en contention pour une durée maximale de 40 à 45 minutes, dont 17 minutes correspondent à l’infection par l’agent pathogène. Les 960 souris vaccinées et infectées seront soumises à une chirurgie pour effectuer de la microscopie sur les poumons ainsi qu'à 2 ou 3 injections intraveineuse sous anesthésie générale. Ces 960 souris seront aussi soumises toujours sous anesthésie générale à une injection de serum physiologique en intrapéritonéale pour un maintien de l'hydratation. Chaque injection ne durera pas plus de 10 secondes. La chirurgie ne durera pas plus de 20 minutes et l’acquisition au microscope ne dépassera pas une durée de cinq heures.

Impact sur les animaux

Les souris qui sont vaccinées et celles qui sont soumise à une chirurgie subissent du stress dû à l’injection et à l’anesthésie. Les lignées de souris démontrées comme étant susceptibles à l’infection par Mycobacterium tuberculosis (M. tb) subissent une perte de poids suite à l’infection. L’anesthésie nécessaire pour la chirurgie et la microscopie provoque une hypothermie et une déshydratation chez la souris.

Devenir

Tous les animaux sont mis à mort à l'issue de chaque procédure car ces derniers nécessitent le prélèvement de rate (procédure 2 et 3) ou sont classées comme des procédures sévères.

Remplacement

Nous nous intéressons dans ce travail au rôle de vaisseaux appelés HEV dans le recrutement de cellules du système immunitaire, les lymphocytes dans des lésions pulmonaire liées à des infections bactériennes. Cela ne peux pas être réduit à des modèles en culture cellulaires car ces études nécessitent l'organisme entier avec la circulation sanguine, le système respiratoire et le système immunitaire. Nous devons donc travailler sur des organismes vivants et suffisamment proche de l’homme.

Réduction

Dans ce projet, un nombre maximum de 2240 animaux sera utilisé. Afin de s’inscrire dans la logique de réduction, nous avons intégré des points de décisions d'aller ou non de l'avant dans notre projet. Ainsi certaines étapes pourront être suivies de décisions de poursuite ou d’arrêt de l’étude en fonction des résultats obtenus. Le nombre d’animaux utilisé pour chaque groupe a été déterminé par nos études antérieures et celles de la littérature. Il est de 10 animaux dans chaque groupe étudié, un nombre d’individus suffisants pour obtenir des résultats statistiquement significatifs

Raffinement

La stratégie de raffinement est premièrement fondée sur l’utilisation de points limites précoces, prédictifs et adaptés. Le suivi des animaux est réalisé par les expérimentateurs ou l’équipe de zootechnie quotidiennement (aspect externe, comportement, pesée). Les procédures d'injections et de chirurgie ont été optimisées afin de générer le moins de stress et de douleurs aux animaux. Pour ces chirurgies, les animaux sont anesthésiés et un analgésique est administré pour gérer la douleur. Les conditions d’hébergement et les méthodes expérimentales utilisées sont les plus appropriées pour réduire au maximum toute angoisse ou dommage durable que pourraient subir les animaux.

Choix des espèces

La souris est un modèle largement utilisé pour étudier l’immunité anti-infectieuse de par son fort degré de convergence des paramètres de l'immunité et de la pathologie chez l'Homme, par rapport aux autres espèces envisageables. De plus, le recours au modèle murin dans la microscopie est très répandu grâce aux divers modèles permettant la visualisation, le suivi et l’identification des populations de cellules d’intérêt. Nous n’utiliserons pour ce projet que des souris adultes âgées de 8 à 12 semaines au début des procédures. A ce stade de développement, les souris ont un système immunitaire suffisamment mature.

  • Recherche appliquée
    • Troubles respiratoires
  • Recherche fondamentale
    • Système cardiaque
    • Système respiratoire
Souris : 5440
Souffrances
▲ -
▲ -
▲ 5440
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Devenir
 -
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 5440

Un choc anaphylactique aux curares est déclenché chez 5 440 souris génétiquement modifiées pour porter des récepteurs humains aux anticorps, avec deux prélèvements de sang obtenus par section du bout de la queue. Les procédures sont classées en souffrance modérée et toutes les souris sont tuées, le résumé se bornant sur ce point à deux mots, "mise à mort". Le projet cherche les mécanismes cellulaires d'une réaction dont le porteur rappelle qu'elle tue 4,1 % des patients qui la subissent en France malgré l'adrénaline. La rubrique des effets attendus ne mentionne, elle, que le stress de la contention et la douleur de la piqûre, sans un mot sur le choc lui-même.

Objectifs

Le choc anaphylactique est l’expression la plus sévère des réactions d’hypersensibilité immédiate. La période périopératoire est associée à un risque particulièrement élevé de choc anaphylactique. C'est particulièrement le cas pour les curares, qui sont utilisés en anesthésie pour provoquer un relâchement musculaire, en agissant sur la jonction neuro-musculaire, ce qui empêche les muscles de se contracter. Le choc anaphylactique impliquant un curare est associé à une mortalité élevée, estimée à 4,1% en France, et ce, malgré une reconnaissance rapide de la réaction et l’administration très précoce d’adrénaline, le traitement de référence. Ceci indique que les mécanismes de l’anaphylaxie aux curares ne sont pas encore bien identifiés. L'objectif est de disséquer les mécanismes cellulaires et moléculaires de l’anaphylaxie aux curares, ce qui permettra d’identifier de nouvelles cibles thérapeutiques potentielles pour traiter cette pathologie.

Bénéfices attendus

Le présent projet a pour but d’identifier les mécanismes moléculaires et cellulaires de l’anaphylaxie aux curares. Ces travaux pourraient permettre d’identifier de nouvelles cibles thérapeutiques pour traiter l’anaphylaxie aux curares et en réduire la mortalité.

Procédures

Les procédures sont de sévérité modérées et seront réalisées dans le strict respect des règles mises en place pour veiller au bien-être des animaux. Les animaux vigiles subiront un stress au moment de l'anesthésie, lors de la contention de l'animal, mais ce geste n'est pratiqué que par des expérimentateurs habilités à le réaliser (donc rapidement). Une douleur peut être ressentie au niveau du site de piqure de l’aiguille lors de l’injection de l’anesthésiant (durée 5 s). Tous les autres gestes invasifs sont réalisés sur souris anesthésiées : il s’agit des traitements administrés par injection: soit 48h, soit 24h, soit 30 min ou 5 min avant le début des mesures. Ces injections ont une durée de 10s. Il s’agit également d’un prélèvement de petit volume de sang réalisé à deux reprises (durée de 15 s) espacées de 24h.

Impact sur les animaux

Les animaux vigiles subiront un stress au moment de l'anesthésie, lors de la contention de l'animal. Une douleur peut être ressentie au niveau du site de piqure de l’aiguille lors de l’injection de l’anesthésiant. Une douleur peut être ressentie à l’extrémité de la queue après section pour prélèvement sanguin.

Devenir

mise à mort

Remplacement

Le recours à l’utilisation d’animaux est justifié par le fait que les mécanismes cellulaires et moléculaires de l’anaphylaxie sont difficiles, voire impossible à étudier chez l’homme, vue l’imprévisibilité de l’évènement et sa rareté. De plus, l’anaphylaxie est un phénomène multifactoriel qui implique plusieurs types de cellules sanguines (basophiles, neutrophiles, monocytes, plaquettes) et tissulaires (mastocytes, macrophages) et faisant intervenir des intercommunications complexes entre les cellules circulantes, la paroi vasculaire et les cellules résidantes des tissus environnants, qui ne peuvent pas être reproduites de façon complète in vitro, tant sur le plan des identités en jeux que sur le plan temporel. La compréhension des processus physiopathologiques intégrés est donc pratiquement impossible chez l’homme et le recours à des études in vivo chez l’animal s’avère nécessaire. Occasionnellement, des études in vitro seront réalisées sur du sang de souris ou sur cellules isolées (plaquettes, neutrophiles). Cependant, elles ne pourront représenter à elles seules la pathologie étudiée.

Réduction

Le nombre d’animaux utilisé est réduit au minimum afin d’obtenir des données statistiquement significatives. Le n a été calculé par une analyse de puissance. Il s’agit de 4 animaux/groupe. Le maximum de prélèvements sera réalisé sur une même souris (organes, sang, liquides broncho-alvéolaires).

Raffinement

Le modèle animal est choisi dans le but de reproduire, le plus fidèlement possible, la pathologie étudiée et d’en tirer le maximum d’information. Les expériences seront raffinées afin de limiter l’angoisse, l’inconfort, le stress et la douleur associés aux procédures expérimentales: - Au moins 72h avant la procédure, les animaux sont répartis par groupes et mis dans les cages (tout en respectant les groupes sociaux) qu’ils occuperont tout au long du processus.

Choix des espèces

Le recours à l’étude in vivo chez l’animal est nécessaire, car l’anaphylaxie est un phénomène multifactoriel qui implique plusieurs types de cellules sanguines et tissulaires et faisant intervenir des intercommunications complexes entre les cellules circulantes, la paroi vasculaire et les cellules résidantes des tissus environnants, qui ne peuvent pas être reproduites de façon complète in vitro, tant sur le plan des identités en jeux que sur le plan temporel. Pour comprendre les mécanismes de l’anaphylaxie nous utilisons des souris modifiées génétiquement, dites «humanisées » pour l’expression du récepteur FcER1 des IgE ou pour le récepteur FcGRIIA (CD32A) pour les IgG. Les techniques de transgénèse sont maîtrisées chez la souris et ces souris sont disponibles au laboratoire. Ces modèles animaux nous permettent d’étudier in vivo les mécanismes moléculaires et cellulaires responsables de l’anaphylaxie. Le modèle d’anaphylaxie active ou médié par les IgE pratiqué chez la souris non transgénique, fait consensus dans la communauté scientifique car il représente fidèlement l’anaphylaxie survenant chez l’homme. Les animaux sont utilisés au stade adulte, entre 2 et 6 mois. Cet âge correspond à la période utilisant des souris pubères et ne présentant pas encore de vieillissement.

  • Recherche appliquée
    • Troubles respiratoires
  • Recherche fondamentale
    • Système respiratoire
Rats : 560
Souffrances
▲ -
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▲ 560
▲ -
Devenir
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 560

Repris d'un projet en cours pour éviter d'en commander de nouveaux, les rats témoins non malades rejoignent ici une cohorte de 560 individus soumise à des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Placés à quatre semaines dans une atmosphère à 10 % d'oxygène pendant trois semaines consécutives pour reproduire l'altitude, ils reçoivent une injection abdominale par jour, subissent deux anesthésies pour échocardiographie puis un cathétérisme cardiaque, avant d'être tués pour le prélèvement des poumons et du cœur. Le porteur qualifie les effets de cette hypoxie prolongée de bénins, au motif que seule la phase précoce de la maladie est étudiée. Il affirme par ailleurs que trois modèles animaux complémentaires sont "indispensables" pour établir la preuve de concept, alors que les résultats de départ viennent d'échantillons pulmonaires humains et de cultures cellulaires.

Objectifs

L'hyperTension Artérielle Pulmonaire (HTAP) est une maladie qui affecte les petits vaisseaux du poumon qui vont s'épaissir par un processus appelé remodelage vasculaire pulmonaire. Cette altération va imposer un effort au cœur qui à terme va aboutir à une insuffisance cardiaque. Bien que les mécanismes restent encore méconnues, il est maintenant établi que les protéines osseuses morphogénétiques joue un rôle important dans ce remodelage vasculaire pulmonaire. Cependant, les connaissances autour du mode de fonctionnement de ces protéines dans les petits vaisseaux du poumon sont très limitées. C'est pourquoi nous souhaitons étudier leurs rôles dans l'HTAP et tester l’efficacité de molécules ciblant ces protéines pour lesquelles nous avons trouvé une efficacité sur des cellules de vaisseaux pulmonaires en culture.

Bénéfices attendus

Les bénéfices du projet seront multiples et devraient permettre non seulement de mieux comprendre le rôle des protéines présentes dans les petits vaisseaux du poumon, mais aussi leur contribution au développement de l'HTAP. De plus, ce projet permettra de tester l'efficacité de certaines molécules ciblant ces protéines pour lesquelles de premiers résultats in vitro sont encourageants.

Procédures

Les animaux seront anesthésiés pour effectuer une échocardiographie afin de valider le modèle avant les traitements (temps : 5 min/ rat). En fin de traitement les animaux seront à nouveaux anesthésiés afin de mesurer tous les paramètres nécessaires à l'étude (échographie et cathétérisme). Les rats seront en hypoxie à 10% d’oxygène pendant 3 semaines consécutives afin de mimer l’air ambiant en altitude. Les traitements effectués seront en intrapéritonéales et seront de la fréquence suivante : 1 fois par jour pendant 2 semaines pour la procédure 1 ; 1 fois par jour pendant 3 semaines pour la procédure 2.

Impact sur les animaux

Les procédures appliquées à ce projet nécessitent d'effectuer 2 types d'injection chez le rat : 1 injection sous-cutanée et des injections intra-péritonéales pour les traitements ou du placébo. Ces injections induisent une douleur légère de courte durée limitée par l'application d'une crème lidocaïne. La contention nécessaire pour effectuer l'injection induit un stress de courte durée. Également, deux anesthésies gazeuses (isoflurane) seront pratiquées sur l'animal : la première pour valider le modèle expérimental avant traitement par échographie, et la deuxième pour évaluer l'efficacité du traitement par échographie et cathétérisme. L'anesthésie nécessite une légère contention de l'animal pour le placer dans une cage d'induction et n'induit pas de douleur hormis un léger stress de courte durée. Le modèle implique une exposition à 3 semaines d'hypoxie (10% d'oxygène) afin de mimer l'effet de l'altitude. Ces effets seront bénins dans notre projet car nous étudierons la mise en place de la maladie en phase précoce.

Devenir

Des prélèvements d'organes (poumons et cœur) seront réalisés afin de valider l'efficacité des traitements dans les tissus biologiques. De plus, comme décrites dans notre demande, différentes expérimentations biologiques seront réalisées au laboratoire pour démontrer les mécanismes mis en jeu.

Remplacement

Nous avons obtenu des résultats sur des échantillons pulmonaires humains et des cultures de cellules qui indiquent une altération de voies de signalisation dans les cellules endothéliales HTAP et que celle-ci peuvent être restaurées sous l'effet d'une molécule spécifique. Dans l'objectif de valider l'importance de ce défaut sur la fonction cardiaque et sur le remodelage des petites artères pulmonaires, nous souhaitons restaurer ces voies dans 3 modèles complémentaires d'HTAP reconnus internationalement et conclure sur son potentiel thérapeutique. L'HTAP est une maladie multifactorielle où plusieurs organes sont impliqués dont le coeur et le poumon. C'est pourquoi, le recours à des modèles animaux, différents et complémentaires, sont indispensables pour établir une preuve de concept avec cette molécule.

Réduction

Pour réduire au maximum le nombre d'animaux, nous avons choisi de cibler nos traitements sur les protéines de la voie ayant la plus forte dérégulation que nous comparons aux contrôles positifs et négatifs d'hypertension pulmonaire. De plus, les effectifs ont été calculés à l’avance et se basent sur nos études passées et celles récemment publiées autour de ce type de molécules. Le critère déterminant pour évaluer l'efficacité du projet est la mesure de la pression artérielle pulmonaire moyenne. Les données de ce projet seront traitées statistiquement à l'aide d'un logiciel spécifique. Egalement, nous réutiliserons les animaux non malades traîtés avec les différentes molécules d'un projet en cours pour ne pas réutiliser des rats similaires dans cette demande. Par ailleurs, les échantillons provenant d'animaux témoins non malades et témoins d'HTAP pourront être réutilisés pour d'autres projets de recherche en cours.

Raffinement

Les rats bénéficieront d'un enrichissement de milieu avec du coton, des rouleaux de carton et des bâtonnets en bois. Ces animaux ne seront jamais hébergés seuls dans des cages séparées et feront l'objet d'une période d'adaptation d'une semaine après leur arrivée avant de débuter une procédure. Pour la réalisation de la procédure, nous avons établi des points limites au moyen d'un score afin d'évaluer le bien-être animal. Les animaux seront donc suivis quotidiennement afin de veiller à ce bien-être et de prendre les mesures nécessaires développées dans la description de la procédure. Les rats seront anesthésiés 2 fois pour valider le modèle et les traitemants avec de l'isoflurane. Lors des traitements, une crème lidocaïne sera appliquée sur la zone où s'effectueront les injections.

Choix des espèces

Les rats sont des modèles standards d’études de maladies cardiovasculaires. Afin que nos résultats soient comparés aux travaux de la littérature dans ce domaine, des rats âgés de 4 semaines et pesant 100 grammes chacun seront utilisés.

  • Recherche fondamentale
    • Système respiratoire
Souris : 4600
Souffrances
▲ -
▲ 4100
▲ 500
▲ -
Devenir
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 -
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 4600

Les souris de ce projet portent une mutation non-sens du gène CFTR, celles qui en héritent des deux parents mourant avant la naissance ou dans leurs deux premiers mois de vie. 4 600 vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger à modéré. Chacune peut être gavée une à deux fois par jour pendant 300 jours, recevoir sous la peau du dos une pompe implantée par chirurgie et retirée sous anesthésie une semaine plus tard, ou une goutte de produit déposée dans une narine, et toutes ont une oreille perforée pour le génotypage. Le porteur écrit veiller à ce que les molécules testées ne portent pas atteinte aux libertés de l'animal, et décrit le gavage comme un geste indolore que la souris facilite en positionnant elle-même la sonde dans sa gorge.

Objectifs

Les mutations non sens (MNS), entraînant la production de protéines généralement non-fonctionnelles, sont responsables d’environ 10% des maladies génétiques. Certaines molécules sont capables de restaurer l’expression d’un gène porteur de ce type de mutation et représentent donc des candidats médicaments pour le traitement de certains patients atteints de maladie génétique. Nous recherchons au laboratoire des molécules capables de corriger ces mutations. Pour cela nous criblons des chimiothèques puis validons les molécules sur des lignées cellulaires. Une étude est ensuite entreprise pour déterminer la toxicité des molécules sélectionnées et leur mode d’action. Enfin, nous devons démontrer la capacité de ces molécules à corriger ce type de mutation au sein d’un organisme complexe tel que la souris. Nous disposons d’une lignée de souris disposant d’une mutation non-sens dans le gène codant le canal CFTR. La conséquence est une absence d’expression de CFTR qui entraine une mort prématurée in utero ou dans les deux premiers mois de vie lorsque les souris sont porteuses de la mutation à l'état homozygote. A l'état hétérozygote, les souris sont viables puisque la mutation est récessive. Ce modèle est très pertinent car il est très proche de la pathologie humaine (mucoviscidose). Dans notre projet, nous testerons des molécules correctrices de mutations non-sens dans notre modèle de souris n’exprimant pas le CFTR. Notre but est de déterminer la voie d’exposition optimale, la concentration la plus efficace et la cinétique d’action de la molécule. Pour cela, nous testerons plusieurs voies d’exposition telles que la voie orale (en ajoutant la molécule dans le biberon ou par gavage) ou encore la diffusion sous-cutanée au moyen d’une pompe osmotique (la pose sera réalisée par une personne habilitée à faire de la chirurgie). Nous testerons dans un premier temps 3 doses de molécules de manière quotidienne (selon les informations disponibles dans la littérature scientifique). Cependant, ces quantités pourront être ajustées pour optimiser l’effet de la molécule. Enfin, l’effet des molécules sera évalué sur une période n'excédant pas deux mois.

Bénéfices attendus

La validation de l’efficacité de molécules permettant de corriger des mutations non-sens (entraînant la production de protéines généralement non-fonctionnelles) dans un organisme complexe comme la souris permettra à terme le développement de futurs médicaments pour traiter l’Homme souffrant de maladies génétiques telle que la mucoviscidose.

Procédures

Dans ce projet, plusieurs voies d’administration des candidats médicaments seront évaluées : 1. Voie orale : l’ensemble des animaux (500) seront gavés avec 200µL avec le traitement ou son placebo, une à deux fois par jour sur une durée allant de 1 à 300 jours. Durée de l’intervention : 30 secondes. 2. Voie sous-cutannée : l’ensemble des animaux (500) auront une implantation au niveau du dos d’un système permettant la délivrance en continu du traitement ou de son placebo. Pour cela, les animaux recevront une injection d’anesthésiques, après préparation de la zone avec tonte et solution antiseptique, une incision est pratiquée et la pompe (de la taille d’une gélule) est implantée sous la peau. L’incision est ensuite refermée à l’aide d’agrafes chirurgicales (durée de l’intervention : 5 à 10 minutes). Pour éviter l’hypothermie, l’animal est placé sur une couverture chauffante puis est réveillé par injection d’un antidote à l’anesthésique. Une injection d’antidouleur est réalisée en post-opératoire et répétée si nécessaire pour limiter toute souffrance de l’animal. Une semaine après l’intervention, les agrafes sont retirées sous anesthésie gazeuse (1 minute). Cette étape expérimentale sera réalisée par une personne habilitée à pratiquer la chirurgie sur le petit animal 3. Voie Nasotrachéale : l’ensemble des animaux (500) subiront une anesthésie gazeuse puis une goutte de traitement ou de placebo sera déposée sur une narine (durée : 1 minute). Les animaux seront placés sur une couverture chauffante jusqu’à leur réveil. 4. Génotypage : Afin de savoir si les animaux portent la mutation étudiée, une oreille de chaque animal sera percée et le petit morceau retiré sera utilisé pour purifier l'ADN de l'animal et rechercher s'il porte la mutation ou pas. C'est ce qu'on appelle faire un génotypage.

Impact sur les animaux

Ce projet a pour but de valider l’utilisation de nouvelles molécules comme éventuel candidat médicament. Bien que des tests de toxicité auront été effectués au préalable sur culture cellulaire, l’effet de ces molécules sur un organisme entier doit être évalué. Pour cela, nous veillerons à ce que ces molécules ne portent pas atteinte aux libertés individuelles de l’animal définies comme étant l’absence de faim, de soif et de malnutrition, l’absence de peur et de détresse, l’absence de stress physique et/ou thermique, l’absence de douleur, de lésions et de maladie ainsi que la liberté d'expression d'un comportement normal de son espèce. Cette observation servira à détecter une nuisance sur du long terme d'exposition à la molécule étudiée. Concernant les procédures qui seront utilisées : 1) le gavage : il s'agit d'un geste rapide a priori indolore puisque très souvent la souris positionne elle-même la sonde dans sa gorge, et qui n'entraine aucune atteinte aux libertés individuelles de l'animal. 2) la pompe osmotique : la pose de la pompe se fait sous anesthésie générale puis la gestion de la douleur post-opératoire par l'utilisation d'analgésique. Les autres libertés individuelles ne seront pas affectées par la procédure car la pompe est placée sous la peau dans le dos n'impactant pas le déplacement de l'animal et donc son alimentation par exemple. 3) l'exposition naso-trachéale se fera sur animal endormi supprimant ainsi tout stress lié à cette procédure qui est très rapide (le temps d'une inspiration) 4) le génotypage entraine une douleur légère et passagère sans affecter les libertés de l'animal.

Devenir

Sauf pour la procédure visant à déterminer si un animal est porteur de la mutation ou pas (génotypage), tous les animaux sont mis à mort à la fin de chaque procédure.

Remplacement

Dans la première partie du projet, nous disposons d’un programme de caractérisation des nouvelles molécules que nous identifions et sélectionnons basé sur le criblage cellulaire. Cette étape in vitro préalable est essentielle afin de déterminer la dose efficace en culture cellulaire (ce qui nous permet d'extrapoler pour définir une fenêtre de doses qui seront utilisées chez la souris), la toxicité cellulaire et le mode d'action. Cependant, bien qu’une grande partie de l’étude se réalise in vitro remplaçant ainsi le modèle animal, l’expérimentation in vivo demeure nécessaire afin de pouvoir étudier l’effet de ces molécules sélectionnées avec soin dans un modèle physiologique pertinent reflétant la mutation étudiée à l’échelle de l’organisme entier.

Réduction

Le projet est conforme aux exigences de réduction puisqu'une phase exploratoire avec un nombre réduit d'animaux par lot (lot de 5) sera effectuée afin d'identifier la voie d'exposition, la concentration et la cinétique d'action de la molécule étudiée et ce afin d'abaisser au minimum le nombre d'animaux qui seront ensuite utilisés pour la démonstration de l'efficacité d'action de la molécule in vivo. Ce nombre sera de 40 ce qui correspondra à deux séries d'expériences avec 10 animaux par condition (avec et sans la molécule). La répétition de l'expérience est nécessaire pour s'affranchir d'un éventuel effet biaisé lié à la préparation de la molécule, au lot d'animaux ou à un stress survenu pendant l'expérience. Le nombre de 10 animaux par condition et par série afin de pouvoir réaliser ensuite un "student test" qui est le test statistique utilisé dans les expériences permettant d'évaluer l'efficacité d'un traitement.

Raffinement

En termes de raffinement, l'expérience sera toujours menée de façon à prévenir ou à réduire au maximum toute souffrance. Ainsi, la voie d'exposition efficace la moins invasive sera privilégiée (le gavage par rapport à la pose d'une pompe osmotique par exemple). Afin de pallier le moindre signe de souffrance ou de stress pouvant apparaître chez l’animal, l’observation des animaux sera rigoureuse et quotidienne. Nous avons ainsi mis en place des points limites tels que l’apparition d’un comportement agressif, l’isolement, l’absence d'alimentation (les animaux seront pesés au début de l'expérience puis une fois par semaine et une diminution de 10% par rapport au lot contrôle entrainera l'arrêt de l'expérience pour les animaux concernés) ou encore la présentation d’un pelage hérissé. Toute atteinte d’un de ces points limites conduira à la mise à mort de l’animal. De plus, les gestes réalisés sur les animaux pouvant engendrer une douleur ou un stress seront précédés d’une anesthésie afin de limiter au minimum la souffrance des animaux. Des traitements anti-douleur seront utilisés suite à la chirurgie pour éviter toute souffrance de l’animal.

Choix des espèces

Nous avons choisi de travailler sur la souris car cette dernière présente l'avantage d'avoir un mécanisme de reconnaissance des codons stop prématurés semblable à celui retrouvé chez l'Homme. De plus, la durée du cycle de vie de la souris est compatible avec le test in vivo des molécules à visées thérapeutiques qui est réalisé sur plusieurs semaines. Les animaux seront utilisés à partir du sevrage et jusqu'à 2 mois maximum après la naissance car la mortalité des homozygotes mutants est attendue au cours du premier mois de vie.

  • Recherche fondamentale
    • Système nerveux
    • Système respiratoire
Souris : 714
Souffrances
▲ 414
▲ -
▲ 300
▲ -
Devenir
 -
 -
 -
 714

714 souris vont être utilisées, dont 414 anesthésiées puis tuées sans réveil pour prélever une partie de leur système nerveux central, les autres passant 75 minutes par jour, deux jours de suite, dans une enceinte hermétique de mesure respiratoire. Juvéniles puis adultes, elles reçoivent deux solutions par le nez sous anesthésie, à 48 heures d'intervalle, alors que le porteur reconnaît chez ces mutantes du syndrome d'Ondine une sensibilité accrue à l'anesthésie et un risque accru de défaillance respiratoire. Une biopsie de la queue leur est prélevée pour génotypage. Les bénéfices sont renvoyés à l'identification de "nouvelles pistes thérapeutiques" pour les personnes atteintes, l'objectif immédiat restant de mesurer l'effet de la leptine sur la commande respiratoire.

Objectifs

Les syndromes d’hypoventilation alvéolaire centrale (SHAC) sont des pathologies associées à une dérégulation du fonctionnement du système nerveux. Ces SHAC sont associées à une altération de la respiration, ils surviennent dès la naissance. Ces pathologies s’accompagnent d’une réduction voire d’une absence de réponse respiratoire à l’hypercapnie (trop de CO2 dans l’air inspiré). Cette réponse est vitale et nécessaire pour éliminer le CO2 de l’organisme. Elle est produite par les neurones du cerveau qui composent la commande centrale respiratoire. L’endormissement et le sommeil s’accompagnent d’irrégularités respiratoires pouvant conduire à une situation d’hypercapnie, ainsi, les personnes atteintes de ce syndrome doivent tout au long de leur vie supporter une aide respiratoire dès qu’elles s’endorment. Le bon fonctionnement des cellules de la commande centrale respiratoire, sensibles aux variations de CO2, dépend de l’expression d’un gène codant pour une protéine spécifique. Si le gène est muté, la protéine a une mauvaise structure et devient non fonctionnelle. Les expérimentations seront réalisées chez des souris mutantes modèle d’un SHAC, le syndrome d’Ondine et leurs souris contrôles (sauvages). Une approche utilisée chez des souris nouveau-nées permettra d’étudier la commande centrale respiratoire et de déterminer la concentration de leptine, un stimulant respiratoire, la plus efficace, capable d’augmenter l’activité du réseau neuronal respiratoire qui compose la commande. Chez des mêmes souris juvéniles puis adultes, l’approche utilisée est non invasive. Elle permettra de déterminer l’effet bénéfique de la leptine, à la concentration la plus efficace sur la ventilation et la réponse respiratoire au CO2. In fine, les données obtenues devraient donc permettre de mieux comprendre comment la leptine impacte la respiration. Ainsi, les éléments observés chez l’animal (dans des conditions non réalisables chez l’Homme) permettront le développement de nouvelles pistes thérapeutiques dans le cadre des SHAC.

Bénéfices attendus

Les souris mutantes modèles de la maladie que nous utilisons dans ce projet sont porteuses d’une mutation sur un gène dont la protéine est exprimée dans une population de neurones indispensables à la réponse respiratoire à l’hypercapnie. A la naissance, ces souris ne présentent pas de réponse respiratoire à l’hypercapnie. Cette dernière est partiellement restaurée chez les souris adultes. L’utilisation de la leptine, connu comme stimulant de la respiration pourrait : 1/améliorer la respiration des souris nouveau-nées, juvéniles ou adultes 2/restaurer une réponse respiratoire à l’hypercapnie chez les souris nouveau-nées ou juvéniles 3/restaurer ou potentialiser la réponse respiratoire à l’hypercapnie des souris adultes. De plus, nous souhaitons 1/identifier les cellules et les molécules cibles de la leptine au niveau de la commande respiratoire localisée dans le cerveau et 2/déterminer si ces cellules et molécules cibles évoluent selon l’âge des souris mutantes dont certaines récupèrent naturellement une faible réponse respiratoire à l’hypercapnie. In fine, les données obtenues devraient permettre de mieux comprendre comment la leptine impacte la commande respiratoire. Ainsi, les éléments observés chez l’animal (dans des conditions non réalisables chez l’Homme) devraient permettre d’identifier de nouvelles pistes thérapeutiques chez les patients.

Procédures

Les données de la littérature mettent en évidence une sensibilité du modèle animal à l’anesthésie chez ces souris mutantes modèles du syndrome d’Ondine ce qui conduit à un risque accru de défaillance respiratoire. Les souris mutantes et contrôles nouveau-nées sont anesthésiées (quelques minutes) puis euthanasiées par une méthode réglementaire afin d’isoler rapidement une partie du système nerveux central. D’autres souris juvéniles puis adultes seront anesthésiées grâce à un gaz anesthésiant (pendant 10 minutes maximum) puis recevront l'administration par voie nasale deux solutions (faible volume par narine ; en 10 minutes par souris). 48 heures séparent les deux administrations. D’autres souris juvéniles puis adultes recevront par nébulisation les deux solutions. 48h sépareront les deux administrations. La mesure des variables respiratoires chez les souris juvéniles et adultes sera réalisée de façon non invasive pendant 75 min (1 fois par jour pendant 2 jours) dans une enceinte hermétiquement fermée et alimentée par un flux d’air en continu. Une biopsie caudale (au niveau de la queue, inférieure à 2 mm) est réalisée chez les souris nouveau-nées/juvéniles pour génotypage.

Impact sur les animaux

Le prélèvement caudal réalisé une unique fois chez l’animal pour la détermination de son génotype apparaît comme une source de douleur et de stress. Les données de la littérature mettent en évidence une sensibilité exacerbée à l’anesthésie chez ces souris mutantes modèles du syndrome d’Ondine ce qui conduit à un risque accru de défaillance respiratoire. L’administration intranasale des deux solutions peut entraîner une altération de la ventilation par obstruction des voies aériennes supérieures, sous anesthésie générale.

Devenir

Tous les animaux sont euthanasiés à la fin des actes en vue des prélèvements post-mortem et analyses nécessaires.

Remplacement

L’utilisation de neurones isolés en culture ne permet pas d’appréhender les relations entre les structures neuronales et de mettre en évidence le développement de réseaux substitutifs nécessaires à la correction de la pathologie. La fonction respiratoire nécessite l’utilisation de modèles murins ex vivo et in vivo. Le projet nécessite d’avoir accès à la commande centrale respiratoire dans des conditions qui ne peuvent être obtenues autrement que par un travail sur des souris vivantes. L’étude de l’influence des systèmes leptinergiques sur la commande centrale respiratoire nécessite de conserver ex vivo un réseau vivant et fonctionnel de neurones et donc l’utilisation de souriceaux. L’étude des corrections des variables respiratoires par la leptine ne peut être réalisée que sur des souris vigiles, non contraintes et non anesthésiées.

Réduction

Nous utilisons aussi bien les souris mâles que les femelles (714 animaux au total) dans nos travaux afin de limiter le nombre d’animaux mutants et sauvages (contrôles). La taille des effectifs a été établie grâce à un calcul de puissance et permet de mettre en évidence des différences biologiquement significatives dans les variables respiratoires. Des tests statistiques seront réalisés a posteriori pour procéder à une interprétation fiable des résultats.

Raffinement

Les conditions d’hébergement sont conformes. L'isolement est évité au maximum. Le milieu des animaux est enrichi avec au choix : lanières de papier Kraft, maisons en carton, tunnel en carton ou carré de coton compacté. Cependant il est possible que certains animaux se retrouvent isolés pour des contraintes zootechniques (agression entre congénères, etc...). Dans ce cas, la structure chargée du bien-être animal sera toujours sollicitée pour trouver la solution la plus adaptée et la moins contraignante pour les animaux (enrichissement supplémentaire si l’isolement est validé, possibilité de rassemblement, etc.). L’habituation aux enceintes de pléthysmographie (technique permettant de mesurer de manière non invasive la ventilation de la souris in vivo) se traduit par la disparition des épisodes d’augmentation anormale de la fréquence respiratoire et de toilettages des souris lorsqu’elles sont dans un nouvel environnement. Après 5 jours d’habituation, les souris sont calmes et leur respiration est régulière dès le placement dans l’enceinte. Les souris mutantes présentent une sensibilité exacerbée à l’anesthésie ce qui conduit à un risque accru de troubles respiratoires mortels lors des administrations intranasales sous anesthésie. De ce fait, lors de ces administrations sous anesthésie, une surveillance accrue en continue du rythme cardiorespiratoire est assurée par l’expérimentateur jusqu’au réveil complet de la souris. En cas de défaillance cardiorespiratoire, l’anesthésie est stoppée, la souris est réanimée si nécessaire. Les points limites sont les suivants : -tout dérèglement physiologique aboutissant à une incapacité prolongée ou irréversible à se nourrir ou à boire -modification du comportement caractéristique d’une douleur intense, une détresse ou une souffrance (absence de locomotion, pelage hérissé et ou terne, prostration, dos voûté) -anomalies pouvant entraîner une douleur intense ou une souffrance, par exemple un amaigrissement de l’animal par constat visuel, plaies et ulcères, tumeurs, fractures… Les points limites définis ci-dessus sont assortis d’une surveillance adaptée des animaux.

Choix des espèces

Les rongeurs (rats et souris) sont depuis de nombreuses années les espèces animales de choix pour l’étude des mécanismes associés à la genèse et à la régulation de la respiration par la commande centrale respiratoire. Le modèle animal de la pathologie sur laquelle nous travaillons, n’existe, de nos jours, que sur modèle de souris mutées pour un gène, présent sur des neurones impliqués dans la sensibilité au dioxyde de carbone (hypercapnie). Ces souris mutantes ont été validées par des études antérieures. Le projet nécessite d’avoir accès à la commande centrale respiratoire dans des conditions qui ne peuvent être obtenues que par un travail sur les souris mutantes et leur contrôle, des souris sauvages ; étude de l’influence de la leptine sur la commande centrale respiratoire ex vivo ; étude de la ventilation chez l’animal juvénile et adulte vigil et de l’influence de la leptine appliquée par administration intranasale et par nébulisation.

  • Maintien des lignées génétiquement modifiées
  • Recherche appliquée
    • Cancers
    • Maladies infectieuses
    • Troubles immunitaires
    • Troubles respiratoires
  • Recherche fondamentale
    • Oncologie
    • Système cardiaque
    • Système immunitaire
    • Système respiratoire
Souris : 79950
Souffrances
▲ -
▲ 79950
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Devenir
 -
 -
 -
 79950

79 950 souris vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger, chacune pour une biopsie d'oreille au poinçon de deux millimètres ou une prise de sang, contention comprise, en une trentaine de secondes. Aucun anesthésique ni analgésique n'est prévu, le porteur estimant la douleur aiguë mais limitée à deux secondes environ. Ces prélèvements servent au génotypage de lignées de souris immunodéficientes élevées en vue d'être utilisées dans d'autres projets, et le porteur indique qu'une méthode non invasive sur poils ou salive sera privilégiée quand elle sera au point. Une partie des souris est gardée vivante selon les génotypes recherchés et les besoins de reproduction, les autres sont tuées faute de génotype utile, en fin de reproduction, ou parce qu'aucune procédure ne les attend.

Objectifs

Il concerne donc toutes les méthodes de prélèvements invasives d’échantillons en vue des génotypages (biopsies oreilles ou prélèvements sanguins) ainsi que l’hébergement de souris immunodéficientes. Le génotypage des animaux est indispensable afin de définir le génotype de chaque individu, ce qui permettra par la suite d’identifier les animaux qui seront utilisés en reproduction ou à des fins scientifiques dans le cadre de projets/procédures de recherche autorisés. A terme, lorsque la technique de génotypage sur échantillon de poils ou salivaire sera mise au point et que cela sera possible techniquement, une méthode non-invasive sera privilégiée.

Bénéfices attendus

Pouvoir fournir des animaux d’intérêts de lignées de souris génétiquement altérées qui seront utilisés dans les différentes procédures expérimentales des projets autorisés. De manière à atteindre les objectifs scientifiques dans les domaines de l’inflammation, du cancer et de l’infectiologie.

Procédures

Biopsies oreilles : animaux vigiles, prélèvement unique, durée de l’intervention moins de 20 secondes (30 secondes avec la pose de la bague) Prélèvements de sang : animaux vigiles, prélèvement unique, durée de l’intervention moins de 20 secondes (30 secondes avec la pose de la bague)

Impact sur les animaux

Les nuisances pouvant être causées aux animaux sont : - le stress lié à la contention (environ 30 secondes) - la douleur, aigue mais de très courte durée, ressentie lors du poinçonnage de l’oreille (environ 2 secondes) ou au point de ponction pour le prélèvement sanguin (environ 2 secondes)

Devenir

Les animaux sont gardés en vie, en fonction des procédures expérimentales en cours, des génotypes d’intérêts ainsi que des besoins en reproduction. Les animaux mis à mort concernent les animaux ayant un génotype ne présentant pas d’intérêt, arrivant en fin de reproduction, n’étant pas inclus dans une procédure expérimentale.

Remplacement

L’utilisation du modèle animal est incontournable dans certains projets des équipes de l'institut. En effet, la nature des travaux qui sont menés imposent le choix du modèle murin, dans la mesure où les processus développementaux étudiés ne peuvent être abordés dans leur complexité physiopathologique dans des lignées cellulaires ou d’autres systèmes in vitro.

Réduction

Une gestion raisonnée des accouplements est mise en place au sein du service de zootechnie. Nous adaptons au mieux le schéma de reproduction en fonction de la spécificité de chaque lignée et/ou des besoins expérimentaux. Cela ayant pour objectif de limiter au maximum la production d’animaux.

Raffinement

Les procédures expérimentales ont été optimisées afin de générer le moins de stress et de douleurs aux animaux. Le personnel étant formé et sensible au bien-être animal et les animaux habitués à la manipulation, le stress engendré lors de la préhension (pince au-niveau de la peau du cou ou tunnel) et de la contention est moins présent. De plus, toutes les mesures sont prises lors des gestes techniques afin de minimiser au maximum les dommages causés aux animaux. Le matériel est adapté à l’espèce et la taille ou le volume de prélèvement est minimisé (poinçon de 2 mm pour la biopsie d’oreilles et volume de 50µl pour le sang). Tous ces éléments font qu’il n’est pas prévu d’utiliser d’anesthésiques volatils, d’analgésique et/ou anesthésique local.

Choix des espèces

Le modèle murin offre plusieurs avantages : 1) sa génétique est bien connue ce qui permet une certaine souplesse dans le choix du fond génétique approprié aux questions posées, 2) il existe de nombreuses lignées mutantes permettant des analyses génétiques et développementales fines, 3) le fonctionnement de son système immunitaire est relativement bien connu et est à maints égards semblable au système immunitaire humain. Les animaux seront prélevés au sevrage soit entre 21 et 27 jours pour les biopsies d’oreilles et à partir de 28 jours pour les prélèvements sanguins.