Système gastrointestinal
- Autre recherche fondamentale
- Biologie du développement
- Éthologie / comportement / biologie animale
- Multisystémique
- Oncologie
- Organes sensoriels
- Système cardiaque
- Système endocrinien
- Système immunitaire
- Système musculosquelettique
- Système nerveux
- Système respiratoire
- Système urogénital
Gestion de la production d’une lignée de rats modèles de la myopathie myotubulaire à des fins de recherche biomédicale à visée thérapeutique
- Maintien des lignées génétiquement modifiées
- Recherche appliquée
- Troubles gastrointestinaux
- Troubles musculosquelettiques
- Recherche fondamentale
- Système gastrointestinal
- Système musculosquelettique
Produire et génotyper des rats porteurs d'une myopathie myotubulaire, pour alimenter d'autres projets du laboratoire : 3000 rats vont être utilisés sur cinq ans dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger pour 2250 d'entre eux et modéré pour 750. L'acte infligé se limite à un prélèvement de tissu de la queue sur animal vigile, en même temps que l'identification, une seule fois dans leur vie et en moins de deux minutes. La part modérée vient de la maladie elle-même, une faiblesse musculaire et une atteinte locomotrice que la lignée reproduit, et le porteur indique tuer les animaux avant l'apparition des symptômes quand aucun projet ne les attend. Les autres sont gardés en vie pour la reproduction ou une utilisation continue. Les 600 rats par an annoncés reposent sur l'historique de production de l'établissement, et le porteur ajoute que ce chiffre pourra évoluer selon de nouvelles orientations scientifiques.
Objectifs
Ce projet a pour but de produire et de génotyper des animaux afin de maintenir une souche de rats génétiquement altérée nécessaire à la mise en œuvre de différents projets de recherche ayant pour but de comprendre la physiopathologie de la myopathie myotubulaire dans notre Laboratoire et de trouver des approches thérapeutiques innovantes.
Bénéfices attendus
Les bénéfices devant découler de ce projet concernent le domaine de la santé humaine. Ils visent à valider l’effet thérapeutique de molécules d’intérêt ou de produits de thérapie génique pour une maladie génétique humaine grave, rare et orpheline de médicaments à partir d'un modèle murin mimant cette maladie. L’observation d’un effet thérapeutique permettra d’envisager un essai clinique qui, s’il est probant, devrait permettre de stopper l’évolution de la pathologie chez les patients atteints de myopathie myotubulaire.
Procédures
Les prélèvements de tissus de queue se font sur animaux vigiles. Cet acte se fait en même temps que l'identification individuelle des animaux et n’est pratiqué qu’une seule fois au cours de la vie des animaux. Au total, moins de 2 minutes sont nécessaires pour réaliser ce double geste. A considérer comme étant de gravité légère.
Impact sur les animaux
Les nuisances attendues sur les animaux sont liées à la méthode de prélèvement de tissu (queue) sur jeunes animaux vigiles. La contention d’animaux jeunes peut entrainer un stress et une douleur légère passagère ne dépassant pas quelques heures. Les animaux porteurs de la pathologie étudiée dans notre laboratoire peuvent présenter un phénotype dommageable de type atteinte locomotrice. Ces symptômes peuvent correspondre à un degré d'inconfort jugé modéré.
Devenir
Euthanasie des animaux ou gardé en vie pour la reproduction ou une utilisation continue.
Remplacement
Un effort de remplacement est réalisé en amont et en parallèle de ce projet. En effet, nous essayons dans un premier temps de répondre aux questions scientifiques dans des modèles cellulaires. L’utilisation d’animaux dans des études scientifiques ne se fait que lorsque les modèles cellulaires ne peuvent pas répondre aux questions. Par exemple lorsqu'il est nécessaire d’étudier les symptômes de perte de la locomotion typiques des maladies neuromusculaires, ou la distribution d’un traitement dans l’ensemble d’un organisme.
Réduction
Nous avons prévu d’utiliser un total de 3000 rats pour satisfaire les besoins de l'ensemble des études pour les 5 années à venir sachant que nos besoins peuvent évoluer en fonction d'éventuelles ré-orientations des objectifs scientifiques à l'appui de nouvelles publications scientifiques et de nouveaux résultats. Aussi nous sommes-nous basés sur les données statistiques de 2023 ainsi que sur l'historique des données de production des lignées maintenues dans notre établissement pour faire cette estimation. Cette base d'estimation nous amène à envisager une moyenne de 600 rats par année pour la lignée de rat objet de ce dossier, soit un total de 3000 rats sur 5 ans. Les deux sexes seront utilisés dans les protocoles lorsque la maladie n’est pas liée au sexe ou que le projet n’est pas dépendant d’un des deux sexes.
Raffinement
Dans ce projet, les rats mimant la myopathie myotubulaire seront utilisés pour les projets applicatifs ou seront euthanasiés avant l’apparition des symptômes. Nous évitons ainsi l’expression du phénotype dommageable quand il n’est pas associé à un besoin expérimental. Les animaux sont élevés dans un environnement enrichi (igloo en cellulose, bâtonnets de bois pour ronger, éléments pour la confection des nids, copeaux, tunnel, etc. et sont observés quotidiennement. Au moment du sevrage, nous ne séparons les fratries que par sexe (sexage). De la nourriture est ajoutée directement sur le sol de la cage et des pipettes d’eau plus longues sont mises en place pour que les juvéniles sevrés ou les animaux présentant une atteinte locomotrice, aient facilement accès à l'eau et à l'aliment. Le cas échéant, un aliment hydratant et apétant peut être placé à même le sol dans une coupelle pour les animaux déshydratés. Pour transférer les animaux d'une cage à l'autre lors du change des litières, les zootechniciens soulèvent délicatement les animaux par le corps et utilisent leurs des tubes-maisons pour inciter les animaux à passer d’une cage à l’autre par eux-mêmes. Concernant les biopsies de tissu pour l’identification génétique des animaux, elles sont effectuées une seule fois entre 7 et 12 jours de vie post-natale par prélèvement d’un très petit bout de queue (moins de 0,5 mm). Ce prélèvement de tissu est réalisé à un âge où l’ossification et l’innervation des tissus ne sont pas encore différenciés.
Choix des espèces
Le rat a été choisi comme animal modèle car cet animal a pu être modifié génétiquement afin de présenter une altération génétique responsable de l’apparition de la myopathie myotubulaire qui est l'un des axes de recherche de notre Equipe de recherche. Ce modèle reproduit les signes cliniques et pathologiques de la maladie connue chez les patients, ce qui inclus une faiblesse musculaire et une insuffisance respiratoire. Les animaux de ce projet d’élevage seront utilisés à un stade précoce afin de réaliser l’identification et le prélèvement pour génotypage (biopsie), et aux stades sexuellement matures pour la reproduction.
Utilisation d’agents d’imagerie TEP (radiotraceurs) dans le diagnostic et le suivi de traitements.
- Recherche appliquée
- Cancers
- Diagnostic des maladies
- Recherche fondamentale
- Oncologie
- Organes sensoriels
- Système endocrinien
- Système gastrointestinal
- Système immunitaire
- Système nerveux
- Système respiratoire
Rats : 1100
Sous anesthésie, des souris et des rats reçoivent dans une veine une molécule radioactive puis passent sous une caméra TEP couplée à un scanner, une seule fois pendant une à deux heures pour un premier groupe, trois à quatre fois en six semaines au plus pour un second. 2 200 rongeurs, soit 1 100 souris et 1 100 rats, vont être utilisés dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger, et tous sont tués à la fin pour mesurer la radioactivité dans leurs tissus. Le projet doit valider de nouveaux traceurs pour l'imagerie de recherche et le diagnostic des cancers. Le porteur affirme qu'aucune toxicité tardive ne peut se développer, puisque la mise à mort intervient moins de 45 jours après l'injection. Il prévoit aussi de suivre "l'évolution des pathologies", avec ou sans traitement, sans préciser de quelles maladies ces rongeurs sont atteints ni comment elles leur sont provoquées.
Objectifs
L’imagerie TEP (tomographie par émission de positons) est une technique non invasive permettant la visualisation d’une molécule dans un organisme en temps réel. Son principe consiste au marquage d’une molécule d’intérêt à un élément radioactif. Après injection de la molécule marquée, appelé aussi radiotraceur, l’agent va se fixer sur sa cible. Grâce à l’élément radioactif, son emplacement pourra être estimé afin d’obtenir une image 3D de la distribution de la molécule. La TEP est couplée à de l’imagerie de tomodensitométrie ou scanner (TDM), permettant l’acquisition d’information anatomique. Ainsi cela permet d’avoir une cartographie complète de la molécule dans l’organisme. De plus, l’imagerie TEP permet le suivi d’un même animal dans le temps. L’utilisation de cette technique va permettre : • De révéler des mécanismes biologiques, comme le métabolisme glucidique ou lipidique ou encore la prolifération cellulaire. • De révéler et de suivre la réponse aux traitements (chimiothérapie, radiothérapie, hormonothérapie) dans des pathologies, comme des cancers ou encore de la neurodégénérescence. • Etudier la biodistribution (c’est-à-dire la répartition de la molécule dans les différents organes) de médicaments. Cette technique est un réel atout pour la compréhension des mécanismes biologiques. Elle est déjà utilisée en routine clinique pour le diagnostic de certains cancers. Cependant les radiotraceurs disponibles sont limités, il est donc nécessaire d’en développer pour une meilleure prise en charge des patients atteints de cancers et d’autres pathologies.
Bénéfices attendus
Cette technique va permettre de valider des radiotraceurs pour leur utilisation à la fois dans les projets scientifiques précliniques et cliniques. Plus précisément, elle va participer à l’amélioration de l’exploration physiologique et fonctionnelle en recherche, à la détection de tumeur et à la visualisation des réponses tumorales suite aux traitements. Cela va permettre des avancées majeures dans la compréhension du vivant. Le développement de nouveaux radiotraceurs plus spécifiques que ceux déjà disponibles va permettre une meilleure prise en charge des patients. Il est également essentiel pour améliorer le diagnostic et le traitement des cancers mais également pour améliorer la compréhension des mécanismes moléculaires impliqués dans diverses pathologies (cardiovasculaires, neurologiques…).
Procédures
Dans un premier lot d’animaux, un radiotraceur est injecté en intra-veineux aux animaux anesthésiés (1 fois par animal). Après injection du radiotraceur, l’animal est positionné sous la TEP/TDM (TDM, tomodensitomètre : scanner). Des images dynamiques (plusieurs acquisitions pouvant aller de 1h à 2h, réalisés une seule fois par animal) sont réalisées permettant d’évaluer et quantifier la distribution de la molécule marquée dans les organes au cours du temps (2h max) Dans un deuxième lot d’animaux, un radiotraceur est injecté en intra-veineux aux animaux anesthésiés, puis l’animal est réveillé. Après un intervalle de temps adéquat (défini grâce au premier lot d’animaux), l’animal est de nouveau anesthésié puis positionné sous la caméra pour un scanner, suivi de l’acquisition TEP (max 20min). Cette manipulation pourra être répétée 3 à 4 fois sur une période de 6 semaines maximum (avec administration de traitements ou non en parallèle), afin de suivre l’évolution des pathologies chez les animaux.
Impact sur les animaux
L’injection du radiotraceur par voie intraveineuse n’est pas douloureuse pour l’animal. Une gêne de courte durée liée à la piqûre elle-même est attendue. Cette technique est dite « non invasive », l’injection du radiotraceur est uniquement sous forme de « trace ». Les doses de radiotraceurs injectés n’induiront pas d’effets néfastes sur les animaux car la quantité de molécule est trop faible (inférieure au µmol) pour induire une modification conséquente des mécanismes biologiques. Etant donné les doses de radioactivité injectées, ils ne souffriront pas de toxicité aigüe. De plus, étant donné le court intervalle de temps (inférieur à 45 jours) entre l’injection du radiotraceur et la mise à mort de l’animal, aucune toxicité tardive ne peut se développer.
Devenir
Les animaux sont mis à mort pour des analyses post-mortem.
Remplacement
L’utilisation de radiotraceur passe toujours par une première phase in vitro pour confirmer que la fonctionnalité de la molécule marquée n’a pas été altérée. Des tests sur animaux sont nécessaires afin de caractériser la biodistribution de la molécule, son activité en lien avec le métabolisme de l’organisme et sa quantification dans les tissus cibles. Il n’y a pas d’approche qui puisse se substituer à ce type d'imagerie.
Réduction
L’objet de la demande vise à valider l’utilisation de radiotraceurs pour de l’imagerie TEP préclinique et à aider à caractériser des modèles tumoraux de façon non invasive. Ce type d’imagerie permet la réduction d’animaux puisqu’elle permet un suivi longitudinal du même animal au cours du temps Pour réduire le nombre d’animaux utilisés tout en s’assurant de résultats fiables et statistiquement significatifs, nous avons déterminé le nombre d’animaux à inclure dans chaque groupe expérimental grâce à des approches statstiques robustes. A la fin de toutes les expériences, les tissus d’intérêt sont prélevés. Le maximum d’informations est récolté afin de répondre aux mieux aux questions scientifiques posées.
Raffinement
Pour limiter le stress des animaux, un délai d’une semaine est respecté entre la réception des animaux et la mise en place des procédures expérimentales pour leur permettre de s’adapter à leur nouvel environnement. Les animaux seront suivis 3 fois par semaine afin d'assurer leur bien-être et mettre en place des soins si besoin. Les expérimentations seront arrêtées dès l’atteinte d’un point limite tel que décrit dans la grille de score. Lors de l’injection des radiotraceurs, les animaux sont maintenus sous anesthésie générale. Un tapis et un lit chauffant permettent un maintien continu de leur température corporelle, leur évitant ainsi une hypothermie. De plus, des électrodes directement intégrées au µTEP/TDM permettent la mesure des constantes vitales des animaux, facilitant le monitoring durant les phases d’acquisition des images (scanner et TEP). A la fin de toutes les procédures, les animaux sont mis à mort et les tissus cibles sont prélevés pour quantification des radiotraceurs aux seins des tissus et analyse histologique. Le maximum d’informations est récolté afin de répondre aux mieux aux questions scientifiques posées.
Choix des espèces
Les rongeurs (rats et souris) sont particulièrement utilisés en cancérologie : les souches sont génétiquement caractérisées et la parenté biologique avec l’Homme va nous permettre d’obtenir des informations extrapolables à la pratique clinique humaine. Les études sont réalisées sur des animaux adultes afin de favoriser la reproductibilité des résultats (métabolisme différent à différents stades de développement, …)
Evaluation de l’efficacité de substances pharmaceutiques administrées par voie orale à 2 doses sur la prévention et le traitement de la colite ulcérative chez le rat
- Recherche appliquée
- Troubles gastrointestinaux
- Recherche fondamentale
- Système gastrointestinal
Soumis à une ulcération du côlon provoquée par l'introduction d'un agent chimique sous anesthésie, 64 rats subissent des procédures d'un niveau de souffrance sévère, tandis que 16 rats témoins reçoivent une substance neutre dans les mêmes conditions. Les 80 rats sont mis à jeun douze heures avant l'induction, puis gavés quotidiennement pendant six ou vingt et un jours, et tous sont tués pour prélever leur côlon. Le porteur écrit qu'aucun traitement antidouleur ne pourra leur être administré, puisqu'il interférerait avec l'évaluation des deux substances anti-inflammatoires testées. Il annonce un test comportemental de cinq minutes en fin de protocole pour mesurer la douleur ressentie, sans préciser lequel ni quels paramètres y sont relevés.
Objectifs
La colite ulcéreuse ou rectocolite hémorragique (RCH) fait partie des deux principales maladies inflammatoires chroniques de l'intestin (MICI) avec la maladie de Crohn, et affecte l'extrémité du tube digestif, côlon et rectum. La colite ulcéreuse se classe parmi les maladies inflammatoires parce qu'elle occasionne une inflammation, des plaies, des saignements et une déstructuration sur les parois internes du côlon. L’inflammation s’accompagne de la formation d’ulcères pouvant saigner et produire du mucus ou du pus. Les personnes atteintes de colite ulcéreuse doivent être attentives au risque d’anémie car lorsque la maladie est grave, les pertes de sang peuvent être abondantes, pertes que l’on peut compenser grâce à des suppléments en fer. Des facteurs génétiques et environnementaux influenceraient l’apparition de cette maladie. Le stress et les intolérances alimentaires peuvent déclencher les symptômes chez certaines personnes, mais ces facteurs ne seraient pas à l’origine de la maladie. Des complications liées à l’usage à long terme de certains médicaments peuvent survenir (ostéoporose, cataracte, hypertension, diabète...), médicaments qui peuvent aussi augmenter le risque d’infection. L’objectif de ce projet est d’évaluer l’efficacité de 2 substances pharmaceutiques ayant des propriétés anti-inflammatoires et antalgiques, administrées par voie orale à 2 doses en traitement préventif pour l’une, et en traitement curatif pour l’autre, chez des rats soumis à l’induction d’une ulcération colique. Les effets observés seront comparés à ceux obtenus chez des rats traités avec un placebo ou avec un traitement anti-inflammatoire intestinal de référence. A l’issue de l’étude, les rats seront euthanasiés et le colon et la matière fécale qu’il contient seront prélevés pour la réalisation d’analyses biologiques.
Bénéfices attendus
La réalisation de cette étude va permettre d’évaluer les effets de 2 substances pharmaceutiques à 2 doses différentes, l’une en traitement préventif et l’autre en traitement curatif, chez le rat soumis à l’induction d’une ulcération colique expérimentale, et de comparer ces effets avec un placebo et un traitement anti-inflammatoire intestinal de référence utilisé pour le traitement de la colite ulcéreuse. Les données des différents paramètres suivis au cours de l’expérimentation, poids corporel, prises alimentaire et hydrique, ainsi que les données comportementales relévées quotidiennement concernant l’activité, la posture, l’aspect de la fourrure et l’ouverture des yeux dans la cage d’habitation, l’évaluation comportementale effectuée à la fin de l’expérimentation pour mesurer l’activité exploratoire, et les analyses biologiques qui seront effectuées sur le colon et la matière fécale prélevés en fin d’expérimentation, permettront d’appréhender les effets bénéfiques ou non de traitements préventifs et curatifs avec ces 2 substances pharmaceutiques sur ses activités anti-inflammatoire intestinale et antidouleur chez le rat. Cela permettrait d’envisager la réalisation d’une étude clinique chez l’Homme avec l’une et ou l’autre de ces 2 substances pharmaceutiques, et à terme de proposer une nouvelle thérapie pour le traitement de la colite ulcéreuse.
Procédures
Les 80 rats nécessaires à la réalisation de ce projet seront placés à jeun pendant 12 heures avant l’induction de l’ulcération colique. L’ulcération colique sera induite par administration dans le colon d’une substance chimique permettant l’induction de cette pathologie. Elle sera effectuée sur 64 des 80 rats placés sous anesthésie générale et nécessitera environ 40 minutes pour être réalisée. Les 16 autres rats ne subiront pas l’induction de l’ulcération colique mais ils seront également placés sous anesthésie générale pendant 40 minutes environ et recevront une administration de substance neutre dans le colon. Avant ou après induction de l’ulcération colique, un traitement par voie orale avec les 2 substances pharmaceutiques à évaluer sera effectué quotidiennement pendant 21 ou 6 jours sur les animaux éveillés, geste effectué en moins d’1 minute par une personne expérimentée. Un test comportemental sera effectué à la fin de l’expérimentation pour évaluer la douleur ressentie par les animaux. Chaque rat sera placé pendant 5 minutes dans un dispositif expérimental permettant d’évaluer plusieurs paramètres comportementaux.
Impact sur les animaux
La mise à jeun des animaux la veille au soir de l’induction de l’ulcération colique, pendant une durée de 12 heures, nécessaire pour que l’ensemble des animaux soient dans les mêmes conditions physiologiques et que leur colon soit vide de matière fécale, va induire une légère perte de poids des animaux. L’induction de l’ulcération colique va quant à elle induire un inconfort des animaux et une douleur ressentie notoires, se traduisant par une perte de poids modérée liée à une diminution de la prise alimentaire, voire également de la prise hydrique, et des modifications du comportement des animaux avec une activité moindre, une posture plus prostrée, une fourrure plus hérissée et des yeux moins ouverts, ainsi qu’avec une diminution de l’activité exploratoire. L’évaluation comportementale effectuée à la fin de l’expérimentation par la mise en place des animaux individuellement dans un dispositif expérimental pendant 5 minutes, va engendrer un stress modéré des animaux par l’isolement et la perte des interactions sociales entre congénères durant ce laps de temps.
Devenir
A l’issue de chacune des 2 procédures expérimentales, les 80 rats seront euthanasiés afin de permettre le prélèvement de du colon et de la matière fécale contenue dans celui-ci pour la réalisation d’un ensemble d’analyses.
Remplacement
Des études préliminaires effectuées in vitro sur des cultures de cellules intestinales ont permis de sélectionner ces 2 substances pharmaceutiques ayant démontré les effets anti-inflammatoires les plus probants. Nous souhaitons donc maintenant confirmer ces effets anti-inflammatoires dans un modèle bien caractérisé de colite ulcérative. Le remplacement des expérimentations animales par des méthodes alternatives n’est pas envisageable dans le contexte de ce projet. Il n’est en effet pas possible d’utiliser des modèles in vitro ou ex vivo permettant d’évaluer les effets de substances pharmaceutiques sur l’inflammation intestinale qui est un processus complexe impliquant le système digestif, le système immunitaire et le microbiote intestinal, et sur l’évaluation comportementale. Cela ne peut être appréhendé qu’in vivo sur un modèle animal.
Réduction
Nous utiliserons le nombre minimum d’animaux nécessaire à la réalisation de ce projet et permettant d’obtenir des résultats prédictifs et représentatifs. Ce nombre a été déterminé à partir des résultats d’études précédemment menées par notre laboratoire sur ce modèle expérimental de colite ulcérative ayant montré des effets "forts" de traitements sur l’inflammation intestinale générée, l’évolution pondérale et les paramètres comportementaux évalués dans un test comportemental spécifique à la fin de la période de traitement. Nous utiliserons ainsi 8 animaux par groupe expérimental pour chacune des 2 études en traitement préventif et curatif. A l’issue des expérimentations, une analyse statistique de l’ensemble des données générées sera réalisée.
Raffinement
Les animaux seront hébergés dans des cages standards répondant aux normes européennes actuelles avec un enrichissement adapté, et ils auront accès à la nourriture et à l’eau ad libitum. Une attention toute particulière sera portée aux animaux après l’induction de la colite ulcérative, lors de la réalisation des traitements et la réalisation de l’évaluation comportementale. Les animaux seront observés plusieurs fois par jour tout au long de l’expérimentation par du personnel qualifié, week-end et jours fériés inclus. Un suivi régulier et/ou quotidien de leur poids et de leurs consommations alimentaire et hydrique sera effectué tout au long de l’expérimentation, de même qu’une observation spécifique de leur comportement dans leur cage pour évaluer le niveau de douleur ressentie au travers de l’observation de leur activité, de leur posture, de l’état de leur fourrure et de l’ouverture de leurs yeux. Cela permettra ainsi d’évaluer l’effet antidouleur de chaque substance pharmaceutique testée sur la pathologie induite et de la comparer à celui des autres groupes de traitement. L’évaluation de la douleur ressentie se fera également par la réalisation d’un test comportemental 24 heures après le dernier traitement oral et juste avant leur euthanasie, pour évaluer l’activité exploratoire des animaux au travers de différents paramètres. Le but de cette étude étant d’évaluer les effets anti-inflammatoires des 2 substances pharmaceutiques qui seront testées, il ne sera pas possible d’administrer de traitement antidouleur qui interférerait avec les résultats de l’étude et leur interprétation. Cependant, la surveillance de points limites définis permettra d’isoler voire d’exclure éventuellement des animaux avec une prise en charge en conformité avec les recommandations éthiques.
Choix des espèces
Le rat est un modèle très utilisé pour les études dans le domaine de l’inflammation et notamment le modèle d’ulcération colique induit par l'agent chimique utilisé qui est reconnu par la Communauté Scientifique Internationale. C'est donc l’espèce animale la plus appropriée pour ce type d’étude. Les animaux seront de jeunes rats âgés de 6 à 9 semaines et d’un poids de 175-250 g à l’arrivée au laboratoire pour les 2 études à réaliser, correspondant à l’âge et au poids de rats que nous utilisons pour la réalisation d’expérimentations sur ce modèle de colite ulcérative. Lors de l’induction de l’ulcération colique pour les 2 études à réaliser, tous les animaux auront ainsi le même âge, 9-10 semaines, et environ le même poids, 250-275 g, conditions expérimentales que nous avons validées sur ce modèle de colite ulcérative avec des rats de cet âge et de ce poids.
Modèle de cholangiopathies obstructives
- Recherche fondamentale
- Oncologie
- Système endocrinien
- Système gastrointestinal
Hamsters dorés : 1700
Tous tués pour prélever les organes visés, 1 700 souris et 1 700 hamsters dorés vont être utilisés dans des procédures impliquant un niveau de souffrance sévère. Le canal qui évacue la bile leur est ligaturé chirurgicalement, ce qui provoque une jaunisse, une inflammation et une fibrose du foie, avec une douleur que le porteur qualifie lui-même de modérée à sévère. Suivent jusqu'à deux administrations quotidiennes pendant quatre semaines, deux prises de sang et vingt-six heures seuls sur une grille en cage métabolique. Le porteur décrit des cultures cellulaires de plus en plus développées pour imiter les organes, puis conclut qu'elles ne reflètent pas assez fidèlement la complexité de l'organisme.
Objectifs
Les cholangiopathies obstructives (obstruction des voies biliaires due par exemple à des calculs biliaires) sont des maladies pour lesquelles il n'existe pas de traitements efficaces et qui nécessitent le développement de nouvelles stratégies thérapeutiques. Ces maladies touchent les enfants et les adultes et les traitements existants ne font que ralentir la progression de l'inflammation. Les modèles pré-cliniques de ligature du canal cholédoque sont un outil important pour comprendre la maladie. Ils permettront de mieux comprendre les voies de réparation hépatique, et pourront, en fin de compte, aider à définir de nouvelles thérapies médicales.
Bénéfices attendus
Les cholangiopathies obstructives sont des maladies pour lesquelles il n'existe pas de traitements efficaces et qui nécessitent le développement de nouvelles stratégies thérapeutiques. Ces maladies touchent les enfants et les adultes et les traitements existants ralentissent la progression de la cholangite primaire. Cependant, aucun médicament n'agit sur la cholangite sclérosante/obstructive. La solution actuelle est la transplantation du foie. Ces modèles permettent de tester rapidement l’efficacité de différentes thérapies. Par conséquence, après validation clinique, cela permettra d’avoir une alternative à la transplantation de foie.
Procédures
Les animaux seront opérés pour ligaturer le canal cholédoque (qui sécrète la bile) pour induire le modèle souhaité. La chirurgie est faite sous couverture analgésique adaptée. Les composés à tester/de référence seront administrés jusqu’à deux fois par jour par toutes voies possibles : orale, sous-cutanée et intrapéritonéale sur animal vigile et intraveineuse sur animal anesthésié (pendant maximum 4 semaines). L'administration dure environ 1 minute sur animal vigile et 5 minutes sur animal anesthésié. Deux prélèvements de sang seront réalisés au cours de la vie de l’animal (3 jours après la chirurgie, puis en milieu de phase de traitement) afin de suivre des paramètres biologiques ou l’élimination des produits testés. Un prélèvement de sang dure environ 2 minutes par animal. Pour mesurer l'impact sur la fonction rénale des animaux, nous mesurerons divers paramètres urinaires en cage métabolique uniquement en fin de projet. Les récoltes d'urine se feront sur 24h en cage métabolique.
Impact sur les animaux
La chirurgie cause une obstruction du canal qui altère l'écoulement de la bile dans les voies biliaires intra et/ou extrahépatiques. Cela induit une réponse inflammatoire et induit le développement d’une fibrose hépatique. La chirurgie est effectuée sous couverture analgésique adaptée mais les conséquences de la ligature du canal cholédoque seront une jaunisse, une douleur modérée à sévère qui sera encadrée par des points limites bien définis. Les prélèvements de sang et des traitements peuvent induire un stress pour l’animal. La collecte d’urine en cage métabolique implique un isolement des animaux, sur grille pendant 26h. Les cages étant transparentes, et non hermétiques, les animaux se voient et se sentent. Cet hébergement individuel peut entrainer un stress modéré.
Devenir
Tous les animaux seront euthanasiés pour prélever les organes cibles.
Remplacement
Des projets de cultures ainsi que de co-cultures cellulaires sont de plus en plus développés pour tenter de mimer les différents organes. Ce seront des alternatives à l'utilisation de l'animal, notamment pour les études de screening, de toxicité et d'efficacité sur l’organe cible. Cependant, ces modèles ne sont encore suffisamment développés et ne sont pas un miroir suffisamment fiable de ce qu'il se passe dans la complexité de l’organisme. Les dysfonctions associées à l’obstruction du canal cholédoque notamment au niveau du foie, de l’intestin et des reins ne peuvent être envisagées et reproduites que dans un système in vivo pour le moment.
Réduction
Toutes les étapes de la procédure seront réalisées sur le même animal. Des étapes de screening sont réalisées afin d’obtenir des groupes homogènes et les animaux ayant les meilleurs critères permettant d’avoir des données fiables et exploitables en fin d’étude et d’éviter de répéter plusieurs fois la dite étude. Nous effectuerons des tests statistiques, le nombre de données par groupe nécessaire pour être statistiquement robuste et donc pouvoir conclure sur l’effet d’un traitement est de 10.
Raffinement
En termes de raffinement, les animaux sont hébergés en groupe pour respecter les normes d’hébergement compte-tenu du poids et puisque la souris est un animal social. De l’enrichissement est également ajouté dans les cages d’hébergement afin de répondre aux différents besoins de la souris : nidification, grignotage, etc. Suite à la chirurgie, les animaux seront remis en collectif, avec une litière cellulose, et l’état physique des animaux est monitoré et scoré 2 fois par jour pendant 3 jours, c’est-à-dire jusqu’à stabilisation du phénotype, puis 1 fois par jour tout le long du projet. En cas de déshydratation, une injection sous cutanée de soluté de réhydratation est envisagée. En cas d’hypothermie, l’animal peut être placé en armoire chauffante. Dans le cas d’atteintes sévères, l’animal est euthanasié. Parce qu’elle est stressante et peut induire une perte de poids, la procédure impliquant l’utilisation de cage métabolique se fait la veille de l’euthanasie. Pour limiter le stress, les cages étant transparentes et les unes à côté des autres, les souris peuvent voir et sentir leur congénère à proximité.
Choix des espèces
Les souris et les hamsters sont des modèles de rongeurs qui ont une vésicule biliaire comme l’Homme et la production et le transport des acides biliaires sont similaires à celui décrit chez l’Homme. L’obstruction du canal cholédoque permettra de tester rapidement l’efficacité de différentes thérapies. Dû à la complexité du modèle, des souris/hamsters adultes (à partir de 8 semaines) seront utilisés.
Role du récepteur MRGPRE dans la physiologie et la physiopathologie de la douleur inflammatoire somatique et intestinale
- Recherche appliquée
- Troubles gastrointestinaux
- Troubles sensoriels
- Recherche fondamentale
- Éthologie / comportement / biologie animale
- Oncologie
- Organes sensoriels
- Système gastrointestinal
- Système immunitaire
- Système nerveux
Incision chirurgicale de la patte, injection d'une solution inflammatoire sous la voûte plantaire, implantation d'électrodes puis distension du côlon par un ballon gonflable, l'animal maintenu une heure dans un tube de contention : 4 032 souris vont être utilisées ainsi, toutes tuées à l'issue, dont 1 824 dans des procédures impliquant un niveau de souffrance sévère. Il s'agit d'établir le rôle d'un récepteur dont la fonction reste inconnue dans la douleur et l'inflammation intestinales. Les souris qui perdent plus de 20 % de leur poids ou saignent abondamment dans leurs selles sont retirées et tuées. Le porteur qualifie de "peu invasifs" les protocoles de mesure du transit, qui comprennent l'introduction dans le côlon d'une bille de la taille d'une fèces.
Objectifs
Nous avons récemment identifié le récepteur MrgprE comme un récepteur orphelin exprimé à la fois par les neurones sensoriels, les neurones du système nerveux entérique, certaines cellules immunitaire et épithéliales intestinales chez la souris. La fonction de ce récepteur dans l'intestin et l’hypersensibilité somatique et viscérale reste inconnue que ce soit dans un contexte physiologique ou pathologique. L'objectif général de ce projet est donc d'étudier le rôle de MrgprE dans la physiologie, l'inflammation et la douleur somatique et intestinale (du fait de son expression dans le tractus digestif et les neurones sensitifs).
Bénéfices attendus
Ce projet permettra de découvrir la biologie d'un nouveau récepteur : MrgprE, et de décrypter son implication dans le processus de la douleur et de l'inflammation intestinale. La prise en charge de la douleur repose actuellement sur des médicaments qui ont des effets secondaires, notamment les dérivés des opioïdes qui induisent une habituation et une dépendance. Par conséquent, MrgprE pourrait constituer une cible pharmacologique intéressante pour remplacer les traitements actuels dela douleur mais aussi de l'inflammation intestinale.
Procédures
Les animaux seront smousi à: 1) Chrirurgie d'incision plantaire (5minutes par chirurgie) puis test d'hypersenibilité à 24h, 48 et 96h après opération 2) Injection intra plantaire sous cutanée de solution induisant l'inflammation sous anesthésie gazeuse (10 secondes par injection) puis test d'évaluation de l'hypersensibilité tous le jours pendant 4 jours. 3) Chirurgie d'implantation des électrodes (sous anesthésie et analgésie, délivré par voie intrapéritonéale, durée 2 secondes), durée de la chrirurgie d'envrion 20 minutes par souris. Hébergement en cage individuelle pendant trois jours après la chirurgie. Pour le test de comportement, les souris seront mises en contention dans des tubes et l'expérimentation durera 1 heure. 4) les souris seront gavées avec les différentes solutions de suivi du transit (temps de gavage de 5 secondes par souris), et l'insertion de la bille dans le colon se fera sous anethésie gazeuse et l'opération prendra 5 secondes. 5) L'injection des agonistes/antgonistes se fera en par voie intrapéritonéale et durera 2 secondes par injection.
Impact sur les animaux
- Les souris mutantes utilisées ne présentent à notre connaissance pas de défauts de comportement, ni de déficiences immunitaires ni de létalité à l’état basal. -Les protocoles utilisés pour évaluer les temps de transit sont peu invasifs (gavage ou introduction d'une bille de la taille d’une fèces dans le colon) et seront conduits par des personnes expérimentées. La manipulation pouvant cependant générer un stress pour les souris, elles seront dès que possible anesthésiées à l'isoflurane pour minimiser leur stress pendant les procédures. -Les modèles d’inflammation somatique (incision plantaire et solution d’activation de l’inflammation) causeront un stress et une douleur de la patte chez l’animal et peuvent occasionner une boiterie. De ce fait, pour chacun des modèles, l’état général (mobilité, toilettage, sociabilité avec les autres animaux de la cage) et le poids seront suivit quotidiennement. Si jamais un animal perd plus de 20% de son poids initial, présente un état général non satisfaisant (immobilité, absence de toilettage, absence d'interactions), il sera écarté de l'expérience et euthanasié pour minimiser ses souffrances. -L'induction de l'inflammation colique par la solution d’activation de l’inflammation et la chirurgie causeront un stress chez l'animal. Celui-ci sera cependant suivit quotidiennement pour évaluer son état général (mobilité, toilettage, sociabilité avec les autres animaux de la cage), son poids, ainsi que la consistance de ses féces et la présence de sang dans les selles. Si jamais un animal perd plus de 20% de son poids initial, présente un état général non satisfaisant (immobilité, absence de toilettage, absence d'interactions), ou qu'il présente des saignements abondant dans les selles (nettement visible à l'œil nu), il sera écarté de l'expérience et euthanasié pour minimiser ses souffrances. - Lors de la chirurgie nécessaire à l'implantation des électrodes pour la mesure de la sensibilité viscérale, les animaux pourront décéder suite à l'anesthésie ou à la chirurgie. Suite à la chirurgie, les animaux pourront avoir une perte de poids et de la douleur. Lors de la distension colorectale, les animaux pourront être sujet à un stress dû à la contention de l'animal dans un tube, à la mise en place de la sonde et au gonflement du ballon. L'animal pourra aussi ressentir de la douleur viscérale lors de l'expérimentation.
Devenir
L'ensemble des animaux seront euthanasié à la fin de chaque procédure afin de réaliser des prélèvements tissulaires post-mortem.
Remplacement
Ce projet vise à étudier l'effet du récepteur MrgprE sur l’inflammation et la douleur somatique et intestinale chez la souris. Il n'existe pas à ce jour de modèle cellulaire satisfaisant qui puisse rendre compte de la diversité des interactions étudiées dans le contexte de ce projet. Devant la complexité de ces phénomènes, due notamment à l’implication de différents organes et types cellulaires, le recours aux modèles animaux est indispensable. De ce fait, les modèles de souris sont des éléments clés et incontournables pour étudier le rôle du récepteur MrgprE sur les phénomènes étudiés.
Réduction
Une veille bibliographique est/sera effectuée pour éviter de refaire des expérimentations déjà réalisées par d'autres équipes. Les croisements des souris, notamment les croisements incluant des souris Cre, seront réalisés de telle façon que toute la descendance soit utilisée lors des manipulations (contrôle et animaux d’intérêt issu de la même portée). Le nombre d'animaux (12 souris par groupe) a été consciencieusement établit avec le minimum nécessaire pour l'obtention de résultats statistiquement significatifs (en prenant en compte la variabilité interindividuelle). Nous avons déterminé le nombre d'animaux par lot en utilisant une analyse de puissance statistique.. Cela nous a permis de déterminer qu'un minimum de 12 animaux par lot est nécessaire pour détecter des différences significatives entre les groupes expérimentaux, en raison de la variabilité inter-individuelle présente dans les différents modèles utilisés.
Raffinement
Lors de leur arrivée dans la zootechnie d’expérimentation, quelle que soit leur origine, le souris auront une phase d’acclimatation dans une pièce séparée sur portoirs ventilés d’au moins cinq jours. Les souris seront hébergées à maximum 5 par cages en portoir ventilé dans un environnement contrôlé . L’enrichissement sera constitué d’une maison en plastique et de frisure de papier kraft pour faire un nid. Une étude rétrospective sera effectuée à la fin de chaque expérience pour déterminer les possibilités de diminution du nombre d'animaux et/ou d'amélioration des procédures pour diminuer la souffrance animale. Durant toute la période d’expérimentation, l’état général des animaux sera observé au minimum une fois par jour. Pour chaque procédure des points limites ont été défini pour limiter la douleur, la souffrance ou l’angoisse de l’animal et l'animal sera euthanasié s’il présente un de ces points limites d’arrêt de la procédure. De plus, les personnes responsables du projet ont été formées à l’utilisation des animaux à des fins scientifiques ; elles garantissent de la formation et de l’encadrement des autres expérimentateurs impliqués dans les procédures expérimentales. L’apprentissage et la maitrise des gestes techniques sont reportés dans les livrets de compétences des personnes concernées. Lors de la procédure chirurgicale nécessaire pour mesurer la sensibilité viscérale des souris, un mélange de produits analgésiants et anesthésiants sera utilisé comme anesthésie et le souris seront mise sur tapis chauffant pendant la procédure chirurgicale. Un anti-inflammatoire sera utilisée comme analgésique en phase post-opératoire. Tout au long de la vie des animaux, si nous détectons une perte de poids équivalente à 20% du poids d’origine, ou bien un comportement apathique, des plaies trop importantes (due aux altercations courantes chez les mâles) ou la présence de dents longues ou de prolapsus, les animaux seront euthanasiés.
Choix des espèces
Les méthodes alternatives, permettant une évaluation de l’inflammation et de la douleur ne sont pas développées à l’heure actuelle, du fait que la douleur et l'inflammation sont des réactions intégrées de l'organisme entier impossible à ce jour à reproduire in vitro dans leur intégralité. Ainsi, ces limitations rendent incontournables le recours à l’expérimentation animale afin de valider de nouvelles cibles thérapeutiques dans l’inflammation et la douleur qui représentent des problèmes de santé publique. Enfin, tous les animaux transgéniques nécessaires à la réalisation de ce projet sont disponibles chez la souris et sont déjà dans le laboratoire. Les animaux seront utilisés entre 8 et 16 semaines ce qui correspond à de jeunes adultes qui possèdent un système immunitaire bien développé et mature.
Impact d’un dérivé lipidique d’origine hépatique dans le développement des maladies cardiovasculaires chez la souris
- Recherche fondamentale
- Oncologie
- Système cardiaque
- Système endocrinien
- Système gastrointestinal
Pour relier la stéatose du foie aux troubles cardiaques, 960 souris sont rendues obèses et diabétiques par un régime suivi pendant 16 à 24 semaines. Elles vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré et toutes tuées pour prélever leur foie, leur cœur et leur tissu adipeux. S'y ajoutent une injection quotidienne pendant 12 à 24 semaines, deux injections par jour deux fois par semaine pour induire une fibrose du foie, des mises à jeun, des gavages avec risque de lésion de l'œsophage, six prises de sang en deux heures et des explorations cardiaques sous anesthésie. Le porteur indique qu'un traitement agissant sur la voie étudiée est déjà commercialisé contre des maladies auto-immunes et pourrait voir son indication étendue.
Objectifs
La prévalence des maladies métaboliques du foie (MASLD) est en constante augmentation et touche environ un tiers de la population mondiale. Les études de cohortes chez l’Homme ont révélé son lien complexe avec les maladies cardiovasculaires. La MASLD a été associée à un risque accru de cardiopathie métabolique (CM) incluant arythmie, cardiopathie ischémique et insuffisance cardiaque. L'impact de la MASLD sur la CM va au-delà des facteurs de risque traditionnels et prédit de manière indépendante le risque de mortalité cardiovasculaire. Ces observations soulignent la nécessité d'étudier les liens entre la MASLD et la CM pour comprendre comment les troubles métaboliques hépatiques peuvent influencer la pathogénèse de la cardiopathie métabolique.
Bénéfices attendus
Les stéatopathies métaboliques (MASLD) sont en pleine expansion car elles sont très associées au développement de l’obésité et du diabète de type 2. Elles affectent environ 40 pourcent de la population mondiale. La morbi-mortalité cardiovasculaire représente la première cause de décès chez ces patients atteints de MASLD. Ce projet a pour but de comprendre le rôle d'un lipide particulier d’origine hépatique et de ses récepteurs cardiaques dans la physiopathologie de la cardiopathie métabolique. En effet, cet axe pourrait être une cible thérapeutique dans le traitement de ces maladies étant donné que des agonistes de cette voie existent actuellement sur le marché et sont utilisés dans le cadre de maladies auto-immunes et inflammatoire. Ce traitement déjà sur le marché pourrait avoir une extension de son indication pour les patients avec MASLD présentant une cardiopathie métabolique.
Procédures
Les animaux sont soumis à une injection pour l'administration d'un agent viral (sous anesthésie, une fois, quelques minutes) et seront nourris avec des régimes spéciaux (régime induisant une obésité, un foie gras, une inflammation hépatique (animal vigil, en continu pendant 16 à 24 semaines ) ou un traitement injectable pour induire une fibrose hépatique (animal vigil, 2 fois par semaine pendant 12 semaines, 1 minute). Pour les animaux recevant le traitement ou un placebo, une injection par jour sera réalisée pendant 12 à 24 semaines sur animal vigil, 1 min. Pour les souris sous traitement induisant une fibrose hépatique, le nombre d'injections est porté à 2 par jour 2 fois par semaine. Des explorations métaboliques seront réalisées pour explorer la sévérité du diabète (animal vigil, 2 fois car un pour le test de tolérance à l'insuline et un pour le test de tolérance au glucose), 6 prélèvements de sang de faible volume au total sur une période de 2h) ainsi que des analyses cardiaques (sous anesthésie, 2 fois car un pour l'enregistrement du rythme cardiaque à l'électrocardiogramme et un pour l'échographie cardiaque), 10 minutes). En fin de projet, un dernier prélèvement sanguin sera réalisé (animal anesthésié, 1 fois, 1 minute).
Impact sur les animaux
Les effets indésirables notoires seront 1) dans de rares cas, une détresse cardiorespiratoire à l’anesthésie (électrocardiogramme, échocardiographie) 2) les conséquences de la maladie hépatique (insulinorésistance, diabète, obésité) et les conséquences sur le coeur (arythmie, insuffisance cardiaque) 3) le stress et la douleur légère lié à la manipulation et la contention durant les tests métaboliques (tests de tolérance à l'insuline et test de tolérance au glucose), mise à jeun avec la sensation de faim, risque de lésion/irritation oesophagienne lors du gavage 4) le stress et la douleur légère de courte durée liée au prélévement de sang lors des tests métaboliques 5) la douleur ponctuelle liée à l'injection 6) risque de saignement ou d'hématome lors des injections.
Devenir
Une fois les explorations cardiaques réalisées au terme du régime et du traitement, les souris seront euthanasiées par une méthode réglementaire afin de prélever les tissus d’intérêt (tissus adipeux, foie et coeur) en vue d’analyses.
Remplacement
Le projet a pour but de comprendre l’influence du métabolisme hépatique en cas de MASLD sur l’activité cardiaque. Comme nous travaillons sur les modifications à l’échelle de l’organisme, il est nécessaire d’utiliser un modèle expérimental proche de la pathologie ciblée dans notre étude. Toutefois, des biopsies de tissu provenant d'études antérieures seront utilisées pour ne pas reproduire les expériences
Réduction
Le nombre total d’animaux sera de 960 souris. Ce nombre a été calculé grace à un test de puissance afin d'obtenir des résultats statistiquement fiables. Nous chercherons à regrouper les expérimentations dans le but de réduire le nombre d’animaux contrôles. L’étude sera arrêtée si les expériences initiales ne confortent pas l’hypothèse de travail.
Raffinement
Les conditions d’hébergement sont conformes à la réglementation. Les animaux sont hébergés avec leurs congénères (l’hébergement individuel est limité au maximum) en portoirs ventilés avec un système d’abreuvement automatique et un accès ad libitum à la nourriture et l’eau (Changement de la litière, jusqu'à deux fois par semaine si nécessaire, en cas de souillure par les urines liée à l'apparition d'un diabète induit par les différents régimes/traitement Nourriture hydratée en fond de cage pour les animaux obèses ou qui perdent du poids). Le milieu est enrichi avec deux enrichissements minimum et les animaux sont vérifiés quotidiennement. Le projet a été mis au point afin de permettre une interprétation fiable des résultats dans le respect du bien-être animal. La douleur et le stress sont limités en apportant des soins adaptés (anesthésie) ainsi qu’une surveillance attentive accompagnée de points limites suffisamment prédictifs et précoces. Les souris sous régime ou traitement fibrotique seront surveillées quotidiennement. La prise de poids est effectuée de manière hebdomadaire. Les points limites sont évalués par un personnel compétent. Lors des anesthésies, application d'un gel olphtalmique pour la protection oculaire, utilisation tapis chauffant (37 degrés celcius) pour limiter l’hypothermie durant l'anesthésie
Choix des espèces
Le modèle murin est utilisé dans ce projet car les modèles génétiques d’obésité et de diabète ont été validés chez la souris. Sa physiologie est connue et il est bien décrit qu'un régime obésogène et ou diabétogène est capable d'induire une insulinorésistance quelques semaines après le régime. Les animaux seront étudiés à partir de 6-8 semaines de vie car atteinte de la maturité sexuelle et les souris sont métaboliquement stables (arrêt de la croissance), et pour la reproductibilité et standardisation des résultats internationaux (les études déjà publiées travaillant sur l'obésité et le diabète utilisent ces souris à partir de ces âges)
Impact de consortia bactériens et de métabolites bactériens sur l’axe microbiote-intestin-cerveau dans un modèle de porcelets Yucatan
- Recherche fondamentale
- Système gastrointestinal
- Système immunitaire
Tous tués en fin d'expérience pour prélever leurs tissus digestifs et des zones ciblées de leur cerveau, 100 porcelets Yucatan sont séparés de leur mère à deux jours de vie et nourris avec des préparations pour nourrissons. Les procédures relèvent d'un niveau de souffrance léger, la séparation maternelle et le changement d'aliment pouvant entraîner une baisse d'appétit et une perte de poids. Deux prélèvements de fèces sont réalisés, par stimulation manuelle au thermomètre si la défécation naturelle ne suffit pas, le reste des mesures étant automatisé. La finalité est industrielle, rapprocher les préparations pour nourrissons du lait humain, et le porteur retient le miniporc pour sa proximité digestive et microbienne avec le nourrisson.
Objectifs
L'objectif du projet est d'étudier l'impact de la supplémentation des préparations pour nourrisson en composés bioactifs sur la physiologie, le métabolisme et le comportement (alimentaire et social) chez le nouveau-né. En complément des investigations in vitro sur modèles cellulaires, des investigations sur modèles animaux sont nécessaires pour une évaluation globale des effets des préparations pour nourrisson sur la santé des jeunes individus, en intégrant notamment les interactions entre les organes et tissus et la composante microbienne, non reproductibles dans leur complexité in vitro, ainsi que les comportements alimentaires. Les préparations pour nourrisson différeront par leur composition en composés bioactifs; ces composés bioactifs sont des molécules identifiées dans le lait de femme. La mesure de la consommation alimentaire, du poids corporel, des comportements et du microbiote fécal chez les animaux vigiles et l'analyse des tissus post-mortem permettront de mieux comprendre le rôle des composés bioactifs du lait humain afin de pourvoir optimiser la composition des préparations pour nourrissons à destination des enfants qui ne sont pas allaités.
Bénéfices attendus
Le projet permettra d’évaluer l'impact de mélanges de composés bioactifs présents dans le lait de femme sur la santé du nouveau-né. Ce projet participera à l’amélioration des propriétés fonctionnelles des préparations pour nourrisson en vue de rapprocher leur bénéfice santé de celui du lait maternel.
Procédures
Deux prélèvements de fèces seront réalisés au moment de la défécation naturelle des animaux dans la mesure du possible ou par stimulation manuelle à l'aide d'un thermomètre si nécessaire. La durée du prélèvement n'excèdera pas 1 min. Les autres paramètres seront mesurés automatiquement sans manipulation des animaux : consommation alimentaire, poids et comportement social des porcelets. Tous les animaux concernés par la procédure (n = 100) seront euthanasiés à la fin de l’expérience pour réaliser des prélèvements post-mortem de tissus et contenus digestifs et de zones cérébrales ciblées.
Impact sur les animaux
La séparation de la mère et l'adaptation au nouvel aliment (une préparation pour nourrisson) peuvent entrainer une baisse d'appétit transitoire induisant ponctuellement une perte de poids modérée.
Devenir
Afin de caractériser l'effet biologique des traitements alimentaires, nous devons collecter en fin d'expérimentation des tissus et contenus digestifs et des zones cérébrales. Pour cela, tous les animaux seront euthanasiés à la fin de l’expérience. L'analyse moléculaire et histologique des tissus intestinaux et cérébraux et l'étude de la composition du microbiote dans différents segments de l'intestin est indispensable pour évaluer l'effet des traitements alimentaires testés.
Remplacement
Des expériences in vitro seront menées au préalable pour étudier la fonctionnalité des composés testés. Cependant, le projet s’intéressant à l’impact de l’alimentation sur les fonctions physiologiques du nourrisson, l’utilisation d’un modèle animal vivant reste indispensable pour une évaluation globale de l’effet des composés bioactifs du lait de femmes. Le porcelet a été choisi pour sa proximité physiologique avec le nourrisson.
Réduction
Les effectifs ont été calculés pour permettre une évaluation statistiquement significative des effets attendus (réponses physiologiques). Le calcul du nombre d'animaux tient compte de la variabilité des paramètres analysés. Un calcul de puissance a été réalisé pour évaluer ce nombre en s'appuyant sur les données préliminaires disponibles.
Raffinement
L’alimentation sera adaptée aux besoins nutritionnels des porcelets. Les compétences et l’expérience des expérimentateurs garantissent le respect du bien-être animal. Des points limites ont été établis, entraînant la sortie de protocole ou l’euthanasie anticipée de l’animal en cas de nécessité. Les animaux seront élevés en groupes, favorisant le bien-être et les interactions sociales. Des enrichissements de nature variable seront apportés dans leur case et seront régulièrement changés pour favoriser la motivation des animaux à s’intéresser à de nouveaux objets.
Choix des espèces
Le modèle miniporc Yucatan est un modèle qui a une grande proximité physiologique avec l’homme, notamment au niveau de sa taille, de son système digestif et de son microbiote intestinal. Il s’agit d’un animal omnivore monogastrique, ce qui en fait un modèle très recherché pour les recherches en nutrition humaine. S’intéressant à l’alimentation infantile, les porcelets inclus dans le protocole seront des nouveau-nés de 2 jours d’âge. La taille et la maturité des porcelets à la naissance sont compatibles avec un allaitement avec des préparations pour nourrisson dès les premiers jours de vie.
Exploration de la physiopathologie des lésions colorectales induites par une irradiation localisée à dose fractionnée dans un modèle de souris C57BL/6JRj.
- Recherche fondamentale
- Système gastrointestinal
Irradiées trois fois au niveau du côlon sous anesthésie, à deux ou trois jours d'intervalle, puis traitées par jusqu'à vingt-cinq injections, 1 248 souris vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré pour 1 094 d'entre elles et sévère pour 154. Toutes sont tuées à l'issue pour le prélèvement des tissus coliques. Le projet porte sur les séquelles intestinales tardives des radiothérapies pelviennes et sur ce qu'y ajoute l'immunothérapie, en irradiant des tissus sains. Le porteur écrit qu'à cette dose les animaux ne perdent pas de poids, et indique quelques lignes plus loin qu'environ 20 % d'entre eux meurent avant la date prévue de mise à mort dans le protocole à douze semaines.
Objectifs
L’objectif de ce projet est de mieux comprendre les mécanismes cellulaires et moléculaires au niveau du côlon qui sont responsables des séquelles tardives des irradiations de la zone pelvienne occasionnés par la radiothérapie et la combinaison de traitements d’immunothérapie et radiothérapie.
Bénéfices attendus
La radiothérapie externe est l’un des traitements incontournables dans la prise en charge des cancers (60% des patients en bénéficient). L’objectif est la recherche d’un compromis entre le contrôle du volume de la tumeur et les dommages aux tissus sains, situés autour de la tumeur. En effet, l’irradiation des tissus sains de la zone pelvienne entraîne de nombreux effets toxiques au niveau de certains organes tels que le côlon, le rectum ou l’intestin grêle dits « organes radiosensibles » du fait d’une forte capacité d’auto-renouvèlement des cellules et aussi d’une forte sensibilité aux rayonnements ionisants. La toxicité radio-induite du tissu intestinal peut entrainer chez certains patients des séquelles à long terme, altérer fortement la qualité de vie du patient voire même dans les cas les plus sévères engager son pronostic vital. L’ensemble et la complexité des séquelles induites suite à une radiothérapie pelvienne ont amené à la définition d’une nouvelle maladie, la « Pelvic Radiation Disease » ou PRD. Aujourd’hui, les traitements combinés, radiothérapie et immunothérapie, par l’utilisation d’inhibiteur de checkpoint, ont montré des bénéfices majeurs dans certains cas de cancers. Ce projet étudiera les conséquences de ces traitements sur le développement des lésions à court et long terme.
Procédures
Les animaux seront irradiés localement sous anesthésie : 3 irradiations de 7-8 min à deux ou trois jours d’intervalle (soit 10 min d’anesthésie au maximum). Pour chaque irradiation, les animaux sont transférés sur la plateforme (5 min aller, 5 min retour). Les souris recevront un traitement par injection (produit aqueux) 3 fois par semaine pour le protocole aigu (soit 6 injections maximum) et 2 fois par semaine pour le protocole tardif (soit 25 injections maximum).
Impact sur les animaux
Suite à l’irradiation locale du côlon en dose fractionnée, certaines souris vont présenter une dépilation au niveau de la zone d’irradiation et d’autres uniquement une décoloration des poils. A cette dose, les animaux ne perdent pas de poids. Pour le temps d’étude tardif (12 semaines) certains animaux peuvent décéder juste avant la date d’euthanasie. Les expériences précédentes montrent un taux de décès d’environ 20% selon les lots d’animaux. Les injections nécessitent une piqure pouvant entrainer une douleur légère et de courte durée. Ces actes seront réalisés dans le respect des bonnes pratiques. Il n’est pas attendu d’effet secondaire des produits administrés.
Devenir
Les animaux seront euthanasiés afin de prélever des tissus pour des analyses histologiques, cellulaires ou moléculaires indispensables aux analyses ultérieures.
Remplacement
Le développement des séquelles coliques nécessite l’interaction entre différents compartiments tissulaires (vasculaire, stromal, inflammatoire et épithélial), conditions retrouvées chez le modèle animal intégré. A ce jour, il n’existe pas d’alternative au modèle animal pour étudier les processus physiopathologiques des séquelles des radiothérapies pelviennes. Ce projet in vivo chez l’animal sera complété par des analyses chez l’homme dans le cadre d’une étude clinique cognitive de ce projet financé et par des analyses in vitro sur des organoïdes issus de colon de souris.
Réduction
Les modèles d’expérimentation pour l’étude tardive des lésions radio-induites sont fortement influencés par la physiologie. Dans le but d’effectuer des tests statistiques paramétriques sur les analyses histologiques, cellulaires et moléculaires des groupes de 10 à 20 animaux sont nécessaires en fonction du modèle et des mesures réalisées. Des tests statistiques seront réalisés afin de comparer tous les groupes entre eux.
Raffinement
Différentes mesures spécifiques sont prises pour réduire au maximum l’impact sur le bien-être des animaux - Hébergement en petit groupe (3 animaux par cage) avec enrichissement (coton et igloo en carton) - Observation quotidienne des animaux suivi du comportement et de leur aspect physique (aspect du poil, mobilité, prostration, pesée) - Pesée hebdomadaire (voire plus fréquente aux temps tardifs) - Mise à disposition des animaux, si besoin, de poches d’eau gélifiée (avec ou sans vitamines) et/ou croquettes humides selon l’état général de l’animal - Mise en place d’une ceinture pour limiter les risques d’irradiation de zone radiosensible.
Choix des espèces
Les modèles d’irradiation chez la souris permettent de reproduire des lésions colorectales et similaires à celles que l’on peut observer chez des patients ayant des séquelles graves des radiothérapies pelviennes. De nombreux outils pour les études moléculaires sont disponibles chez la souris. Pour reproduire la pathologie humaine, des animaux au stade jeune adulte sont utilisés (12 semaines).
Importance de l’activité mitochondriale des hépatocytes dans la progression des pathologies du foie liées à un dysfonctionnnement métabolique chez la souris
- Recherche appliquée
- Troubles gastrointestinaux
- Recherche fondamentale
- Oncologie
- Système endocrinien
- Système gastrointestinal
Une partie des souris de ce projet est opérée sous anesthésie générale et tuée avant tout réveil, pour que les cellules de leur foie soient isolées et mises en culture. 408 souris, mâles et femelles, vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré ou menées sous anesthésie sans réveil, toutes tuées à l'issue pour l'analyse de leur foie. Les autres, réparties en trois lots, reçoivent pendant 16 semaines un régime riche en graisses, l'un d'eux conçu pour provoquer une inflammation et une légère fibrose du foie, avec selon les lots des tests métaboliques après six heures de jeûne, cinq à six prises de sang en deux heures et 72 heures en cage individuelle, pour vérifier chez les femelles la protection contre la stéatose observée chez des mâles privés d'une protéine des mitochondries du foie. Sur le remplacement, le porteur invoque "la règle des 3R" et cite ses cultures d'"hépatocytes primaires de souris", pour lesquelles il prévoit 4 groupes de 50 souris.
Objectifs
Les maladies du foie associées à un dysfonctionnement métabolique (MASLD) débutent par la stéatose (une accumulation de graisse dans le foie) et peuvent progresser vers la stéato-hépatite (MASH) qui présente un état inflammatoire et un début de fibrose au niveau du tissu hépatique, et ce jusqu’à la fibrose/cirhhose. Au-delà des dysfonctionnements métaboliques du foie, ces pathologies sont également associées à la mortalité d’origine cardiovasculaire et à la survenue de carcinomes hépato-cellulaires. Il est donc important de comprendre les mécanismes qui amènent à leur progression. De nombreuses études soulignent un rôle de l’activité des mitochondries (organites intra-cellulaires entre autres responsables de la production d’énergie) dans le métabolisme du foie et dans la progression des MASLD. Mais la manière dont l’activité mitochondriale est potentiellement responsable de la progression des MASLD n’est pas clairement élucidée. Nous disposons d’un modèle dans lequel l’absence d’une protéine située au niveau de la membrane des mitochondries dans les hépatocytes de souris mâles a la capacité d’intensifier le processus de respiration mitochondriale couplée à la production d’énergie dans ces cellules et est corrélée avec une protection de ces animaux vis-à-vis de l’apparition d’une stéatose induite par un régime riche en graisse. Notre objectif est à présent de vérifier si ces résultats, initialement obtenus chez des mâles, peuvent également être confirmés chez des souris femelles, ce qui nous parait particulièrement important dans un contexte clinique où la survenue des MASLD a une fréquence différente en fonction du sexe des patients. Nous cherchons également à déterminer si une modulation de l’activité respiratoire mitochondriale, une fois la stéatose hépatique installée, a des vertus curatives, ce qui permettra d’envisager des voies thérapeutiques dans l’avenir. Enfin nous souhaitons déterminer si cette modulation de l’activité respiratoire mitochondriale a des vertus préventives également vis-à-vis de la progression de la stéatose en MASH. Enfin nous utiliserons des hépatocytes primaires en culture, afin d’élucider les mécanismes à l’origine des observations effectuées in vivo.
Bénéfices attendus
A terme, les résultats de ce projet permettront de comprendre plus précisément l’importance de notre protéine d'intérêt pour la fonction du foie. Ils permettront également de mettre en évidence des différences de réponses cellulaires entre mâles et femelles vis-à-vis de la progression des MASLD (maladies du foie liées à un dysfonctionnement métabolique), en particulier comment survient l’apparition d’un foie dit gras et comment cela peut évoluer en un foie inflammé et fibrosé . Nous résultats pourraient également permettre le développement de nouveaux médicaments ciblant les mitochondries, permettant ainsi de prévenir ou freiner le développement des maladies métaboliques et hépatiques chez les patients.
Procédures
Un premier lot d’animaux sera soumis à un régime riche en graisse (animal vigile, 16 semaines), période au cours de laquelle une moitié d’entre eux sera soumise à deux tests métaboliques pendant que l’autre moitié sera soumise à un test métabolique et à une mesure de la dépense énergétique. Les tests métaboliques sont tous précédés d’une mise à jeun de 6h et sont constitués d’une administration d’une solution (animal vigile, 5 sec, 1 fois), suivie de 5 à 6 prélèvements sanguins de faible volume sur une période de 2h. La mesure de la dépense énergétique implique un hébergement individuel temporaire (animal vigile, 72h). En fin de procédure, tous les animaux de ce premier lot seront soumis à un prélèvement sanguin (animal anesthésié, 1 min, 1 fois) pour la mesure de leurs paramètres biochimiques. Un second lot d’animaux sera soumis à un régime riche en graisse (animal vigile, 16 semaines), période au cours de laquelle chaque animal sera soumis à un prélèvement sanguin (animal vigile, 30 sec, 1 fois), à une injection intra-veineuse (animal anesthésié, 30 sec, 1 fois), et à un hébergement individuel (animal vigile, 72h). En fin de procédure, chacun des animaux du lot sera soumis à un prélèvement sanguin (animal anesthésié, 1 min, 1 fois). Un troisième lot d’animaux sera soumis à un régime riche en graisse capable d’induire une inflammation et une légère fibrose du foie (animal vigile, 16 semaines). Il sera également soumis à un prélèvement sanguin (animal anesthésié, 1 min, 1 fois). Enfin un quatrième lot d’animaux sera soumis à une procédure chirurgicale sans réveil (animaux sous anesthésie générale et analgésie, 1 fois 20 min).
Impact sur les animaux
Les régimes spéciaux peuvent faire varier le poids des animaux ce qui peut induire une modification de leurs déplacements et de leur mobilité. Les challenges métaboliques impliquent une mise à jeun de 6h en période diurne (période où les animaux ne se nourrissent normalement pas) qui ne provoque en général pas d’hypoglycémie mais les administrations de solutions en lien avec les challenges métaboliques peuvent en elles-même être source d’hyper- et d’hypoglycémies transitoires. Les prélèvements de sang peuvent induire une douleur légère de courte durée. Les injections peuvent engendrer une douleur légère de courte durée au site d'injection. L’hébergement individuel de courte durée pour la mesure de la dépense énergétique peut induire un stress chez les animaux. Les anesthésies comportent un risque de détresse respiratoire et d’arrêt cardiaque.
Devenir
Tous les animaux seront euthanasiés par une méthode réglementaire pour des analyses post-mortem. Concernant les 3 premiers lots d’animaux, les foies entiers seront collectés et leur analyse nous permettra d’évaluer la santé du foie en réponse aux différents régimes alimentaires et aux traitements à visée curative. Concernant le quatrième lot, une procédure chirurgicale sans réveil, réalisée sous anesthésie et analgésie, nous permettra d’isoler les cellules du foie pour effectuer des analyses plus poussées sur le fonctionnement de ces cellules, en présence ou absence de notre protéine d’intérêt. Ces résultats complémentaires devraient nous permettre d’expliquer les différents états de santé du foie observés chez les animaux.
Remplacement
Selon la règle des 3R, la caractérisation de notre protéine d'intérêt a d’abord été réalisée in vitro et dans un modèle invertébré. Ces modèles n’étant pas basés sur des pathologies des grands systèmes chez l’humain, ils ne permettent pas d’étudier son importance in vivo. Certaines questions d'intérêt scientifique nécessitent des expériences sur les animaux. Bien que nous réalisions des expériences sur les hépatocytes primaires de souris maintenus en culture, ainsi que l’exploration de certains mécanismes par simulation informatique, nous ne pouvons pas étudier la physiopathologie des maladies mitochondriales ex vivo car les phénomènes sont multifactoriels. Les modèles animaux sont nécessaires pour évaluer in vivo au cours de plusieurs mois le développement des altérations pathologiques propres aux organes en question.
Réduction
408 animaux seront utilisés pour ce projet. L’utilisation de souris génétiquement modifiées permettra de démontrer l’importance hépatique de notre protéine d'intérêt et son rôle potentiel dans la progression des maladies du foie associées à un dysfonctionnement métabolique (MASLD pour metabolic-associated steatotic liver disease) à la fois chez les mâles et femelles. Pour chaque condition de régimes, des groupes de 8 à 10 souris seront créés afin d’obtenir une puissance satisfaisante à la fin de l’étude pour des résultats significatifs. Pour l’isolement d’hépatocytes et leur mise en culture, 4 groupes de 50 animaux seront nécessaires afin de reproduire de manière fiable une variété d’expériences en culture cellulaire.
Raffinement
Les animaux sont stabulés en portoirs ventiles avec un système d'abreuvement automatique et un accès ad libitum à la nourriture. Les conditions de température et d'hygrométrie sont contrôlées et monitorées. Le cycle d'éclairage est de 12h par jour. Les animaux sont hébergés avec leurs congénères (5 par cage maximum) et l'isolement est évité au maximum. Les animaux sont acclimatés à l’animalerie et sont habitués à être manipulés avec un suivi de poids hebdomadaire qui permet de s’assurer du bon état de santé des animaux. Les animaux sont observés quotidiennement et tout comportement anormal sera directement communiqué à la personne responsable du projet. Nous n’attendons l’apparition d’aucun signe clinique. En particulier, les régimes alimentaires, déjà testés par notre équipe, ont été développés en vue de circonvenir aux effets délétères des précédents régimes qui engendraient d’importantes pertes de poids chez les animaux. Néanmoins, nous veillerons à détecter les premiers signes de douleurs visibles, de détresse ou de signes de toxicité qui pourraient être induits : respiratoire, abattement, perte de poids, dysfonctionnement hépatique. Nous appliquerons strictement les points limites définis dans le projet et la douleur sera limitée à son maximum. Lorsque cela est nécessaire une grille de score adaptée à la procédure sera mise en place. Les prélèvements sanguins et les injections seront réalisés sous anesthésie locale ou générale. La procédure chirurgicale sera réalisée sous anesthésie/analgésie.
Choix des espèces
Le choix de la souris est lié à deux considérations : 1) tous les gènes de la dynamique mitochondriale sont conservés chez la souris et l’homme, ainsi que leur fonction ; 2) la souris est le modèle de choix pour les techniques qui visent à introduire des mutations. Les modèles murins proposés présentent plusieurs avantages notamment la possibilité d’étudier le fonctionnement du foie dans un contexte physiologique où il communique avec tous les organes ainsi que d’étudier la réponse du foie et de l’organisme aux stress hépatiques comme la fibrose hépatique dans le cadre des MASLD (maladies du foie associées à un dysfonctionnement métabolique) et le diabète. Les souris seront mises en conditions expérimentales à partir de l’âge adulte de 8-10 semaines pour ne pas interférer avec leur développement.
Impact de la protéine HBSP du virus de l’hépatite B sur la réponse des cellules immunitaires au cours de de la carcinogenèse hépatique dans un modèle murin
- Recherche appliquée
- Maladies infectieuses
- Recherche fondamentale
- Oncologie
- Système gastrointestinal
- Système immunitaire
Une greffe chirurgicale de cellules tumorales dans le foie, sous anesthésie, de cinq à dix minutes, est pratiquée sur des souris dont une partie a déjà reçu une injection à quinze jours de vie. 840 souris vont être utilisées, toutes tuées pour prélever leur foie et leur rate, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. L'objectif est de mesurer l'effet d'une protéine du virus de l'hépatite B sur les cellules immunitaires qui entourent la tumeur, à un stade précoce de cancer du foie. Le porteur annonce des douleurs de suture et des complications per-opératoires possibles, hypothermie et saignement, et mentionne l'injection pratiquée à quinze jours de vie sans jamais dire ce qu'elle contient.
Objectifs
Le carcinome hépatocellulaire (CHC) se développe souvent sur un terrain cirrhotique associé à une inflammation chronique. Le virus de l’hépatite B (VHB) est le facteur de risque majeur du CHC. Le CHC est la seconde cause de mortalité par cancer dans le monde. Des travaux de recherche ont montré une corrélation entre certaines formes virales du VHB et la sévérité de l’atteinte hépatique jusqu’au cancer du foie. Ce projet a pour objectif de développer des travaux, portant sur l'impact de ces formes virales, via la modulation de la réponse immunitaire, au cours de la carcinogenèse hépatique. L’un des mécanismes semble passer par la modulation de l'infiltration immunitaire intratumorale. L'objectif est de caractériser la composante immunitaire dans le microenvironnement tumoral (TME) en présence de ces différentes formes virales. A l'aide de nouvelles approches et modèles expérimentaux, le mécanisme de l'impact pro-tumoral de ces formes virales du VHB à un stade cancer du foie précoce sera étudié. Ce projet présente l'avantage d'étudier spécifiquement le stade précoce du CHC établi (3 semaines post-transplantation)
Bénéfices attendus
L'objectif de ce projet est d'avoir une meilleure compréhension des mécanismes associés à la modulation de la carcinogenèse hépatique liée à l’infection par le virus de l'hépatite B (VHB), qui pourrait conduire au développement de nouvelles approches thérapeutiques améliorant la prise en charge de carcinome hépatocellulaire de patients. La principale hypothèse est qu'une protéine du VHB module le micro-environnement tumoral facilitant l’activité pro-tumorale de certaines sous populations immunitaires. Grâce aux modèles murins, la modulation de l'activité et/ou du recrutement de l'infiltrat immunitaire intra/péritumoral par cette protéine virale, exprimée dans les hépatocytes, sera déterminée. À terme, ces travaux de recherche pourraient permettre de bloquer ces interactions intercellulaires et, en conséquence, la progression du carcinome vers un stade tardif.
Procédures
Une injection unique à 15 jours de vie (une fois par animal concerné, d'une durée de 5 secondes) sur souris vigiles. Une injection de cellules tumorales du foie murin sera réalisée par greffe : cette transplantation chirurgicale sera réalisée sous anesthésie générale et couverte par des antalgiques en pré-opératoire, et en post-opératoire. Cette intervention ne sera réalisée qu'une fois par animal et sa durée est évaluée entre 5 à 10 minutes. Une euthanasie sera réalisée à la fin du projet de recherche à l'aide d'une méthode réglementaire.
Impact sur les animaux
La manipulation des souris, en particulier les injections, peuvent induire un stress et une douleur de courte durée au site d’injection ou encore une inflammation locale. L’anesthésie pourra engendrer une baisse de la thermorégulation et dans de rares cas une détresse cardio-respiratoire. La greffe au niveau du foie implique une chirurgie, les souris pourront donc éprouver de la douleur au niveau des sutures des plans cutanés et musculaires, ainsi que les complications per-opératoires (hypothermie, saignement) malgré une prise en charge médicamenteuse adaptée.
Devenir
L'ensemble des animaux sera euthanasié sous anesthésie afin de prélever le foie et la rate et permettre de réaliser de nombreuses analyses post-mortem (histologie, quantification de paramètres cliniques, virologiques et immunologiques...) pour répondre à la question scientifique. Cet acte nécessaire sera réalisé par du personnel compétent et selon les bonnes pratiques d'euthanasie des animaux en utilisant une méthode réglementaire.
Remplacement
Nous avons précédemment réalisé des cultures cellulaires en utilisant des modèles 2 et 3 dimensions de différentes lignées cellulaires et d'hépatocyes primaires afin d'étudier in vitro l'impact de l'expression de protéines du virus de l'hépatite B (VHB) sur la progression tumorale. Nous avons développé un modèle de co-culture en transwell permettant d'étudier les interactions entre les cellules d'hépatome exprimant ou non ces protéines du VHB et une sous-population immunitaire. Cependant, la mise en place d'un modèle in vitro récapitulant l'ensemble de la réponse immunitaire innée et acquise hépatique n'est pas encore disponible, même dans un modèle d'organoïdes multicellulaires. C'est pourquoi nous nous sommes tournés vers le modèle in vivo pour étudier l'impact de la présence d'une des protéines du VHB sur l'activation des différents acteurs du système immunitaire au cours du carcinome hépatocellulaire.
Réduction
Un total de 840 animaux seront inclus 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. Des souris contrôles seront réutilisées, si possible, entre différentes procédures afin de réduire le nombre d'animaux. A l'issue des procédures, de nombreux tissus seront récupérés sur chaque souris (sang, foie, rate, éventuelles métastases tumorales) afin de permettre de réaliser un grand nombre d'analyses sur une même souris.
Raffinement
Les conditions d’hébergement sont conformes à la réglementation pour l’espèce concernée et un suivi quotidien sera assuré par un personnel formé et compétent. De plus, les cages seront raffinées par la présence de lanières Kraft et des abris en carton et installées sur des portoirs ventilés. Aucune souris ne sera isolée dans une cage. Les animaux seront manipulés uniquement par du personnel qualifié et sensibilité au bien-être animal. Les procédures nécessitant l'endormissement de l'animal sont raffinées avec un protocole d’anesthésie et d’analgésie approprié, la gestion du risque d’hypothermie par l’utilisation d’une lampe chauffante ou d'un tapis chauffant durant les manipulations des animaux sous anesthésie, et l’ajout d’un gel de protection oculaire pour éviter toute sécheresse oculaire si besoin. Des points limites sont définis et respectés de manière à éviter toute souffrance des animaux. Si les points limites sont atteints, les animaux seront euthanasiés par une méthode réglementaire pour éviter toute souffrance inutile.
Choix des espèces
Le modèle murin génétiquement identique (syngénique) est un modèle parfaitement calibré à l'expérimentation animale. De plus, il existe une homologie relative avec l'Homme dans le fonctionement du système immunitaire et les interactions foie/autres tissus, que nous souhaitons explorer. Les animaux seront utilisés à deux stades de développement, soit à 15 jours de vie soit de 7 à 10 semaines de vie. L'établlissement d'un cancer du foie au stade précoce nécessitera une période allant de 3 semaines à 6 mois de suivi selon les différents modèles expérimentaux.
Caractérisation de la stéatohépatite associée à un dysfonctionnement métabolique précoce dans des modèles de trisomie 21
- Recherche fondamentale
- Système gastrointestinal
- Système nerveux
Des souris de seize lignées différentes, porteuses de duplications partielles reproduisant la trisomie 21, vont être utilisées pour repérer les gènes qui lient ce syndrome aux maladies du foie. Elles sont 720, dont 672 dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger et 48 sous anesthésie profonde sans réveil. Ces 48 souriceaux de sept et quinze jours reçoivent une ponction de sang directement dans le cœur et sont tués sans reprendre conscience. Les autres subissent dix semaines de régime appauvri ou enrichi en graisses, avec l'installation possible d'une maladie du foie, des difficultés à se déplacer et une perte de poids, puis des tests d'apprentissage rendus plus attirants par l'acidification de leur eau de boisson, avant d'être tuées pour le prélèvement d'organes.
Objectifs
Ce projet adopte une approche interdisciplinaire pour comprendre les pathologies du foie associées à des dysfonctionnements chez les personnes atteintes du Syndrome de Down (SD) ou Trisomie 21 (T21). La T21 affecte 1 naissance sur 1 000, c’est la déficience intellectuelle la plus courante et elle est souvent accompagnée de comorbidités comme l'obésité, le diabète et des pathologies du foie. Le projet s'appuie sur des recherches antérieures financées par l'UE, qui ont montré que la pathologie du foie est présente chez 82 % des personnes atteintes de T21 et d'obésité, et chez seulement 45 % des personnes atteintes de T21 avec un indice de masse corporelle moyen. Les études sur des modèles murins mimant la T21 ont révélé que cette pathologie du foie contribue aux troubles cognitifs. Ces modèles présentent une inflammation du foie, une accumulation d'acides biliaires, une diminution du cholestérol et une augmentation de la bilirubine dans le sang. De plus, une suractivation des voies inflammatoires est observée dans divers tissus, y compris le foie, les muscles, les tissus adipeux et le cerveau. L'hypothèse du projet est que la perturbation de la biologie des acides biliaires et du cholestérol, due à la présence de trois copies de certains gènes (Trisomie) au lieu de deux, est un facteur intrinsèque conduisant aux pathologies du foie dans la T21. Le projet utilisera 16 modèles murins de la T21 avec différentes duplications partielles pour identifier les gènes candidats et étudier leurs effets sur le métabolisme et la cognition. L'identification de ces gènes permettra également d'étudier l'origine du dysfonctionnement hépatique au cours du développement, en se concentrant sur la biologie des acides biliaires et du cholestérol de la naissance à l'âge adulte.
Bénéfices attendus
Ce projet permettra de mieux comprendre le rôle de l’obésité dans la trisomie 21 (T21). L’identification des gènes du chromosome 21 impliqués et la compréhension du changement dû à l’obesité est essentielles. En effet, de meilleures thérapeutiques peuvent être proposées pour cibler cette obésité et en réduire les conséquences directes sur les différents organes du corps, y compris le cerveau. Cette étude ouvrira la voie à de futures investigations et déclencher de nouvelles voies thérapeutiques. Le développement de médicaments nécessitera une compréhension approfondie de la physiopathologie de l’obesité dans la T21. De plus, seule une analyse et une compréhension détaillées de la régulation de l’obesité fourniront un ensemble de marqueurs moléculaires essentiels au développement d’un candidat médicament. La T21 est toujours la forme la plus courante de déficience intellectuelle. Même après un diagnostic prénatal, la prévalence est toujours d’environ 1 sur 2000 naissances dans les pays industrialisés, alors que dans d’autres endroits, le risque est d’environ 1 sur 700 nouveau nés. En Europe, la T21 est responsable de 8 % des troubles congénitaux et d'environ 17 000 décès dans le monde. Pour les enfants atteints, les chances de survie au-delà de la première année de vie se sont améliorées ces dernières années : 90 % des enfants atteints survivent désormais au-delà de 5 ans. Ce taux montre l'importance du besoin médical d'améliorer la qualité de vie des personnes atteintes. Le bénéfice majeur de ce projet sera de documenter les mécanismes génétiques et physiopathologiques aboutissant à l’obésité dans la T21, très peu investigués à ce jour, alors que l’obésité est une comorbidité largement présente chez plus de 30% des individus avec les patients T21.
Procédures
Les souris âgées de 7 et 15 jours auront un prélèvement de sang terminal (sans reveil) intracardiaque sous anesthésie profonde (quelques min) Les souris âgées de 60 jours ou plus auront un prélèvement de sang (5 min) après avoir réalisé ou non des tests de comportement non invasifs pour une évaluation de l’apprentissage et la mémoire. Deux groupes de souris seront nouries avec un régime appauvri ou enrichi en graisses pendant 10 semaines.
Impact sur les animaux
Nuisances liées à la maladie : L’installation d’une maladie hépatique peut entraîner une obésité, certaine gêne/douleur au niveau du foie en cas d’inflammation et/ou de fibrose. Dans le cas extrême d’évolution vers une insuffisance hépatique, les animaux pourraient présenter des signes de fatigue avec difficulté à se déplacer dans la cage et avoir une perte de poids. Nuisances liées au prélèvement de sang : Pour les souris nouveaux nés, le prélèvement de sang sous anesthésie peut engendrer un stress. Pour les souris plus âgées, le prélèvement du sang peut entrainer un stress lié à la contention et une douleur légère de courte durée au point de prélèvement. Celles liées aux tests de comportements : Les souris seront soumises à un stress léger lors des tests comportementaux (changement d’environement, changement ponctuel du pH de l’eau (acidification de l’eau de boisson en cage d’hébergement, qui rend plus appétent le lait sucré lors des tests d’apprentissage réalisés en dehors de la cage d’hébergement)) afin de favoriser l’apprentissage et ainsi réduire la durée des tests. Celles liées au régime alimentaire riche ou pauvre en graisses qui entraine : l’installation d’une maladie du foie impliquant une certaine gêne/douleur au niveau du foie en cas d’inflammation. Les animaux peuvent présenter des signes de fatigue (difficulté à se déplacer dans la cage), des crampes musculaires, une perte d’appétit, une perte de poids).
Devenir
Tous les animaux sont mis a mort à l'issue de chaque procédures et certtains organes seront prélevés pour des études histologiques et moléculaires.
Remplacement
L’étude de perturbations comme les maladies du foie est possible chez la souris qui récapitule plusieurs aspects moléculaires et histopathologiques de la pathologie humaine dans la trisomie 21. Le modèle souris mutante est essentiel pour élucider le rôle des différentes régions du chromosome humain 21 dans les déficits cognitifs et comportementaux observés chez les personnes atteintes de T21, car elles sont très utiles pour reproduire le déficit intellectuel de ce syndrome. Comme l'objectif du projet est d'étudier les comorbidités de la T21, et l'ensemble des processus d'obésité nécessitent non seulement des régulations au sein du tissu mais également des communications inter-organes et avec l'environnement, qui n'existent que dans l'organisme entier. Les organoides ne permettent pas ce niveau d’échange et d'intégration physiologique, d'où l'utilisation d’un modèle animal.
Réduction
Nos expériences de base sont construites sur des groupes de 16 animaux pour avoir un résultat significatif. Pour les tests de comportement, la taille des groupes a été déterminé grâce aux résultats de nos précédentes études qui nous ont permises de déterminer le nombre minimum d’animaux à utiliser, soit 16 (8 mâles et 8 femelles) par groupes pour avoir des résultats significatifs. Comme les tests comportementaux sont sans contraintes, certains animaux ne répondront pas, c'est pourquoi nous testerons 4 animaux de plus dans chaque groupe. D’autre part, la stratégie de croisement utilisées ne produit que les animaux nécessaires au déroulement du projet.
Raffinement
Un tube de transfert sera placé dans les cages pour manipuler les animaux sans les toucher et servira également comme enrichissement du milieu durant toute l’expérience, Les animaux aiment bien s’y réfugier et il servira aussi à éviter les contentions par la queue tout au long de leur vie, cela limitera le stress chronique. Tout le personnel impliqué est formé pour réaliser le prélèvement de sang et minimiser le stress. Les souris seront évaluées 2 fois par semaine pour détecter tout signe de souffrance. Des points limites suffisamment prédictifs et spécifiques au projet seront appliqués Nous utilisons notamment en score basé sur la mobilité des animaux. Les prises de sang à 7 et 15 jours après la naissance seront réalisées sous anesthésie de manière à limiter l’inconfort.
Choix des espèces
Il existe de nombreux modèles animaux d’obésité mais peu sont ceux qui récapitulent la physiologie, l'histologie, les résultats et les changements transcriptomiques observés chez les humains. Ces modèles sont différents de l’humain, soit parce qu'ils nécessitent des manipulations alimentaires non physiologiques, soit parce qu'ils ne présentent pas de résistance à l'insuline spécifique de la pathologie humaine. Ce qui n’est pas le cas chez la souris. De plus, la souris est l’espèce de choix pour générer des modèles de maladies humaines. Il existe un grand nombre de modèles murins qui miment la trisomie 21. De plus, son temps de génération associé aux techniques d’édition du génome existantes permettent de réaliser des études complexes et de récapituler de manière assez fidèle les mécanismes chez l’humain. Les souris seront utilisées à l'âge 7 et 15 jours après la naissance pour déterminer à quel moment se met en place l’obésité. Les animaux seront placés sous régime spécial, dès 10 semaines d’âge et pendant 10 semaines, soit l’âge adulte,moment où le développement cérébral est achevé. Les animaux seront prélevés à 60 jours après la naissance ou plus pour les groupes qui passeront les tests de comportement, soit l’âge adulte, moment où le développement cérébral est achevé, chez la souris, ce développement du cerveau se poursuit après la naissance.
Analyse de l’intégrité génomique et du microenvironnement tumoral lors du développement du cancer du foie dans le modèle murin.
- Recherche fondamentale
- Oncologie
- Système gastrointestinal
Injectées d'un grand volume de solution dans la circulation, ce qui dilate massivement leur foie pendant une trentaine de minutes, 2 520 souris vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Elles reçoivent une injection unique destinée à provoquer un cancer du foie, puis sont suivies par échographie sous anesthésie pendant trois à six mois, de deux à quinze examens selon les groupes. Le porteur présente ce suivi par imagerie comme une méthode "sans douleur ni intervention lourde" qui évite des mises à mort intermédiaires, alors que les animaux développent des tumeurs hépatiques et peuvent s'affaiblir et perdre du poids. Toutes sont tuées en fin de procédure, les prélèvements post-mortem étant présentés comme la seule voie d'analyse.
Objectifs
Le cancer du foie touche chaque année plus de 900 000 personnes dans le monde et cause environ 800 000 décès, ce qui en fait la troisième cause de mortalité par cancer. Ce cancer grave reste difficile à traiter, car les thérapies actuelles sont peu efficaces, avec un taux de réponse inférieur à 20 pourcent. Cette inefficacité s’explique en grande partie par la grande diversité des tumeurs, qui varient selon les patients et même au sein d’une même tumeur. Pour améliorer la prise en charge de cette maladie, notre projet vise à mieux comprendre les mécanismes précoces à l’origine du cancer du foie, en particulier ceux impliqués dans la transformation des hépatocytes (les cellules principales du foie). Nous étudions notamment le rôle de certains facteurs clés dans la stabilité du génome et dans la réponse immunitaire locale du foie. Ces recherches, menées sur des modèles animaux pendant 5 ans, pourraient contribuer à identifier de nouvelles cibles pour des traitements plus efficaces.
Bénéfices attendus
Les stratégies thérapeutiques actuelles contre le cancer du foie sont restreintes par notre compréhension insuffisante des processus cellulaires et moléculaires qui régulent la prolifération des hépatocytes, ainsi que du rôle du microenvironnement immunitaire dans le développement tumoral. Ce projet de recherche a pour objectif de mieux caractériser ces mécanismes et acteurs afin de concevoir de nouveaux outils de diagnostic et de pronostic pour améliorer la prise en charge des patients, et d'identifier de nouvelles pistes thérapeutiques prometteuses.
Procédures
Des animaux auront une injection permettant la perte d’expression de gènes d’intérêt (1 fois, 10 secondes/animal sous anesthésie générale) et recevront également une injection unique visant à mimer le cancer du foie (1 fois, 10 secondes/animal vigile). D’autres animaux recevront uniquement une seule injection visant à mimer le cancer du foie (1 fois, 10 secondes/animal vigile). L’ensemble de ces animaux seront suivis par échographie hépatique sous anesthésie générale pendant 10 minutes tous les 2 à 4 semaines ou toutes les semaines selon les conditions expérimentales (entre 2 échos minimum et 15 échos maximum) jusqu’à euthanasie à la fin de la procédure expérimentale (3-6 mois) par une méthode réglementaire.
Impact sur les animaux
L’injection intra-veineuse peut causer une légère douleur de courte durée au point d’injection et présenter un risque de saignement et/ou d’hématomes. Par ailleurs, l’injection d'un grand volume de solution dans la circulation systémique peut conduire à une douleur transitoire dans la région d'injection et conduire à une dilatation massive mais transitoire (inférieure à 30 minutes) du tissu hépatique et une augmentation de la volémie globale. Au cours de l’anesthésie gazeuse lors de l’échographie du foie, une dépression cardio-vasculaire peut se produire ainsi qu’un stress thermique. Enfin, de par le développement tumoral attendu au niveau du foie, les animaux pourraient être sujets à une altération de leur état général (asthénie, perte de poids...).
Devenir
Des prélèvements et analyses sont nécessaires post-mortem et cela implique donc l’euthanasie (par une méthode réglementaire de l’ensemble des animaux).
Remplacement
Pour la réalisation de ce projet, l'utilisation d'animaux vivants, en l’occurrence dans notre cas le modèle murin, est indispensable car il constitue le seul modèle préclinique qui permette d’invalider ou d’induire l’expression de gènes de manière tissu-spécifique pour caractériser l’implication de ces derniers dans les mécanismes moléculaires induisant le carcinome hépatocellulaire. Par ailleurs, le foie est un organe composé de plusieurs types cellulaires. La transformation hépatocytaire requiert des interactions complexes avec le microenvironnement cellulaire mais aussi l’environnement métabolique et les autres organes pathologiques, notamment lors de la stéatose non alcoolique du foie. L’usage exclusif de lignées cellulaires ne permettrait donc pas d’appréhender cette problématique dans sa globalité.
Réduction
Nous estimons que pour ce projet 2520 animaux seront étudiés. 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. Nous pourrons être amenés à manipuler moins de souris si l’effet observé s’avère significatif au cours des premières expériences. L’étude sera arrêtée si l’expérience initiale invalide l’hypothèse de travail. Nous aurons recours au suivi échographique des tumeurs du foie, une méthode d’imagerie non invasive qui permet d’observer l’évolution de la maladie de manière précise, sans douleur ni intervention lourde. Cette approche, qui permet de suivre les mêmes animaux dans le temps, évite le recours à des euthanasies supplémentaires à différents stades de l’étude. Elle contribue ainsi à réduire significativement le nombre d’animaux nécessaires. Plusieurs tissus seront prélevés et soumis à diverses analyses (immunologiques, histologiques ou de biologie cellulaire et moléculaire) pour extraire le maximum de données de chaque expérimentation.
Raffinement
Les animaux provenant de l’extérieur seront acclimatés une semaine au sein de l’animalerie. Les souris utilisées dans ces procédures seront placées dans des conditions optimales (température, hygrométrie, cycle jour nuit 12h/12h, enrichissement des cages, nourriture ad libitum). Les manipulations seront réalisées dans le souci constant de réduire au maximum l’inconfort et la souffrance des animaux. Lorsque cela sera possible sans nuire au bon déroulement de l’expérimentation, une anesthésie générale courte sera réalisée avant toute intervention potentiellement douloureuse. Le niveau d’anesthésie sera régulièrement contrôlé tout au long de la procédure par test des réflexes et de la respiration et pour prévenir d'une potentielle hypothermie les animaux seront placés sur une plaque chauffante. Nous aurons recours au suivi échographique des tumeurs du foie, ce qui permettra de suivre l'évolution de l'état de santé des animaux au fil du temps sans nécessiter leur euthanasie à chaque étape, mais également de réduire le stress et les contraintes pour les animaux, tout en améliorant la qualité des données recueillies. La mise en place d’une grille de suivi strict des points limites permettra d’éviter au maximum le stress et/ou la douleur au cours de l’expérimentation. Dans le cas où un point limite sera atteint avant la fin de l’expérimentation, la mise à mort anticipée de l’animal sera faite selon une méthode réglementaire. Enfin une veille scientifique continue sera effectuée, évitant ainsi toute expérimentation déjà rapportée dans la littérature.
Choix des espèces
Pour ce projet de recherche, nous avons choisi la souris du fait de la disponibilité de modèles génétiquement altérés pertinents pour l'étude. Les souris utilisées pour ce projet de recherche sont de jeunes adultes (5 à 8 semaines de vie) afin de disposer d'un foie largement engagé dans un état de différenciation avec un système immunitaire en fin de maturation. A ce stade, le tissu hépatique garde une capacité de prolifération en réponse à différents stimuli environnementaux, capacité essentielle notamment dans la régulation des lésions hépatiques qui prennent place dans le développement tumoral. Une souris trop âgée induirait un biais dans l'expérimentation.