Système gastrointestinal
- Autre recherche fondamentale
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Caractérisation du rôle de régulateurs de l’intégrité génomique et du microenvironnement hépatique dans des modèles murins de stéatose-stéatohépatite et de cancer du foie. EU 1/2
- Recherche appliquée
- Troubles gastrointestinaux
- Recherche fondamentale
- Système gastrointestinal
Soumises 6 à 12 mois à des régimes enrichis en graisses ou en sucres, puis toutes tuées pour des prélèvements post-mortem, 4 896 souris vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Une partie d'entre elles est échographiée au foie sous anesthésie tous les 15 jours, une autre subit une chirurgie terminale, et certaines sont transportées entre les deux établissements du projet. Le projet vise le rôle de régulateurs de l'intégrité du génome et du microenvironnement immunitaire du foie dans la progression de la stéatose vers le carcinome hépatocellulaire. Le porteur annonce une injection "intraveineuse unique sous anesthésie générale", puis décrit comme source d'inconfort une "injection sous-cutané" avec "passage de l'aiguille au travers de la peau et du péritoine".
Objectifs
Chaque année, plus de 900 000 personnes sont diagnostiquées avec un cancer du foie et environ 800 000 personnes succombent à la maladie, ce qui en fait la troisième cause de décès par cancer dans le monde. En raison de l’épidémie mondiale de diabète et d’obésité, l’incidence de ce cancer ne cesse d’augmenter et malheureusement les options thérapeutiques restent limitées. Ce projet de recherche vise à définir le rôle d’acteurs clés dans le contrôle de l’intégrité génomique mais également du microenvironnement immunitaire hépatique lors du développement de maladies métaboliques telles que la stéatose et la stéatohépatite, qui peuvent conduire au cancer du foie ou carcinome hépatocellulaire.
Bénéfices attendus
Les stratégies thérapeutiques mises en jeu dans la lutte contre le cancer du foie sont à l’heure actuelle très limitées et souffrent d’un manque de compréhension (1) des mécanismes cellulaires et moléculaires mis en jeu dans le contrôle du potentiel prolifératif des hépatocytes (cellules majoritaires du foie) et (2) du rôle du microenvironnement immunitaire, lors du développement de ce cancer, notamment dans un contexte de perturbations métaboliques. Les résultats de ce projet devraient nous permettre de mieux caractériser le rôle de ces différents mécanismes et acteurs dans la maladie, de développer de nouveaux outils diagnosticet pronostic dans la prise en charge du cancer du foie et conduire également dans un futur proche à l’émergence de nouvelles pistes thérapeutiques.
Procédures
Une partie des animaux recevra une injection intraveineuse unique sous anesthésie générale permettant l’expression d’un gène d’intérêt (1 fois, 5 minutes/animal). Tous les animaux seront soumis à différents régimes alimentaires modifiés (enrichi en gras, sucre, etc.) permettant de reproduire la pathologie étudiée pour une durée de 6 à 12 mois selon les régimes. Une partie de ces animaux sera suivie par échographie hépatique sous anesthésie générale pendant 10 minutes tous les 15 jours (8 à 12 échographies en moyenne par souris). Une autre partie de ces animaux sera impliquée dans une chirurgie terminale sous anesthésie et analgésie (15 minutes par animal). Une partie des animaux sera sujette à un transport entre centres de recherche. L’ensemble des animaux seront euthanasiés par une méthode réglementaire.
Impact sur les animaux
Dans le cadre de ce projet nous procéderons à une injection sous-cutané et un certain inconfort ou stress, limité dans le temps (passage de l’aiguille au travers de la peau et du péritoine) pourra être ressenti par les animaux. Par ailleurs, du fait des différents régimes alimentaires auxquels seront soumis les animaux, une prise de poids importante est attendue, pouvant modifier la mobilité et le comportement des animaux. L’anesthésie pourra engendrer une baisse de la thermorégulation et dans de rares cas une détresse cardio-respiratoire. Enfin, du fait d’un développement tumoral attendu au niveau du foie, les animaux pourraient être sujets à une altération de leur état général. Le transport des animaux entre les deux établissements utilisateurs impliqués peut aussi être stressant pour les animaux.
Devenir
Pour ce projet de recherche, des prélèvements et analyses sont nécessaires post-mortem et cela implique donc l’euthanasie (par une méthode réglementaire) de l’ensemble des animaux (4896).
Remplacement
Pour la réalisation de ce projet, l'utilisation d'animaux vivants, en l’occurrence ici 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 la séquence stéatose/stéatohépatite/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
4896 animaux seront utilisés dans ce projet, la taille des effectifs a été établie grâce à un calcul de puissance et des tests statistiques seront utilisés pour une interprétation fiable des résultats. 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. 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
L'ensemble de ce projet a été mis au point afin de permettre une interprétation fiable dans le respect du bien-être animal. Les animaux provenant de l’extérieur seront acclimatés une semaine au sein de l’animalerie. Les animaux seront observés quotidiennement afin de respecter leur bien-être. Les conditions d’hébergement sont conformes à la réglementation. Le milieu est enrichi avec plusieurs enrichissements. Nous nous efforçons à chaque instant de raffiner nos procédures afin de garantir le bien-être des animaux grâce à une surveillance attentive (point limite) et des soins adaptés (anesthésie, analgésie, etc.). Toute manipulation invasive sera précédée d’une courte anesthésie générale. 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. 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, l’euthanasie anticipée de l’animal sera faite. Enfin une veille scientifique continue sera effectuée, évitant ainsi toute expérimentation déjà rapportée dans la littérature.
Choix des espèces
Pour la réalisation de ce projet, l'utilisation d'animaux vivants est indispensable pour déterminer les mécanismes moléculaires conduisant au carcinome hépatocellulaire. Nous avons choisi la souris, car en plus de partager plus de 90 pourcents de gènes communs avec l’homme, il existe pour cette espèce des modèles génétiquement altérés pertinents pour l'étude. Les souris utilisées pour ce projet de recherche sont de jeunes adultes (6 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 la séquence stéatose/stéatohépatite.
Caractérisation du rôle de régulateurs de l’intégrité génomique et du microenvironnement hépatique dans des modèles murins de stéatose-stéatohépatite et de cancer du foie. EU 2/2
- Recherche appliquée
- Troubles gastrointestinaux
- Recherche fondamentale
- Système gastrointestinal
4 896 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Toutes passent 6 à 12 mois sous des régimes enrichis en graisses ou en sucres pour reproduire la stéatose et le cancer du foie, une partie reçoit une injection intraveineuse sous anesthésie pour exprimer un gène, une autre est échographiée sous anesthésie tous les 15 jours, soit 8 à 12 séances en moyenne, une autre encore subit une chirurgie terminale, et certaines sont transportées entre deux établissements. La prise de poids attendue peut modifier leur mobilité et les tumeurs du foie peuvent altérer leur état général, pour des résultats qui "devraient" mener, écrit le porteur, à de nouvelles pistes thérapeutiques "dans un futur proche". Il qualifie d'"indispensable" l'utilisation de souris vivantes, parce qu'elles constituent selon lui "le seul modèle préclinique" permettant d'invalider ou d'induire un gène dans un tissu précis.
Objectifs
Chaque année, plus de 900 000 personnes sont diagnostiquées avec un cancer du foie et environ 800 000 personnes succombent à la maladie, ce qui en fait la troisième cause de décès par cancer dans le monde. En raison de l’épidémie mondiale de diabète et d’obésité, l’incidence de ce cancer ne cesse d’augmenter et malheureusement les options thérapeutiques restent limitées. Ce projet de recherche vise à définir le rôle d’acteurs clés dans le contrôle de l’intégrité génomique mais également du microenvironnement immunitaire hépatique lors du développement de maladies métaboliques telles que la stéatose et la stéatohépatite, qui peuvent conduire au cancer du foie ou carcinome hépatocellulaire.
Bénéfices attendus
Les stratégies thérapeutiques mises en jeu dans la lutte contre le cancer du foie sont à l’heure actuelle très limitées et souffrent d’un manque de compréhension (1) des mécanismes cellulaires et moléculaires mis en jeu dans le contrôle du potentiel prolifératif des hépatocytes (cellules majoritaires du foie) et (2) du rôle du microenvironnement immunitaire, lors du développement de ce cancer, notamment dans un contexte de perturbations métaboliques. Les résultats de ce projet devraient nous permettre de mieux caractériser le rôle de ces différents mécanismes et acteurs dans la maladie, de développer de nouveaux outils diagnosticet pronostic dans la prise en charge du cancer du foie et conduire également dans un futur proche à l’émergence de nouvelles pistes thérapeutiques.
Procédures
Une partie des animaux recevra une injection intraveineuse unique sous anesthésie générale permettant l’expression d’un gène d’intérêt (1 fois, 5 minutes/animal). Tous les animaux seront soumis à différents régimes alimentaires modifiés (enrichi en gras, sucre, etc.) permettant de reproduire la pathologie étudiée pour une durée de 6 à 12 mois selon les régimes. Une partie de ces animaux sera suivie par échographie hépatique sous anesthésie générale pendant 10 minutes tous les 15 jours (8 à 12 échographies en moyenne par souris). Une autre partie de ces animaux sera impliquée dans une chirurgie terminale sous anesthésie et analgésie (15 minutes par animal). Une partie des animaux sera sujette à un transport entre centres de recherche. L’ensemble des animaux seront euthanasiés par une méthode réglementaire.
Impact sur les animaux
Dans le cadre de ce projet nous procéderons à une injection sous-cutané et un certain inconfort ou stress, limité dans le temps (passage de l’aiguille au travers de la peau et du péritoine) pourra être ressenti par les animaux. Par ailleurs, du fait des différents régimes alimentaires auxquels seront soumis les animaux, une prise de poids importante est attendue, pouvant modifier la mobilité et le comportement des animaux. L’anesthésie pourra engendrer une baisse de la thermorégulation et dans de rares cas une détresse cardio-respiratoire. Enfin, du fait d’un développement tumoral attendu au niveau du foie, les animaux pourraient être sujets à une altération de leur état général. Le transport des animaux entre les deux établissements utilisateurs impliqués peut aussi être stressant pour les animaux.
Devenir
Pour ce projet de recherche, des prélèvements et analyses sont nécessaires post-mortem et cela implique donc l’euthanasie (par une méthode réglementaire) de l’ensemble des animaux (4896).
Remplacement
Pour la réalisation de ce projet, l'utilisation d'animaux vivants, en l’occurrence ici 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 la séquence stéatose/stéatohépatite/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
4896 animaux seront utilisés dans ce projet, la taille des effectifs a été établie grâce à un calcul de puissance et des tests statistiques seront utilisés pour une interprétation fiable des résultats. 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. 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
L'ensemble de ce projet a été mis au point afin de permettre une interprétation fiable dans le respect du bien-être animal. Les animaux provenant de l’extérieur seront acclimatés une semaine au sein de l’animalerie. Les animaux seront observés quotidiennement afin de respecter leur bien-être. Les conditions d’hébergement sont conformes à la réglementation. Le milieu est enrichi avec plusieurs enrichissements. Nous nous efforçons à chaque instant de raffiner nos procédures afin de garantir le bien-être des animaux grâce à une surveillance attentive (point limite) et des soins adaptés (anesthésie, analgésie, etc.). Toute manipulation invasive sera précédée d’une courte anesthésie générale. 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. 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, l’euthanasie anticipée de l’animal sera faite. Enfin une veille scientifique continue sera effectuée, évitant ainsi toute expérimentation déjà rapportée dans la littérature.
Choix des espèces
Pour la réalisation de ce projet, l'utilisation d'animaux vivants est indispensable pour déterminer les mécanismes moléculaires conduisant au carcinome hépatocellulaire. Nous avons choisi la souris, car en plus de partager plus de 90 pourcents de gènes communs avec l’homme, il existe pour cette espèce des modèles génétiquement altérés pertinents pour l'étude. Les souris utilisées pour ce projet de recherche sont de jeunes adultes (6 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 la séquence stéatose/stéatohépatite.
Validation d’un nouveau modèle murin de shigellose carencé en ascorbate
- Recherche fondamentale
- Système gastrointestinal
- Système immunitaire
Nés de dix femelles reproductrices elles aussi privées de vitamine C, 480 souriceaux subissent une carence en ascorbate de leur naissance à leur mise à mort, qui peut freiner leur croissance et provoquer une ataxie. Au total 2 341 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger à modéré. Après deux mises à jeun de six heures, elles sont infectées par Shigella par voie rectale ou orale, ce qui peut provoquer sur 48 heures une diarrhée sanglante, une inflammation de l'anus et une perte de poids, avant un prélèvement sanguin terminal sous anesthésie. Les souriceaux dont le génotype ne correspond pas à celui attendu sont tués d'emblée, en dehors de toute expérience.
Objectifs
Les diarrhées associées à des infections bactériennes se caractérisent par une gastro-entérite. Elles se transmettent par voie féco-orale, notamment dans les pays en voie de développement ou chez les voyageurs. Chaque année, elles tuent plusieurs millions de personnes, essentiellement des enfants de moins de 5 ans. La shigellose, causée par la bactérie Shigella, est responsable d’une vaste majorité de ces cas. Il n’existe à l’heure actuelle aucun vaccin commercialisé protégeant de ses infections, mais de nombreuses approches sont en cours d’étude. En effet, l’absence d’un modèle animal d’infection pertinent ne permet pas d’évaluer leur efficacité. Nous évaluons actuellement l’impact de la carence en ascorbate (plus communément appelé vitaine C) sur la sévérité de l’infection par Shigella, en utilisant des souris génétiquement modifiées ne synthétisant pas la vitamine C, à la différence des souris sauvages. Nos résultats indiquent une augmentation de l’invasion de la muqueuse colique par Shigella en carence d’ascorbate, mais les animaux récupèrent de l’infection au bout de 48h. Récemment une équipe américaine a mis en évidence qu’une mutation sur un autre gène augmentait la sensibilité des souris à l’infection par Shigella. Dans ce modèle, les infections sont plus marquées que chez les souris sauvages, toutefois, l’infection est également transitoire. Dans le cadre de ce projet, nous confirmerons ces résultats avec ce même modèle de souris génétiquement modifiées et généreront une nouvelle lignée murine combinant les deux mutations afin d’évaluer si une aggravation des symptômes de shigellose est observée. La virulence de Shigella a été étudiée depuis de nombreuses années dans divers modèles animaux qui, même imparfaits ont permis de mieux comprendre les mécanismes de la virulence de ce pathogène. Toutefois, aucun d’entre eux ne permet de récapituler l’infection du colon suite à l’ingestion de Shigella. Notre nouveau modèle de souris doublement muté pourrait permettre de suivre les étapes précoces et tardives des infections par Shigella. L’objectif de ce projet est de caractériser et valider ce nouveau modèle murin dans le cadre d’une infection par Shigella via la voie intrarectale et per os et éventuellement le valider pour l'évaluation de l’efficacité de candidats vaccins actuellement en phase de développement.
Bénéfices attendus
A ce jour, il n’existe aucun vaccin commercialisé protégeant des infections par Shigella, responsable de la mort de plusieurs millions de personnes chaque année. Ceci s’expliquant notamment par l’absence d’un modèle animal pertinent d’infection permettant non seulement de récapituler la shigellose humaine dans son entièreté et ainsi de suivre les différentes étapes précoces et tardives de l’infection, mais de fait d’évaluer l’efficacité de vaccin candidat. Dans notre projet, la validation d’un nouveau modèle murin, doublement muté, constituerait une avancée majeure dans la compréhension des différents mécanismes mis en place de la virulence de Shigella ; mais proposerait aussi une nouvelle voie d’évaluation de candidats vaccin actuellement en phase de développement.
Procédures
480 animaux générés ainsi que les 10 femelles reproductrices subiront de leur naissance à leur mise à mort (3 ou 4 semaines d’âge selon le groupe) une carence modérée en ascorbate via une dose sous-optimale d’ascorbate dans l’eau de boisson . Les animaux générés seront soumis à un génotypage sur une biopsie de queue. Tous les animaux subiront avant l’infection par Shigella ou le véhicule deux mises à jeun. La première durera 6h et la seconde 6h. Tous les animaux subiront les actes suivants : Contention et préhension; les gavage et injection sur animal vigile seront d'une durée inférieure à 1 minute; L'injection sous anesthésie gazeuse s'executera pendant une durée de 2 minutes maximum. Enfin, chaque animal se vera prélever un volume sanguin terminal sous anesthésie. Ce prélèvement se fera sur une durée inférieure à 1 minute.
Impact sur les animaux
En relation avec la phase d’induction de carence modérée, des précédentes études ont montré que celle-ci avait un impact sur le développement de l’animal au niveau phénotypique (petite taille) et pouvait induite des symptômes liés au scorbut comme un phénomène d'ataxie. La biopsie de queue pour génotypage peut entrainer un stress ainsi qu'un léger inconfort chez les animaux. La mise à jeun provoquer chez ces derniers un stress et une légère perte de poids. Suite à l’infection par la bactérie Shigella, les points suivants pourraient être observés sur 48h (basé sur les précédents travaux réalisés) : - perte de poids - présence de diarrhée sanguinolente - inflammation de l’anus - présence de mucus sur l’anus - vivacité générale de l’animal altérée. Lors des procédures de gavage, il pourrait être observé une dyspnée secondaire à une fausse route induite par l'acte.
Devenir
Pour ce projet, les animaux ayant un génotype non attendu seront mis à mort ainsi que ceux à des fins de prélèvements post mortem.
Remplacement
Ce projet correspond à l’étape de validation in vivo d’un nouveau modèle faisant suite à d’autres validations réalisées également in vivo mais qui jusqu’à aujourd’hui n’ont pas permis de récapituler totalement l’infection du colon suite à l’ingestion de Shigella. Il s’inscrit dans une continuité de compréhension des mécanismes de la virulence de ce pathogène et ne nous permet pas d’utiliser d'autres moyens alternatifs que l'animal vivant. De plus, l’ensemble des connaissances et des acquis dont nous disposons dans la littérature font que la souris est un modèle de choix pour mener à bien ce projet. En effet, la souris est une des espèces animales la plus étudiée dans le domaine, ce qui permettra une analyse comparative et critique des résultats obtenus. Enfin, les modèles cellulaires d’infection de Shigella ne rendent pas compte de la modulation des mécanismes de virulence de ces pathogènes dans le contexte inflammatoire et ne sont donc pas susceptibles d'apporter le même niveau d'information. L’objectif in fine de ce projet étant d’évaluer des candidats vaccins, le recours à la souris est indispensable.
Réduction
Pour ce projet d’une durée de 5 ans, chaque procédure a été revue avec un biostatisticien afin d'établir le nombre d'animaux minimum nécessaire et suffisant pour atteindre l’objectif fixé de manière fiable statistiquement et robuste. Cet effectif repose également sur notre connaissance du modèle et basé sur les résultats de précédents travaux. Enfin, l’utilisation des deux sexes permet la genèse de moins d’animaux pour atteindre l’effectif total, participant au principe des 3R.
Raffinement
Les conditions d’élevage et de manipulation des animaux seront raffinées de façon optimale pour réduire au maximum la douleur, la souffrance et l’angoisse éventuelle des animaux. Pour se faire, des critères d’arrêt de la douleur, de la souffrance et de l’angoisse ont été définis, mis en place et seront pris en compte via des grilles de scoring. Ils seront en groupes sociaux avec plusieurs enrichissements (matériel de nidification à base de coton compressé et de frisure de papier, barreau à ronger, tunnel transparent de manipulation), et disposeront de nourriture et d’eau ad libitum pendant toute la durée du projet. Dans le cadre des infections par injection, les animaux seront préalablement anesthésiés afin de palier à tout stress. De même, tout acte de prélèvement sanguin terminal se fera sous anesthésie générale.
Choix des espèces
Le cobaye et la souris sont les seuls modèles animaux permettant d’étudier la virulence de Shigella. Or, le cobaye ne permet pas de tester ni des infections prolongées ni des candidats vaccin. En effet ce test nécessite une immunisation des animaux pendant 8 semaines, âge auquel les cobayes ont atteint l’âge adulte et ne sont plus sensibles à l’infection. L’objectif in fine de ce projet étant d’évaluer des candidats vaccins, le recours à la souris est indispensable. L’ensemble des données dont nous disposons dans la littérature font que la souris est un modèle de choix pour mener à bien ce projet. Etant une des espèces animales la plus étudiée dans le domaine, une analyse comparative et critique des résultats obtenus pourront être faites. Pour ce projet, les animaux seront utilisés dès la naissance. En effet, une infection par Shigella est plus efficace chez des souriceaux jeunes (environ 3 semaines). Utiliser les animaux à leur naissance permettra l’induction d'une carence modérée en ascorbate avant infection à l'âge de 3 semaines. De plus, d'un point de vue clinique, l'infection par Shigella touche majoritairement des enfants de moins de 5 ans. L'utilisation de souriceaux nous permettra ainsi d'être le plus représentatif possible. AVENANT : En se basant sur les résultats obtenus lors de précédents travaux sur la même thématique, les animaux seront infectés à 5 semaines d'âge, permettant une conciliation entre carence établie et sensibilité à l'infection tout en restant représentatif du jeune enfant.
Réponse électrophysiologique du tronc cérébral et du striatum ventral à la qualité et la quantité de protéines ingérées chez le rat anesthésié
- Recherche appliquée
- Troubles endocriniens
- Recherche fondamentale
- Système gastrointestinal
- Système nerveux
Mis à jeun quinze heures, puis anesthésiés pour une exploration chirurgicale de quatre heures, 192 rats reçoivent des perfusions de protéines animales et végétales directement dans l'intestin pendant qu'on enregistre l'activité de leurs neurones. Tous subissent des procédures d'un niveau de souffrance modéré. Parmi les effets indésirables prévus, le porteur ne retient que le stress du jeûne et la douleur des injections d'anesthésiques, sans mentionner l'ouverture chirurgicale elle-même. Les rats sont tués à la fin de l'enregistrement pour prélever leur cerveau et leur tube digestif, dans un projet présenté comme un appui à la transition alimentaire des êtres humains vers les protéines végétales.
Objectifs
Pour accompagner la transition alimentaire des êtres humains vers des régimes sains et durables, il faut comprendre les mécanismes qui président à la sélection et à la digestion des aliments. Les politiques de santé mondiale recommandent une transition alimentaire vers une consommation moindre de protéines et un rééquilibrage vers les protéines végétales. Au laboratoire, les rongeurs sont capables de distinguer les aliments sur la base de la quantité de protéines qu’ils contiennent, et adaptent leur alimentation en conséquence. Le nerf vague relie anatomiquement le tube digestif au cerveau. Il apporte au cerveau des informations sur la quantité et la qualité des aliments ingérés. Dans le système nerveux central, le tronc cérébral est le premier relai du nerf vague. L’objectif du projet est de mieux comprendre quelles informations relatives aux protéines ingérées le tronc cérébral reçoit par le nerf vague, et comment il les transforme. Pour y parvenir nous réaliserons des enregistrements de l’activité des neurones du tronc cérébral durant la perfusion intestinale de solutions de protéines animales et végétales chez le rat anesthésié. Si le tronc cérébral est capable de coder la quantité des aliments ingérés, en revanche ce sont d’autres structures du cerveau qui permettent de mieux qualifier ce qui a été ingéré : par exemple celles qui jouent un rôle dans l’apprentissage et la mémoire, dans l’évaluation du potentiel énergétique du repas, dans la récompense. Nous réaliserons des enregistrements de l’activité des neurones du striatum ventral pour rechercher et comparer la valeur positive de récompense de protéines animales et végétales. Dans le tronc cérébral et dans le striatum ventral, la transmission des informations nerveuses est modulée par la présence de substances chimiques, les neuromédiateurs. Nous chercherons à mettre en évidence le rôle de neuromédiateurs dans l’activité des neurones du tronc cérébral et dans celle des neurones du striatum ventral à l’aide de produits mimant (agonistes) ou bloquant (antagonistes) leurs effets. Dans l’ensemble le projet vise à fournir des preuves de l’activation du tronc cérébral et du striatum ventral par l’ingestion de protéines. Il proposera des molécules candidates à la modulation de cette activation nerveuse, une étape importante pour envisager des modèles de modification du comportement alimentaire, que ce soit dans le cadre de transition alimentaire ou de troubles du comportement alimentaire.
Bénéfices attendus
Aujourd’hui, la réduction de la consommation de protéines animales et un rééquilibrage en faveur des protéines végétales sont des messages largement diffusés pour des raisons environnementales et de santé. Les sociétés occidentales sont ainsi au début d’une réorientation des préférences alimentaires. Toutes les conséquences de ces réorientations ne sont pas élucidées notamment d’un point de vue de la physiologie et du comportement alimentaire. Il est donc nécessaire de les étudier en amont sur un modèle d’étude, le rat, dont la physiologie et le comportement alimentaire en relation avec la consommation des protéines est proche de l’Humain. En étudiant l’impact des apports protéiques chez le rat, ce projet permettra de fournir des données expérimentales solides pour anticiper les conséquences d’une transition alimentaire chez l’Humain et contribuer à l’établissement des recommandations pour la santé humaine notamment en termes de qualité et quantité des protéines ingérées. Le projet fournira des données de neurobiologie fondamentale sur les mécanismes par lesquels le système nerveux central détecte et intègre la nature et la quantité de protéines ingérées. Complété par des études comportementales menées chez le rat (un autre projet du laboratoire), il fournira un corpus de connaissances qui pourront être utilisées, en prenant en compte les différences physiologiques et comportementales, pour anticiper les conséquences d’une transition alimentaire chez l’Humain et contribuer à l’établissement des recommandations pour la santé humaine notamment en termes de qualité et quantité des protéines ingérées
Procédures
Les animaux sont soumis à une procédure chirurgicale d’exploration fonctionnelle, sous analgésie et anesthésie générales, après une mise à jeun de 15 heures. La procédure dure 4 h, et concerne tous les animaux. A l’issue de la procédure ils sont mis à mort.
Impact sur les animaux
Les effets indésirables prévus sur les animaux sont le stress dû au jeun de 15 heures précédant l’anesthésie générale, les douleurs liées à l’administration de produits vétérinaires par injection d'analgésiques et d'anesthésiques.
Devenir
Les animaux sont mis à mort à la fin de l’expérimentation pour la collecte de différents tissus : le cerveau et le tube digestif.
Remplacement
L’objectif du projet est d’étudier les signaux nerveux qui, partant du tube digestif, modulent la prise alimentaire chez un animal. Ces signaux déclenchent des réponses dans un réseau complexe de neurones répartis dans plusieurs structures. En plusieurs endroits leur action est modulée par les hormones digestives. L’emploi d’un modèle in vivo permet de conserver l’ensemble des structures mises en jeu par la stimulation du tube digestif. Ainsi les modèles in vitro (tranches de bulbe rachidien, de cerveau antérieur) ne gardent pas le lien anatomique et fonctionnel avec le tissu cible, dans notre cas le tube digestif. De plus le système hormonal intervient à plusieurs niveaux (tube digestif, complexe vagal dorsal, striatum ventral) pour moduler leur activité. Or aucun modèle in vitro ou in silico ne peut intégrer l’ensemble de ces paramètres dans un système complexe permettant de modéliser l’ensemble des interactions. Le modèle rat est bien établi et couramment employé par les laboratoires de référence dans ce domaine de recherches.
Réduction
Le nombre minimum d'animaux par groupe a été calculé à 16 rats (8 mâles et 8 femelles) / groupe à partir de tests statistiques afin de garantir qu'avec ce nombre d'animaux les données soient interprétables.
Raffinement
A leur arrivée dans l'animalerie, les rats ont une période d'acclimatation de 7 jours à leur nouvel environnement. Notre projet n'incluant que la mesure de l'activité du cerveau sous anesthésie après chirurgie, les mesures que nous prenons pour prendre en charge ces aspects sont : maintien de la température corporelle en plaçant le rat sur un tapis chauffant, analgésie puis anesthésie générales, anesthésie locale des plans chirurgicaux, monitoring du rat durant toute la durée de l'exploration et réhydratation. La mise à mort est réalisée à la fin de l'exploration fonctionnelle sans réveil de l'animal. Des points limites seront mis en place et seront appliqués.
Choix des espèces
Le rat présente un tube digestif et un comportement alimentaire proches de ceux de l'Homme. Il fait plusieurs repas séparés et son goût et son attraction pour les protéines, sont comparables à ceux de l'Homme. Le rat est un modèle reconnu et utilisé par les laboratoires étudiant les mécanismes régulateurs du comportement alimentaire. Chez le rat, un régime riche en protéine provoque rapidement l'arrêt du repas, alors qu'un régime pauvre en protéines provoque un excès de consommation. Chez le rat, les aires du cerveau qui reçoivent des informations en provenance du tube digestif sont connues et dans ces aires, la présence de plusieurs substances chimiques, les neuromédiateurs, intervenant potentiellement dans le contrôle des informations digestives a été démontrée. La petite taille des rats facilite leur manipulation sans être un obstacle à la chirurgie. Les animaux employés sont des rats de 6 à 8 semaines. Cela correspond à un stade de jeune adulte. A ce stade de développement, les besoins en protéines des rats sont les plus élevés pour assurer leur croissance. Cette période cruciale est donc idéale pour étudier l'activité cérébrale en lien avec la consommation de protéines. Ce stade de développement correspond aussi aux populations humaines visées par les recommandations de santé publique, qui sont les adultes jeunes, représentant la cible privilégiée en termes d'apprentissage de l'alimentation, des transitions alimentaires et de troubles du comportement alimentaire.
Isolement de cellules du foie de rat par perfusion
- Recherche fondamentale
- Système gastrointestinal
Cinq minutes séparent l'incision de la paroi abdominale de la mise à mort. 120 rats vont être utilisés dans ce protocole, opérés sous anesthésie générale et tués avant tout réveil, pour prélever leur foie et en isoler des hépatocytes. Ces cellules alimenteront une biobanque et serviront à cribler des molécules, lipides, médicaments mitotoxiques ou pesticides, au sein des autres projets du laboratoire. Le porteur indique que les échantillons de foie humain disponibles sont rares et de qualité variable, et retient le rat parce qu'une perfusion en fournit environ 500 millions de cellules contre 50 millions chez la souris.
Objectifs
Nous souhaitons isoler de manière routinière des hépatocytes et cellules non parenchymateuses de rat pour servir de modèles d'études au sein des projets du laboratoire. Notamment les cellules isolées pourront servir à des fins de screening in vitro de molécules (lipides, médicaments mitotoxiques, pesticides...) ou de modèles pour la culture 2D et 3D. Les cellules seront isolées puis distribuées fraichement isolées en fonction des besoins des chercheurs et doctorants ; l'excédant produit sera congelé pour réaliser une biobanque de cellules qui seront caractérisées avant chaque mise à disposition.
Bénéfices attendus
Le projet permettra aux chercheurs de l'unité d'avancer sur leurs études en l'absence de cellules humaines en optimisant le nombre d'animaux et en réduisant la variabilité due à l'opérateur ou aux réactifs. Cela permettra aussi de sélectionner des milieux de congélation qui pourront servir pour l'établissement d'une biobanque de cellules congelées de rat, humaines ou éventuellement issues d'autres espèces.
Procédures
Tous les animaux (120) sont soumis à une anesthésie générale de courte durée pour permettre d’inciser la paroi abdominale et accéder au foie. Une injection d'anticoagulant (héparine) par voie intraveineuse en début de chirurgie permettra de limiter le risque d'échec de la perfusion dû aux caillots sanguins formés pendant la mobilisation du foie ; elle sera réalisée sous anesthésie pour ne pas générer de stress à l'animal. La mort est induite pendant l’anesthésie dans les 5 minutes suivant l’incision, juste avant l’isolement des cellules par perfusion.
Impact sur les animaux
Un protocole d'anesthésie générale adapté est mis en place pour supprimer la douleur associée à l'incision de la paroi abdominale pour accéder au foie.
Devenir
L'isolement des cellules implique le prélèvement du foie après mise à mort de l'animal sous anesthésie générale.
Remplacement
Le foie isolé et les cellules du foie de rat et humain sont des modèles alternatifs très utilisés en recherche fondamentale et pour l'évaluation réglementaire des médicaments en phase préclinique. Ces modèles permettent de remplacer le test des molécules sur les animaux vivants tout en permettant d’augmenter grandement le nombre de tests par échantillon. Les échantillons de foie humain disponibles pour la recherche sont rares et de qualité variable ce qui limite leur utilisation à des fins de criblage ; de plus l’ischémie imposée aux tissus humains génère des altérations supplémentaires qui limitent les rendements cellulaires. Le recours à l’utilisation des rats est donc nécessaire et permettra d’identifier les réactifs permettant d’augmenter le rendement et la qualité des cellules isolées chez le rat pour une application future sur des échantillons de foie humain.
Réduction
La technique de perfusion de référence est maîtrisée par l'équipe et permet d'obtenir un grand nombre de cellules par animal pour réaliser des tests in vitro. Les animaux utilisés pour la sélection des réactifs et formation aux gestes techniques (n=20) permettront d'optimiser les isolements de routine. 50 lots de 2 animaux (n=100) seront utilisés pour réaliser environ 1 session d'isolement par mois pendant 5 ans ; ce nombre a été déterminé comme minimal pour permettre l'utilisation des cellules dans les projets, tout en prenant en compte le risque d'échec de la perfusion.
Raffinement
L'environnement des rats est enrichi (cage avec couvercle surélevé permettant aux animaux de se mettre debout ; bâtonnets de bois et carré de coton sont ajoutés dans la cage) et l'étude est organisée de manière à maintenir le contact social des rats au cours de leur hébergement. Si toutefois un animal présente des signes de maladie ou d'anxiété (absence de prise de poids au cours de l'hébergement, troubles du comportement, signes d'agressions), il est retiré de l'étude et mis à mort pour limiter sa souffrance. Le maintien d'une anesthésie générale tout au long de la procédure permet de supprimer la douleur causée par l’incision de la paroi abdominale. En cas de signes de douleur au cours de l'anesthésie (mouvement de la peau), la procédure est suspendue et l'anesthésie est réadaptée. Si le rat présente toujours des signes de douleur 5 min après l'adaptation de l'anesthésie, la procédure s'arrête et le rat est mis à mort pour limiter sa souffrance. Une injection intraveineuse d'anticoagulant (héparine) permettra d'améliorer le taux de réussite des perfusions en évitant la formation de caillots sanguins au cours de la chirurgie. Le choix de cette voie d'injection permettra une action immédiate de l'anticoagulant, ce qui permettra de réaliser l'administration sous anesthésie sans générer de stress à l'animal. Tous les prélèvements et la perfusion du foie sont réalisés post-mortem pour n’occasionner aucune douleur.
Choix des espèces
L'optimisation des conditions d'isolement des hépatocytes est historiquement faite chez le rat, ce qui permet de comparer les résultats avec la littérature. Les hépatocytes primaires de rat sont un modèle d’étude répandu en pharmacologie préclinique, les perfusions de foie de rat permettent d’obtenir une quantité suffisante de cellules afin de réaliser des tests (environ 500 millions/rat) contrairement à la souris (environ 50 millions/souris). Les rats Sprague Dawley sont commandés à 5 semaine (110-200g) et utilisés à 6 semaines (180-230g), poids standard d'utilisation pour l'isolement des hépatocytes.
Etude de l’influence de l’inflammation intestinale sur la réponse immunitaire respiratoire
- Recherche fondamentale
- Système gastrointestinal
- Système immunitaire
- Système respiratoire
Immobilité, prostration, apathie, ou perte de plus de 20 % du poids : ces signes déclenchent la mise à mort immédiate de la souris. 1 340 souris vont être utilisées, 528 dans des procédures impliquant un niveau de souffrance sévère et 812 un niveau modéré, toutes tuées pour prélever poumons, tissu nasal, rate, iléon, caecum et côlon. Une colite leur est provoquée par un agent chimique dans l'eau de boisson ou par gavage de la bactérie Citrobacter rodentium, avec diarrhée, sang dans les selles et perte de poids, avant une infection par un virus respiratoire ou trois vaccinations à trois semaines d'intervalle. Aucun antidouleur ni anti-inflammatoire ne leur sera donné, le porteur indiquant que ces traitements perturberaient les réponses immunitaires qu'il mesure.
Objectifs
L’objectif est d’évaluer l’influence de l’inflammation intestinale sur la réponse immunitaire respiratoire causée par l’infection de différentes souches de virus respiratoires ou la vaccination chez la souris. Les maladies inflammatoires chroniques de l'intestin sont caractérisées par une inflammation chronique de la muqueuse intestinale. Les patients qui ont une inflammation intestinale ont une réponse immunitaire déréglée et il a été démontré qu’ils sont plus suceptibles de developper des infections par des virus respiratoires et qu’ils ont aussi plus de risque de présenter des complications après infection. Il est désomais bien établi qu’il existe une communication entre le système digestif et le système respiratoire. Notre objectif est de mieux comprendre l’influence d’une inflammation intestinale sur le developpement des réponses immunitaires après une infection pulmonaire à des virus respiratoires mais aussi après vaccination contre ces virus notamment ceux qui induisent la grippe ou la bronchiolite. Afin d’étudier les effets de l’inflammation intestinale sur la réponse immunitaire respiratoire, nous induirons une inflammation intestinale chez les souris, grâce à un agent chimique ou infectieux, qui modélisera une maladie inflammatoire chronique intestinale. Différents modèles d’inflammation intestinale seront testés car ils induisent des réponses différentes. Une fois l’inflammation intestinale établie, les souris seront infectées ou vaccinées et la réponse immunitaire muqueuse (nasale, pulmonaire, intestinale) et dans le sang sera ensuite évaluée.
Bénéfices attendus
La réponse immunitaire des patients atteints de maladies inflammatoires chronique de l’intestin est modifiée et les sujets sont plus susceptibles à des inflections notamment respiratoires et leur réponse à des vaccins peut aussi varier. Notre projet vise à étudier par quels mécanismes l’inflammation intestinale peut moduler la réponse immunitaire respiratoire. Nous regarderons l'immunité au niveau des muqueuses et dans le sang. Ce projet permettra d’apporter de nouvelles connaissances dans ces maladies complexes et pourra permettre d’améliorer la prise en charge des patients et d’optimiser les thérapeutiques. Ces résultats seront également potentiellemnt applicables à des sujets présentant une inflammation intestinale induite par des infections entériques ou dans le cadre du syndrome de l’intestin irritable. Suite aux résultats obtenus dans ces expériences animales, nous pourrons envisager de confirmer les résultats lors d’une étude chez l'homme.
Procédures
L'inflammation intestinale sera générée soit par un agent chimique dans l’eau que les souris boiront, soit par gavage avec la bactérie Citrobacter rodentium. Pour le suivi de l'inflammation, des prélèvements de sang et de fèces seront réalisés pour doser des anticorps et différents marqueurs inflammatoires. Le prélèvement de sang au niveau de la joue dure 30 secondes. Pour le prélèvement de fécès, les souris seront isolées dans des boîtes individuelles. Le mouvement des souris qui y seront enfermées n’est pas entravé et l’isolement n’excèdera pas 20 minutes. Ces prélèvements seront fait trois fois lors de colite et infection ou sept fois lorsque les souris auront une colite puis une vaccination puis un challenge, avant chaque étape. Les souris seront soit infectées une fois par des virus respiratoires, soit elles seront vaccinées 3 fois à trois semaines d’intervalle. Pour ces gestes, les souris seront ansthésiées pour leur confort et éviter de fausses routes, le geste dure 30 secondes maximum. Suite à l'infection, nous euthanasierons les souris à plusieurs interavalles de temps (J1, J3, J7, J14 et J21). Dans certaines expériences clés, les souris vaccinées seront ensuite infectées afin de déterminer la protection induite par le vaccin. Avant la première immunisation, un jour avant chacune des autres immunisations et un jour avant la mise à mort, des prélèvements de fèces, sang et lavages vaginaux seront aussi effectués afin de mesurer les réponses anticorps dans ces prélèvements. Les prélèvements vaginaux seront effectués sur les souris femelles avec une pipette pour liquide visqueux pour doser les anticorps sécrétés au niveau des muqueuses. Lorsque l’on veut analyser la permabilité intestinale, les souris seront gavées avec un agent qui permet de visualiser la perméabilité de l'intestin, 4 heures avant la mise à mort. Ce geste sera réalisé une seule fois. Lorsque l’on veut analyser certaines cellules spécifiques de la mémoire immunitaire dans les organes, une injection intraveineuse avec un anticorps fluorescent sera réalisée 3-5 minutes avant la mise à mort. Cette injection se fera à l’aide d’un tunnel fixé à la paillasse. La queue sera légèrement chauffée avec une lampe rouge durant 2 minutes. Ensuite, la queue sera rapidement désinfectée et un petit volume de solution saline contenant l’anticorps sera injecté. Cette injection sera réalisée sur souris vigile.
Impact sur les animaux
Les souris pouront, lors de la colite, avoir une perte de poids par rapport au poids initial, une diarrhée, du sang dans les selles. Les animaux peuvent diminuer leur toilettage et leur activité ainsi que s'isoler et changer leur posture. En plus de ces paramètres, suite à l’infection par les virus respiratoires ou la vaccination, la température corporelle peut être augmentée. Après l’infection voire aussi la vaccination, les animaux pourraient développer des signes de pathologies respiratoires, caractéristiques des infections à virus respiratoires : une perte de poids sur une durée de 1 à 10 jours après administration de virus ou vaccin, une accélération du rythme respiratoire, une perte d’activité légère entre 2 et 7 jours après administration de virus ou du vaccin. Les souris pourraient aussi subir des effets indésirables après la réalisation des gestes techniques de prélèvements sanguins ou d’injections éventuelles de vaccins. Ces effets indésirables seraient des douleurs locales et de courte durée.
Devenir
Tous les animaux seront mis à mort à la fin des procédures afin de prélever des organes (poumons, tissu nasal, rate, iléum, caecum, colon) et des fluides muqueux comme les lavages venant des poumons et nasaux. Ces prélévements permettront d’analyser les réponses immunitaires locales et systemiques.
Remplacement
L’étude du dialogue entre l’intestin, les poumons et le système immunitaire est complexe. Ces systèmes biologiques imposent le modèle animal pour valider les hypothèses; il n’existe pas aujourd’hui de modèle cellulaire récapitulant tous les paramètres du tube digestif, du système respiratoire et du système immunitaire.
Réduction
Le design des expériences sera optimisé afin de minimiser le nombre de souris utilisé dans les groupes contrôles. Lors de chaque expérience, nous inclurons donc le maximum de groupes expérimentaux pour un groupe contrôle, tout en se veillant que les expériences restent réalisables par les expérimentateurs. La répétition des expériences sera réalisée au maximum trois fois lorsque des réponses immunitaires significativement plus élevées seront observées dans le groupe experimental que dans le groupe contrôle. Nous aurons 5 animaux par groupe conformément à nos expériences précédentes au laboratoire; c'est le nombre minimal nécessaire pour avoir des résultats statistiquement significatifs.
Raffinement
Les souris seront surveillées quotidiennement durant l’induction de l'inflammation intestinale, après infection ou vaccination. L’immobilité, la prostration, l’apathie, ainsi qu’une perte de poids de plus de 20% du poids seront considérées comme critères de points limites qui conduiront à la mise à mort immédiate de l’animal. Etant donné que l’on analyse des réponses inflammatoires, nous ne pouvons pas donner d’anti-douleurs ou anti-inflammatoires qui pourraient perturber les réponses immunitaires des souris. Nous surveillerons l'apparition des points limites et appliquerons la procédure approprié. Lors de l'infection et de la vaccination par voie nasale, les souris seront anesthésiées par kétamine-Xylazine.
Choix des espèces
La souris est une espèce de référence pour les interactions poumon-intestin. Les souris auront entre 7 semaines et 16 semaines car avant 7 semaines les souris ne disposent pas d’un système immunitaire et intestinal complétement developpé et apres 16 semaines le système immunitaire est potentiellement modifié.
Rôle du CD36 intestinal dans la mise en place de l’obésité induite par un régime Western Diet : régulation de la dépense énergétique, et influence d’un leurre lipidique (projet 2 / 2)
- Recherche fondamentale
- Système gastrointestinal
88 souris vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, chacune pesée quinze ou seize fois, mesurée à cinq reprises dans un tube de contention de trois minutes et laissée quarante-huit heures seule en cage de mesure de la dépense énergétique. Elles reçoivent quinze semaines de régime gras et sucré, deux ou trois gavages, une injection d'insuline dans le péritoine, une injection dans le sinus rétro-orbitaire sous anesthésie, des jeûnes de quatre à quinze heures et des prélèvements de sang répétés par une entaille d'un demi-millimètre au bout de la queue. La moitié de l'effectif est transportée vers un second établissement, y reste quarante-huit heures, jeûne quatre heures et meurt par dislocation cervicale sous anesthésie générale. Le bénéfice avancé se réduit à une hypothèse, le récepteur CD36 intestinal "pourrait constituer une cible thérapeutique" contre l'obésité.
Objectifs
L’excès de lipides alimentaires est associé à l’obésité via un apport énergétique et une inflammation élevés. CD36 est un récepteur présent notamment au niveau des membranes des cellules intestinales qui contrôle la formation des lipoprotéines synthétisées par l’intestin au cours de la digestion. Ces lipoprotéines véhiculent les lipides alimentaires mais aussi des molécules pro-inflammatoires issues du microbiote intestinal. Le premier objectif de ce projet sera donc d’évaluer la contribution du CD36 intestinal sur la régulation de la dépense énergétique de souris rendues obèses par un régime de type occidental (riche en graisses et en sucres). Nos précédents travaux de recherche laissent envisager que le CD36 intestinal pourrait constituer une cible thérapeutique dans le traitement des pathologies telles que l’obésité. Pour ce faire nous utiliserons des souris déficientes en CD36 spécifiquement au niveau des cellules intestinales comparées à des souris contrôles. 32 souris contrôles et 32 souris déficientes en CD36 seront nourries soit avec un régime standard, soit avec un régime occidental durant 15 semaines (temps nécessaire pour observer des effets). Le deuxième objectif de ce projet consiste à évaluer les conséquences d’une sur-activation de CD36 intestinal dans la mise en place de l’obésité. De précédents travaux ont permis de montrer que des leurres lipidiques, c’est-à-dire des molécules mimant les lipides mais n’apportant pas de calorie, diminuaient la consommation de lipides chez la souris obèse, en activant CD36 au niveau des papilles gustatives. Dans ce projet, nous étudierons à présent l’effet d’un leurre lipidique au niveau intestinal sur la mise en place de l’obésité induite par une régime occidental chez la souris. Pour cela, 24 souris contrôles seront nourries avec ce régime durant 8 semaines (temps nécessaire pour observer des effets dans ce cas). 12 souris recevront chaque jour le leurre lipidique en complément de leur alimentation et seront comparées à 12 souris recevant un placebo. Au total, 88 souris seront utilisées dans ce projet, qui se déroulera dans 2 établissements utilisateurs (EU1 et EU2).
Bénéfices attendus
Ce travail devrait permettre de répondre aux questions suivantes : 1. Le CD36 intestinal modifie-t-il la dépense énergétique en régimes standard et de type Western Diet (riche en acides gras saturés et en sucres) ? 2. Le CD36 intestinal modifie-t-il les capacités d’absorption intestinale des lipides alimentaires et la perméabilité intestinale lors d’un régime riche en acides gras saturés ? 3. La suractivation de CD36 intestinal par des leurres lipidiques affecte t-elle la mise en place de l’obésité ? En fonction des résultats obtenus dans ce projet, CD36 intestinal pourrait constituer une cible thérapeutique en cas de surconsommation de lipides alimentaires.
Procédures
L’ensemble de l’effectif du projet recevra un régime alimentaire spécifique (standard ou obésogène) et sera soumis à un suivi de masse corporelle hebdomadaire pour la procédure 1 (15 pesées sur 15 semaines de régime) et bi-hebdomadaire pour la procédure 2 (16 pesées sur 8 semaines de régime), ainsi qu’un suivi de masse grasse et masse maigre par une technique de mesure non invasive nécessitant une simple contention pendant 3 minutes) en semaines 0, 2, 4 , 9 ou 10, et 15 pour la procédure 1(5 mesures par souris au cours du régime), et en semaines 0, 2, 4, et 8 (4 mesures par souris au cours du régime) Dans la procédure 1, 2 gavages seront réalisés : en S12 avec de l’huile et une molécule fluorescente en solution aqueuse, et en S14 avec une solution aqueuse contenant la molécule fluorescente. Dans la procédure 2, 3 gavages seront réalisés (durée de moins de 10 secondes à chaque fois) : en S5 avec du glucose, en S7 avec une solution aqueuse contenant une molécule fluorescente et en S8 avec de l’huile. Dans la procédure 2 uniquement, une injection intrapéritonale sera réalisée en S4 avec de l’insuline. L’injection intrapéritonéale est un geste rapide (moins de 10 secondes) et effectué par du personnel formé et habitué à le réaliser. Une injection intraveineuse au sinus retro-orbital sous anesthésie générale sera réalisée avec une molécule bloquant temporairement l’action d’une enzyme (en S14 dans la procédure 1 et en S8 dans la procédure 2). Cette injection rapide (moins de 10 secondes) est effectuée sous anesthésie par du personnel formé. Des prélèvements sanguins au niveau caudal par simple pression après une légère incision du bout de la queue (0,5mm) et sous anesthésie locale seront également réalisés en semaines 11, 12, et 14 pour la procédure 1 et en semaines 5, 6, 7 et 8(environ 1min par souris par prélèvement). Dans la procédure 1, une mesure de la dépense énergétique est réalisée en semaine 9 ou 10. Cette mesure indolore et non invasive s’effectue dans des cages spécifiques. Elle nécessite 2 jours d’isolement dans cette cage. Dans la procédure 1, toutes les interventions se dérouleront dans l’EU1 jusqu’à la semaine 15. En semaine 16, la moitié de l’effectif (32 souris) sera transféré dans l’EU2 dans des boites de transports adaptées et y restera 48H. Les animaux seront alors soumis à un jeûne court de 4H avant mise à mort par dislocation cervicale sous anesthésie générale. La procédure 2 se déroulera exclusivement dans l’EU1.
Impact sur les animaux
Les animaux en régime WD peuvent avoir des difficultés à se mouvoir en raison du surpoids. Toutefois, cela n’est jamais observé après 3 mois de régime. Le projet requiert d’individualiser les souris lors des mesures de dépense énergétique pendant 48h, ce qui peut engendrer un stress pour les animaux. Les tests de tolérance orale au glucose et à l’insuline, et l’étude de l’hypertriglycéridémie nécessitent des mises à jeun de 4 ou 15h. Les mises à jeun de 4h se font sur la matinée en dehors de leur phase de nourriture nocturne et n’a donc que peu d’impact. La mise à jeun nécessaire de 15h se fait sur la nuit lors de leur phase de nourriture nocturne et s’avère donc plus stressante pour les animaux qui auront toutefois un accès ad libitum au biberon d’eau pendant cette période. Le test de tolérance orale au glucose et l’étude de l’hypertriglycéridémie nécessitent une préhension des animaux afin de les gaver ce qui peut être stressant pour les souris. Le test de tolérance à l’insuline nécessite une préhension des souris et une injection intrapéritonéale qui peut également être invasive. L’analyse de la composition corporelle nécessite de faire entrer les souris dans un tube plastique dans lequel elles doivent rester 3 minutes, ce qui peut être anxiogène. L’injection de la molécule bloquant temporairement l’action d’une enzyme sera réalisée par voie intra-veineuse sous anesthésie à l’isoflurane par un personnel formé maitrisant ce geste.
Devenir
A l’issue de la procédure 1, la moitié de l’effectif (32 souris) sera mis à mort dans l’EU1 sous anesthésie générale pour prélèvements d’organes afin de réaliser des études post mortem. L’autre moitié (32 souris) sera transféré dans l’EU2 puis mis à mort sous anesthésie générale pour prélèvements d’organes afin de réaliser des études post mortem. A l’issue de la procédure 2, tous les animaux seront mis à mort sous anesthésie générale pour prélèvements d’organes afin de réaliser des études post mortem.
Remplacement
Le remplacement est impossible car il s’agit d’étudier des processus physiologiques mettant en jeu plusieurs organes (intestin, tissu adipeux et foie). Il est donc indispensable de recourir au modèle animal pour une approche intégrée.
Réduction
Afin de limiter le nombre d’animaux nécessaires et le nombre d’expériences réalisées sur chaque animal, nous avons adopté la stratégie suivante : Réduire le nombre d’animaux au minimum nécessaire à une analyse statistique robuste de cette expérience sachant qu’il y a des variations individuelles dans la réponse intestinale aux lipides.
Raffinement
Lors des procédures expérimentales, les actes susceptibles d’entrainer une souffrance ou une douleur seront réalisés soit sous anesthésie locale (application au bout de la queue pour les prélèvements sanguins à la queue), soit sous anesthésie générale (pour le prélèvement sanguin intracardiaque, par des personnes expérimentées. S’agissant d’un projet nécessitant l’utilisation d’animaux vivants, l’utilisation de techniques non invasives et indolores ainsi que de tests comportementaux est privilégiée afin d’acquérir les paramètres physiologiques nécessaires au projet tout en respectant les questions d’éthiques en expérimentation animale et la règle des 3R. De plus, des points limites en adéquation avec ce projet ont été définis (signes généraux de souffrance, perte de poids, prise de poids pouvant gêner la locomotion). En cas d’atteinte d’un de ces points limites, l’animal concerné sera retiré du projet (mise à mort sous anesthésie générale). Enfin, un nombre restreint d’expérimentateurs disposant d’une formation et d’une qualification adéquate à l’expérimentation animale interviendra dans ce projet. Le transport des animaux dans l’EU2 sera effectué au moyen de boites opaques spécifiquement prévues pour les rongeurs, dans lesquelles seront disposées de la nourriture et de l’eau gélifiée, ainsi qu’un enrichissement supplémentaire afin de limiter le stress lié au transport. De plus, les 2 EU étant très proches, le temps de transport sera très court (environ 15minutes).
Choix des espèces
La souris est utilisée car son métabolisme présente de nombreuses similarités avec celui de l’Homme, en particulier au niveau oro-intestinal. Elle exprime les mêmes protéines clés de la détection des lipides et de la synthèse des lipoprotéines par l’intestin qui sont régulées de la même manière. Ce modèle est largement documenté dans la bibliographie scientifique. Dans ce projet, nous travaillons sur des lignées de souris OGM présentant une délétion spécifiquement au niveau intestinal. Ces souris n’ont pas un phénotype dommageable, elles se portent bien, se comportent bien et ont un état de santé général identique à des souris non génétiquement modifiées. Les animaux seront utilisés au stade adulte à partir de 8 semaines afin de s’affranchir des effets de la puberté dans les résultats obtenus.
Rôle de CD44 sur les fonctions des cellules stellaires hépatiques dans les maladies chroniques du foie dont les maladies stéatosiques du foie associées à un dysfonctionnement métabolique (MASLD)
- Recherche appliquée
- Troubles endocriniens
- Recherche fondamentale
- Oncologie
- Système cardiaque
- Système endocrinien
- Système gastrointestinal
- Système immunitaire
1 200 souris, dont des souris génétiquement modifiées pour ne plus produire la protéine CD44, vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, toutes tuées à l'issue, et chacune passe jusqu'à 32 semaines sous régime gras ou reçoit jusqu'à 16 injections intrapéritonéales d'un agent qui provoque une fibrose du foie. Sous régime riche en graisses, glucides et cholestérol, les premières sont mises à jeun quatre heures puis gavées à la sonde rigide, avec un risque de passage du liquide dans les poumons et de détresse respiratoire, et reçoivent jusqu'à trois injections intrapéritonéales et plusieurs prises de sang à la queue. Le porteur annonce la validation d'une protéine qui "pourrait être une cible thérapeutique potentielle" dans les maladies du foie liées à l'obésité. Pour justifier le choix de la souris, il avance sa "natalité importante" et le fait qu'elle permet d'obtenir assez de "matériel" pour les analyses, puis conclut : "Aucune autre espèce ne peut donc être utilisée".
Objectifs
L’obésité augmente le risque de développer un diabète de type 2 et des maladies cardiovasculaires mais s‘accompagne également de complications hépatiques. Ces complications sont fréquentes mais sous estimées, en raison de leur évolution « silencieuse ». Ces altérations hépatiques vont d’un simple foie gras, avec ou sans inflammation, pouvant progresser jusqu’à la fibrose/cirrhose puis au cancer du foie. Plusieurs facteurs sont impliqués dans la progression de ces complications, comme la résistance à l'insuline, le microbiote intestinal, les stress cellulaires et l'inflammation. Cependant, les traitements pharmacologiques restent très limités et une meilleure compréhension de l'évolution de ces complications est nécessaire pour identifier de nouvelles cibles thérapeutiques. Notre équipe de recherche s’intéresse à une protéine clef que l’on retrouve à la surface des cellules immunitaires, et également à la surface des cellules stellaires hépatiques qui jouent un rôle clé dans la mise en place de la fibrose, en produisant de façon excessive du collagène. Chez les patients atteints de complications hépatiques, la présence de cette protéine est augmentée dans le foie en comparaison aux patients sains. Par l’utilisation d’animaux génétiquement modifiés n'exprimant pas cette protéine, et soumis à des régimes alimentaires ou des agents chimiques favorisant l’apparition de complications hépatiques, nous serons en mesure de démontrer son rôle et d'observer les conséquences biologiques lors de sa suppression au cours des complications hépatiques.
Bénéfices attendus
Ce projet permettra la validation in vivo du rôle d’une protéine à la surface des cellules qui pourrait être une cible thérapeutique potentielle dans un contexte de maladie stéatosique du foie associée à un dysfonctionnement métabolique et de décrypter les mécanismes physiopathologiques dans la mise en place et la progression des maladies chroniques du foie.
Procédures
Dans la procédure 1 : Pendant la période d’alimentation riche en graisse, carbohydrate et cholestérol (durée de 32 semaines au maximum), les souris seront mises à jeun pendant 4h puis recevront des solutions aqueuses par gavage à l’aide d’une sonde rigide droite de 22 gauge suivi de 2 prélèvements sanguins à la veine de la queue. En milieu de période de régime, 3 injections intra-péritonéales maximum, espacées de 1 semaine, seront réalisées et le sang sera alors prélevé au niveau de la veine de la queue. Enfin à la fin du régime, un dernier prélèvement sanguin sera effectué. Dans la procédure 2 : 16 injections intra-péritonéales au maximum à raison de 2 par semaine seront effectuées pour étudier le développement de la fibrose hépatique. Un à deux prélèvements sanguins à la veine de la queue seront effectués (en milieu et en fin de traitement avec l’agent chimique).
Impact sur les animaux
Dans la procédure 1 : pendant la période d’alimentation riche en graisse, carbohydrate et cholestérol (durée de 32 semaines au maximum), les souris prendront du poids pouvant occasionner une gêne pour se déplacer. Lors des gavages des solutions aqueuses à l’aide d’une sonde rigide droite de 22 gauge, l’introduction accidentelle de liquide dans la trachée ou les poumons peut se produire entrainant une détresse respiratoire. En milieu de période de régime, 3 injections intra-péritonéales maximum, espacées de 1 semaine, seront réalisées. À la suite de ces injections une inflammation peut se développer au niveau des sites d’injection. Dans la procédure 2 : 16 injections intra-péritonéales au maximum à raison de 2 par semaine seront effectuées pouvant entraîner une inflammation au niveau des sites d’injection.
Devenir
Tous les animaux seront mis à mort à la fin de chaque procédure. Nous utiliserons pour chaque procédure un nombre minimum d'animaux qui nous permet de réaliser des études statistiques robustes et pertinentes.
Remplacement
Pour répondre à l’exigence de remplacement, des études seront réalisées in vitro sur des lignées cellulaires afin de mettre au point les différentes conditions expérimentales avant de réaliser les expériences sur les cellules primaires. Il est nécessaire de réaliser des études in vivo car les études in vitro ne permettent pas de reproduire les interactions complexes qui existent entre les différents organes et les différents types cellulaires présents dans un organe.
Réduction
Chaque procédure utilise un nombre d'animaux minimum mais nécessaire pour réaliser des études statistiques pertinentes. Nous avons déterminé au travers de nos différents travaux publiés que le nombre adéquat d'animaux à intégrer par groupe doit être compris entre huit et dix. Ce nombre est communément admis et utilisé dans l'ensemble des études publiées dans le domaine du métabolisme. Nous choisirons dans cette demande un nombre fixe de dix animaux par groupe afin d'obtenir une puissance statistique suffisante. Les expériences seront réalisées 3 fois au maximum pour atteindre la significativité statistique.
Raffinement
La mise en place de points limites précoces, prédictifs, adaptés (perte de poids, état général de la souris) pour chacune nos procédures et basés sur une observation détaillée des animaux au cours de chaque procédure, permettra de limiter leur sévérité. Les souris seront hébergées selon les mesures réglementaires pour le raffinement : en groupe (6 souris par cage, ou 5 souris par cage si une des souris fait 30g ou plus) dans des cages enrichies (igloos, ouate, baguettes de bois à ronger). La surveillance quotidienne des animaux par les zootechniciens et nos surveillances lors des pesées et/ou injections bi-hebdomadaires nous permettront de repérer précocement l’apparition de points limites qui imposent une action pour soulager l’animal.
Choix des espèces
La souris est une espèce très utilisée dans les études fondamentales et métaboliques. C’est une espèce facile à utiliser grâce à sa natalité importante. Notre expertise nous permet d’avoir des locaux d’hébergement et des conditions d’expérimentation appropriés à cette espèce. D’autre part, la similitude de son patrimoine génétique avec celui de l’Homme nous permet de pouvoir, dans la mesure du possible, extrapoler les résultats et en tirer des conclusions valables pour l’Homme. Les données in vivo de la littérature sont obtenues sur des souris et cette espèce permet d'obtenir assez de "matériel" pour réaliser des analyses protéiques, génomiques et histologiques. Aucune autre espèce ne peut donc être utilisée. Pour la procédure 1 (souris mâles et femelles), la mise sous régime riche en graisse sera effectuée à environ 8-10 semaines d’âge, lorsque le poids des souris se stabilise. En effet, un régime riche en graisse induit une prise de poids importante. L’utilisation d’un tel régime peut durer jusqu’à 32 semaines, d’où la nécessité d’avoir des animaux relativement jeunes. Pour la procédure 2 (souris mâles et femelles), le traitement chimique induisant de la fibrose hépatique débutera à environ 7-8 semaines d’âge, lorsque le poids des souris se stabilise.
Isolement cellulaire à partir de tissus de souris dans le but de développer des modèles expérimentaux alternatifs
- Recherche appliquée
- Troubles gastrointestinaux
- Recherche fondamentale
- Système gastrointestinal
Une chirurgie unique de quinze à vingt minutes, jamais suivie d'un réveil : 115 souris vont être opérées sous anesthésie générale et tuées avant tout retour à la conscience, pour que leur foie soit perfusé ou prélevé. Les cellules ainsi isolées doivent servir à monter des cultures en trois dimensions, organoïdes et sphéroïdes, présentées comme des modèles substitutifs destinés à réduire l'usage d'animaux dans l'étude du cancer des voies biliaires. Le porteur affirme qu'un système vivant reste "indispensable" pour isoler les sous-populations cellulaires du foie, les lignées commerciales n'en étant pas représentatives. Sur la réduction, il indique que 115 individus suffisent d'après des expériences préliminaires et précise qu'aucune approche statistique n'a été conduite.
Objectifs
Nos études sont centrées sur le cholangiocarcinome (CCA), une tumeur des voies biliaires, qui est un cancer rare, très résistant aux thérapies. Par conséquent, afin d'élucider les mécanismes physiopathologique de cette résistance, des modèles expérimentaux alternatifs ou substitutifs doivent être mis en œuvre au laboratoire pour réduire le nombre d’animaux. Nous avons donc pour objectif de développer notamment des modèles de culture cellulaire en 3 dimensions (3D) comme des organoïdes ou des sphéroïdes comportant plusieurs types cellulaires dans le but de récapituler la structure d’un tissu biliaire sain in vitro afin de le comparer à des modèles in vitro de tumeurs biliaires. Ainsi avec le développement de tels modèles expérimentaux, nous souhaitons réduire substantiellement le nombre d’animaux. Ces modèles alternatifs nous permettrons de progresser sur les mécanismes physiopathologiques du cancer des voies biliaires. Les objectifs sont de développer des modèles expérimentaux in vitro en culture en 3 dimensions (exemple : organoïdes) afin de recourir à des méthodes substitutives à l’utilisation d’animaux (R=remplacer), limiter le nombre d’animaux utilisés pour atteindre un même objectif scientifique (R=réduire) et assurer et renforcer le bien-être des animaux (R=raffiner).
Bénéfices attendus
Dans son ensemble, ce projet doit permettre de développer des nouveaux modèles expérimentaux in vitro de tissu sain biliaire. Les bénéfices attendus du projet sont 1/ de réduire drastiquement l’utilisation des animaux ; 2/ d’avoir à disposition des modèles expérimentaux nouveaux (ex = organoïdes) de tissus sains pour les comparer à des modèles in vitro de tissus tumoraux.
Procédures
Tous les animaux subiront une intervention chirurgicale unique et terminale sous anesthésie générale et analgésie d’une durée maximale de 15-20 minutes.
Impact sur les animaux
Les seuls actes réalisés sur les animaux seront effectués sous anesthésie et les nuisances sont donc celles associées à l’anesthésie. Les animaux ne se réveilleront pas à l’issue de l’anesthésie car l’euthanasie interviendra durant celle-ci.
Devenir
L'isolement cellulaire ne permet pas la survie des animaux. Les animaux seront donc tous euthanasiés à la fin des procédures pour perfusion ou explantation du foie qui est requis pour répondre aux objectifs scientifiques du projet.
Remplacement
Dans la mise en œuvre de ce projet, Un système vivant est nécessaire 1/ pour isoler toutes les populations cellulaires du foie grâce à des marqueurs spécifiques de chacune de ces sous populations et 2/ modéliser un tissu in vitro, en culture en 3 dimensions. Même s’il existe des lignées de cellules du foie, celles-ci ne sont pas représentatives des sous-populations cellulaires qu’il existe dans le foie et ne peuvent être étudiées qu'en culture primaire. Le modèle animal est donc indispensable dans le cadre de ce projet.
Réduction
Le projet impliquera un total de 115 animaux. Des expériences préliminaires réalisées au laboratoire, nous indiquent que ce nombre est suffisant pour développer nos modèles cellulaires en 3 dimensions. Aucune apporche statistique n'est réalisée.
Raffinement
Dans la réalisation de ce projet, l’ensemble des procédures a été mise au point afin de permettre une interprétation fiable dans le respect du bien-être animal, en limitant la douleur et le stress (anesthésie, analgésie) et avec l'application de points limites stricts et spécifiques du projet.
Choix des espèces
La souris a été choisie pour isoler les différents types cellulaires du foie et ainsi développer des modèles expérimentaux alternatifs car 1/ nous pouvons avoir à disposition des cellulaires d'origine hépatiques facilement pour développer nos nouveaux modèles de culture en 3D et 2/ qu'il existe de nombreux outils commercialisés et à disposition dans la communité scientifique pour étudier les cellules provenant de souris. Les souris seront utilisées à l'âge adulte/jeune adulte, 5 à 8 semaines dont 1 semaine d’acclimatation.
Gestion de la production d’animaux qui développent spontanément une colite chronique.
- Maintien des lignées génétiquement modifiées
- Recherche appliquée
- Troubles gastrointestinaux
- Recherche fondamentale
- Système gastrointestinal
1 250 souris dépourvues d'interleukine 10 vont être élevées et utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance sévère, sans aucune intervention ni prélèvement pendant l'élevage. Avec l'âge, une partie d'entre elles développe une inflammation chronique du côlon qui peut entraîner de fortes diarrhées, des saignements rectaux, une déshydratation et une perte de poids importante, et environ 85 % des femelles et 90 % des mâles atteignent l'âge de 14 semaines. Cet élevage doit fournir à l'équipe et à ses partenaires des souris pour leurs recherches sur les maladies inflammatoires de l'intestin : elles y entrent dès 4 semaines et sont tuées à l'issue des procédures, les autres étant gardées pour la reproduction ou tuées en cas de souffrance, après deux mois sans portée ou à 24 semaines. Le porteur se donne pour objectif de mieux élever ces souris "tout en minimisant leur possible souffrance", et qualifie leur utilisation d'"essentielle" pour cette recherche.
Objectifs
Ce projet vise à décrire la prise en charge des animaux d’une lignée de souris développant progressivement une inflammation chronique de l’intestin (colite). Ces souris sont un modèle des Maladies Inflammatoires Chroniques de l’Intestin (MICI), qui incluent la maladie de Crohn et la colite hémorragique qui sont causées par un mélange de facteurs génétiques, environnementaux et liés aux microbes présents dans l’intestin. Normalement, le corps produit une molécule appelée interleukine 10 (IL-10) qui aide à limiter l’inflammation dans l’intestin. Mais chez ces souris, cette molécule est absente, ce qui entraîne une réaction excessive du système immunitaire et une inflammation chronique du côlon. De plus, des éléments comme certains additifs alimentaires ou les antibiotiques peuvent aggraver cette inflammation en modifiant les microbes intestinaux. L’objectif de ce projet est de mieux comprendre comment élever et prendre en charge ces souris tout en minimisant leur possible souffrance, afin de mieux étudier les maladies inflammatoires de l’intestin et, à terme, aider à la recherche sur ces maladies chez l’homme.
Bénéfices attendus
Ce projet va permettre à notre équipe et à nos partenaires d’avoir les souris nécessaires pour mener nos recherches sur les maladies inflammatoires chroniques de l’intestin (MICI). À long terme, ces souris aideront les chercheurs à mieux comprendre les maladies inflammatoires chroniques de l'intestin (MICI). Grâce à elles, on pourra trouver de nouvelles façons de traiter ces maladies et identifier des marqueurs pour mieux les diagnostiquer. Ces souris permettront aussi de tester de nouveaux médicaments anti-inflammatoires et d’évaluer leur efficacité par rapport aux traitements déjà disponibles pour les patients atteints de MICI.
Procédures
Ce projet vise à gérer la production d’une lignée de souris qui peuvent développer des problèmes de santé progressifs avec l’âge. En particulier, ces souris pourront développer des signes d’inflammation de l’intestin (diarrhées, perte de poids, comme les patients atteins de MICI). Ils ne subiront aucune intervention ni prélèvement pendant toute la durée de l’élevage.
Impact sur les animaux
Certaines de ces souris peuvent commencer à développer progressivement avec l’âge une inflammation de l’intestin. Cela peut entraîner de fortes diarrhées, des saignements rectaux, une déshydratation et une perte de poids importante. Dans ces cas-là, l’expérimentation est arrêtée pour éviter toute souffrance excessive. En général, environ 85 % des femelles et 90 % des mâles atteignent l’âge de 14 semaines.
Devenir
Les souris générées dans ce projet seront soit intégrés dans un protocole expérimental dès 4 semaines de vie, soit gardés en vie pour la gestion des accouplements, soit euthanasiés lorsqu'elles présenteront des signes de souffrance ou lorsqu'elles n'auront plus donné de portées depuis 2 mois ou âgées de 24 semaines (souris trop âgées pour être utilisées en accouplement ou incluses dans un protocole de recherche). Les souris incluses dans un projet de recherche seront euthanasiées à l'issue des procédures expérimentales
Remplacement
L’utilisation de souris de laboratoire est essentielle pour cette recherche, car les maladies inflammatoires chroniques de l’intestin (MICI) sont très complexes. Elles impliquent plusieurs facteurs comme le système immunitaire, les microbes intestinaux, la génétique et l’environnement. Ces maladies affectent non seulement l’intestin mais aussi d’autres organes et provoquent une inflammation persistante dans tout le corps. Pour comprendre comment l’environnement et les microbes interagissent avec l’organisme, les souris sont le modèle le plus adapté. À ce jour, il est impossible de recréer ces interactions complexes en laboratoire uniquement avec des cellules, d’où la nécessité d’étudier ces maladies sur des animaux vivants.
Réduction
Nous ajusterons l’élevage des souris en fonction des besoins de recherche de l’équipe de recherche. Ayant une connaissance approfondie de cette lignée (son mode de reproduction, le nombre et la taille des portées), nous sommes en mesure de gérer l’élevage de manière efficace et raisonnée. Concrètement, nous maintenons en permanence deux couples reproducteurs pour assurer la continuité de la lignée. Si une expérience spécifique est prévue et approuvée, nous augmentons temporairement le nombre de souris pour répondre aux besoins de l’étude.
Raffinement
Les souris seront surveillées de façon journalière par du personnel technique dans le cadre de la surveillance obligatoire. En outre, une surveillance sera effectuée 1 à 3 fois par semaines par du personnel qualifié pour évaluer la santé des animaux. Si certains développent une inflammation de l’intestin, des soins adaptés seront mis en place en fonction de leur état, comme l’ajout d’un gel de réhydratation. S’il n’y a pas d’amélioration de leur état, elles seront euthanasiées afin d’éviter toute souffrance. L’évolution de la maladie sera suivie grâce à un système de notation qui prend en compte la perte de poids, l’apparence, la présence de diarrhée et le comportement des souris. Selon leur score, des mesures progressives seront appliquées (un suivi plus fréquent, l’ajout de gel de réhydratation, voire l’arrêt du protocole si nécessaire. Enfin, leur environnement sera aménagé avec des éléments comme du coton, des petites maisons et un éclairage respectant le cycle jour/nuit pour leur permettre d’adopter un comportement naturel.
Choix des espèces
Les souris sont souvent utilisées pour étudier les maladies inflammatoires chroniques de l’intestin (MICI), car elles permettent de mieux comprendre les liens entre l’alimentation, l’environnement, les microbes intestinaux et l’intestin lui-même. Dans ce projet, nous utilisons une lignée de souris qui ne produit pas une protéine clé entrainant ainsi une inflammation intestinale ressemblant à une colite hémorragique chez l’humain. Ce modèle génétique de la maladie n’existe que chez la souris. Les souris pourront commencer à se reproduire dès l’âge de 5 semaines, qui correspond à leur maturité sexuelle.
Anse intestinale chez la souris pour évaluer l’entrée des particules vaccinales dans le cadre de la vaccination muqueuse
- Recherche fondamentale
- Système gastrointestinal
- Système immunitaire
Mises à jeun, anesthésiées, ouvertes au niveau de l'intestin pendant vingt minutes, 436 souris sont réveillées sous anti-douleur puis maintenues en vie six heures au maximum. Les procédures relèvent d'un niveau de souffrance modéré, et une partie des souris génétiquement modifiées subit en plus une biopsie de l'oreille pour être identifiée. Le porteur justifie le recours aux animaux par des modèles de tissus respiratoires reconstitués qui ne reproduisent ni la structure complète ni le microbiote, alors que le projet porte sur la muqueuse intestinale, et il annonce en une ligne que l'étude "permettra de développer des vaccins par voie orale plus efficaces". Toutes sont tuées au terme des six heures, le temps de prélever l'anse intestinale et d'y chercher les particules vaccinales.
Objectifs
Développer des vaccins plus efficaces contre les infections intestinales est un enjeu majeur dans le domaine de la vaccination. La vaccination par voie orale est une stratégie prometteuse pour avoir des réponses vaccinales protectrices plus efficaces contres les pathogènes bactériens ou viraux intestinaux. Un des point clé est de mieux comprendre l'entrée des particules vaccinales au niveau de la muqueuse intestinale et d'essayer d'ameliorer leur entrée avec differentes stratégies de type vecteur ou en modificant le microbiote localement. Le modèle de l'anse intestinale est le modèle idéal pour caractériser l'entrée des particules vaccinales dans des conditions physiologiques.
Bénéfices attendus
Ce projet permettra de développer des vaccins par voie orale plus efficaces.
Procédures
Les souris seront anesthesiées et elles subiront une intervention chirurgicale au niveau de l'intestin qui dure 20 min. Les souris resteront sur un tapis chauffant durant toute l'intervention et jusqu'à leur réveil. Les souris pourront être maintenues en vie au maximum 6 heures après l'intervention et elles recevront des anti-douleurs. La même intervention sera réalisée sur des souris modifiées mais sans que ça n'amène de souffrance. Ces souris pourront subir une petite biopsie à l'oreille sous anesthesie plusieurs semaines avant l'intervention (durée 1 minute) ou les selles seront prélévées (durée 20 min), afin de les identifier génétiquement.
Impact sur les animaux
Avant la chirurgie, les souris seront mises à jeun. Après la chirurgie, les souris pourront ressentir des douleurs au niveau du ventre mais un anti-douleur sera administré. Pour les souris modifiées, celles-ci pourront ressentir une petite douleur à l'oreille après la biopsie.
Devenir
Afin d'analyser l'entrée des particules vaccinales dans la muqueuse intestinale, il faut prélever l'anse intestinale après la mise à mort. Ainsi tous les animaux seront mis à mort à la fin de la procédure.
Remplacement
Le passage des antigènes dans la muqueuse est préalablement étudié dans des modèles de tissus respiratoires reproduits en laboratoire. Cependant, ces modèles ne reproduisent pas complètement les conditions physiologiques notamment parce qu'il n'y a pas la structure complète des tissus permettant de générer des réponses immunitaires et il n'y a pas non plus de microbiote.
Réduction
En se basant sur notre experience de cette technique chirurgicale, les expériences seront optimisées pour réduire le nombre d'animaux au minimum. Des tests statistiques seront utilisés pour déterminer les différences dans l'entrée des particules vaccinales.
Raffinement
Les souris seront sous anesthesie durant la chirurgie et un anti-douleur sera administré afin que le réveil ne soit pas trop douloureux. Des point limites ont été mis en place et seront appliqués après la chirurgie.
Choix des espèces
La souris est le modèle de predilection pour étudier le système immunitaire humain car il ressemble beaucoup au sytème immunitaire humain. De plus, ce modèle animal est parmi les plus aisé à manipuler. Seules des souris adultes de plus de 7 semaines seront utilisées car elles ont un système immunitaire mature. Des souris transgéniques adultes seront aussi utilisées pour déterminer l'impact de certains facteurs immunitaires sur l'entrée des particules vaccinales dans la muqueuse.
Impact de l’obésité sur le développement de lésions pré-cancéreuses du pancréas
- Recherche fondamentale
- Oncologie
- Système gastrointestinal
Pour mesurer l'effet de l'obésité sur l'apparition de lésions précancéreuses du pancréas, 300 souris vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. 172 sont tuées, dont les femelles allaitantes mises à mort au sevrage parce qu'elles ne peuvent pas porter une seconde portée, et 128 femelles sont transférées vers un autre projet d'imagerie. Les souriceaux subissent une coupe du bout de la queue pour génotypage, et un groupe est rendu obèse par un régime gras de l'âge de quatre à six semaines jusqu'à seize semaines, puis reçoit du sucre par gavage et six piqûres de la queue en deux heures pour mesurer sa glycémie. Le porteur explique avoir choisi des femelles allaitantes pour faire passer le produit par le lait maternel, ce qui évite de manipuler les souriceaux et déplace l'administration sur les mères.
Objectifs
L’adénocarcinome du pancréas est un cancer de plus en plus fréquent et serait la deuxième cause de mortalité par cancer en 2030. Il est souvent diagnostiqué à un stade tardif et sa mortalité est importante avec une survie à 5 ans tous stades confondus estimée à 11 % en 2024. De plus, la prévalence de l’obésité est en augmentation, particulièrement dans les pays développés. La corrélation entre obésité et cancer du pancréas est établie chez l’homme sur des données épidémiologiques, mais il existe à ce jour peu de données sur les mécanismes biologiques, cellulaires et moléculaires impliqués. Le but de cette étude est donc d’étudier l’impact de l’obésité sur l’apparition de lésions précancéreuses pancréatiques (donc avant la formation d’un cancer) à l’aide de 2 modèles de souris mimant 2 types de lésions précancéreuses.
Bénéfices attendus
L’étude des processus de développement et d’évolutivité de ces lésions précancéreuses du pancréas dans un contexte d’obésité est une des clés pour développer un meilleur dépistage et des traitements précoces, plus personnalisés et plus efficaces pour les patients.
Procédures
On génère les souris d’intérêt par croisement afin d’obtenir les modifications génétiques nécessaires à la formation des lésions pré-cancéreuses. Un produit est administré une fois par jour pendant 4 jours aux souris femelles allaitantes, soit par gavage, soit par injection dans le ventre. Cette manipulation dure moins de 15 secondes et permet au produit de passer dans le lait maternel afin que les souriceaux allaités le reçoivent indirectement. Ce produit permet ainsi d’induire l’activation de la modification génétique des souriceaux et de favoriser le développement des lésions pré-cancéreuses une fois l’âge adulte atteint pour étudier les causes du développement et de la progression de ces lésions. On effectue un prélèvement d’un petit bout de queue chez les souriceaux pour le génotypage, c'est à dire l'identification des modifications génétiques induites chez chaque animal. La manipulation est très rapide (moins de 30 secondes) et n’induit pas de modification du comportement du souriceau, et la queue cicatrise très rapidement à ce stade. Un groupe de souris se nourrira d’un régime spécial riche en gras à base de croquettes de l’âge de 4-6 semaines jusqu’à 16 semaines afin d’induire une obésité. On donne ensuite du sucre par gavage à la souris afin de déterminer si elle est diabétique ou non (taux élevé de sucre dans le sang) en mesurant ensuite le taux de sucre via une goutte de sang prélevée au bout de la queue en moins de 5 secondes (au total, 6 gouttes de sang sur une période de 2 heures). Enfin, un prélèvement de sang sera réalisé sous anesthésie générale avant l’euthanasie de l’animal, la durée du prélèvement étant de moins de 30 secondes. On euthanasie les animaux à l’âge de 16 semaines afin qu’ils aient le temps de développer les anomalies du pancréas et de prendre du poids avec le régime riche en gras.
Impact sur les animaux
Le traitement des souris allaitantes peut entrainer une légère perte de poids transitoire. Le prélèvement d'un petit bout de la queue chez les souriceaux peut entrainer une légère douleur transitoire et un léger saignement. Un groupe de souris se nourrira d’un régime spécial riche en gras afin d’induire une obésité qui provoque une légère baisse de la capacité de mouvement des souris. Le prélèvement d’une goutte de sang au bout de la queue de la souris nécessite une contention qui est une légère source de stress et provoque une légère douleur transitoire.
Devenir
Les souris allaitantes seront euthanasiées au sevrage des souriceaux car elles ne peuvent pas être réutilisées une seconde fois pour une nouvelle portée. Les souris étudiées (souris d’intérêts et souris contrôles) seront euthanasiées à 4 mois afin d’étudier le développement et la progression des lésions précancéreuses pancréatiques en rapport avec l’obésité. Les 128 femelles restantes seront réutilisées dans un autre projet concernant la détection en imagerie des lésions prénéoplasiques pancréatiques (Apafis en cours d’écriture).
Remplacement
Les connaissances issues de cette étude sur l’animal ne peuvent pas être actuellement obtenues par d’autres méthodes compte-tenu de la complexité physiologique du développement des lésions précancéreuses pancréatiques, nous obligeant à travailler à l'échelle d'un organisme. Des études sur organoïdes de souris (mini-version d’un organe cultivée en laboratoire à partir de cellules, qui imite certaines de ses structures et fonctions), ou issus de prélèvements de lésions humaines sont également possibles en complément mais ne peuvent pas remplacer cette étude avec ce modèle physiologique. Les retombées de ce travail sont utiles du point de vue des implications diagnostiques et thérapeutiques à terme chez l'homme, mais aussi d’un éventuel dépistage précoce.
Réduction
Nous utilisons l'effectif minimal de souris, déterminé par des résultats obtenus précédemment et dans les publications scientifiques pour ce type d’analyse, et qui permet d'obtenir des résultats avec une puissance statistique permettant la validation de l'étude.
Raffinement
Les méthodes et les mesures choisies visent à diminuer au maximum les contraintes imposées aux animaux. Les souris sont placées dans des conditions optimales d'élevage, en portoirs ventilés. Les souris sont 5 individus par cage au maximum pour avoir assez de place dans la cage sans pour autant être isolés car ce sont des animaux qui vivent en groupe. La température, le taux d’humidité, la nourriture et l'eau sont contrôlées tous les jours. En plus de la litière, les cages sont enrichies avec des cotons et des petits abris. Une surveillance quotidienne du personnel de l'animalerie et un suivi régulier de l'expérimentateur (au moins 1 fois par semaine) avec la prise en compte de différents éléments bien définis tels que l'aspect du pelage et des yeux, le poids et le comportement des souris permet d'éviter toute souffrance des animaux (suivi de ce qu’on appelle les points limites). Enfin l’euthanasie des animaux est réalisée sous anesthésie avec administration d’un traitement antidouleur.
Choix des espèces
Les souris modifiées génétiquement sont largement utilisées dans l'étude des mécanismes biologiques et cellulaires de pathologie humaine. L’objectif du projet est d’étudier l’impact de l’obésité sur le développement et l’évolutivité de lésions pré-cancéreuses pancréatiques grâce au modèle de souris et d’identifier de nouvelles cibles thérapeutiques, ainsi que de proposer des stratégies diagnostiques et de dépistage. Nous utilisons des femelles allaitantes car cela permet d’induire la modification génétique chez les souriceaux sans avoir à les manipuler directement. Les femelles « allaitantes » auront au moins 60 jours lors de leur mise en accouplement. Le temps de gestation moyen est de 21 jours. Le temps d’allaitement moyen est de 30 jours. Au sacrifice, les femelles souris allaitantes seront euthanasiées à environ 17 semaines de vie. On laisse les lésions pré-cancéreuses se développer dans ce modèle de souris jusqu’à l’âge de 4 mois. Cela permet d’étudier l’impact de l’obésité dans le développement de ces lésions précancéreuses.