Système gastrointestinal
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Exposition chronique aux additifs et contaminants alimentaires inorganiques de la vie in utero à l’âge adulte chez la souris: impact d’une infection à Salmonella sur la réponse du système immunitaire systémique et l’homéostasie
- Recherche fondamentale
- Système gastrointestinal
- Système immunitaire
Fournir aux instances réglementaires des données sur l'E551, un additif alimentaire à base de nanoparticules de silice : 88 souris vont être utilisées pour cela, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance sévère. Exposées à l'additif de la vie in utero jusqu'à 130 jours après la naissance, elles reçoivent ensuite une injection unique de Salmonella. Le porteur indique que cette infection peut provoquer une morbidité et une mort rapide au bout de cinq jours, et écarte tout recours aux analgésiques et aux anesthésiques au motif qu'ils fausseraient les paramètres immunitaires mesurés. Il affirme qu'aucun modèle alternatif ne permet de recréer les dialogues inter-organes et conclut que le principe de remplacement est "inapplicable".
Objectifs
Ce projet fait suite aux résultats obtenus dans un précédent projet montrant une altération de la réponse immunitaire intestinal et systémique après exposition des animaux à l’additif E551 constitué de nanoparticules de dioxyde de silice. Ces données suggèrent une susceptibilité accrue aux infections chez les animaux exposés à cet additif. Ainsi, ce projet a pour but d’évaluer la susceptibilité des animaux exposés au E551 à une infection systémique induite par inoculation de la bactérie Salmonella.
Bénéfices attendus
Le projet permettra la mise en évidence de l'impact de l'additif dioxyde de silice sur la réponse des défenses immunitaires des suites d'une infection systémique à une bactérie pathogénique possiblement retrouvée dans l'alimentation (Salmonella). Ce projet apportera des données utilisables pour l'évaluation des risques pour la santé humaine et animale dans l'utilisation de ces additifs et contaminants. Cet impact pourra être pris en compte par les instances règlementaires afin de réguler l'exposition humaine aux nanoparticules inorganiques de type Silice.
Procédures
Les animaux auront été exposés au préalable à l'additif alimentaire contenant des nanoparticules de dioxyde de silice à une dose encadrant l'exposition humaine et ce de manière périnatale et pendant 130 jours post-natal. Puis ils seront infectés à Salmonella délivrée par une injection unique nécessitant une contention d’environ 10 secondes.
Impact sur les animaux
L'injection de Salmonella s'effectue après contention de l'individu et peut engendrer un stress lié à la manipulation de l'animal et à l'injection en elle-même. L'infection par Salmonella de degré sévère peut conduire à une morbidité et une mortalité rapide au bout de 5 jours.
Devenir
A la fin des procédures, les animaux seront mis à mort afin d'effectuer des prélèvements permettant d'étudier la réponse immunitaire contre Salmonella.
Remplacement
Le projet étudie la réponse à une infection à Salmonella Typhimurium, après une période d'exposition à un nanomatériel alimentaire allant de la périnatalité au stade adulte sur un organisme. L'utilisation du modèle animal est nécessaire afin d'avoir cette exposition chronique dès la vie in utero. De plus l'étude portera sur des impacts de l'axe intestin-réponse immunitaire systémique. Aucun modèle alternatif ne permet de recréer tous les dialogues inter-organes. Du fait de ces 2 raisons majeures, le recours à l'animal est donc nécessaire et le principe de remplacement inapplicable.
Réduction
Pour optimiser le nombre d'animaux utilisés, une étude pilote sera effectuée pour déterminer l'inoculum optimale et le temps d'observation post-injection et ainsi réduire le nombre de groupes. Les résultats seront analysés avec des tests statistiques adaptés.
Raffinement
Les individus présentant une détérioration de l'état général (poil piqué, dos vouté, difficulté de mobilité, agressivité extrême) et/ou une perte de poids significative ou une diminution de la prise alimentaire seront écartés de l'étude et des soins adaptés leur seront donnés. L'infection par Salmonella peut perturber l'état général des animaux qui seront observés en continu jusqu'à leur mise à mort. L'emploi d’analgésiques et d’anesthésiques perturberait la réponse à l'infection par Salmonella et influerait sur les paramètres immunitaires mesurés, rendant leur utilisation incompatible avec notre étude.
Choix des espèces
La souris est un modèle reconnu en toxicologie, pour lequel de nombreux outils et savoirs sont développés afin d'étudier le système immunitaire et la réponse à une infection, notamment par Salmonella. Des résultats préliminaires concernant l'exposition in utero et chronique aux additifs alimentaires ont déjà été obtenu sur une lignée murine. Cette même lignée a aussi été utilisé par d’autres équipes de recherche et montre une sensibilité à l’infection par Salmonella. Les souris mâles et femelles seront utilisées à l'âge adulte pour mimer une exposition périnatale et chronique à long terme.
Rôle des cellules immunitaires dans la maladie vasculaire du foie
- Recherche fondamentale
- Système cardiaque
- Système gastrointestinal
- Système immunitaire
Une injection dans la veine de la queue chaque semaine de la dixième à la dix-huitième semaine de vie, puis pour une partie des souris une injection quotidienne dans l'abdomen : le protocole installe une maladie des petits vaisseaux du foie. 800 souris vont être utilisées, 200 tuées sans reprendre conscience et 600 dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Le porteur décrit une hypertension portale pouvant entraîner des saignements digestifs, de l'ascite et des caillots, puis écrit que la maladie "n'entraîne pas d'altération du bien-être de l'animal". Toutes sont tuées pour prélever le foie, une partie pour l'observer au microscope, l'autre pour en isoler les cellules, l'isolement détruisant l'organe.
Objectifs
La maladie des petits vaisseaux du foie est une maladie rare (2,5 cas pour 100 000 habitants) caractérisée par l'atteinte des petits vaisseaux dans le foie mais sans lésion de cirrhose (foie dur et fibreux non fonctionnel). La maladie des petits vaisseaux du foie touche des individus jeunes, en moyenne de 45 ans. Elle est souvent associée à d'autres maladies comme des maladies du sang (cancer du sang), des maladies du corps qui s'attaquent à lui-même (appelées maladies auto-immunes) ou encore des maladies génétiques. Les mécanismes à l'origine du développement de la maladie des petits vaisseaux du foie sont inconnus. Sa progression peut conduire au développement d'une hyperpression dans les grosses veines situées avant le foie et qui sont censées le traverser pour ramener le sang au cœur, cette hyperpression s’appelle une hypertension portale. Cette pression dans les veines abdominales peut entrainer des ruptures de ces veines avec des saignements dans le tube digestif, l’accumulation de liquide dans le ventre appelé ascite, ou encore la formation d'un caillot dans ces veines empêchant la circulation du sang. Il n'existe actuellement aucun traitement de la maladie des petits vaisseaux du foie. Comme cette maladie est encore largement incomprise, les progrès dans la recherche de traitement sont difficiles. Si l’implication des cellules formant les vaisseaux du foie est depuis longtemps suspectée puisqu’il s’agit d’une maladie des vaisseaux, l’une des nouvelles voies de recherche est l’étude d'autres cellules : les cellules de défense de l'organisme. Ces cellules, qui jouent un rôle contre les bactéries, peuvent être au repos dans le foie ou activer une réaction inflammatoire en cas de signal de danger de l’organisme. Elles ont été étudiées ces dernières années et leur nombre ainsi que leur activation semblent jouer un rôle dans le développement de nombreuses maladies dont certaines du foie comme la cirrhose. Notre hypothèse est donc que ces cellules pourraient, par leur interaction avec les cellules formant les vaisseaux du foie, être des acteurs clés dans le développement de la maladie des petits vaisseaux du foie. L'objectif est donc d’étudier leur impact dans son développement et sa progression. A terme, en cas d'implication, elles pourraient devenir des cibles thérapeutiques.
Bénéfices attendus
Il existe plusieurs bénéfices à ce projet : en effet, la maladie des petits vaisseaux du foie touche des sujets jeunes et est encore largement incomprise. Améliorer sa compréhension est très important à la fois pour : 1/ prévoir quels patients risquent de développer cette maladie, quelle sévérité attendre et donc prévoir un suivi plus approprié. 2/ en cas d’implication des cellules de défenses de l'organisme dans le développement de la maladie des petits vaisseaux du foie, ces cellules pourraient devenir des cibles thérapeutiques ce qui permettrait d’éviter ou de ralentir le développement de la maladie des petits vaisseaux du foie.
Procédures
5 groupes de souris seront réalisés, qui seront soumises à des interventions différentes. Dans un premier temps, 2 groupes de souris génétiquement modifiées ayant un nombre de cellules de défense de l’organisme variable, recevront sous anesthésie des injections d'un produit pour développer la maladie des petits vaisseaux du foie. Ce produit sera injecté dans les veines toutes les semaines à partir de 10 semaines de vie et jusqu’a 18 semaines de vie. L'injection dans une veine dure moins d'une minute. La dernière semaine des injections, les souris seront anesthésiées pour réalisation d’une imagerie du foie (environ 30min/souris), puis le groupe 1 sera euthanasié une semaine après la fin des injections pour prélever leur sang et leur foie afin de les analyser et le groupe 2 sera euthanasié pour prélever leurs cellules des vaisseaux du foie (ces deux expériences ne peuvent se faire sur le même foie car l’isolation des cellules détruit le foie, qui ne peut donc plus être analysé au microscope). Dans un deuxième temps, deux autres groupes de souris sans modification génétique, recevront sous anesthésie des injections d'un produit pour développer la maladie des petits vaisseaux du foie, ce produit sera injecté dans les veines toutes les semaines à partir de 10 semaines de vie et jusqu’a 18 semaines de vie. A 12,5 semaines de vie nous débuterons en plus des injections dans le ventre d'un produit qui désactive les cellules de défense. Ces injections seront tous les jours et durent 1 minute environ. La dernière semaine des injections, les souris seront anesthésiées pour réalisation d’une imagerie du foie. Puis, 24 heures après la dernière injection dans le ventre, le premier groupe sera euthanasié pour prélever le sang et le foie afin de les analyser et l'autre groupe sera euthanasié afin de prélever les cellules des vaisseaux du foie (ces deux expériences ne peuvent se faire sur le même foie car l’isolation des cellules détruit le foie, qui ne peut donc plus être analysé au microscope). Un dernier groupe de souris sans modification génétique, ne sera soumis à aucun traitement et euthanasié à 10 semaines de vie pour isolation des cellules spécifiques du foie ce qui permettra d'utiliser ces cellules spécifiques du foie appelées hépatocytes et de les mettre en contact avec les cellules des vaisseaux du foie des souris injectées dans les quatre premiers groupes. Nous pourrons ainsi voir l'impact des cellules des vaisseaux du foie sur les cellules spécifiques du foie.
Impact sur les animaux
Les effets indésirables attendus sur les animaux pour ceux qui ont reçu le produit pour développer une maladie des petits vaisseaux du foie sont une perte ou une prise de poids (en cas de formation de liquide dans le ventre). Par ailleurs, en dehors de ses complications liées à la pression dans la veine du ventre, la maladie des petits vaisseaux du foie en elle-même n’entraîne pas d’altération du bien-être de l’animal. Des douleurs temporaires sont possibles au moment de l’injection de produit dans la queue ou le ventre, ainsi qu’un possible stress les premiers jours liés à la nouveauté de la procédure qui devrait s’estomper avec le temps. Pour le produit injecté par les veines de la queue, il est possible d'observer l'aparition d'une zone fibreuse (comme une cicatrice) localement.
Devenir
Tous les animaux sont euthanasiés en fin de procédure et le foie est prélevé pour faire des analyses sur sa morphologie et sur l'état des cellules qui le constituent.
Remplacement
Les maladies du foie sont des maladies complexes sous l'influence de nombreux facteurs notamment environnementaux. Cette pluralité des facteurs de risque et d’interactions à l'origine du développement de la maladie des petits vaisseaux du foie, rend particulièrement difficile l’étude chez l’humain. Grâce au modèle des souris nous nous affranchirons ainsi de nombreux facteurs environnementaux à l’origine du développement de la maladie des petits vaisseaux du foie et pourrons étudier l’effet d’un seul facteur (par exemple la génétique). Néanmoins pour limiter l’utilisation de trop de souris, nous réaliserons certains tests pour étudier les cellules de défenses sur le sang de patients atteints de la maladie des petits vaisseaux du foie. Nous réaliserons également des études préliminaires des interactions des cellules immunitaires avec les cellules des vaisseaux du foie sur des cellules isolées en laboratoire.
Réduction
Les techniques utilisées pour évaluer le développement de la maladie seront au maximum non douloureuses (exemple : réalisation d’imagerie, pesée des souris, examen physique des souris). Une seule souris fournira des prélèvements de sang et de foie pour plusieurs analyses différentes ce qui permet de diminuer le nombre de souris nécessaires. Nous avons également réduit le nombre d’animaux au strict minimum afin d’être en mesure d’obtenir des résultats interprétables. Nous avons utilisé des tests statistiques pour déterminer le nombre de souris minimum que nous inclurons dans le projet pour mettre en évidence une différence entre les groupes.
Raffinement
Toutes les mesures seront prises pour assurer le bien-être des animaux : surveillance quotidienne par du personnel qualifié dans l’animalerie, hébergement dans des cages en groupe afin de limiter le stress, enrichissement de l’environnement avec du coton ou des batônnets en bois. Toutes les procédures pouvant faire souffrir ou occasionner du stress (comme les imageries) à la souris seront réalisées sous analgésie et anesthésie. L’état général de la souris sera évalué par une grille d’évaluation prenant en compte plusieurs critères : étude du comportement de l’animal, mesure de son poids, état du poil, surveillance des points d'injection de produits. En cas de signe de souffrance de la souris (score de > 3 dans plusieurs parties), une analgésie pendant 72h sera réalisée et les souris seront surveillées, en l’absence d’amélioration les souris seront euthanasiées.
Choix des espèces
Le modèle de souris permet d’utiliser des souris génétiquement modifiées. Les techniques pour modifier le génome, développées chez les souris et les nombreux outils actuellement adaptés à la souris en font un modèle de choix pour l’étude. Enfin la maladie des petits vaisseaux du foie étant une maladie multifactorielle, la proximité génétique de la souris par rapport à l’homme nous permettra de nous affranchir en partie de certaines variables occasionnées par d’autres espèces. Le début des procédures sur les animaux se fera à partir d’un âge de 10 semaines (ce qui correspond à l’âge adulte chez l’homme et qui est l’âge auquel apparaît cette maladie chez l’homme) et au maximum jusqu’à 19 semaines de vie.
Comorbidités des rhumatismes inflammatoires chroniques : physiopathologie et traitements.
- Recherche appliquée
- Troubles cardiaques
- Troubles gastrointestinaux
- Troubles immunitaires
- Troubles respiratoires
- Recherche fondamentale
- Multisystémique
- Oncologie
- Système cardiaque
- Système endocrinien
- Système gastrointestinal
- Système immunitaire
- Système musculosquelettique
- Système nerveux
- Système respiratoire
Rats : 1750
1 750 rats et 750 souris vont être utilisés, tous tués à l'issue, dont 1 650 dans des procédures impliquant un niveau de souffrance sévère. Une arthrite leur est provoquée, avec érythème et gonflement des pattes, perte de poids, écoulements des yeux et du nez, mobilité réduite et vocalises que le porteur lit comme les signes d'un état de souffrance plus marqué. S'y ajoutent, selon les groupes, une marche rapide de trente minutes par jour sur tapis roulant pendant plusieurs semaines, des séances de rotarod, un spray froid appliqué sur les pattes, des gavages et un cathétérisme de la carotide sous anesthésie suivi de la mise à mort. Le projet porte sur les maladies concomitantes de la polyarthrite rhumatoïde, et le porteur justifie l'usage de deux espèces par le fait que les cultures cellulaires, les organoïdes et les approches in silico ne permettraient pas d'évaluer l'influence du sexe biologique, qu'il juge "indispensable" à la valeur prédictive des résultats.
Objectifs
Notre projet est un projet de recherche fondamentale, préclinique, qui vise à identifier des nouveaux traitements pour les patients atteints de rhumatismes inflammatoires chroniques (RIC). Ces maladies, dont les plus fréquentes sont la polyarthrite rhumatoïde et les spondyloarthrites, sont des maladies inflammatoires causées par un dérèglement du système immunitaire. Les patients souffrent de douleurs et de déformations de leurs articulations qui entraînent un handicap et a des conséquences socio-professionnelles importantes. Il est moins connu que ces patients développent également des pathologies concomitantes à leur maladie rhumatismale (comorbidités), qui réduisent l’espérance de vie, telles les comorbidités cardiovasculaires (infarctus du myocarde, accident vasculaire cérébral, insuffisance cardiaque) ou altèrent encore plus leur qualité de vie, comme les comorbidités cognitives (troubles de la mémoire, dépression) et les comorbidités intestinales (inflammation intestinale). Alors que beaucoup de données scientifiques sont disponibles sur les mécanismes et traitements du problème articulaire de ces patients, très peu d’études ont été consacrées à la prise en charge spécifique de ces comorbidités. Les effets des traitements antirhumatismaux sur ces comorbidités sont inconnus ou controversés, et aucun traitement spécifique de ces comorbidités n’a été pour l’instant identifié. Pour ces raisons, ce projet a pour objectif de comprendre les mécanismes impliqués dans les comorbidités associées aux RIC et d’identifier d’autres options thérapeutiques innovantes. Il mettra en œuvre plusieurs modèles animaux d’arthrite, chez le Rat ou la Souris, qui sont complémentaires les uns des autres vis-à-vis des comorbidités à étudier. Sur la base des données de la littérature, et selon les mécanismes que nous aurons identifiés, différentes approches thérapeutiques seront évaluées chez les animaux souffrant d’arthrite : approches médicamenteuses (voie orale ou voie injectable) et approches non médicamenteuses (cryothérapie appliquée sur les pattes, ou activité physique à un temps de l’arthrite compatible avec cette pratique). Il est attendu que toutes les approches qui seront testées n’aient soit pas d’effet aggravant de l’arthrite, soit réduisent l’intensité de l’inflammation articulaire.
Bénéfices attendus
Les résultats de ce projet permettront d’envisager une meilleure prise en charge des patients atteints de rhumatismes inflammatoires chroniques, de réduire la surmortalité associée à leur maladie et d’améliorer leur qualité de vie.
Procédures
Interventions non-invasives. Cette catégorie d’intervention est réalisée soit sur un animal vigile, soit sur un animal anesthésié. Elle n’engendre pas de douleur, mais uniquement une gêne à la nouveauté de l’expérience. La durée varie selon l’intervention, voir le tableau suivant. En cas d’intervention qui demande une contention des animaux, une phase d’habituation est programmée au préalable. Par exemple : - Mesure de pression artérielle à la base de la queue : habituation, en condition vigile, quelques minutes à chaque mesure. - Marche rapide sur tapis roulant : habituation, en condition vigile, 30 minutes /jour, pendant plusieurs semaines - Rotarod (coordination sur tige tournante) : habituation, en condition vigile, 5 à 10 minutes /jour, pendant plusieurs jours - ECG : sous anesthésie gazeuse, pendant quelques minutes, le réveil s’effectue 2 à 3 minutes après l’arrêt de l’exposition à l’anesthésique Application ou administration de traitements Si le traitement est administré par voie parentérale, une douleur similaire à la douleur d’une piqûre d’une aiguille est engendrée. Autrement, les conditions d'applications dépendent du type de traitement. Par exemple : -Cryothérapie par spray froid sur les pattes après contention manuelle en condition vigile pendant quelques minutes. - Injection sous-cutanée, intra-péritonéale, intradermique après contention manuelle vigile en moins d’une minute, - Gavage après contention manuelle en condition vigile en moins d’une minute - Administration orale par eau de boisson : dans la cage, en condition vigile avec accès à volonté au biberon -Administration orale dans la nourriture : dans la cage vigile avec ccès à volonté à la mangeoire. Pour les modèles d’arthrite générant une douleur et une atteinte articulaire, un soin particulier sera apporté aux animaux lors de la manipulation. Un système de points limites définit au préalable le seuil de souffrance à ne pas dépasser. Sa détermination quotidienne permet de suivre le bien-être de l’animal et d’envisager sa mise à mort, le cas échéant. Procédures chirurgicales : cathétérisation carotidienne, mesure de la courbe pression-volume cardiaque. Ces procédures doivent respecter les aspects réglementaires définis : sous anesthésie générale, après analgésie, avec température contrôlée, et respiration vérifiée, par un expérimentateur habilité à la chirurgie expérimentale. L’animal est mis à mort à la fin de la procédure.
Impact sur les animaux
Dans la procédure 1 de gravité sévère, une perte de poids et des écoulements nasaux sont observés au moment du développement d’arthrite et associés à l’apparition d’érythème et de gonflements des pattes antérieures et postérieures. Une douleur est associée à l’arthrite, et la mobilité des animaux est réduite lors de la phase inflammatoire de la maladie. Des écoulements au niveau des yeux et l’expression de vocalises peuvent apparaitre traduisant un état de stress et de souffrance plus marqué. A une phase plus tardive, des croutes cutanées peuvent apparaitre au point d’injection au niveau de la queue. Cette procédure étant considérée « sévère » au cours des phases inflammatoires des modèles d’arthrite, un suivi journalier de points limites est appliqué pendant ces phases inflammatoires. Dans les procédures 2 et 3 de classe légère, les administrations multiples par voie sous-cutanée ou intrapéritonéale peuvent aussi engendrer un inconfort pour les animaux. Ainsi, les injections doivent se faire à différents points afin de ne pas sursolliciter une seule région. L'état des points d'injection doit être vérifié le lendemain de chaque administration.
Devenir
Notre démarche de recherche inclut des explorations fonctionnelles chez l’animal vigile ou anesthésié. Mais elle implique aussi des explorations biomoléculaires sur les tissus d’intérêt. Ainsi, à l’issue de chaque procédure nous avons besoin de collecter les organes/tissus afin de réaliser des analyses. Tous les animaux de ce projet sont donc mis à mort à l’issue des procédures.
Remplacement
L’utilisation du modèle animal est nécessaire car la compréhension de nouveaux mécanismes tissulaires/moléculaires et l’étude de nouvelles approches thérapeutiques ne peuvent pas être d’emblée réalisées chez les patients, et nécessite des explorations à des stades précliniques de la maladie, irréalisables chez le patient. Les méthodes d’analyses in vitro sur cellules ou organoïdes en culture, ou in silico, ne reproduisent pas intégralement les communications complexes inter-organes (nerveuses, endocrines, immunologiques) impliqués dans les RIC et ne permettent pas d’évaluer l’influence du sexe biologique, indispensable pour garantir la valeur prédictive des résultats chez l’humain.
Réduction
Le nombre d’animaux se base sur le nombre de modalités thérapeutiques qui seront testées, avec notamment la notion d’effet-dose pour les études pharmacologiques, le nombre requis d’animaux selon la procédure réalisée (qui tient compte de la variabilité de la technique de mesure et du test statistique utilisé), et la nécessité d’étudier la variabilité liée au sexe pour des paramètres qui n’ont jamais fait l’objet d’études antérieures de l’influence du sexe biologique en cas d’arthrite. Des effectifs plus réduits seront utilisés pour les expériences préliminaires de recherche de doses efficaces des nouveaux médicaments, ou pour l’apprentissage de techniques d’exploration fonctionnelles complexes. Dans la mesure du possible, les techniques non invasives d’évaluation de la comorbidité d’intérêt seront toujours privilégiées aux mesures invasives. Pour chaque expérience, une banque de tissus sera réalisée afin de ne pas répéter ultérieurement des expériences.
Raffinement
Un raffinement sera apporté à chaque procédure afin de limiter le stress des animaux. Les effets de l’arthrite et des traitements sur les différentes comorbidités seront évalués à l’aide de différents tests, dont certains seront réalisés chez l’animal anesthésié et analgésié. Les modèles d’arthrite pouvant générer une douleur, un soin particulier sera apporté aux animaux lors de leur manipulation, un suivi clinique sera effectué, l’accès à la nourriture sera facilité. Quotidiennement, la détermination de points limites est réalisée afin de limiter la souffrance animale, en procédant à la mise à mort de l’animal selon le niveau de souffrance atteint. Cette évaluation sera réalisée conjointement avec la structure du bien-être animal, et éventuellement après sollicitation du Vétérinaire, le cas échéant. Pour les procédures nécessitant une anesthésie de l’animal, un tapis chauffant sera utilisé pour prévenir l’hypothermie.
Choix des espèces
Nos travaux s’intéressent à deux types de maladies inflammatoires chroniques : polyarthrite rhumatoïde et spondylarthropathie. Le Rat et la Souris sont les espèces de référence pour modéliser ces pathologies et ses comorbidités. La Souris offre en plus l’avantage de créer des lignées transgéniques permettant d’étudier l’effet de l’altération ou de rajout partiel ou total d’un gène codant une protéine d’intérêt. Dans tous nos modèles, les animaux sont utilisés à l’âge adulte. Dans tous nos modèles, les animaux sont utilisés à l’âge adulte, entre 6 semaines et 5 mois.
miR-Gut | Rôle des microRNAs hépatiques et du microbiote intestinal dans les maladies métaboliques chez la souris
- Recherche fondamentale
- Multisystémique
- Oncologie
- Système endocrinien
- Système gastrointestinal
Une partie des souris utilisées est de lignée ob/ob, obèse par construction génétique, les autres étant rendues obèses par trois mois de régime à 60 % de matières grasses. 300 souris au total vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger. Elles reçoivent des injections dans la queue trois fois par semaine pendant deux semaines, puis subissent trois tests métaboliques successifs, chacun exigeant une incision de la queue et jusqu'à huit prises de sang échelonnées sur deux heures, avec un risque d'hypoglycémie marquée pour les souris témoins. Toutes sont tuées pour le prélèvement de leurs organes, le porteur affirmant que le recours à l'animal est "irremplaçable" faute de modèle in vitro reproduisant l'effet du microbiote intestinal.
Objectifs
Ce projet a pour but de comprendre le rôle des miRs hépatiques dans les maladies métaboliques type obésité et diabète de type 2, surtout en ce qui concerne la physiopathologie hépatique, en relation avec le microbiote intestinal et ses altérations. En effet, aujourd'hui nous avons bien identifé le rôle clé du microbiote intestinal dans la physiopathologie des maladies métaboliques. De plus, les altérations du microbiote intestinal, dites dysbioses, induisent et aggravent la stéatose hépatique, qui caracterise obésité et diabète de type 2. Par contre les mécanismes moléculaires qui gouvernent la stéatose hépatique ne sont pas encore clairement identifiés. Les microRNAs ou miRs, sont des petites ARNs capable de reguler l'expression génique et leur expression est sous contrôle du microbiote intestinal. De plus, nous avons montré que les miRs hépatiques sont fortement corrélés au degree de stéatose hépatique et au microbiote intestinal. Pour cela, dans ce projet nous comptons moduler les miRs hépatiques et le microbiote intestinal, afin de moduler la stéatose hépatique.
Bénéfices attendus
Identification des miRs hépatiques qui controlent la physiopathologie du foie et qui sont sous contrôle du microbiote intestinal. Cela pourrait permettre la mise en place d'une thérapie basée sur la modulation des miRs hépatiques, comme c'est déjà le cas pour les thérapies qui modulent les miRs du pancrèas dans le cadre des cancers pancrèatiques.
Procédures
Injection intracaudale sur animaux vigiles de molécules anti-miRs, trois fois par semaine, sur deux semaines. Test intrapéritonéale de tolérance à l’insuline (IPITT) : une goutte de sang sera prélevée à la veine caudale aux temps 0, 10, 30 et 60 minutes après la première injection d’insuline ; une incision à la queue de moins de 0,5 mm sera réalisée pour la mesure de la glycémie. Test orale de tolérance au glucose (OGTT) : une goutte de sang sera prélevée à la veine caudale aux temps -30, 0, 15, 30, 60, 90 et 120 minutes après la première injection de glucose, une incision à la queue de moins de 0,5 mm sera réalisée pour la mesure de la glycémie. Test intrapéritonéale de tolérance au pyruvate (IPPTT) : Une goutte de sang sera prélevée à la veine caudale aux temps -30, 0, 15, 30, 45, 60, 90 et 120 minutes après la première injection de pyruvate, une incision à la queue de moins de 0,5 mm sera réalisée pour la mesure de la glycémie. Chaque test ci-dessus sera réalisé une seule fois par procédure.
Impact sur les animaux
Des éventuels effets indésirables lors de tests métaboliques pourraient être liées à une réponse trop importante lors du test de tolérance à l’insuline et donc à une hypoglycémie importante, surtout chez les souris contrôles sous régime normal. Pour cela, du glucose 5% sera éventuellement utilisé pour augmenter la glycémie rapidement. Pour les souris ob/ob, le risque est d'avoir une hyperglycémie trop importante (marquée HI sur le glucomètre) : dans ce cas, pas prevu avec la dose de glucose envisagée (0,5 mg/Kg), le plan d'action prevoit de surveiller l'animal, retest 30 min après, et eventuellement animal sorti du protocole et mis à mort par dislocation cervicale.
Devenir
Les animaux seront mis à mort afin de prélever les organes et réaliser les analyses moléculaires organe-spécifiques.
Remplacement
L’utilisation des méthodes alternatives in vitro a permis de mettre en évidence les effets de la modulation des miRs au niveau cellulaire. Cependant, le recours à l'animal est irremplaçable car aucun modèle in vitro ne permet de récapituler l’impact du microbiote intestinal dans ce type de modulation.
Réduction
Le n=10 prévu pour chaque groupe nous permettra d’attendre un seuil statistiquement valable et donc de pouvoir interpréter les résultats obtenus. Cela permettra de ne pas répéter les expérimentations tout en respectant la réduction du nombre d’animaux employés. Pour l'analyse d'un paramètre, par exemple la glycémie, entre deux groupes de souris, nous utiliserons un test non apparié. Pour l’analyse de deux ou plus paramètres comme la glycémie et le temps, par exemple lors d’un test de tolérance au glucose, nous utiliserons l’analyse 2-ANOVA. Une veille de la littérature est effectuée constamment afin de ne pas répéter des expériences déjà réalisée par d’autres travaux scientifiques. Les animaux contrôles ne pourront pas être mutualisés pour plusieurs expériences, car cela ne permettrait pas de comparer les microbiotes intestinaux au même temps.
Raffinement
Les animaux seront hébergés en raison de 3 souris maximum par cage moyenne ou 6 souris maximum par grandes cages (adaptées à partir de cages de rats), à cause de leur état d'obésité. Des points limites adaptés sont prévus en fonction de l'évolution de l'état d'obésité des souris : hyperglycémies précoces (HI sur le glucomètre) à l’état nourri et /ou à jeun des souris sous régime gras ou des souris ob/ob.
Choix des espèces
Le microbiote intestinal chez la souris est désormais bien connu et sa structure ressemble à celle du microbiote intestinal chez l’Homme, surtout en condition pathologique. Pour cela, la translation des résultats obtenus chez la souris vers l’Homme pourrait être faite rapidement. Nous utiliserons des souris de 18 semaines d’âge au moment des traitements avec les sondes anti-miR d’intérêt. Cet âge tient compte du traitement par régime gras 60%HFD (3 mois). Dans ce dernier cas, les souris à traiter avec le régime gras diabétogène/obésogène arriveront à l’âge de 4 semaines et commenceront le traitement régime gras à 6 semaines. Cette âge permet une réponse optimale des souris au régime gras pour l’induction des maladies métaboliques. Dans les autres cas sans régime gras les souris arriveront en zootechnie à l’âge de 16 semaines.
Évaluation de l’impact de l’ischémie chaude receveur sur le greffon hépatique et de potentielles stratégies thérapeutiques liées à la perfusion du greffon – Etude préclinique sur modèle porcin
- Enseignement supérieur
- Formation professionnelle
- Recherche appliquée
- Troubles gastrointestinaux
- Recherche fondamentale
- Système gastrointestinal
Mis à mort par exsanguination sous anesthésie, sans jamais être réveillés, 36 cochons vont être utilisés dans un projet qui prélève leur foie pour le perfuser hors du corps. Chaque animal subit une prémédication par injection à l'état vigile, puis une anesthésie générale et un prélèvement hépatique de trois heures, avec une biopsie du foie et des prises de sang toutes les heures. L'objectif déclaré est de mesurer l'effet de la durée d'ischémie chaude sur le greffon et de tester des stratégies de perfusion, les reins et d'autres organes étant prélevés après la mort au titre de la réduction. Le porteur écarte la récupération de foies à l'abattoir au motif qu'il doit contrôler le décès de l'animal pour reproduire les conditions du don à cœur arrêté.
Objectifs
Les lésions d'ischémie-reperfusion sont essentielles en transplantation hépatique, car le foie est soumis à plusieurs périodes où il est privé d’oxygène. Il s’agit d’une première phase lors de sa conservation pour l’acheminer du donneur au receveur dite « d’ischémie froide » car le greffon est conservé à 4°C. Puis il est exposé à deuxième phase dite « d’ischémie chaude receveur » lors de la réalisation des anastomoses vasculaires. Ces différentes phases peuvent modifier la qualité du greffon impactant les suites post-opératoires chez le receveur. Le principal défi est ainsi de réduire ces lésions pour améliorer le pronostic de ces greffons notamment via l’utilisation de machines de perfusion, permettant un apport d’oxygène et une perfusion dynamique du foie lors de sa conservation. Cependant, bien que des données cliniques montrent que la durée de l’ischémie chaude receveur affecte la survie du greffon, peu d'études expérimentales ont exploré cette question et aucune stratégie thérapeutique n’a été validée. Ce projet a pour but : - (A) Évaluer l’impact de la durée de l’ischémie chaude receveur sur le greffon - (B) Explorer des stratégies thérapeutiques pour réduire l'impact de cette phase avec des machines de perfusion
Bénéfices attendus
Cette étude permettra d’analyser l'impact de l'ischémie chaude receveur sur les lésions d’ischémie-reperfusion. De plus, elle permettra d'évaluer l'impact de différentes stratégies de perfusion visant à diminuer l'impact de l'ischémie chaude receveur. En présence de résultats favorables, elle pourra être un support pour l'implémentation d'étude pilote chez l'humain. Les résultats comparés seront des résultats anatomopatholgiques sur les biopsies réalisées (marques d'inflammation ou de necrose cellulaire), mais aussi des analyses biochimiques (cytolyse, lactate), de débimétrie vasculaire et de métabolomiques.
Procédures
Une période d’acclimatation préalable de 4 à 7 jours sera respectée avant le début des expériences, permettant aussi de faciliter cette prémédication qui sera réalisée dans des conditions moins stressantes pour l’animal. Le premier et seul acte invasif réalisé vigile concerne la réalisation d’une prémédication, réalisée très rapidement en une injection, permettant ensuite le transport et la réalisation de l’anesthésie générale dans de bonnes conditions. Par la suite, il s'agit d'une procédure chirurgicale sans réveil au cours de laquelle l'animal sera anesthésié et analgésié en continu sans réveil. La chirurgie consiste en la réalisation d’un prélèvement hépatique, qui dure environ 180 minutes. Lors de la procédure chirurgicale, sous anesthésie générale, des prélèvements sanguins sont prévus afin de contrôler l’état physiologique de l’animal toutes les heures (pendant 3 heures) Une biopsie hépatique sera réalisée en début de procédure pour avoir une histologie hépatique de base avant toute manipulation mais sera là encore réalisée sous anesthésie générale. Tous ces prélèvements ne durent que quelques secondes.
Impact sur les animaux
Les nuisances habituellement rencontrées dans ce type de modèle comprennent le choc anesthésique et le risque hémorragique. Concernant le premier point, le déroulé des sessions respecte la période d’acclimatation de ces animaux et l’anesthésie débute par une pré-médication de l’animal afin de faciliter son transfert sur le plateau technique. Par ailleurs après le début de l’anesthésie, une courte période est respectée pour permettre une stabilisation de l’animal sous anesthésie générale. Toute cette période est couverte par un monitorage approprié de l'anesthésie/analgésie et des administrations médicamenteuses adaptées, permettant aussi de limiter le risque de réveil. Concernant le second point et le choc hémorragique, le modèle animal utilisé fait partie intégrante de notre dynamique de recherche et est parfaitement maitrisé, limitant se risque avec une dissection soigneuse des vaisseaux tout au long de la procédure. Cependant, l’exsanguination reste la méthode de mise à mort choisie, mais est encadrée par une analgésie et une anesthésie dépassée limitant là encore le risque de réveil et d’inconfort. La procédure étant sans réveil, il n’y a par ailleurs pas de nuisances ou effets secondaires attendus après la procédure
Devenir
Il s’agit d’une procédure chirurgicale sans réveil qui est principalement motivée par des raisons scientifiques qui justifient l’utilisation du modèle décrit. En effet, dans le respect du bien-être animal, par soucis de standardisation, mais aussi pour permettre une analyse pertinente et exhaustive du greffon hépatique, seule la première partie nécessitant le prélèvement d’un greffon hépatique est réalisé chez l’animal. Dans la mesure où il s’agit d’un prélèvement d’organe la mise à mort de l’animal est indispensable en fin de procédure
Remplacement
Pour limiter au maximum, le nombre de biais, il est important que la procédure expérimentale reflète au plus près les conditions réelles d'une procédure de transplantation chez l'humain. C'est pourquoi un modèle uniquement cellulaire n'est pas envisageable pour cette étude. De plus pour se servir des machines de perfusion, il est d'indispensable d'obtenir un organe entier à perfuser de taille comparable à l'humain, éliminant le modèle murin. Il n'est pas possible de récupérer cet organe en abattoir car nous devons contrôler le décès de l'animal pour que celui-ci soit semblable aux conditions d'obtention des greffons issues de donneur à cœur arrêté en transplantation hépatique chez l'humain. Cela permet aussi de prélèver l’organe dans les mêmes conditions qu’en pratique clinique et de limiter ainsi le risque de thromboses vasculaires qui pourraient compromettre la perfusion de l’organe au décours du prélèvement.
Réduction
Comme énoncé précédemment, à la place d’une transplantation hépatique chez des porcs receveurs, nous avons fait le choix de remplacer cette étape par une reperfusion normothermique oxygénée du foie par machine de perfusion ex-vivo. Cette technique permet de réduire par 2 le nombre d’animaux utilisés. Après vérification de la mort de l’animal, nous réaliserons des prélèvements d’organes. Si l’objectif premier reste l’étude de la conservation du foie, les reins, voire d’autres organes, feront l’objet d’une étude complémentaire et donc d’un prélèvement post mortem. Cette démarche s’inscrit dans un souci de réduction afin d’optimiser les données recueillies sur un même animal.
Raffinement
Afin de réduire la souffrance animale, seul le premier temps de l’expérimentation, c’est-à-dire le prélèvement hépatique, sera réalisé sur les animaux sous anesthésie générale, sans réveil. Les animaux seront anesthésiés et monitorés pendant la totalité du prélèvement afin d’éviter tout stress.
Choix des espèces
Le foie de porc présente une taille, un poids et une microstructure similaire au foie humain. Ces caractéristiques anatomiques et histologiques permettent d’effectuer un prélèvement d’organe standardisé et reproductible, ainsi que d’utiliser des machines de perfusion d’organes identiques à celles utilisées en pratique clinique. Un argument supplémentaire est l’utilisation et la validation de ce modèle animal dans la littérature scientifique sur la préservation des greffons hépatiques. Ceci permettra de comparer et de discuter les résultats obtenus au cours de ce projet avec les données déjà publiées. Enfin, en comparaison avec un modèle murin, les prélèvements de tissus et les analyses sanguines seront plus faciles compte tenu de la taille de l’animal. Ceci permet également de diminuer les erreurs d’analyse et le nombre d’animaux à inclure dans le projet. De plus, la reperfusion normothermique sur machine de perfusion avec du sang non-dilué est difficilement réalisable sur un modèle murin compte-tenu du petit volume sanguin. Jeunes porcs sevrés d’un poids de 25 à 30 kg à réception.
Etude du dialogue cellules épithéliales-fibroblastes dans le cancer colorectal
- Recherche appliquée
- Cancers
- Troubles gastrointestinaux
- Recherche fondamentale
- Oncologie
- Système gastrointestinal
Une colite est provoquée par un produit ajouté à l'eau de boisson pendant six à sept jours, répétée sur plusieurs cycles, avec diarrhées et perte de poids de 5 à 10 %, et des injections dans l'abdomen déclenchent ensuite un cancer du côlon. 5 004 souris vont être utilisées, toutes tuées pour prélever leurs organes, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Le projet porte sur le dialogue entre cellules épithéliales et fibroblastes du côlon, avec des cibles thérapeutiques annoncées à long terme. Le porteur écrit que la colite provoque une douleur qu'il ne peut traiter ni par analgésique ni par anti-inflammatoire, ceux-ci fausseraient les résultats, et détaille par ailleurs les cabanes en carton, la pâtée et le fond musical installés dans l'animalerie.
Objectifs
Le cancer colorectal est le 3° cancer le plus répandu et le 2° cancer qui tue le plus de patients au monde. Les patients atteints de maladies inflammatoires chroniques de l’intestin, telles que la colite ulcéreuse et la maladie de Crohn, présentent un risque accru de développer un cancer du côlon. Les patients atteints d’un cancer du côlon suite à une inflammation présentent un pronostic plus sombre que ceux atteints d’un autre type de cancer du côlon, car l’inflammation chronique augmente leur agressivité. De plus, souvent indolore, il est fréquemment diagnostiqué aux derniers stades de la croissance tumorale, ce qui diminue l’efficacité des traitements proposés aux patients et augmente la résistance des tumeurs à ces mêmes traitements. Malgré l’ampleur de cette pathologie dans la population, les cellules et les molécules responsables du déclanchement et de la progression de cette maladie restent encore mal comprises. En conséquence, un grand nombre de cas ne sont pas efficacement diagnostiqués puis soignés. Notre projet est centré sur l’étude du dialogue entre les deux types de cellules les plus importantes du côlon. Ces deux types de cellules interagissent entre elles pour maintenir la structure du côlon, le réparer et coordonner la réponse immunitaire mise en place en cas d’agressions. Leur nombre est très fortement augmenté en pathologie et notamment lors d’une inflammation ou pendant la progression du cancer. Découvrir le rôle précis de ces deux types de cellules et les molécules qu’elles libèrent, pourrait ouvrir la voie vers de nouveaux traitements. Les modèles animaux de pathologies intestinales (inflammation aigue et chronique ou cancer du côlon) constituent des outils importants pour étudier le déclanchement et le développement de ces maladies. Par exemple, ils permettent de suivre les changements des tumeurs depuis une tumeur bégnine à une tumeur plus agressive comme cela a été observé chez l’homme. Enfin, les modèles animaux permettent aussi de tester de nouveaux traitements et étudier la réponse des tumeurs à ces traitements.
Bénéfices attendus
Notre projet, centré sur l’étude du dialogue entre les deux types cellulaires majoritaires du côlon, permettra de mettre en lumière de nouveaux mécanismes favorisant ou inhibant le développement du cancer colorectal. A court terme, l’utilisation des modèles animaux des colites aigues, chroniques et du cancer colorectal permettront de délimiter les similitudes entre ces pathologies induites chez l’animal et les caractéristiques des maladies humaines correspondantes. A long terme, la description de nouvelles cibles thérapeutiques impliquées dans le dialogue entre les fibroblastes et les cellules épithéliales pourront être proposées dans le traitement des patients atteints de cancer colorectal liés à une maladie inflammatoire chronique de l’intestin.
Procédures
Les seules interventions sur animal vigile prévues dans cette étude sont des injections intrapéritonéales. Ces injections sont soit unique, comme celle d’un agent inducteur de mutation pour induire un cancer ; soit double, à deux jours d’intervalle, pour induire la perte du gène d’intérêt. Étant donné notre expérience, chaque injection ne dure pas plus 2-3 secondes avant que l’animal ne revienne dans sa cage. Tous les prélèvements d’organes seront réalisés après anesthésie et euthanasie de l’animal.
Impact sur les animaux
Les injections en intrapéritonéal représentent le premier effet indésirable attendu chez les animaux. Notre pratique régulière de ces injections nous permet de réduire au maximum le temps de contention et d’injection. Les cages restent sous surveillance rapprochée au moins 20minutes après toute injection pour détecter le plus rapidement possible les signes de souffrance chez les animaux (prostration). Les effets indésirables attendus chez les animaux résultent essentiellement de la prise, dans l’eau de boisson, du traitement qui induit une inflammation localisée au niveau du colon. La prise du traitement pendant 6 ou 7 jours induit une altération de la paroi du colon qui provoque une perte de poids entre 5 à10% chez les souris. Cette perte est due à une mauvaise absorbation des aliments et une perte d’eau suite à des diarrhées. Ces effets apparaissent au jour 6 après le début du traitement pour une perte maximale à jour 8 ou 9, puis les souris reprennent très vite du poids pour revenir à leur poids initial en 3-4 jours. Nous n’avons jamais observé une prise d’eau augmentée par les souris au cours de cette procédure, qui pourrait révéler une déshydratation des animaux. D’après la littérature et notre expérience de cette procédure, la perte de poids survient majoritairement lors du 1er cycle de traitement car il est courant que les souris perdent moins de poids lors des deux cycles suivants. Enfin, nos observations des projets précédents montrent que les souris sont susceptibles de développer de multiples tumeurs du côlon avec ce modèle, sans que leur mobilité, leur appétit et leurs relations sociales soient altérées. Comme chez l’homme, la présence de polypes intestinaux est souvent asymptomatique.
Devenir
Tous les animaux utilisés dans chaque procédure de ce projet seront euthanasiés pour le prélèvement d'organes.
Remplacement
Nous pouvons envisager de faire des expériences in vitro sur des cellules épithéliales intestinales et des fibroblastes isolés du colon pour étudier le caractère autonome des modifications génétiques dans ces deux types cellules. Par contre, Il n’existe pas d’alternative autre que l’utilisation d’animaux génétiquement modifiés pour évaluer avec précision et pertinence, le rôle des nouveaux gènes de notre étude dans le dialogue qui peut se mettre en place entre les cellules épithéliales tumorales et les cellules de l’environnement comme les fibroblastes. Nous utiliserons le modèle souris, permettant l’inactivation des gènes d’intérêt.
Réduction
La demande de projet actuelle reprend des procédures déjà réalisée sur d’autres lignées de souris (dans une demande précédente). Ceci nous permet de définir avec précision le nombre de souris suffisant par groupe, pour chaque procédure, afin de générer des données statistiquement robustes tout en prenant en compte une éventuelle variation inter-individuelle ou expérimentale. Ce nombre a été validé par le service de statistique de notre institut pour atteindre un chiffre permettant de valider statistiquement les résultats observés.
Raffinement
Les colites entrainent une douleur pour laquelle il n’est pas possible d’administrer de traitement analgésique ni anti-inflammatoire, qui interféreraient avec le processus de régénération/cancérisation et donc modifieraient les résultats de l’expérimentation. La surveillance des animaux se fera de manière accrue lors de visites quotidiennes. Certaines souris pouvant être gênées plus que d’autres par la colite, de la nourriture pourra également être placée à même le sol de la cage pour s’assurer que toutes les souris puissent se nourrir correctement. De plus, elles auront à leur disposition dans la cage de la pâtée alimentaire en complément de leurs croquettes habituelles pour favoriser leur réhydratation. L’administration des produits permettant l’élimination des gènes d’intérêts ou l’induction du cancer se fera par voie intrapéritonéale, en changeant d’aiguille à chaque souris pour éviter que celle-ci ne s’émousse et provoque de la douleur chez les animaux. Un enrichissement des conditions d'hébergement est prévu grâce à l'ajout dans les cages de cabanes en carton et de cotons à décortiquer. Un fond musical est assuré pour éviter les variantions sonores trop importantes entre les périodes d’expérimentation et les périodes de repos ce qui pourraient générer un stress supplémentaire chez les animaux.
Choix des espèces
La disponibilité de souris génétiquement modifiées pour les molécules que nous étudions justifie l'utilisation de ce modèle pour nos expériences. Le protocole d'induction du cancer colorectal que nous utilisons est bien standardisé chez la souris et largement admis comme le modèle de référence mimant au plus près les étapes du développement du cancer suite à une inflammation chronique. Notre étude porte sur le dialogue entre les cellules épithéliales et les fibroblastes du colon. Pour cela, nous éliminerons des lignées de souris dans lesquelles les gènes d’intérêt seront supprimés soit dans les cellules épithéliales soit dans les fibroblastes. Les gènes que nous étudions ont été démontrés comme : - Impliqués dans d'autres types de cancer que le cancer colorectal. - sur-exprimés ou sous-exprimés chez les patients atteints de cancer colorectal sans que leur fonction soit encore parfaitement déterminée. Les animaux seront utilisés à partir de 2 ou 3 mois d'âge selon le protocole établi dans la littérature ou lorsqu’ils auront atteint un poids minimum de 20g. Cet âge tient compte de la maturité sexuelle nettement dépassée pour les animaux, compatible avec la description des âges des patients atteints de cancer colorectal ou de colites chroniques.
Etude du rôle du récepteur HCAR2 sur les troubles psychiatriques liés à la neuroinflammation
- Recherche appliquée
- Troubles nerveux
- Recherche fondamentale
- Éthologie / comportement / biologie animale
- Oncologie
- Système gastrointestinal
- Système immunitaire
- Système nerveux
Soumises à des contentions répétées destinées à produire un état de stress, puis à l'injection d'une substance inflammatoire, 2 400 souris vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Elles développent une perte d'appétit, une chute de température et un retrait social, que le porteur nomme "comportement de maladie" et présente comme contribuant à leur rétablissement. Il écrit par ailleurs que la contention laisse l'état général des souris stable, sans perte de poids ni changement d'activité, tout en s'en servant comme modèle de stress. Toutes sont tuées pour prélever leurs tissus, et la rubrique consacrée au remplacement décrit un travail sur les oméga-3 et les régimes alimentaires, quand l'objectif annoncé porte sur un récepteur de la neuroinflammation.
Objectifs
Les maladies psychiatriques sont un problème majeur de santé publique. A l’heure actuelle, la prise en charge de ces pathologies demeure incomplète puisqu’entre 30 et 50 % des patients souffrant de dépression sont résistants aux traitements existants. Dès lors, la recherche de nouvelle piste thérapeutique est essentielle et urgente. La neuroinflammation est une composante essentielle des pathologies psychiatriques. Notamment l’activation des cellules microgliales, unique cellule immunitaire du cerveau, a été observé dans des pathologies comme la dépression. Notre projet a débuté par une partie clinique qui a permis d’identifier différents composés biologiques d’intérêt dans la circulation sanguine chez des sujets atteints de troubles psychiatriques. Notre objectif est donc de tester si l’administration de ces molécules bioactives a des effets sur le fonctionnement cérébral, la neuroinflammation et le comportement. L’objectif final du projet sera de mettre en évidence les mécanismes par lesquels ces composés influencent le cerveau afin de pouvoir proposer de nouvelles stratégies dans la prise en charge des pathologies psychiatriques.
Bénéfices attendus
Une meilleure compréhension des mécanismes neuroinflammatoires impliqués dans les troubles psychiatriques, notamment via le rôle du récepteur HCAR2 dans les cellules immunitaires du cerveau et de la périphérie.
Procédures
Pour désactiver le gène spécifique HCAR2 dans certaines cellules immunitaires du cerveau (positives pour le gène CX3CR1), les souris recevront une injection par jour pendant cinq jours. Trois semaines plus tard, un groupe de souris modifiées et un groupe témoin recevront une substance inflammatoire pour observer leur réaction. Leur état sera suivi pendant les 48 heures suivantes. À la fin de l’expérience, les souris seront endormies sans douleur grâce à un anesthésiant, suivi d’une injection pour mettre fin à leur vie. Chaque injection ne prend que quelques secondes.
Impact sur les animaux
Les nuisances attendues dans ce projet sont limitées et soigneusement contrôlées grâce à des protocoles rigoureux et des mesures adaptées. La contention répétée est une méthode utilisée pour modéliser un état de stress. Bien qu’elle puisse entraîner un inconfort temporaire, l’état général des souris reste stable, sans perte de poids ni altération de leur activité habituelle, selon notre expérience et les données disponibles. L’injection d’une substance inflammatoire entraîne une activation temporaire du système immunitaire, provoquant un malaise passager caractérisé par des modifications de la température corporelle, du métabolisme énergétique, une perte d’appétit et un comportement de retrait social. Ce phénomène, appelé « comportement de maladie », contribue au rétablissement des animaux et disparaît en 48 heures. Les évaluations comportementales sont conçues pour minimiser l’impact sur le bien-être des souris, avec des durées d’exposition réduites et des manipulations adaptées. De plus, les lignées utilisées sont bien caractérisées, et un suivi rigoureux permet de détecter rapidement tout effet inattendu. Pour garantir le bien-être des animaux, des mesures spécifiques sont mises en place : une surveillance quotidienne par l’expérimentateur et bihebdomadaire par les animaliers, ainsi qu’une évaluation systématique de la douleur après chaque manipulation, avec administration d’analgésiques si nécessaire. L’enrichissement de l’environnement, des manipulations douces et une attention constante visent à réduire au maximum les effets indésirables tout en assurant des conditions optimales pour les expériences.
Devenir
A la fin de chaque procédure expérimentale ou si les points limites sont atteints au cours de l'une d'entre elle, les souris seront euthanasiés afin de préléver les tissus nécéssaires aux analyses.
Remplacement
L’étude des régimes alimentaires nécessite l’utilisation d’animaux vivants. De même, les comportements ne peuvent être étudiés que sur des animaux vivants et vigiles. L’objectif général du projet vise à étudier les mécanismes neurobiologiques et rôle des acides gras polyinsaturés oméga-3 dans la prévention des altérations cognitives et émotionnelles suite à un stress chronique. Pour se faire, nous utilisons des tests in vivo, et dans ce contexte, le recours à des modèles animaux pertinents et adaptés aux études in vivo reste donc une nécessité expérimentale afin d’appréhender la réalité physiologique de nos résultats. Une recherche d’alternatives et d’autres méthodes dans des bases de données démontre que les solutions de rechange appropriées à ces procédures ne sont pas disponibles, et qu’aucun dupliqua du travail proposé n’est aujourd’hui identifié. Les expériences ne peuvent pas être effectuées sur des cultures cellulaires ou dans des modèles computationnels ou encore chez l’homme, car aucune de ces approches ne permet de réaliser toutes ces expériences chez un même sujet. Le recours à des modèles animaux pertinents et adaptés à l’étude des troubles de l’humeur reste une nécessité expérimentale majeure.
Réduction
Afin de réduire le nombre d'animaux utilisés pour ces expériences, les animaux qui passeront les tests comportementaux serviront également pour récupérer les cellules ou structures centrales nécessaires pour les études de lipidomiques et/ou moléculaires et protéomiques, évitant donc de générer une nouvelle cohorte pour ces analyses biochimiques et moléculaires. Les femelles sont également étudiées, ce qui nous permet d'utiliser tous les animaux générés durant cette étude et de ne pas euthanasier des animaux pour rien. De plus grâce à des études menées précédemment dans notre laboratoire montrent que pour avoir une puissance statistique suffisante, nous avons montré que 15 souris sont nécessaire par groupe afin de permettre une robustesse des données.
Raffinement
Les expérimentateurs formés porteront une attention particulière au raffinement des procédures afin de limiter la douleur, la soulager si elle ne peut être évitée par l’utilisation d’antalgiques les plus adaptés à chaque procédure, optimiser les procédures, soulager le stress des animaux et leur fournir les meilleures conditions de vie tout au long du projet. Pour leur bien-être, les animaux vivent en groupe sociaux le plus longtemps possible. Ils auront à leur disposition des éléments d’enrichissement de leur milieu. L’ensemble des animaux est surveillé quotidiennement avec une surveillance renforcée après les différentes expérimentations. Des points limites suffisamment précoces seront définis pour éviter des souffrances aux animaux avec la mise en place de mesures pour les soulager comme une réhydratation, le réchauffement ainsi que des traitements vétérinaires si nécessaire. Enfin, nous avons déjà inscrit ce projet dans un consortium de travail international visant à partager les données afin de limiter les doublons expérimentaux et de conduire à un raffinement des approches de recherche dans la communauté scientique.En fin d'expérimentation, les animaux seront mis a mort par une anesthésie sans reveil avec au préalable une analgésie pour limiter la douleur pendant la procédure.
Choix des espèces
Nous avons choisi d’utiliser des souris en raison de leur petite taille, qui permet de les héberger facilement dans des conditions d’élevage optimales en animalerie. Nous privilégions la souris plutôt que le rat, car de nombreuses lignées transgéniques sont déjà disponibles dans notre laboratoire, contrairement aux rats. Ce choix s’inscrit également dans une démarche de réduction du nombre d’animaux utilisés. Par ailleurs, les cellules immunitaires de la souris et de l’homme partagent de nombreux gènes en commun, ce qui facilite la transposition des résultats obtenus chez l’animal à l’humain. Les différentes lignées transgéniques générées arriveront dans notre animalerie à l’âge de 6 semaines et bénéficieront d’une période d’acclimatation de 2 semaines avant de commencer les protocoles de stress. Les tests comportementaux débuteront sur des animaux âgés de 12 semaines au maximum.
Étude de la dissémination métastatique dans le cancer gastrique : niches, cinétiques et partenaires
- Recherche appliquée
- Maladies infectieuses
- Recherche fondamentale
- Oncologie
- Système gastrointestinal
Gavées trois jours de suite pour être infectées par une bactérie qui transforme leur estomac, puis injectées dans l'abdomen, 900 souris vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance sévère, toutes tuées pour prélèvement d'organes. Le porteur décrit une perte de poids, des lésions gastriques et une souffrance visible sous forme de prostration, d'isolement et de mauvais toilettage. Le projet cherche à établir à quel moment les cellules d'un cancer gastrique se dispersent vers d'autres organes et vers la moelle osseuse. Sur la conduite à tenir face à cette souffrance, le porteur renvoie à une grille de score et à des "mesures conservatoires bien déterminées" qu'il ne décrit pas, et justifie l'usage des deux sexes par le fait de "réduire la production de moitié".
Objectifs
Le cancer gastrique présente un taux de rechute élevé même en cas de prise en charge précoce de la maladie. Ces rechutes seraient en partie liées à la capacité des cellules tumorales à coloniser rapidement d’autres organes et potentiellement la moelle osseuse. De plus, des cellules cancéreuses s’associent avec des cellules immunitaires encore non identifiées favorisant ce phénomène de dispersion. Nos principaux objectifs sont : - De déterminer à quel moment et où les cellules cancéreuses de l'estomac se dispersent dans le corps. - D’identifier les partenaires cellulaires associés aux cellules cancéreuses pendant ce processus.
Bénéfices attendus
Ce projet permettra : - De valider un nouveau modèle pré-clinique de développement du cancer gastrique, plus proche des patients, pour tester des méthodes de détection précoce et des traitements ciblant les interactions avec les cellules immunitaires et les cellules cancéreuses. - De déterminer à quel moment les cellules cancéreuses se propagent dans la moelle osseuse, ce qui pourrait expliquer les rechutes. En étudiant ce processus, nous espérons développer de nouveaux traitements pour cibler ces cellules et diminuer les rechutes chez les patients. - D’identifier les cellules immunitaires associées aux cellules cancéreuses pour cibler leurs interactions dans les différents organes et ouvrir de nouvelles stratégies thérapeutiques.
Procédures
Gavage sur animal vigile : 900 souris, 1 fois par jour pendant 3 jours, durée moins d’une minute. Injection dans le ventre sur animal vigile : 900 animaux, 1 fois, durée moins de 30 secondes. Prélèvement sanguin sous anesthésie générale : 900 souris, 1 fois en fin d’expérimentation, durée moins d’une minute.
Impact sur les animaux
Irritation liée au gavage, perte de poids liée à l’infection à H. felis et/ou au traitement menant au développement de lésions gastriques et à la transformation de l’estomac. Souffrance observée (prostration, isolement, mauvais toilettage).
Devenir
Nous souhaitons faire des analyses sur les prélèvements issus des animaux. Pour cela les animaux seront mis à mort à la fin de la procédure pour que leurs organes soient prélevés.
Remplacement
Nous souhaitons découvrir comment le cancer de l'estomac se propage à d'autres organes et à ce jour il n’existe pas de méthodes alternatives pour mimer ce processus ce qui rend le modèle animal indispensable.
Réduction
Nous prévoyons d’utiliser les 2 sexes dans cette étude afin de réduire la production de moitié. Sur les échantillons prélevés nous prévoyons de réaliser des études statistiques ; pour cela, d’après les publications précédentes de l’équipe et d’après la littérature scientifique sur ces modèles de souris qui présentent une certaine hétérogénéité de réponse entre animaux, des groupes de 10 animaux par condition expérimentale sont requis. Selon les résultats de la première expérience des conditions expérimentales et/ou des points de cinétique pourront être supprimés avant de réitérer l’expérience 2 fois de façon indépendante pour la reproductibilité et les statistiques.
Raffinement
Les souris sont hébergées en groupes sociaux avec un enrichissement du milieu (nids, maisonnettes). Les souris seront suivies en suivant les critères de poids, le comportement, l’apparence, la présence d'une blessure, la mobilité. Ce suivi est réalisé à l’aide d’une grille permettant de définir des critères d’arrêt des souffrances et de proposer des mesures conservatoires bien déterminées. Une analgésie sera également appliquée en cas de souffrance animale. Les animaux sont surveillés par le personnel de l’animalerie et par l’expérimentateur.
Choix des espèces
Le modèle d’infection à H. felis a été mis au point chez la souris. De plus, plusieurs lignées de souris génétiquement modifiées sont disponibles pour ce projet qui nous permettront de répondre aux objectifs fixés. Au début du projet, les souris seront utilisées à l’âge de 6 semaines car c’est l'âge optimal pour permettre une infection à H. felis. Après ce stade l’infection ne se met pas en place ce qui est assez représentatif de ce qu'il se passe chez l'homme.
Gestion de lignées de rongeurs génétiquement altérés
- Maintien des lignées génétiquement modifiées
- Recherche appliquée
- Alimentation animale
- Autres troubles humains
- Bien-être animal
- Cancers
- Diagnostic des maladies
- Maladies animales
- Maladies infectieuses
- Toxicologie (hors obligations réglementaires)
- Troubles cardiaques
- Troubles endocriniens
- Troubles gastrointestinaux
- Troubles immunitaires
- Troubles musculosquelettiques
- Troubles nerveux
- Troubles respiratoires
- Troubles sensoriels
- Troubles urogénitaux
- Recherche fondamentale
- Autre recherche fondamentale
- Biologie du développement
- Éthologie / comportement / biologie animale
- Multisystémique
- Oncologie
- Organes sensoriels
- Système cardiaque
- Système endocrinien
- Système gastrointestinal
- Système immunitaire
- Système musculosquelettique
- Système nerveux
- Système respiratoire
- Système urogénital
Rats : 30000
Créées sur place ou reçues d'autres établissements, des lignées de souris et de rats génétiquement modifiés sont élevées, tatouées et biopsiées pour vérifier qu'elles portent bien la mutation commandée. 320 000 souris et 30 000 rats vont être utilisés dans des procédures impliquant des niveaux de souffrance léger à modéré, ceux qui ne partent pas vers un autre projet d'expérimentation étant tués, sans placement possible puisqu'ils appartiennent au scientifique commanditaire. Chaque animal peut subir jusqu'à quatre biopsies de l'oreille ou de la queue et quatre prélèvements sanguins par jour, et exprimer du seul fait de sa mutation un phénotype douloureux tel qu'une arthrite. Le porteur ajoute que la mise à mort peut être programmée à un âge précis pour éviter que l'animal n'exprime ce phénotype, et que les scientifiques "s'engagent par écrit" à ce qu'il n'existe pas de solution de remplacement à leur lignée.
Objectifs
Ce projet a pour premier objectif le maintien de lignée de rongeurs génétiquement modifiées qui développent des modifications/symptômes physiques ou cliniques (appelés phénotypes) dû à la mutation des gènes, et l’évaluation de l’impact de ces caractéristiques sur leur bien être ; comme deuxième objectif la réalisation d'une biopsie (prélévement d’un morceau d’oreille le plus souvent) en plus d’une identification par tatouage des animaux. Les animaux génétiquement modifiés sont utilisés comme modèle expérimental pour la recherche (compréhension de maladies d’origine génétique, par exemple la mucoviscidose, l’hémophilie ou encore la myopathie dans différents domaines : facteurs de risque, mécanismes physiopathologiques, essais thérapeutiques, ...) ou pour le développement de médicaments. A la réception ou à la création de lignées génétiquement modifiées, si nous ne connaissons pas l’impact de la mutation génétique sur l’animal, une caractérisation de la lignée sera réalisée afin d'évaluer le bien-être animal et permettre sa gestion optimale, sa prévention ou son traitement adéquat. Si l’impact de cette mutation est avéré et connu, la gestion de cette lignée y sera adaptée par la définition / surveillance des possibles signes cliniques ainsi que leur prévention et traitement. Pour toute lignée génétiquement modifiées, il est important de savoir si l’animal est porteur ou non de la mutation génétique, pour cela, une biopsie peut être réalisée qui permettra d’extraire l’ADN de l’animal et ensuite de vérifier si l’animal à la mutation dans son ADN. Ce test est important car dans l’élevage de lignée génétiquement modifiées, tous les animaux nés ne sont pas porteurs de la mutation, il est donc primordiale de le vérifier pour pouvoir utiliser les animaux d’interet uniquement et donner des résultats fiables. Enfin, certaines mutations génétiques ne font effet qu’après l’injection d’une hormone ou d’un antibiotique. Pour induire cette mutation d’interet et que l’animal exprime physiologiquement cette mutation, une injection de l’hormone pourra ainsi également être réalisée. Pour ce projet, nous comptons 350 000 animaux (ajout de 15% dû à l’augmentation de l’utilisation de ces modèles) répartis entre 500 et 600 projets différents. Entre 15- 20% de ces projets concerneront des lignées dont une partie des animaux pourront exprimer des phénotypes parfois pathologiques de leur mutation.
Bénéfices attendus
Ce projet vise à fournir aux scientifiques des animaux génétiquement modifiés (avec une analyse de la présence de la mutation validée) qui leur permettront de réaliser leurs études sur des organismes entiers et vivants. L’altération génétique de ces animaux permet de les rendre plus spécifique à une question scientifique posée, et ainsi réduire le nombre d’animaux qui aurait du être utilisé si on avait utilisé des lignées moins adaptée à la maladie étudiée. Ainsi, le bénéfice de ce projet sera de permettre une évaluation et une prise en charge des nuisances causées par la mutation génétique des lignées génétiquement modifiées et une standardisation et un raffinement des méthodes de prélèvement de tissus pour la cartographie génétique de ces lignées. Le tout permettra d’avoir une meilleure maitrise de la production, de l’élevage et de la qualité des animaux qui doivent être sains, sans agent pouvant induire des biais dans les études et porteur de la mutation génétique voulue afin de fournir aux scientifiques le bon modèle pour leurs expérimentations.
Procédures
Selon les besoins du projet, les animaux pourront être soumis par animal : - A maximum 4 biopsies (à l’oreille préférentiellement ; à la queue sur justification scientifique), acte d’une durée maximale d’une minute - A des prélèvements sanguins au volume et fréquence conformément à la réglementation en vigueur (maximum 4 prélèvements sanguins par jour) d’une durée maximale d’une minute Selon les besoins du projet, les animaux hébergés soumis aux nuisances énoncées pourront exprimer un phénotype ayant un impact négatif sur eux (ex : mutation induisant de l’arthrite). Dans de rare cas, l’administration de ligands peuvent être fait via des injections en intrapéritonéale ou en gavage (durée : moins de 5 minutes, fréquence peut varier d’une expérimentation à une autre, mais n’excédant pas une fois par jour pendant 7 jours, en cas de protocole nécessitant de dépasser ces limites, cela devra au préalable être valider par la SBEA) (durée et fréquences décrites dans la procédure 4, et recommandées par la littérature).
Impact sur les animaux
EExpression d’un phénotype ayant un impact négatif sur les animaux et des signes cliniques associés. Douleur, signes cliniques, mortalité inatendue ou stress exprimé pendant l’évaluation bien etre animal d’une nouvelle lignée. Douleur et stress léger de courte durée associés à une biopsie par méthode invasive (4 biopsies maximum) en plus d’une identification. Douleur et stress léger de courte durée associés à un prélèvement sanguin. Douleur, stress léger de courte durée dûs aux contentions. Douleur, stress léger de courte durée dûs à l'injection d’un produit.
Devenir
A la fin de la procédure, les animaux sont soit en utilisation continue dans des projets d’expérimentation, soit mis à mort (les animaux appartiennent au scientifique et ne peuvent être replacés).
Remplacement
Ce projet vise à fournir aux scientifiques des animaux génétiquement altérés qui leur permettront d’étudier dans des organismes entiers et vivants toutes les conséquences d’une altération génétique définie et/ou l’intérêt de molécules thérapeutiques pour lutter contre ces conséquences. Ceci implique l’étude de divers processus biologiques et systèmes physiologiques complexes et nombreux au fur et à mesure de la vie du modèle et nécessite de disposer d’organismes vivants et entiers afin de pouvoir observer l’impact de l’altération génétique ou d’une molécule thérapeutique dans l’ensemble des organes, tissus et fonctions physiologiques. La complexité des mécanismes mis en jeu ne permet donc pas de réaliser de nos jours de tels projets sur des modèles in vitro. Les scientifiques s’engagent par écrit à ce qu’il n’y ait pas de solution de remplacement à cette lignée.
Réduction
Le nombre d’animaux hébergé et mis en accouplement est calculé en fonction des besoins stricts de chaque scientifique. Les chercheurs sont sensibilisés à la nécessité de limiter le nombre d’animaux utilisés et nous mettons en œuvre des améliorations continues de nos méthodes de reproduction pour réduire le nombre d'animaux nécessaire pour obtenir un niveau d'élevage correspondant aux objectifs du projet. Par exemple : Adaptation du sexe du reproducteur transgénique quand il est accouplé avec des animaux non transgéniques afin de maximiser les chances de fertilités (phénotype impactant la reproduction) ; éviter les mères dont le phénotype réduit les comportements maternels ; fécondation in-vitro pour ne produire qu’une génération d’animaux d’intérêt et éviter le vieillissement ; cryoconservation des lignées non utilisée et arrêt des colonies respirantes si pas de besoin. Nous encourageons les scientifiques à utiliser les petits au génotype sauvage (non d’intérêt) en tant que contrôles. Pour l’évaluation du bien-être d’une nouvelle lignée, ne sont utilisé que le nombre d’animaux minimum requis. Nous ne faisons pas naître d’animaux spécifiquement pour cette évaluation. Pour le génotypage, nous encourageons les scientifiques à choisir des méthodes de prélèvement qui associent identification et génotypag. Nous les encourageons à choisir des schémas d’accouplement ne nécessitant pas de génotypage (homozygotes x homozygotes par exemple). Nous avons aussi réduit le nombre d’animaux utilisés pour l’évaluation du bien-être des nouvelles lignées en adaptant les anciens requis Suisses et Allemands (100 animaux sur 3 générations) aux recommandations européenes (au moins 7 animaux de chaque sexes et génotypes, sur 2 générations).
Raffinement
En cas de signe clinique particulier, un suivi adapté est mis en place par des techniciens qualifiés et compétents au suivi vétérinaire des animaux. Dans le cas de lignées pouvant présenter un phénotype dommageable, si le phénotype le requiére, des observations cliniques plus fréquentes et plus spécifiques avec des points limites et des raffinements précis seront mise en place. Afin de limiter la douleur pour l’animal, une euthanasie pourrait être demandé en automatique à un point limite ou âge précis afin d’éviter que l’animal n’exprime le phénotype. Ces observations sont facilitées par l’utilisation d’outils internes de suivi de type grille de score. En cas de détection d’un point limite terminal, l’animal est mis à mort.
Choix des espèces
Les rats et les souris sont les espèces pour lesquelles les manipulations génétiques sont développées, maitrisées et avec de nombreuses données scientifiques. De plus, ces espèces permettent d’élever rapidement un nombre d’animaux suffisamment important pour pouvoir avoir des données scientifiquement exploitables et permettent ainsi de mener de manière plus fiable des études en recherche et développement. Pour ce projet, nous devons caractériser et élever des animaux génétiquement modifiés qui peuvent développer des caractéristiques cliniques spécifiques à tout âge. Pour vérifier la présence de la modification génétique, une biopsie est réalisée le plus souvent (99% des cas) une semaine avant le sevrage ou au sevrage. Dans environ 1% des cas, une nouvelle biopsie à l’âge adulte peut être demandé pour vérification. Une analyse du sang peut également permettre de vérifier que l’animal présente les caractéristiques attendues, cette dernière se fait après 4 semaines d’âge minimum (adulte) Pour finir, la modification génétique peut être induite par l’injection d’une hormone, cette injection peut se faire à partir de 8.5jours après la fécondation.
Effet de trois procédés alimentaires sur la qualité nutritionnelle des protéines de chia chez le porc en croissance
- Recherche fondamentale
- Système gastrointestinal
Une canule posée dans l'iléon et un cathéter dans la veine jugulaire, gardés vingt-trois jours, un isolement en loge individuelle sur toute cette durée et trois séjours de vingt-quatre heures en cage à métabolisme : dix porcs vont être utilisés dans des procédures impliquant un niveau de souffrance sévère. L'objet est de mesurer la digestibilité des protéines de graines de chia sous trois formes, farine brute, farine extrudée et cookie, environ 400 g de contenu intestinal étant recueillis en continu pendant neuf heures après chaque repas test. Le porteur écrit que la digestibilité des protéines ne peut aujourd'hui être déterminée de façon fiable que par des expérimentations animales "longues, coûteuses et soulevant des questions éthiques", et présente ce projet comme un moyen de fiabiliser les méthodes de digestion in vitro. Aucun des dix animaux ne pourra être placé ni réutilisé, précisément à cause de ces canules maintenues vingt-trois jours.
Objectifs
Ce projet a pour but de mesurer in vivo chez le porc en croissance la qualité nutritionnelle des protéines de chia, encore relativement peu caractérisées dans la littérature, mais dont la consommation humaine tend à se développer en Europe et particulièrement en France, où la consommation était estimée entre 1500 et 2000 tonnes en 2020. La richesse en protéines de cette graine contribue largement à cet engouement. Cependant, certaines données in vitro suggérent que les protéines de chia sont faiblement digestibles lorsque les graines sont consommées à l’état « brut ». C’est pourquoi le projet vise également à évaluer la possibilité d’améliorer leur qualité nutritionnelle via des procédés de transformation d’application courante dans l’industrie alimentaire. Les protéines de chia seront ainsi étudiées sous trois formes différentes : farine brute, farine extrudée, produit formulé type « cookie ». Il s’agira donc de mesurer (1) la digestibilité iléale réelle des trois formes de protéines de chia, (2) les cinétiques d’apparition dans le compartiment sanguin des acides aminés, du glucose et de l’insuline, (3) ainsi que les pertes urinaires azotées correspondantes. Ces mesures permettront de déterminer un indicateur de la qualité nutritionelle des protéines de chia, de mesurer l’impact des procédés testés sur cette qualité nutritionelle, ainsi que sur les réponses glycémiques et insulinémiques et d’établir un bilan azoté complet chez le porc en croissance. De plus, par comparaison avec les valeurs de digestibilité mesurées in vitro à partir de plusieurs protocoles rapportés dans la littérature, les mesures in vivo obtenues ici contribueront, en complément d’autres jeux de données dont nous disposons par ailleurs, à sélectionner de manière objective le(s) protocole(s) de digestion in vitro le(s) plus pertinent(s).
Bénéfices attendus
La transition vers des pratiques alimentaires plus saines et plus durables, ainsi que la demande croissante en protéines (+30% de demande globale d’ici 2100) implique une augmentation de la part des protéines végétales dans l’alimentation humaine, à condition toutefois que ces protéines soient de bonne qualité nutritionnelle. Or, la digestibilité, une composante majeure de leur qualité nutritionnelle, est souvent faible pour les protéines végétales. Un enjeu majeur réside donc dans l’amélioration de la digestibilité de ces protéines. L’impact des procédés technologiques sur l’amélioration de la digestibilité des protéines est généralement admis, même si nous disposons d’assez peu de données, en particulier in vivo. C’est donc pour enrichir le corpus de connaissances sur cette question que nous proposons d’étudier l’impact de trois procédés technologiques « classiques » sur la digestibilité des protéines de chia dont l’utilisation est croissante en alimentation humaine. De plus, à ce jour, la digestibilité des protéines et des acides aminés ne peut être déterminée avec fiabilité qu’à l’aide d’expérimentations animales, longues, coûteuses et soulevant des questions éthiques. Ce projet a pour objectif de renforcer la fiabilité des méthodes de digestion in vitro. En comparant les valeurs de digestibilité in vivo obtenues dans le cadre de ce projet aux valeurs obtenues par ailleurs selon différents protocoles de digestion in vitro, il sera possible de déterminer le(s) protocole(s) de digestion in vitro le(s) plus pertinent(s) et fiables.
Procédures
Les animaux (n=10) seront hébergés en loge individuelle (2 m²) pendant les 23 jours du dispositif expérimental car les tests et les mesures nécessitent de contrôler parfaitement les conditions d'alimentation et parce que les animaux arracheraient le cathéter du congénère s’ils étaient logés en collectif. Les repas seront formulés pour répondre à leurs besoins nutritionnels et ils auront un accès libre à l’eau de boisson. Les animaux subiront une intervention chirurgicale (environ 2 h) sous anesthesie générale afin de leur poser une canule au niveau de l’iléum et un cathéter veineux au niveau de la veine jugulaire. Ces deux dispositifs seront gardés tout au long de l’étude (23 jours). Des antibiotiques seront adminsitrés aux animaux suite à l’intervention chirurgicale pour limiter les risques d’infections. Les deux premiers jours après l’intervention chirurgicale, les douleurs seront prises en charge en utilisant des analgésiques. Ces traitements pourront être prolongés si l'animal présente des signes de douleur et de souffrance selon une grille de scores préétablie. Pendant les 3 jours d’expérimentation (1 jour par repas test pour chaque animal x 3 repas test), des prélèvements de digestas seront réalisés en continu au cours des 9 heures suivant l’ingestion du repas test, pour un volume total estimé à environ 400 g de digesta frais. Les digestas seront collectés dans des sacs plastiques fixés à la canule iléale. Des prélèvements sanguins seront également réalisés de manière répétée (10 prélèvements au cours des 9 h post-prandiales), à l’aide du cathéter veineux. Le volume maximal sanguin prélevé sera de 25 mL sur la journée (soit au maximum 2,5 mL de sang par prélèvement).
Impact sur les animaux
Pour chacun des 3 repas tests, les animaux seront logés ponctuellement dans des cages à métabolisme (nécessaires à la collecte des urines), pour une durée de 24 h maximum ; les animaux verront leur possibilité de mouvement limitée pendant cette durée. En dehors des jours d’expérimentation, les animaux seront logés dans des cages individuelles, limitant leurs interactions sociales même si des contacts visuels, auditifs et olfactifs seront maintenus. Les animaux seront également susceptibles de subir des effets indésirables suite à la pose de la canule et/ou du cathéter : infections, plaies, blessures, inflammation, fièvre, diarrhées ou encore sorties de cathéter et/ou de canule.
Devenir
Les animaux ne pourront pas être inclus dans d’autres protocoles expérimentaux, ni placés, du fait de la pose de canules maintenues sur une longue durée (23 jours).
Remplacement
Le projet s’intéressant à des réponses biologiques, l’utilisation d’un modèle animal vivant est indispensable. De fait, les modèles de digestion in vitro ne permettent pas à ce jour de reproduire à l’identique la complexité physiologique du vivant. Les mesures et indicateurs qui en sont extraits ne peuvent donc pas établir de manière certaine et indiscutable la qualité nutritionnelle des protéines alimentaires. Le porc en croissance a été choisi pour sa proximité physiologique avec l’Homme.
Réduction
La pose de la canule permet de réduire considérablement le nombre d’animaux prenant part à l’étude. De plus, le nombre d’animaux inclus dans l’étude (n=10) a été calculé de manière à avoir suffisamment de puissance statistique pour comparer la qualité nutritionnelle des 3 ingrédients protéiques testés.
Raffinement
Les compétences et expériences des expérimentateurs garantissent le respect du bien-être animal. Une attention particulière sera accordée à la gestion de la douleur pendant toute la durée de l’expérimentation ; des points limites ont été mis en place et seront appliqués. Les porcs pourront avoir un contact olfactif, sonore et visuel avec leurs congénères. Des observations quotidiennes de l’état de santé général des animaux seront réalisées tout au long de l’expérimentation. Les cages seront régulièrement enrichies par des objets de nature variable et non consommable (jouets en plastique, tapis…)
Choix des espèces
Le modèle « porc en croissance » est celui actuellement validé par un groupe d’experts internationaux sur les sujets liés aux protéines et réunis sous l’égide de l’Organisation des Nations unies pour l'alimentation et l'agriculture, pour la mesure de la digestibilité iléale réelle des acides aminés. Nous proposons donc d’utiliser ce modèle afin d’estimer de manière aussi réaliste que possible la qualité nutritionnelle des trois ingrédients protéiques étudiés. Il convient de noter que la validité de ce modèle en substitution des études chez l’Homme est confirmée par un corpus d'études relativement nombreuses et concordantes.
Etude exploratoire du rôle des cellules dendritiques plasmacytoïdes dans les maladies inflammatoires chroniques de l’intestin (MICI)
- Recherche appliquée
- Troubles gastrointestinaux
- Recherche fondamentale
- Système gastrointestinal
- Système immunitaire
Les souris qui atteignent les critères d'arrêt de la grille de score sont tuées immédiatement. 505 souris vont être utilisées dans ce projet, toutes tuées pour prélèvement d'organes, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger à modéré. Elles reçoivent un cocktail d'antibiotiques pendant quatorze jours, subissent une irradiation du bas du corps sous anesthésie, avalent sept jours durant un produit chimique dans leur eau de boisson qui provoque lésions intestinales, diarrhée, perte de poids et saignements anaux, ou sont infectées par gavage avec une bactérie intestinale. Le porteur indique que les doses ont été calibrées pour rester tolérables chez les souris témoins, admet que des signes cliniques plus importants ou plus précoces peuvent apparaître chez les souris mutantes privées des cellules étudiées, et range les retombées thérapeutiques au rang de perspectives.
Objectifs
Les cellules dendritiques plasmacytoïdes (pDC) sont des cellules clefs du système immunitaire. Lors d’infections virales elles produisent en grandes quantités les interférons, des molécules essentielles pour bloquer la propagation du virus chez l’hôte infecté. Les pDC interviennent aussi dans d’autres fonctions physiologiques. Lorsque la peau est lésée, les pDC se localisent dans la lésion et promeuvent la réparation du tissu grâce à leur production d’interférons. Les pDC sont très nombreuses dans l’intestin. Chez l’individu sain les pDC de l’intestin seraient impliquées dans la tolérance aux aliments. La flore intestinale est essentielle pour le bon fonctionnement du système immunitaire, mais son impact sur les pDC de l’intestin a été peu étudié. Notre premier objectif est de déterminer si et comment les pDC intestinales sont affectées si on traite temporairement les souris avec une combinaison d’antibiotiques qui élimine la flore intestinale. Le rôle des pDC au cours des maladies inflammatoires de l’intestin est très controversé. Dans certains modèles de ces maladies elles seraient délétères en promouvant l’inflammation, alors que dans d’autres elles seraient bénéfiques en promouvant la réparation des tissus enflammés ou en limitant les infections intestinales. Notre hypothèse est que cette controverse ne dépend pas uniquement du modèle de maladie étudié, mais aussi de la spécificité du modèle murin utilisé pour étudier les pDC. Nous avons généré et validé un nouveau modèle murin permettant la perte sélective des pDC depuis la naissance sans affecter aucun autre type de cellule. Grâce à ces souris notre deuxième objectif est d’étudier le rôle des pDC intestinales dans trois modèles distincts de maladies inflammatoires de l’intestin. Dans ces modèles l’inflammation intestinale est obtenue suite à l’exposition de l’intestin 1) aux rayons X ou 2) à un produit chimique ou 3) à l’infection par un pathogène intestinal, le Citrobacter rodentium. Ces trois modèles induisent des lésions intestinales par des mécanismes différents. Il est donc possible que selon le modèle étudié la perte des pDC ait un impact différent et, par conséquent, soit associé à des fonctions bénéfiques ou délétères. Connaitre le rôle des pDC dans ces différents modèles de pathologie intestinale va ouvrir de nouvelles perspectives de traitement pour les patients souffrant de maladies inflammatoires de l’intestin, pour lesquelles peu de traitements sont efficaces à ce jour.
Bénéfices attendus
Le traitement des maladies inflammatoires de l’intestin vise principalement à bloquer les molécules promouvant l’inflammation. Ces molécules sont surtout produites par les cellules du système immunitaire. Cependant, ces mêmes traitements affectent aussi l’efficacité des réponses du système immunitaire face à des pathogènes, rendant les patients plus susceptibles aux infections microbiennes. De plus, certaines cohortes de patients souffrant de MICI sont résistantes à ces traitements, soulignant ainsi la nécessité de trouver d’autres stratégies thérapeutiques plus adaptées. Nos études peuvent ouvrir de nouvelles perspectives de traitements pour promouvoir la guérison et/ou atténuer les symptomes associés au MICI en stimulant ou en inhibant les fonctions des pDC.
Procédures
Traitement antibiotique dans l’eau de boisson modifiant la flore intestinale pendant 14 jours. Irradiation pendant 10 minutes de la partie inférieure du corps sur animaux sous anesthesie générale. L'injection de l'anesthésie est effectuée une fois par voie intrapéritonéale et dure 20 secondes. Une partie des animaux (30) recevront vigiles une seule fois par injection intrapéritonéale un composé, ceci 4 heures avant la mise à mort 4 jours après irradiation. L'injection intrapéritonéale dure 20 secondes. Administration d’un composé dans l’eau de boisson sur animaux vigiles pendant 7 jours. Administration d’une souche bacterienne par gavage unique sur animaux vigiles. Le gavage dure 20 secondes. Gavage unique sur animaux vigiles avec un composé permettant d’étudier la permeabilité intestinale. Le gavage dure 20 secondes. Prélevement de sang sur souris sous anesthesie générale 2 heures après gavage. Le prélèvement de sang est effectué une seule fois et dure 30 secondes.
Impact sur les animaux
Le traitement d’une durée maximale de 2 semaines par cocktail d’antibiotique est généralement bien toléré. Le traitement antibiotique peut impacter la motilité intestinale et provoquer constipation ou diarrhée. Les trois modèles de maladies inflammatoires de l’intestin présentés dans ce projet ont déjà été mis au point dans une équipe de notre institut, ce qui nous permettra de bien maitriser le suivi des souris traitées et limiter le nombre de souris requis pour les mises au point des protocoles. L’exposition aux radiations ionisantes sera restreinte à la partie inférieure du corps avec un dosage qui n'induit pas de perte de poids, de colite ou de diarrhée dans les souris contrôle C57BL/6. Cependant, il est possible que des signes cliniques puissent apparaître dans les souris mutantes. Le traitement avec le DSS induit des lésions et une inflammation de l’intestin, accompagnée d'une perte de poids et de diarrhée pendant une durée de 7 jours. Cela peut induire aussi des saignements et des lésions au niveau anal. La dose de DSS utilisée sera calibrée pour induire une colite modérée chez les souris C57BL/6. Cependant, il est possible que des signes cliniques plus importants ou plus précoces puissent apparaître dans les souris mutantes. En ce qui concerne l’infection par Citrobacter Rodentium, les souris C57BL/6 sont naturellement résistantes à l'infection, donc elles tolèrent l'infection et récuperent en 2-3 semaines sans signes cliniques évidents. La souche de C. rodentium et la dose d’inoculum ont été choisies sur la base de la literature comme étant bien tolerées chez les souris C57BL/6. Cependant, des signes cliniques peuvent apparaître dans les souris mutantes.
Devenir
Toutes les souris seront mises à mort à la fin de chaque procédure pour prélèvement organe et/ou analyse.
Remplacement
Ce projet nécessite la mesure de différents paramètres de la réponse immunitaire et de la réparation tissulaire au cours d’une inflammation produite in vivo. La complexité des nombreuses interactions cellulaires impliquées dans le processus inflammatoire et dans la réparation tissulaire associées aux MICI justifie l’utilisation de modèles d’études in vivo. De plus, la flore intestinale a été montrée comme capable de réguler les fonctions de nombreux organes de l’hôte et leur intercommunication. L’intégration d’un système vivant et complet est donc indispensable pour reproduire l’ensemble de ces processus dans leur complexité.
Réduction
Les effectifs d'animaux nécessaires seront réduits au minimum. Nous utiliserons des souris de fond génétique pur, C57BL/6, ce qui nous permet de limiter la taille des groupes expérimentaux à 5 souris par souche et par condition, en raison d’une variabilité inter-individuelle moindre par rapport aux animaux de fond génétique mixte. Ces nombres ont déjà été validés dans d’une autre équipe de notre institut, qui maitrise les procédures incluses dans ce projet, comme suffisantes pour effectuer des analyses statistiques fiables dans les procédures utilisées.
Raffinement
Les souris seront hébergées dans des animaleries protégées, conçues dans le respect de la réglementation et des principes éthiques liés à l'utilisation d'animaux à des fins scientifiques et exemptes d’organismes pathogènes spécifiques. La température, l’hygrométrie et la photopériode sont contrôlées et régulées. Chaque animal bénéficiera d’au moins 100 cm2 de surface. Pour limiter le stress des animaux, ils seront gardés tant que possible en groupes sociaux stables formés d’individus compatibles. Ils disposeront de matériel pour confectionner des nids et des dômes protecteurs. Le poids, l’apparence (en particulier du pelage), l’activité, la mobilité des animaux, la consistance des selles avec éventuel saignement et éventuellement la température corporelle seront suivis quotidiennement au début de chaque traitement. Dans le cas d’affaiblissement des souris de la nourriture sous forme de gélée sera mise à l’intérieur de la cage afin d’en faciliter l’accès et la surveillance sera renforcée à deux fois par jour. Les points limites et des grilles de score ont été définis dans chaque procédure. Sur la base de ces points limites un système de scoring de la douleur sera scrupuleusement appliqué pour évaluer les signes de souffrance relatifs à l’expérimentation en cours, et mettre en place le plus précocément les mesures pour les réduire les nuisances et la souffrance des animaux. Les animaux atteignant les critères d’arrêt seront immédiatement euthanasiés.
Choix des espèces
La physiopathologie de la souris est suffisamment proche de celle de l’homme pour que son étude nous permette d’accroître nos connaissances sur le fonctionnement du système immunitaire des 2 espèces. Par ailleurs, la taille, la rapidité du cycle de reproduction et la génétique de la souris en font le modèle le mieux approprié pour les études envisagées pour lesquelles des animaux génétiquement modifiés sont nécessaires. Des souris âgées de 8 à 12 semaines seront utilisées car elles ont atteint leur maturité en termes de défenses immunitaires. Un écart type de maximum 2 semaines au sein d’un même groupe expérimental est défini afin de limiter les variabilités qui pourraient exister entre des souris d’un écart d’âge plus important.
Etude de PIEZO1 dans le métabolisme du fer et dans la xérocytose héréditaire.
- Recherche appliquée
- Troubles gastrointestinaux
- Recherche fondamentale
- Système gastrointestinal
Le seul acte déclaré sur les 90 souris de ce projet est leur mise à mort, sous anesthésie et sans reprise de conscience, suivie du prélèvement de leurs organes et de leur sang. Elles portent une mutation reproduisant la xérocytose héréditaire, une anémie rare accompagnée d'une surcharge en fer, et sont utilisées à l'âge de deux mois. Le porteur décrit longuement les organoïdes intestinaux cultivés à partir de leurs cellules souches comme un moyen de réduire le recours aux animaux non-humains, avant de conclure que la souris reste "indispensable" et "sans solution alternative" pour prélever le sang et les organes. Le choix de l'espèce est justifié par la connaissance du génome murin, par le volume de sang obtenu et par le fait que ces souris développent la surcharge en fer avec l'âge.
Objectifs
Ce projet a pour objectif de comprendre comment une protéine membranaire et qui permet l’entrée de cations, influence le métabolisme du fer. Plus particulièrement, nous nous intéressons à l’effet de certaines mutations de cette protéine conduisant à une surcharge en fer excessive chez des patients atteint d’une forme rare d’anémie : la xérocytose héréditaire (XH). Nous cherchons à comprendre les mécanismes par lesquels cette protéine interfère dans l’absorption intestinale du fer et/ou dans l’acquisition du fer par les cellules érythroïdes (les cellules formant les globules rouges).
Bénéfices attendus
Ce projet est essentiel pour mieux comprendre la xérocytose héréditaire (XH), une maladie rare encore peu étudiée. Plus particulièrement, nous cherchons à identifier les mécanismes conduisant à une surcharge en fer excessive et toxique chez les patients atteints de cette pathologie. Forte d’une étroite collaboration avec des équipes de recherche travaillant sur d’autres complications de la xérocytose héréditaire, cette étude fera progresser la compréhension de la maladie et sera bénéfique pour les cliniciens, médecins, chercheurs et surtout pour les patients. A long terme, comprendre comment fonctionne la xérocytose héréditaire permettra d’envisager des solutions thérapeutiques ciblées pour les patients. Concernant la surcharge en fer, les connaissances acquises au cours du projet pourront être appliquées à la prise en charge des patients grâce à des molécules-médicaments qui ciblent le fer pour l’éliminer. Une première étape clef du projet est la conception d’organoïdes intestinaux (des mini-intestins cultivés en laboratoire à partir de cellules souches de souris). Il sera envisageable de concevoir des organoïdes intestinaux humains dérivés de cellules de patients, avec leur accord, dans une démarche de médecine personnalisée pour tester des molécules thérapeutiques. L’intérêt de ce modèle unique est d’étudier directement les mutations génétiques spécifiques de chaque patient et l’efficacité des traitements contre la surcharge en fer de façon individuelle. Enfin, l’intérêt de la communauté scientifique autour de la protéine mutée dans la xérocytose héréditaire ne cesse de croître depuis sa récente découverte en raison de son implication dans de nombreux processus biologiques. C’est pourquoi, notre projet avec l’étude approfondie du rôle de cette protéine dans le métabolisme du fer, son rôle dans l’absorption intestinale et au niveau des globules rouges, représente une avancée fondamentale applicable à d’autres maladies et concepts. Ce projet s’inscrit donc dans un domaine de recherche en pleine expansion et à fort potentiel thérapeutique.
Procédures
Au cours de ce projet, 90 souris seront mises à mort à la fin du protocole selon une méthode réglementaire avec une couverture anesthésique et analgésique afin de permettre à l’animal de ne jamais souffrir en s’appuyant sur une grille de suivi et avec l’aide d’un personnel formé et compétent. Avant tout acte sur l’animal, l’absence de réflexe sera vérifiée par plusieurs méthodes. Après la mise à mort, des prélèvements de plusieurs organes et de sang seront réalisés.
Impact sur les animaux
Au cours de leur élevage, les souris seront suivis par le personnel de la zootechnie, l’équipe de recherche et le service du bien-être animal. Les interventions prévues dans ce projet peuvent entrainer un stress léger ou de la douleur liés à l’anesthésie qui se fait par une piqûre. L’anesthésie profonde de l’animal sera vérifiée avant tout acte invasif.
Devenir
Le projet nécessite 90 souris au total et les interventions sont de catégorie « sans réveil ». Tous les animaux utilisés pour les expériences sont mis à mort de manière éthique afin de récupérer les organes et le sang pour répondre aux questions scientifiques posées.
Remplacement
Des lignées cellulaires intestinales sont utilisées pour des analyses préliminaires. Elles permettent en effet d’étudier dans un premier temps l’effet de la protéine d’intérêt sur le transport du fer grâce à une molécule qui reproduit la mutation de la protéine comme dans la xérocytose héréditaire (XH). Cependant, ce modèle a des limites non négligeables pour des analyses plus poussées. Il s’agit d’un seul type de cellules qui ne reproduit pas la complexité du tissu intestinal (plusieurs types de cellules différentes et en tridimension). De plus, la protéine étudiée est exprimée dans plusieurs types cellulaires. Les interactions cellules/cellules entre différents types cellulaires pourraient jouer un rôle clef dans la régulation du transport du fer, qui ne peut pas être étudié avec la lignée cellulaire. Pour pallier ces limites, nous proposons des organoïdes intestinaux (des mini-intestins produits à partir de cellules souches de souris). Ce modèle, reproductible, fiable et plus proche de la physiologie intestinale, réduit le recours aux animaux : une souris permet d’obtenir des dizaines d’organoïdes utilisables sur une longue période. Ces « mini-organes » permettent d’étudier des mécanismes complexes (architecture et fonctions de l’organe d’origine) et ainsi d’analyser l’effet des mutations de la protéine sur le transport du fer, l’architecture de l’organe et les dialogues entre les différentes cellules. Parallèlement, une lignée cellulaire qui reproduit les cellules à l'origine des globules rouges servira aux analyses préliminaires de l’acquisition du fer avec une molécule mimant la mutation de la protéine étudiée. Cependant, des cellules issues directement de souris porteuses de la mutation de la xérocytose héréditaire sont un modèle plus fidèle à la maladie. Ce modèle va approfondir l’étude des mécanismes de régulation d’acquisition du fer de façon plus fidèle à ce qu’on observe chez les patients atteints de xérocytose héréditaire. Enfin, malgré ces solutions de remplacement, le modèle de souris reste indispensable et sans solution alternative pour le prélèvement de sang et d’organes afin d’établir le profil pathologique des souris et le métabolisme du fer. En combinant les approches in vitro et in vivo, nous comprendrons mieux les dysfonctionnements du métabolisme du fer liés à la mutation de la protéine et la physiopathologique de la XH.
Réduction
Une réflexion a été menée en prenant en compte les outils technologiques qui peuvent être mis en place au sein du laboratoire et en s’appuyant sur des outils statistiques fiables dans la conception des procédures du projet dans le but de réduire au maximum le nombre d’animaux utilisés pour chaque intervention. Tout d’abord, la lignée de souris exprimant la mutation de la xérocytose héréditaire existe déjà. La réception d’une première cohorte de souris se suivra d’une attention toute particulière à la gestion de l’élevage. L’accent sera mis sur le dialogue entre les concepteurs, applicateurs, et membres de l’établissement d’accueil des animaux pour bien réfléchir aux groupes de souris mis en accouplement. Cela permettra de mieux contrôler les génotypes des souris et réduire le nombre de naissances. De plus, les procédures expérimentales se feront étape par étape afin de vérifier que les résultats obtenus sont en accord avec nos hypothèses de recherche. Plus particulièrement, nous nous attendons à des différences de données en fonction du sexe des souris. Si aucune différence entre mâles et femelles n’est observée, un seul groupe mixte au lieu de deux groupes sera étudié. Enfin, la mise en place des organoïdes permet de réduire le nombre d’animaux nécessaires à la caractérisation des mécanismes d’absorption intestinale du fer. Il s’agit d’un modèle in vitro qui reproduit fidèlement l’architecture de l’intestin, avec la présence de nombreux types cellulaires et qui est fidèle à la fonction biologique de l’organe d’origine. Ce modèle tridimensionnel permet des tests fonctionnels et de nombreuses analyses sans recourir à un nouvel animal pour chaque expérimentation. La réflexion concernant les tests statistiques appliqués permet de limiter le nombre d’animaux mis à mort tout en garantissant des résultats pertinents pour notre étude.
Raffinement
Le modèle de souris n’a pas été associé à la douleur ou à la souffrance dans l’équipe collaboratrice ayant créé la lignée. Néanmoins, nous nous assurerons que les animaux bénéficient d’une bonne qualité de vie au cours de leur élevage et de leur utilisation. Pour cela, un suivi quotidien sera assuré par du personnel formé et compétents en contact direct les uns avec les autres. Ce suivi permettra de vérifier le comportement des animaux et de l’absence de signes de souffrance. En cas de doute, les avis du vétérinaire et du service du bien-être animal seront sollicités pour mettre en place les soins adéquats. L’hébergement des souris respectera leurs besoins sociaux. Dans la mesure du possible, les groupes de souris destinés aux différentes procédures seront formés à l’avance et hébergés ensemble en amont des procédures. Cela permettra de limiter un stress lié à la découverte de nouveaux congénères juste avant l’expérimentation, réduisant ainsi les biais causés par le stress de l’animal. De même, en amont des procédures expérimentales, des visites des applicateurs seront anticipées pour familiariser les animaux à leur présence et à la manipulation, diminuant ainsi le stress de l’animal le jour de l’expérimentation. Dans leur cage, le milieu d’hébergement sera enrichi (coton de nidification, dôme…) et les animaux recevront une alimentation standard et de l’eau en libre accès. Dans le cas des procédures sans réveil, l’animal sera sous analgésiant et sous anesthésiant. La profondeur de l’anesthésie sera vérifiée par différentes méthodes. La qualité de l’anesthésie sera contrôlée régulièrement au cours de la procédure.
Choix des espèces
Le modèle murin a été conçu grâce à la connaissance approfondie du génome de la souris, permettant de reproduire la mutation la plus récurrente de la xérocytose héréditaire (XH). Ainsi, ce modèle présente une grande proximité avec la maladie humaine. Le modèle permet d’obtenir un volume de sang suffisamment important pour l’analyse complète du bilan sanguin, du bilan du fer dans le sang et la récupération des cellules permettant de produire les globules rouges. De plus, la conception d’organoïdes intestinaux, qui réduit considérablement le nombre d’animaux nécessaires au projet, est une technique bien maîtrisée chez la souris. La XH est une pathologie évolutive où certaines complications, dont la surcharge en fer, deviennent plus sévères avec l’âge. Dans un modèle de souris portant la mutation de la protéine comme chez l’Homme, il a été montré que les souris développent une surcharge en fer avec l’âge avec une augmentation du fer dans le sang et dans les tissus ainsi qu’une diminution du taux de l’hormone régulant le fer. Dans notre équipe, des données préliminaires chez des souris âgées de 2 à 3 mois montrent également une surcharge en fer. Cependant, à cet âge, nos données indiquent que la surcharge en fer est uniquement d’origine tissulaire. Il semble donc qu’un mécanisme progressif engendre un changement dans le métabolisme du fer avec l’âge. De plus, nous ne retrouvons pas la diminution de l’hormone du fer chez nos souris jeunes contrairement à ce qui a été observé chez des souris âgées (> 1 an). Il semble donc très important de caractériser les mécanismes conduisant à l’aggravation de la surcharge en fer à un âge précoce grâce au modèle. C’est pourquoi, nous proposons de réaliser nos procédures expérimentales à l’âge de 2 mois.