Système gastrointestinal

1 515 souris vont être utilisées, chacune pouvant subir jusqu'à vingt échographies abdominales sous anesthésie de quinze minutes et dix prélèvements de sang, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Des vecteurs viraux sont injectés avant la naissance ou sur des souriceaux de deux, cinq et quinze jours, pour déclencher un cancer du foie de l'enfant, d'autres animaux recevant une greffe de fragment tumoral au cours d'une chirurgie abdominale. Le porteur signale que l'usage d'animaux à des âges aussi précoces peut conduire la mère à les abandonner, voire à les manger. Toutes sont tuées à l'issue, pour une maladie qui touche vingt enfants par an en France et dont quatre sur cinq guérissent avec les traitements actuels.

Objectifs

L’hépatoblastome (HB) est le cancer du foie le plus fréquent chez l’enfant. La survie globale à 5 ans actuellement est de 80 pour cent. Le traitement associe de la chimiothérapie à base de Cisplatine à une résection chirurgicale de la tumeur. Mais 20 pour cent des enfants traités vont développer une résistance au Cisplatine au cours de la chimiothérapie néoadjuvante ou au cours de la récidive de la maladie. Il existe actuellement peu d’alternatives thérapeutiques, avec des données insuffisantes sur les alternatives proposées. Il est donc crucial de pouvoir tester de nouvelles associations de traitement ou de nouveaux traitements. Les modèles pré-cliniques d’hépatoblastome qui existent aujourd’hui sont réalisés sur des souris nude, souris immunodéprimées, chez qui un fragment d’HB humain, ou des suspensions cellulaires issues de culture cellulaires d’HB sont implantés en sous cutané ou en situation orthotopique, c’est-à-dire directement dans le foie. Cependant le système immunitaire a un rôle primordial dans la réponse anti-tumorale. Il est donc très important de développer des modèles syngéniques d’hépatoblastomes chez la souris immunocompétente afin de pouvoir, une fois le modèle établi, étudier l’effet de nouveaux traitements et également étudier la réponse immunitaire impliquée dans la réponse anti-tumorale. Le projet se déroule dans deux établissements utilisateurs.

Bénéfices attendus

Notre équipe s’intéresse à deux grands types de tumeurs malignes du foie : les carcinomes hépatocellulaires (CHC) principalement développés chez l’adulte et les hépatoblastomes (HB) qui se développent chez l’enfant de moins de 5 ans. L’HB est une maladie rare mais c’est le cancer du foie le plus fréquent chez l’enfant. L'incidence est de 1 à 1,5 /1000000 d'enfant de moins de 15 ans, et cette incidence est en cours d'augmentation. Il touche 20 enfants par an en France. Dans le cas des HB, bien que la majorité des patients répondent aux traitements conventionnels, environ 20 pour cent sont réfractaires et décèdent. Les modèles de xénogreffes de lignées tumorales ou de greffes orthotopiques de tumeurs dérivées de pièces opératoires de patients représentent les modèles précliniques les plus pertinents actuellement pour étudier la réponse thérapeutique. Mais ces modèles sont développés chez des souris immunodéficientes et ne permettent pas d’étudier le rôle du système immunitaire. Cette étude nous permettra de mieux comprendre les mécanismes mis en jeu, et notamment les mécanismes immunitaires, et de tester de nouvelles approches thérapeutiques pouvant être bénéfiques aux patients réfractaires aux traitements habituels.

Procédures

Les animaux pourront être soumis, selon les cas, à l’un des gestes suivants : 1) une chirurgie abdominale ou lombaire pour injection dans le foie ou la rate (une seule fois, animal anesthésié et analgésié, 15min maximum) (réalisé dans l'établissement utilisateur 1 (EU1), 2) injection percutanée (animal vigile, 1 fois maximum, 15sec) (EU1), ou 3) une chirurgie abdominale pour greffe d’un fragment tumoral dans le foie (une seule fois, animal anesthésié et analgésié, 15min maximum) (EU1). L’ensemble des animaux seront amenés à avoir : des prélèvements de sang de faible volume (animal anesthésié, 10 fois maximum avec une intervalle d’une semaine minimum entre chaque, 1min) ; un suivi par échographie abdominale (animal anesthésié, 20 fois maximum, 15 min) (EU1) ; pour certains un transport dans un autre établissement afin d’effectuer une imagerie non invasive par IRM (animal anesthésié, 2 fois, 30 min) (réalisé dans l'établissement utilisateur 2 (EU2)). En fin de période de maintien les animaux seront anesthésiés, un dernier prélèvement sanguin (1 min) sera réalisé et ils seront immédiatement euthanasié par une méthode réglementaire.

Impact sur les animaux

Les nuisances prévues sont principalement celles engendrées par les procédures chirurgicales réalisées, qui peuvent engendrer une douleur au niveau de l’incision au réveil de l’animal et avoir une incidence sur l‘état général de santé de l‘animal (perte d‘appétit, baisse de l‘activité, infection de la cicatrice, détresse de l’animal dans les cas les plus grave), ainsi qu’entrainer une légère gêne dans la locomotion. Un risque anesthésique est également à prendre compte (détresse respiratoire, réveil intempestif). L’utilisation d’animaux à des âges précoces peut engendrer un abandon de la part de la mère, voir du cannibalisme dans le cas des nouveau-nés. Un stress de l’animal peut aussi être constaté lors des contentions, ainsi qu’un inconfort lors des injections. Le développement des tumeurs hépatiques est généralement asymptomatique et n’entraîne donc pas de nuisances en soit, car les animaux seront euthanasiés avant que les tumeurs entrainent une dégradation de l’état général des animaux. Une imagerie non invasive (IRM) sera réalisée dans un autre établissement utilisateur, ce qui nécessite un transport des animaux qui peut entraîner une nuisance. Une imagerie non invasive (IRM) sera réalisée dans un autre établissement utilisateur, ce qui nécessite un transport des animaux qui peut entraîner une nuisance du fait du stress lié à la néophobie des rongeurs. Un risque anesthésique est également à prendre compte car l'IRM est effectuée sous anesthésie générale (détresse respiratoire, risque d'hypothermie, réveil intempestif).

Devenir

Le prélèvement des tissus d’intérêt étant nécessaire pour la réalisation de nos analyses, l’ensemble des animaux sera euthanasié à la fin des procédures grâce à une méthode réglementaire, et dans le respect des bonnes pratiques.

Remplacement

Les modèles in vitro ne miment que partiellement la pathologie humaine car ils ne permettent pas de modéliser certains paramètres biologiques pouvant influencer le développement tumoral ou la réponse thérapeutique, tels que les interactions des cellules tumorales avec leur environnement ou encore l'hétérogénéité intra-tumorale. Il est donc essentiel de disposer de modèles in vivo reproduisant le plus fidèlement possible les caractéristiques de la pathologie humaine. Le recours à des modèles animaux est donc indispensable pour mieux comprendre l'histoire naturelle de la maladie et identifier de nouvelles cibles thérapeutiques.

Réduction

Les effectifs ont été réduits au maximum et les groupes seront composés de 8 à 12 animaux. Cet effectif a été déterminé grâce à un calcul de puissance, afin d’utiliser le moins d’animaux possibles tout en permettant d’obtenir des résultats suffisamment robustes, et les expériences pourront être réitérées jusqu’à 3 fois si nécessaire. Il sera nécessaire de procéder à des tests statistiques pour une interprétation fiable des résultats. Afin de limiter au maximum les éventuelles variations entre les expériences, les paramètres d’hébergement et de soin des animaux seront contrôlés. Le suivi tumoral hépatique sera réalisé grâce à une méthode non invasive, l’imagerie par échographie et par IRM, ce qui diminue également le nombre d’animaux utilisés. Le nombre total d'animaux utilisés sur la totalité du projet s'élève à 1515.

Raffinement

Les paramètres d'hébergement sont conformes à la réglementation en vigueur. Les cages seront enrichies avec du coton de nidification, des maisonettes en plastique ainsi que des batônnets à ronger. Les femelles gestantes seront regroupées à 2 par cages afin d’éviter leur isolement, et ne seront séparées qu’après avoir mis bas afin d’éviter la surpopulation au sein d’une même cage. Les animaux issus d’établissement fournisseur observeront une durée d’acclimatation de 7 jours minimum avant toute utilisation. Un change sera réalisé par le personnel de l’animalerie une fois par semaine (sauf indication contraire) et une surveillance quotidienne rigoureuse des animaux sera réalisée tout au long de leur vie. Des pesées seront également réalisées à intervalles réguliers et une grille de suivi est utilisée. Les procédures seront raffinées afin de limiter au maximum la douleur et l’inconfort des animaux (personnel formé et compétent, anesthésie et analgésie adéquate suite aux procédures chirurgicales puis surveillance rapprochée des animaux avec étiquetage spécifique des cages concernées), et des points limites précis seront établis. Si un animal présente des signes de douleur ou de détresse, il sera immédiatement euthanasié par une méthode réglementaire afin d’éviter toute souffrance animale. La Structure chargée du Bien-Etre Animal et/ou le vétérinaire pourront être sollicités pour conseil si besoin. Les transposrts des animaux entre l'EU1 et l'EU2 est assuré par un transporteur agréé, dans des boîtes de transport appropriées, ventilées, sécurisées et suffisament spacieuses. Un apport en nourriture et en eau gélifiée sera fourni durant le transport. Le temps de transport est de moins de 20 minutes entre les 2 EU.

Choix des espèces

La souris est un modèle expérimental de choix pour l'étude des pathologies humaines car c'est un petit mammifère qui se reproduit rapidement, est facile à manipuler, et dont nous avons une bonne connaissance du comportement et de la génétique. De plus, le génome de la souris est identique à plus de 95 pour cent à celui du génome humain, ce qui suggère une bonne homologie des mécanismes observés. On peut également facilement apprécier les modifications physiques et/ou comportementales traduisant une souffrance et/ou douleur, ce qui conduirait à l’euthanasie de l’animal. De nombreux outils moléculaires sont également disponibles chez ce modèle animal. La première procédure sera réalisée sur des femelles gestantes âgées de 2 à 3 mois, ce qui correspond à l’âge adulte et également à l’âge optimal permettant le bon déroulement de la gestation d’une part, et une bonne récupération de l’acte chirurgical d’autre part. Les vecteurs viraux seront injectés à différents âges (prénatal, 2, 5 et 15 jours de vie post natal), présentant un foie encore immature et en prolifération, afin de développer un hépatoblastome.

Isolées cinq jours en cage individuelle puis privées de nourriture pendant vingt heures, 144 souris sont ensuite placées devant deux aliments au choix pendant vingt-quatre heures. Toutes seront tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Le but est de mesurer le rôle d'une hormone du foie, FGF21, dans la préférence alimentaire après un jeûne, chez des souris dont ce gène a été invalidé au niveau hépatique. Le porteur reconnaît que le jeûne peut provoquer une chute du glucose sanguin, une baisse de la température corporelle et une perte de poids importante, et que l'hébergement individuel stresse l'animal, tout en annonçant retirer de l'étude toute souris présentant un signe de souffrance.

Objectifs

Le foie est un régulateur central du métabolisme et du dialogue avec les autres organes, notamment avec le cerveau pour assurer le contrôle du comportement alimentaire. Dans ce dialogue entre le foie et le cerveau, la protéine FGF21 (pour Fibroblast Growth Factor 21), une hormone produite de manière prédominante par le foie, exerce divers effets métaboliques parmi lesquels le contrôle de l’appétence pour le sucre et les protéines. FGF21 est aussi une hormone dont l’expression est fortement induite lors du jeûne. Dans ce projet, nous souhaitons approfondir les connaissances sur l’implication de FGF21 spécifiquement du foie dans le comportement alimentaire après une période de jeûne. Pour cela, nous utiliserons des souris mâles et femelles dont le gène FGF21 est invalidé au niveau hépatique spécifiquement. Ces souris, en comparaison d’animaux contrôles de type sauvage, seront soumises à un jeûne prolongé (20h) afin d’induire la production de FGF21 puis auront le choix entre 2 aliments différents afin d’évaluer le rôle de FGF21 hépatique dans la préférence alimentaire en réponse au jeûne.

Bénéfices attendus

Les résultats obtenus permettront de définir le rôle de FGF21 d’origine hépatique dans la préférence alimentaire après une période de jeûne. En effet, si le rôle de FGF21 dans le comportement alimentaire est bien connu, il n’est pas décrit dans la littérature la préférence alimentaire dépendante de FGF21 hépatique induite par une période de jeûne.

Procédures

Les animaux seront hébergés individuellement pendant 5 jours, dans des cages de permettant la mesure automatique de la prise alimentaire durant 3 jours pour l’habituation et mis à jeun pendant 20h puis seront renourris ad libitum avec 2 régimes au choix pendant 24 heures.

Impact sur les animaux

Le jeûne peut induire une baisse du taux de glucose circulant et une baisse de la température corporelle, ainsi qu’une perte de poids importante. L’hébergement individuel entraîne un stress de l’animal.

Devenir

Il n'y aura pas d'autres projets portant sur l'étude de la protéine d'intérêt, c'est pourquoi, tous les animaux seront mis à mort a la fin de la procédure.

Remplacement

Ce projet nécessite l’utilisation d’animaux de laboratoire car les phénomènes biologiques étudiés (jeûne et comportement alimentaire) sont complexes et font intervenir différents tissus agissant en synergie (notamment foie et cerveau). Il est impossible de mimer ceci par l’utilisation de méthodes alternatives. L’utilisation de souris de laboratoire est appropriée car il est possible d’étudier la protéine d’intérêt (FGF21) grâce à l’utilisation de souris génétiquement modifiées.

Réduction

LLe nombre d’animaux pour ce projet est défini pour permettre d’une part de répondre aux questions scientifiques et d’autre part de respecter la réduction du nombre d’animaux au maximum. Ainsi, nous utiliserons le plus petit nombre d’animaux possible qui est requis pour répondre à nos questions scientifiques et conduire à des résultats statistiquement significatifs. Le nombre d’animaux a été déterminé par un calcul de puissance et est basé sur des données provenant d’expériences antérieures du laboratoire. Ce nombre d’animaux est le nombre minimum nécessaire mais suffisant afin d’obtenir des résultats exploitables.

Raffinement

A leur arrivée à l’animalerie, une période de deux semaines minimum dans la salle d'hébergement collectif sera laissée aux animaux afin qu’ils s’acclimatent à leur nouvel environnement. Le change est hebdomadaire, et l’état des animaux est contrôlé au quotidien par le personnel dédié aux soins des animaux. Tous les animaux seront hébergés dans un environnement contrôlé (température, hygrométrie), calme dans les pièces et le cycle lumineux (12h/12h) sera inversé, ce qui permet de laisser aux animaux leur temps de repos. Des enrichissements du milieu d’hébergement (dômes de nidification et carrés de coton) seront disposés dans la cage afin de pouvoir se distraire, se cacher et fabriquer des nids. Au moment des expérimentations (mise en cage individuelle), une phase d’acclimatation sera appliquée durant trois jours en conditions de régime standard afin de vérifier que les animaux se nourrissent et s’abreuvent correctement. Les mangeoires et les biberons du système de mesure sont similaires aux cages domestiques typiques des laboratoires, ce qui permet une transition moins stressante vers le système, ils sont de plus, disposés à l'extérieur de la cage et facilement accessibles à la fois à l'animal et à l’expérimentateur Nous surveillerons l’apparence physique externe (Echelle d’évaluation des expressions faciales, affichée dans la pièce), le poids (pesée quotidienne) et le comportement des animaux. Des points limites seront mis en place pour l’évaluation de différents paramètres. Si un animal présente un signe de souffrance (inactivité, somnolence, respiration lente) après évaluation de ces paramètres, le critère d’arrêt sera atteint. L’animal sera aussitôt retiré de l’étude et replacé dans des conditions d’hébergement standard (hébergement collectif, régime standard et aucune procédure réalisée) après examen par le vétérinaire référent.

Choix des espèces

Les animaux seront utilisés à l’âge adulte (7 semaines d’âge minimum) car le développement du foie est terminé et nous nous intéressons au métabolisme chez l’individu adulte. La souris représente l’espèce la plus adaptée au type de recherche que nous menons. Cet animal nous permet d’obtenir des analyses fines du comportement alimentaire. Enfin, cette espèce a été bien étudiée par la communauté scientifique et nous disposons maintenant d’outils génétiques spécifiques à cette espèce et d’intérêt dans le projet. Nous utiliserons des souris mâles et femelles car le métabolisme énergétique est différent selon le sexe. Il serait incorrect d’extrapoler les données obtenues chez les mâles aux femelles.

Le miniporc Yucatan est retenu pour sa proximité digestive avec l'humain, ce qui vaut à 52 cochons d'être utilisés dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Douze truies reçoivent un régime carencé ou témoin avant la reproduction, pendant la gestation et l'allaitement, et 40 porcelets naissent puis grandissent six semaines sous ces régimes. Le porteur indique que la carence peut ralentir la croissance et provoquer des troubles de l'apprentissage, des desquamations et des problèmes de fertilité, et prévoit une injection d'ocytocine aux truies pour prélever leur lait après les avoir séparées de leurs porcelets. Neuf truies sont tuées, dont les huit carencées qui ne peuvent plus servir de reproductrices, trois rejoignent le troupeau, et tous les porcelets sont tués pour prélever leurs tissus.

Objectifs

La consommation de produits laitiers réduit le risque de survenue de maladies métaboliques, comme par exemple le diabète de type 2 (DT2), sans que les mécanismes ne soient encore clairement élucidés. Les acides gras saturés impairs (dont l’acide pentadécanoïque C15:0 est le représentant majoritaire dans le lait, 1% des acides gras totaux) sont des marqueurs de la consommation des produits laitiers, ce qui en fait des acteurs potentiels de cet effet protecteur. Ils peuvent également moduler le microbiote intestinal et l’homéostasie glucidique de l’hôte. Des études récentes suggèrent de plus que l’acide pentadécanoïque pourrait être un acide gras indispensable (AGI) et pourrait potentiellement se substituer dans l’alimentation à des AGI connus comme l’acide linoléique (LA). Un nutriment indispensable est une molécule, non synthétisée chez l'homme (ou l’animal modèle), qui assure des fonctions physiologiques ou structurales essentielles. Historiquement, 3 AGI ont été décrits dans la littérature. En 1929, le caractère indispensable du LA (omega 6), a été découvert par Burr : des rats soumis à des carences alimentaires en LA ont développé un retard de croissance. Plusieurs études ont ensuite montré qu’un apport énergétique de 2% en LA était suffisant pour éviter la carence. Les 2 autres AGI actuellement connus sont l’acide alpha-linolénique (ALA) et l’acide docosahexaénoïque (DHA). Une carence en ALA entraîne notamment une diminution d’aptitude à des tests d’apprentissage. Ces études ont été réalisées sur le modèle rongeur, qui possède de nombreuses limites pour la transposition des résultats à l’homme, tandis que le modèle porcin est reconnu comme un bon modèle préclinique notamment pour les études nutritionnelles, du fait de la proximité de sa physiologie intestinale avec celle de l’homme. Le premier objectif de cette étude est d’étudier la capacité potentielle de l’acide pentadécanoïque à se substituer au LA (en situation de carence) et d’assurer certaines fonctions structurales et physiologiques similaires (croissance, fluidité membranaire…) dans le modèle miniporc Yucatan.

Bénéfices attendus

Cette étude permettra d’évaluer le rôle de l’acide gras C15:0 en nutrition, plus particulièrement ses effets sur la croissance et le maintien de fonctions physiologiques en situation de carence en AGI. Ces effets qui seront analysés chez le miniporc nous permettront d’observer des impacts nutritionnels dans un modèle proche de l’homme, ce qui complétera et validera certains effets du C15:0 observés chez le modèle rongeur. Le métabolisme des acides gras impairs a très peu été étudié chez l’homme et jamais chez le modèle porcin. Ainsi, cette étude permettra de caractériser le métabolisme des acides gras impairs, à la fois en situation saine (avec le régime CTRL contenant du C15:0) et en situation de carence d’AGI pour étudier le potentiel caractère indispensable de cet acide gras impair. Cette étude permettra ainsi d’améliorer les connaissances concernant les AGI et l’impact de leur carence chez le modèle mini-porc. L’ensemble de ces données permettra d’apporter de nouvelles connaissances sur le rôle du C15 :0 qui pourraient concourir à réévaluer les recommandations nutritionnelles en acides gras chez l’homme, et également les apports en produits laitiers, principales sources de C15 :0 chez l’homme.

Procédures

Les animaux seront soumis à différents régimes, contrôle ou carencés en AGI, et supplémentés ou non en C15:0 et LA. Un prélèvement de lait sera réalisé à 15 jours de lactation chez les truies, nécessitant l'injection IM d'ocytocine. Ces prélèvements seront réalisés une fois sur chaque truie et le temps de prélèvement n'excédera pas 20 min. Des prélèvements sanguins seront réalisés sur les truies au moment du sevrage des porcelets (

Impact sur les animaux

Concernant les régimes, une légère diminution de la croissance et l'apparition de troubles cognitifs (de l’apprentissage) sont possible chez les animaux carencés. Des sécheresses cutanées (desquamations) ont également été décrites. Enfin, des problèmes de fertilité ont également été rapportés en lien avec une carence en AGI. Concernant les différents prélèvements prévus au protocole, la collecte du lait chez les truies à 15j de lactation nécessite une injection d’ocytocine, ce qui peut entraîner une douleur au point d’injection, et nécessite également la séparation préalable des porcelets de la truie, ce qui peut entraîner un stress à la fois pour la truie et les porcelets. Cependant, cette séparation est limitée à quelques minutes (

Devenir

9 truies seront euthanasiées à la fin de la procédure 1: les 8 truies ayant reçu le régime Carence ne peuvent pas être réutilisées comme reproductrices dans l'élevage expérimental. 3 truies du groupe Contrôle seront intégrées dans le troupeau comme truies reproductrices et 1 sera euthanasiée conformément au plan de renouvellement du troupeau. Tous les porcelets de la procédure 2 seront euthanasiés à la fin de la procédure pour récupérer les tissus d'intérêt.

Remplacement

L’effet recherché dans cette étude est d’ordre nutritionnel et nécessite donc l’analyse d’un organisme dans son ensemble. En effet, les nutriments diffusent dans le « corps entier » après digestion-absorption des aliments et leurs impacts physiologiques ou physiopathologiques concernent de multiples organes qui interagissent entre eux pour former un système biologique complexe. L’utilisation d’un modèle animal vivant reste indispensable pour une évaluation globale et intégrée du métabolisme du C15 :0 et pour prendre en compte le rôle du microbiote intestinal, qui sont impossible à reproduire dans leur complexité dans des modèles in vitro. Le miniporc a été choisi pour sa proximité physiologique avec l’homme.

Réduction

Le nombre d’animaux utilisés pour chaque condition (10 porcelets par condition) a été calculé par analyse de la puissance statistique nécessaire pour pouvoir comparer les paramètres étudiés. Ce nombre d’animaux représente la limite basse pour laquelle les effets induits au terme du projet permettront d’observer un effet statistiquement significatif. Les truies Yucatan ayant des portées de 2 à 6 porcelets, le nombre de cochettes nécessaires pour avoir 10 animaux dans chaque groupe a été évalué à 4 pour le groupe Contrôle, pour assurer 10 porcelets, et 8 dans le groupe Carence, pour assurer 30 porcelets, qui seront répartis dans les 3 groupes Carence, enrichi en acide gras pentadécanoïque et enrichi en acide gras linoléique à raison de 10 animaux par groupe. Concernant les truies nourries par le régime Contrôle, 3 sur 4 pourront être maintenues dans l’élevage à l’issue de l’expérimentation pour le renouvellement du troupeau. L’expérimentation sera réalisée en 2 répétitions successives de 6 truies (2 sous régime Contrôle, 4 sous régime Carence), permettant statistiquement d’obtenir les 40 porcelets nécessaires. Si, par chance, le 1er lot permettait d’obtenir un nombre supérieur à 20 porcelets, le 2nd lot de truies serait réduit en conséquence.

Raffinement

Les compétences et l’expérience des expérimentateurs garantissent le respect du bien-être animal. Des points limites ont été établis, entraînant la sortie de protocole ou l’euthanasie anticipée de l’animal en cas de nécessité. Les animaux seront élevés en groupes, que ce soit pour les truies en gestation ou les porcelets en post-sevrage, favorisant le bien-être et les interactions sociales. Les truies gestantes seront transférées en salle de maternité 3 semaines avant la date de mise-bas prévue, dans des loges individuelles (2,30 m2) permettant les contacts olfactifs et visuels avec leurs congénères, selon la pratique en vigueur dans l’élevage expérimental. Les porcelets resteront classiquement en portée avec leur mère pendant toute la durée de la lactation et une habituation à l’aliment solide sera réalisée quelques jours avant le sevrage pour faciliter la transition alimentaire. Les porcelets ont accès libre à un nid chauffé par une lampe et à l’écart de la truie (0,25x1,37m). Au sevrage, les 2 portées issues des mères Contrôle seront regroupées et le groupe observé pour voir si la mise en place de la hiérarchie se passe bien, comme ce qui est pratiqué en routine à l’élevage. Les portées issues des mères du groupe Carence seront réparties en 3 groupes avec idéalement, un à deux porcelets de chaque portée par groupe pour limiter l’effet portée, ce qui brassera les portées et facilitera la constitution du nouveau groupe et ses interactions sociales. Une attention particulière sera là encore apportée par le personnel de l’unité expérimentale pour s’assurer que la mise en place de la hiérarchie se passe bien. Des enrichissements de type ballon seront apportés dans les cases des animaux.

Choix des espèces

Le modèle miniporc Yucatan est un modèle avec une plus grande proximité physiologique avec l’homme que ne l’est le modèle rongeur, notamment au niveau de sa taille, de son système digestif et de son microbiote. De plus, il s’agit d’un animal omnivore monogastrique, ce qui en fait un modèle très recherché pour les recherches en nutrition humaine. Les cochettes prévues pour cette expérimentation auront approximativement 1 an d’âge (naissances en mai-juin 2023). Elles seront soumises au régime Contrôle ou Carence 15 jours avant la mise en reproduction, puis pendant la gestation et la période d’allaitement. Au sevrage, soit 4 semaines après leur naissance, les porcelets seront nourris avec les différents régimes expérimentaux. Ils seront nourris avec ces régimes pendant 6 semaines puis euthanasiés. L’induction de la carence doit débuter chez les truies gestantes afin d’induire une carence chez les porcelets issus de ces mères. L’âge final des porcelets correspond au temps nécessaire pour observer l’effet de la carence ou de la resupplémentation.

360 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, dont 220 après vingt-quatre semaines de régime enrichi en graisses et en sucre. Chacune subit trois à cinq jeûnes de quatre heures, autant de gavages, et six prélèvements de sang en deux heures obtenus en coupant le bout de la queue puis en grattant la croûte à mesure qu'elle se reforme. Le porteur décrit le gavage comme "désagréable mais pas douloureux" et affirme que le régime gras et sucré "n'engendre aucune contrainte" pour les animaux. Le projet promet un dosage prédictif qui "permettrait" un meilleur suivi des patients atteints de stéatopathie métabolique, quand les vingt-quatre semaines de régime et les gavages sont, eux, programmés.

Objectifs

L’obésité peut entraîner des complications hépatiques nécessitant une prise en charge thérapeutique des patients. Ces complications sont regroupées sous le terme de NAFLD pour maladie du foie non alcoolique ou plus récemment MASLD pour dysfonction métabolique associées aux maladies du foie gras. La MASLD s’étend de la stéatose isolée et réversible (accumulation de gouttelettes lipidiques dans les hépatocytes) à l’inflammation hépatique ou stéatohépatite (MASH), la fibrose, la cirrhose et le cancer du foie. Si une stéatose qui reste bénigne est observée chez quasiment toutes les personnes obèses, l’évolution de la maladie vers des formes plus sévères n’est observée que chez certains patients. A l’heure actuelle, il n’y a pas de critères fiables permettant de prédire l’évolution de la pathologie chez les patients présentant des lésions précoces. L’impact de l’alimentation dans la MASLD et en particulier des lipides est clairement démontré. Toutefois, là encore tous les patients ayant des dyslipidémies ne développent pas des formes sévères de MASLD. Or, un des biais dans toutes ces analyses est le fait qu’elles soient toujours faites chez l’individu à jeun. Or après un repas, le métabolisme des lipides peut varier transitoirement en fonction de la sensibilité des patients. Basé sur ce concept, une étude clinique a été faite chez l’homme et à prouvé que les lipides modifiés juste après la prise d’un repas et appelés lipides post-prandiaux sont plus délétères chez des patients avec une MASLD avancée qu’avec une simple stéatose. Notre projet consiste à comprendre dans notre modèle murin, l’effet de ces lipides post-prandiaux sur les différentes cellules et organes métaboliques. La compréhension de ces mécanismes à des stades précoces de la maladie est essentielle pour disposer de marqueurs prédictifs de l’évolution des lésions hépatiques et améliorer le suivi des patients.

Bénéfices attendus

Notre projet vise à documenter le rôle des lipides post prandiaux et leur impact sur les différents organes métaboliques au cours du développement de la MASLD. Cette compréhension permettrait de proposer ces dosages de lipides post-prandiaux, ou leurs cibles identifiées par notre étude, pour améliorer la prédiction de l’évolution des lésions hépatiques au cours de la MASLD et assurer un meilleur suivi des patients.

Procédures

220 souris seront soumises à un régime enrichi en graisses et sucre pendant 24 semaines. 360 souris seront soumises à un jeun imposé de 4h. Ce jeun sera effectué 3 fois pour 280 souris et 5 fois pour 80 souris. 280 souris auront 3 gavages par voie orale et 80 souris auront 5 gavages. Le temps de gavage tient entre 20 et 30 secondes. Les 360 souris auront un prélèvement de 6 gouttes de sang en l’espace de 2 heures représentant une quantité inférieure à 100 microlitres de sang.

Impact sur les animaux

Les régimes enrichis en graisses et sucre n’engendrent aucune contrainte pour les animaux. Le jeun imposé de 4h, le matin, correspond à une période digestive. Aucun effet indésirable n’est attendu. Le prélèvement de 6 gouttes de sang en 2 heures au niveau de la queue va engendrer pour les animaux un inconfort modéré pendant et après le prélèvement. On évalue la gêne et la douleur à ce qui se passe lors d’une piqure puis lors « d’un grattage d’une croutte ». Le gavage des animaux vigiles pour éviter une fausse route avec des canules souples minimise les lésions mécaniques. Le geste est désagréable mais pas douloureux. Les injections intra-péritonéales correspondent à la nuisance d’une piqure, le produit injecté n’étant pas agressif.

Devenir

A l’issu des procédures, les souris sont euthanasiés, différents tissus sont prélevés (vésicule biliaire, foie, tissu adipeux, muscle, intestins) afin de réaliser des analyses biochimiques, des analyses de sous types cellulaires ou de l'histologie.

Remplacement

Nous étudions dans notre modèle d’obésité l’impact d’un repas et des conséquences métaboliques qu’il engendre. Les approches expérimentales in vivo permettent d’intégrer les interactions entre alimentation, métabolisme et réponse des organes impliqués dans le métabolisme y compris l’absorption intestinale. L’ensemble de ces mécanismes ne sont pas actuellement accessibles par des techniques in vitro ou par des études in silico. Le seul modèle auquel nous pouvons avoir recours pour étudier les effets sur ces différents organes est donc l’animal.

Réduction

Afin de réduire le nombre d’animaux euthanasiés, nous avons estimé le nombre d’individus à utiliser par groupe sur la base des quelques données disponibles sur les lipides post-prandiaux. Afin d’observer des différences significatives parmi ces lipides nous avons estimé que 8 souris par groupe d’étude étaient nécessaires pour obtenir des résultats significatifs lorsque l’on suit ces lipides 5 fois après le repas et que ce nombre était de 10 souris par groupe si on limitait à l’étude à 3 temps d’étude après le repas.

Raffinement

Nous veillerons à ce que la réalisation de ce projet soit conforme aux exigences de raffinement liées à l’expérimentation animale. Les souris seront hébergées par 4 ou par 5. L’enrichissement sera constitué d’un tunnel en plastique et une quantité de sciure augmentée pour favoriser l’enfouissement. Une surveillance quotidienne des animaux est réalisée. Les souris seront pesées toutes les semaines. La longueur des dents sera vérifiée lors des pesées et coupées avec des ciseaux, si nécessaire. Tout au long des procédures, les souris seront examinées régulièrement pour détecter des signes de de détresse (changements dans la respiration, poil rêche comportement inhabituel, posture voûtée, perte de poids). Le temps de manipulation des souris vigiles sera minimisé au maximum afin de limiter le stress et l’angoisse des souris. Les gavages seront réalisés sur souris vigiles pour éviter les fausses routes et réalisés avec un volume réduit et des canules de gavage fines et courtes bien adaptées au modèle murin et à la taille de l’animal. Les gavages seront réalisés par le même ingénieur, formé à cette technique, tout du long du protocole pour limiter le stress des animaux. Le jeûne imposé de 4h sera le matin, en période digestive avec un libre à un biberon d’eau. Lors du prélèvement des gouttes de sang, la coupure initiale au niveau de la queue sera réduite au minimum (de l’ordre du mm) puis comprimée par une compresse qui arrête le saignement. La récupération des 5 autres gouttes de sang se fera en ‘grattant la croûte’ nouvellement formée. Une compresse sera réappliquée en pression après chaque prélèvement. La surveillance de la bonne cicatrisation au point de prélèvement sera faite dans le cadre de la surveillance quotidienne des animaux. L’injection en intra-péritonéale est réalisée sans application préalable de lidocaïne afin d’éviter le stress de 2 contentions successives.

Choix des espèces

Nous utiliserons des souris car les mécanismes cellulaires développés dans la pathologie sont proches de ceux observés chez l’Homme même si le stade n’évolue pas vers les formes les plus sévères. Le modèle de MASLD chez la souris est bien décrit dans la littérature et c’est un modèle largement utilisé par la communauté scientifique pour étudier cette pathologie. Ce projet vise à étudier le rôle des lipides post-prandiaux au cours de l’obésité chez l’adulte. Des souris adulte, agées de 6 semaines seront utilisées.

Génétiquement privées du récepteur TREM-1, des souris mâles reçoivent un antibiotique injecté deux jours après leur naissance puis un régime riche en graisse qui les fait passer du foie gras à la cirrhose puis au cancer du foie. 104 d'entre elles vont être utilisées, toutes tuées, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Chacune subit selon son groupe de 4 à 40 injections dans le ventre sur animal éveillé, trois anesthésies gazeuses et deux aller-retours entre l'animalerie et un service d'imagerie situé à cinq cents mètres. La mise à mort intervient entre la vingtième et la vingt-deuxième semaine de vie, une fois le cancer installé, et le porteur qualifie d'indolore cette évolution provoquée par l'alimentation.

Objectifs

Le cancer du foie est le 6° cancer le plus fréquent et la 3° cause de décès par cancer dans le monde. Il survient sur un foie avec une inflammation et en situation de cirrhose. Le traitement de référence est une immunothérapie mais elle ne fonctionne que chez un patient sur 3. Aussi, nous souhaitons voir si un traitement de l’inflammation, déjà efficace dans d’autres pathologies inflammatoires, combiné à l’immunothérapie, permettra de retarder ou éviter l’évolution vers le cancer dans un modèle de souris mâles développant tous les stades d’évolution depuis la cirrhose jusqu’au cancer du foie. Des imageries par scanner seront réalisées pour évaluer l’effet préventif, ou curatif, ou complémentaire de l’immunothérapie. Ce projet sera réalisé au sein de deux établissements utilisateurs, un établissement pour l'hébergement et un établissement spécialisé dans les imageries.

Bénéfices attendus

Cette étude permettra de comprendre et étudier les mécanismes bénéfiques d’un médicament régulant l’inflammation sur le cancer du foie avancé développé sur un foie gras et inflammé, et d’évaluer sa complémentarité avec l’efficacité antitumorale de l’immunothérapie.

Procédures

Les interventions suivantes seront réalisées au sein de l'établissement utilisateur EU1 : - La maladie du foie gras sera provoquée chez les souris en leur injectant un antibiotique, appelé streptozotocine, juste après leur naissance, et cela prendra seulement 5 secondes par souris. Ensuite, après avoir été sevrées, elles recevront une alimentation riche en graisse. - Le traitement par le médicament régulant l’inflammation du foie se fera par injections dans le ventre 4 jours par semaine en suivant un plan spécifique pour chaque groupe de souris. Chaque injection prendra environ 3 secondes par animal. - Le traitement par immunothérapie se fera par des injections dans le ventre 1 jour par semaine avec des injections à partir de la semaine 18 pour les groupes d’étude concernés. Les interventions suivantes seront réalisées au sein de l'établissement utilisateur EU2 : - Une imagerie du foie sera réalisée en utilisant un scanner, pendant que les souris seront sous anesthésie générale. Cette procédure sera effectuée par du personnel qualifié et avec le matériel approprié pour les souris, incluant une plaque chauffante et un suivi des signes vitaux. Cela prendra entre 2 minutes par souris. L'agent de contraste pour l’imagerie sera administré qu’une seule fois pour toute la durée de l’étude.

Impact sur les animaux

- Injection à J+2 de vie + séparation du souriceau de la mère de quelques minutes classée légère. - Au sevrage, régime riche en graisse provoquant l’évolution de la maladie jusqu’au carcinome hépatocellulaire à partir de la semaine 16 classé légère. - 4, 16, 20, 40 injections intra-péritonéales sur souris vigiles selon les groupes d’étude classée modérée. - 3 anesthésies gazeuses par individus de 5 minutes chacune (1 pour réaliser une injection de produit de contraste en veine caudale + 2 pour réaliser les imageries) classée légère- 2 aller-retours entre l’animalerie centrale et animalerie d’imagerie, distante de 500 mètres classée légère.

Devenir

Tous les animaux de l’étude seront mis à mort à différentes semaines selon les groupes d’étude et les procédures.

Remplacement

A nos jours, il n’existe aucune approche in vitro pour étudier l’apparition et l’évolution de la stéato-hépatite métabolique vers la cirrhose et le carcinome hépatocellulaire. Une étude chez l’animal est indispensable pour mettre en évidence l’effet de l’inhibition d'un récepteur de l'immunité associé ou non à l’immunothérapie sur l’ensemble des paramètres contribuant au développement de cancer du foie.

Réduction

Nos résultats préliminaires de la mise en place de ce modèle nous ont permis de calculer et de fixer le nombre de 104 souris mâles de façon optimale, en nous appuyant sur une méthode statistique adéquate. L'utilisation de l'imagerie permet donc de limiter le nombre d’animaux utilisés, car non invasive.

Raffinement

Dès leur réception, les souris parents auront une période d’acclimatation d’une semaine pour s’adapter à leur nouvel environnement avant de réaliser les accouplements. Ils seront hébergés dans une animalerie dotée de tous les paramètres nécessaires (température, hygrométrie, filtration de l’air, enrichissement) à leur bien-être. Une observation quotidienne du bien-être animal avec une grille d’évaluation de l’état des animaux et une pesée tous les 3 jours seront réalisés pour tous les animaux tout au long du projet. Les injections chez les souriceaux mâles puis au long de l’étude seront réalisées par un zootechnicien expert sur animal vigile. Le régime riche en graisse administré à partir de la 4ème semaine de vie (dès le sevrage), conduit à l’évolution de la maladie jusqu’au cancer du foie de manière indolore. Après la phase de sevrage, les souris seront hébergées en petit groupe cage avec des divers types d’enrichissements, tels que : des cylindres de coton et/ou des nids de papier, afin de permettre aux souris de construire des nids confortables, ainsi que des Mini Dômes comme refuge. Des petits bouts de bois non toxiques seront fournies afin de permettre aux souris d'assouvir leur besoin de ronger. Des tunnels ou des abris afin de permettre aux souris de se cacher et d'explorer leur environnement. Les stades d’évolution de la maladie seront évalués de manière non invasive par scanners, sous anesthésie générale sans douleur, avec une seule injection du produit de contraste pour toute la durée du suivi sur plusieurs semaines. Durant l’examen, les animaux seront surveillés par un monitoring respiratoire. Si l’animal présente une détresse respiratoire, il sera immédiatement retiré de l’appareil, soigné et surveillé jusqu’au réveil.

Choix des espèces

Les principaux modèles des maladies chroniques du foie ont été validés internationalement sur des souris ou des rats. Nous avons une bonne connaissance des modèles murins et de plus, le choix de l’espèce « souris » se justifie par l’existence du modèle invalidé génétiquement pour le récepteur d’intérêt permettant d’étudier le(s) rôle(s) spécifique(s) de l’inflammation dans la maladie du foie gras non alcoolique et du cancer du foie. Les souriceaux débuteront le protocole à J+2 de vie et seront issus de souris gestantes et le termineront à la semaine 20 ou 22 selon les groupes d’étude.

Six injections abdominales par jour pendant deux jours, puis six par jour un jour par semaine pendant quatre semaines, après quatre premières injections quotidiennes à l'âge de cinq semaines : 160 souris vont être utilisées, toutes tuées, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Ces injections déclenchent les modifications génétiques et favorisent des lésions précancéreuses du pancréas, dont le porteur attend une légère perte de poids le lendemain de chaque séance. Les souriceaux sont tatoués à la base des phalanges et amputés de moins de 2 mm de queue pour le génotypage. Le modèle repose sur des souris génétiquement modifiées prédisposées à ces lésions, tuées avant le stade du cancer pour analyser ce qui le précède.

Objectifs

Les cellules acineuses du pancréas sécrètent des enzymes digestives transportées dans les canaux pancréatiques jusqu’au tube digestif pour la digestion des aliments. La grande majorité des cancers du pancréas sont initiés par la transformation de ces cellules, notamment via l’activation du gène KRAS connu pour favoriser les cancers. Une inflammation progressive du pancréas associée à une perte des cellules acineuses constituent la pancréatite chronique. Elle peut être causée par des calculs biliaires, l’alcool, le tabagisme et des facteurs génétiques, mais environ 20 % des cas de pancréatite chronique ont une cause inconnue. Ces modifications du tissu pancréatique sont des facteurs de risque de cancer du pancréas. Ce cancer, en constante augmentation, est un des plus agressifs (taux de survie à 5 ans inférieur à 8%), notamment parce qu’il est dans la majorité des cas diagnostiqué trop tardivement. Il est crucial de mieux comprendre les causes de la pancréatite chronique et les facteurs qui favorisent les étapes précoces du cancer du pancréas. Notre objectif est d’étudier le rôle d’un gène de prédisposition au développement du cancer du pancréas. Pour ce faire, nous utilisons des souris génétiquement modifiées pour étudier le rôle des gènes et l’impact de leur inactivation sur le développement des lésions précancéreuses. Ceci a un intérêt pour l’identification de nouvelles cibles thérapeutiques.

Bénéfices attendus

Ces modèles de souris sont nécessaires pour comprendre les causes de prédisposition et de progression des lésions pré-cancéreuses pancréatiques, ce qui a un intérêt pour le développement de stratégie de dépistage et de stratégie thérapeutique du cancer du pancréas.

Procédures

Les souriceaux sont marqués par tatouage à la base des phalanges et un prélèvement d’un petit bout de queue (moins de 2 mm) est effectué pour le génotypage, c'est à dire l'identification des modifications génétiques induites chez chaque animal. La manipulation est très rapide et n’induit pas de modification du comportement du souriceau, et la queue cicatrise très rapidement à ce stade. Les souris sont traitées par injections au niveau de l’abdomen (1 fois par jour pendant 4 jours consécutifs à l’âge de 5 semaines, puis 4 semaines après elles sont injectées 6 fois par jour pendant 2 jours consécutifs, puis 6 fois par jour 1 jour par semaine pendant les 4 semaines suivantes. La nécessité de ce nombre d'injection a été établie par des travaux de mise au point validés dans différents laboratoires dans le monde). Ces injections servent à induire les modifications génétiques et à favoriser le développement des lésions pré-cancéreuses pour étudier les causes de leur initiation et de leur progression.

Impact sur les animaux

Les souris sont traitées par un certain nombre d’injections, au niveau de l’abdomen. Cela peut entrainer une légère perte de poids le jour suivant l’injection. Les souris vont développer des lésions microscopiques pré-cancéreuses au niveau du pancréas. Les souris seront euthanasiées précocement pour l’analyse de ces lésions avant le stade de cancer.

Devenir

Les animaux de la procédure sont euthanasiés pour des analyses effectuées sur le pancréas (visualisation et études de molécules) afin d’étudier les lésions précancéreuses.

Remplacement

Les connaissances issues de cette étude sur l’animal ne peuvent pas être actuellement obtenues par d’autres méthodes compte-tenu de la complexité physiologique du développement des lésions précancéreuses, nous obligeant à travailler à l'échelle d'un organisme. Des études in vitro sur des cellules et des "mini-organes" en culture ou issus de prélèvements de lésions humaines sont également possibles en complément mais ne peuvent pas remplacer cette étude avec ce modèle physiologique. Les retombées de ce travail sont utiles du point de vue des implications thérapeutiques à terme chez l'homme.

Réduction

Nous utilisons l'effectif minimal de souris, determiné par des résultats obtenus précédemment et dans les publications scientifiques pour ce type d’analyse, et qui permet d'obtenir des résultats statistiques permettant la validation de l'étude.

Raffinement

Les méthodes et les mesures choisies visent à diminuer au maximum les contraintes imposées aux animaux. Les souris sont placées dans des conditions optimales d'élevage, en portoirs ventilés. Les souris sont 5 individus par cage au maximum pour avoir assez de place dans la cage sans pour autant être isolés car ce sont des animaux grégaires. La température, l'hygrométrie, la nourriture et l'eau sont contrôlées tous les jours. En plus de la litière, les cages sont enrichies avec des cotons et des petits abris. Une surveillance quotidienne du personnel de l'animalerie et un suivi régulier de l'expérimentateur (au moins 1 fois par semaine) avec la prise en compte de différents éléments bien définis tels que l'aspect du pelage et des yeux, le poids et le comportement des souris permet d'éviter toute souffrance des animaux. Nos analyses sont précoces et concernent les phases de lésions pré-cancéreuses. Les souris sont euthanasiées pour analyse avant de développer un cancer.

Choix des espèces

Les souris modifiées génétiquement sont largement utilisées dans l'étude des mécanismes physiopathologiques de pathologie humaine. L’objectif du projet est d’étudier le développement et l’évolutivité de lésions pré-cancéreuses pancréatiques grâce au modèle de souris et d’identifier de nouvelles cibles thérapeutiques. Les souris seront utilisées à l’âge de 5 semaines car au tout début de l’âge adulte. On laisse les lésions pré-cancéreuses se développer dans ce modèle de souris jusqu’à l’âge de 4 mois (ce qui correspond à environ 1/4 de la durée de vie de la souris). Cela permet d’étudier l’impact de notre gène d’intérêt dans l’initiation et la progression de ces lésions précancéreuses.

1 136 souris vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, et, selon les protocoles, chacune peut recevoir une tumeur, deux administrations orales de matières fécales de souris, jusqu'à quatre traitements d'immunothérapie et une prise de sang par semaine. Certaines procédures ajoutent une chirurgie de cinq minutes sous anesthésie générale pour injecter un traceur qui suit la migration des cellules. Toutes les souris sont tuées à la fin de chaque procédure pour l'analyse de leurs organes. L'équipe cherche à comprendre pourquoi une transplantation de microbiote fécal réussit ou échoue à lever la résistance des patients aux immunothérapies contre le cancer, avec un bénéfice renvoyé à plus tard, mieux choisir donneurs et patients, quand la douleur liée à la tumeur et une possible perte de poids sont prévues pour les souris.

Objectifs

Des précédentes études ont montré l'impact de la composition du microbiote intestinal (MI) sur la réponse immunitaire et la réponse aux traitements par immunothérapies contre le cancer. Il a d’abord été montré que la prise d’antibiotiques (ATB), en créant une dysbiose intestinale, est associée à une diminution de l’efficacité de ces immunothérapies dans de nombreux types de cancers. Puis, des compositions spécifiques du microbiote intestinale ont été mises en évidence comme étant associées à la réponse ou à la résistance aux immunothérapies. Ensuite, des travaux sur des modèles de souris ont permis de démontrer que la transplantation de microbiote fécal (TMF) à partir de selles de patients répondeurs ou résistants aux immunothérapies conduisait à la réponse ou à la résistance aux immunothérapies chez ces souris, respectivement. Finalement, la transplantation de microbiote fécal chez les patients parait être une approche efficace pour contourner la résistance aux immunothérapies induite par une dysbiose intestinale. Malgré des résultats prometteurs en clinique, il est nécessaire de comprendre les mécanismes qui expliquent la réussite ou l'échec de la transplantation de microbiote fécal à contourner la résistance aux immunothérapies. L'objectif principal de ce projet est de décrire les effets de la transplantation de microbiote fécal sur le système immunitaire et son implication dans la réponse antitumorale.

Bénéfices attendus

Ce projet a pour objectif de comprendre les mécanismes expliquant la réussite ou l'échec de la transplantation de microbiote fécal à contourner la résistance aux immunothérapies. Cela permettra par la suite de mieux sélectionner les donneurs pour la transplantation, ainsi que de mieux sélectionner les patients pouvant recevoir la transplantation de microbiote fécal. De plus, ce projet apportera plus de compréhension sur les liens existants entre le microbiote intestinale, le cancer et la réponse aux immunothérapies. Enfin, par la compréhension des ces mécanismes, les patients ayant une dysbiose intestinale et résistants aux immunothérapies pourront bénéficier d'une tranplantation de microbiote fécal afin de contourner cette résistance.

Procédures

Les interventions prévues seront pour certaines procédures l'implantation d'une tumeur (une fois, d'une durée d'1 minute), l'administration orale de matières fécales murines (2 fois, durée 1 minute), l'administration de traitements d'immunothérapie (4 fois maximum, durée 1 minute), l'injection au niveau de la queue (une fois, durée 1 minute, anesthésie locale). De plus, il est prévu pour certaines procédures d'utiliser un traceur pour suivre la migration cellulaire, nécessitant une procédure chirurgicale, sous anesthésie générale, d'une durée de 5 minutes (une fois). Enfin, des prélèvements de sang seront réalisés, au maximum 1 fois par semaine (durée 5 minutes). Les injections seront réalisées sous anesthésie locale.

Impact sur les animaux

Les contraintes principales pour les animaux seront pour certaines procédures une douleur et une gêne modérée liée à l'implantation d'une tumeur, un inconfort lié à l'administration de matières fécales par voie orale au moment de l'administration, ainsi qu'une potentielle perte de poids liée à la tumeur, aux traitements et à l'administration des matières fécales.

Devenir

Tous les animaux seront euthanasiés à la fin de chaque procédure, afin de prélever les organes pour analyser les tissus, les cellules, doser des protéines ou de l'ADN.

Remplacement

Pour la réalisation de ce projet, l’utilisation d’animaux vivants est indispensable car seul un animal vivant, entier, peut permettre d’étudier dans leur globalité, l’immunité antitumorale, intestinale et périphérique et l’effet de la transplantation de microbiote fécal sur l'immunité et la réponse antitumorale, avec toutes les interactions nécessaires, impossibles à reproduire in vitro ou ex vivo.

Réduction

Pour la réalisation de cette étude, nous chercherons à regrouper les expérimentations dans le but de réduire le nombre d’animaux contrôles. Par la suite, l’étude est divisée en plusieurs procédures séquentielles, dont certaines dites "GO-NO-GO", et sera arrêtée si une des procédures invalide l’hypothèse de travail ; le nombre de souris sera ainsi diminué. Le nombre d’animaux est scrupuleusement contrôlé afin de respecter la règle des 3R. Notre critère de jugement principal est le suivi de la croissance tumorale. D'après nos études antérieures avec des lignées tumorales, nous avons défini un nombre maximal théorique d'animaux par groupe. Cela a permis de définir le nombre d'animaux nécessaire et suffisant pour observer l'effet recherché. L'analyse des résultats sera faite en utilisant des méthodes statistiques.

Raffinement

Les animaux seront hébergés dans le respect de leur bien-être : stabulation conventionnelle, régime alimentaire normal et de l’eau ad libitum, ainsi qu’un enrichissement adapté. Les animaux seront acclimatés pendant une semaine avant le début de l’expérimentation. La surveillance régulière quotidienne permettra le suivi clinique de la souris ainsi que de son comportement, permettant l’éventuelle mise en place de mesures d'analgésie. Toutes les injections seront réalisées sous anesthésie locale. Les souris auront un examen clinique quotidien et des pesées régulières. Les points limites précoces seront strictement appliqués et des soins seront prodigués en cas de besoin en accord avec le vétérinaire.

Choix des espèces

Le choix de la souris pour la réalisation de ce projet se justifie par des raisons d’ordres scientifiques, pratiques et éthiques. La génétique et l'immunotlogie sont proches de celle de l’Homme et bien connues. La souris est l’animal de laboratoire le plus couramment utilisé par la communauté scientifique internationale et pour les études précliniques, la plus susceptible d’apporter les résultats satisfaisants pour nous au vu des objectifs du projet. Les modèles de tumeur existants sont issus de lignées cellulaires murines et leur implantation dans la souris est indispensable pour étudier l’immunité, l’effet des traitements sur la réponse antitumorale dans leur globalité et les effets des bactéries et de la transplantation de microbiote fécal sur l’immunité et la réponse antitumorale. Les animaux seront utilisés au stade adulte, à partir de 6-7 semaines de développement, les cancers cibles touchant l’adulte. De plus, à cette âge là, les animaux sont matures du point de vue immunologique.

Gavées jeunes et vigiles avec une bactérie isolée de patients atteints de cancer colorectal, 576 souris génétiquement prédisposées développent des tumeurs coliques jusqu'à leur mise à mort, 65 jours après le gavage. Toutes sont tuées, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Le porteur attend un amaigrissement, une anémie visible aux pattes blanches, des phases de diarrhée ou de constipation, du sang dans les selles et un prolapsus, suivis par un système de score de douleur. Il décrit les actes infligés en trois lignes, "chaque geste technique dure quelques secondes", sans préciser le nombre de prélèvements sanguins ni la dose bactérienne administrée.

Objectifs

Ce projet a pour but de poursuivre les études sur les mécanismes d’action d’une bactérie capable de sécréter une toxine,, dans la carcinogénèse colorectale. En effet, l’infection par cette bactérie isolée de patients atteints de cancer colorectal accélère le développement tumoral dans un modèle murin prédisposé à développer ce cancer .

Bénéfices attendus

Les résultats obtenus pourraient permettre de mieux comprendre les mécanismes de l'interaction bactéries-hôtes sur la carcinogénèse et d'étudier les voies de signalisation cellulaires/moléculaires impactées. A long terme, les résultats générés par ces recherches devraient permettre de développer de nouvelles stratégies thérapeutiques en ciblant la colonisation bactérienne

Procédures

Chaque geste technique dure quelques secondes et est réalisé par un personnel formé. Des prélèvementsde sang sont réalisés à différent temps sous anesthésie gazeuse . Un gavage est réalisé sur souris vigiles jeunes.

Impact sur les animaux

Plusieurs effets indésirables liés au développement tumoral et à l'infection sont attendu L’expérimentateur contrôlera quotidiennement le comportement général de l’animal durant toute la durée de l’expérimentation (de la naissance à la mise à la mort, soit de J-36 (naissance) à J65 (mise à mort), J0 étant le jour de gavage). Une baisse d’activité, de locomotion, une perte de poil, une posture voutée, une anémie (pattes blanches) et un amaigrissement sont attendus. Au niveau digestif, l’expérimentateur pourra également observer des phases de diarrhée ou de constipation, un hyper toilettage anal ou à l’inverse un orifice souillé, du sang dans les selles et un prolapsus.

Devenir

Tous les animaux seront mis à mort

Remplacement

L’expérimentation animale est indispensable pour ce projet car il n’existe pas de méthodes alternatives pour évaluer les effets de la colonisation bactérienne sur le développement tumoral. Il n'existe aucuns modèles d'infections chroniques sur cellules.

Réduction

Le nombre d’animaux est réduit au minimum dans la mesure ou cela ne compromet pas les objectifs du projet. En effet, des expérimentations antérieures réalisées au laboratoire ont mis en évidence une forte variabilité du modèle, de la colonisation bactérienne post gavage et de son maintien au cours du temps. Néanmoins, suite à une meilleure connaissance du modèle et à une formation interne du personnel à la technique de gavage, le nombre d’animaux par lot a été réduit au minimum. Le nombre de 8 souris par lot permettra donc d’analyser statistiquement les résultats de colonisation bactérienne, de perméabilité intestinale et le développement tumoral observées dans les différents lots. Toutefois, si l’analyse statistique suivant la première manipulation permet de réduire le nombre d’animaux, nous prendrons, bien entendu, ces résultats en compte pour définir l’effectif des manipulations suivantes.

Raffinement

Pour réduire au minimum les nuisances sur le bien être des animaux, plusieurs mesures spécifiques seront prises. Tout d’abord un suivi renforcé des animaux. L’expérimentateur contrôlera quotidiennement la présence d’eau / de nourriture et observera le comportement général de l’animal (activité, locomotion, état du poil, prostration, vocalise, sang, anémie…etc). Cela permettra de repérer d’éventuelle anomalies comportementales et de traiter rapidement tous signes de douleurs par des antalgiques fort, utilisés dans le traitement des douleurs cancéreuses. Enfin, si les douleurs ne sont pas soulagées par les antalgiques, une mise à mort anticipées de l'animale sera réalisée. L'évaluation de la douleur sera réalisée grâce à un système de score et le suivi des animaux sera réalisé par une personne formée en interne et désignée compétente au suivi de ce modèle murin prédisposé à développer des tumeurs.

Choix des espèces

Nous avons choisi de travailler en modèle murin car la physiologie intestinale reste similaire à celle de l’homme. En effet, ce modèle animal présente plusieurs avantages pour l’étude du développement tumoral : -La mutation du gène est retrouvée dans 80% des cancers colorectaux chez l’homme -Les souris développent spontanément des tumeurs au niveau ducôlon -Il est représentatif des relations entre cellules tumorales et cellules de l’environnement tumoral -Il s’agit du modèle le plus proche de la physiologie humaine et le plus représentatif de l’interaction entre microbiote et tube digestif. Également, ce modèle nous a déjà permis de conclure de manière satisfaisante sur les questions scientifiques dans un contexte de cancer colorectal. De plus, nos animaleries sont adaptées à la prise en charge de ce type d’animaux. Le matériel utilisé est conforme aux règles du bien-être animal (cages, enrichissements, température, cycle jour/nuit) et le personnel a suivi une formation adaptée à la gestion et à la prise en charge de ces animaux. L’étude sera réalisée chez les souris femelles adultes. Les animaux seront gavés à l'âge de 6semaines (20-25 g). L’objectif est de réaliser l’expérience sur des animaux adultes et suffisamment jeunes puisque la durée totale de l’expérimentation est estimée à 50 jours