Système gastrointestinal
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role du controle qualité des proteines mitochondriales dans le métabolisme hépatique et cardiaque
- Recherche appliquée
- Troubles endocriniens
- Recherche fondamentale
- Oncologie
- Système cardiaque
- Système endocrinien
- Système gastrointestinal
208 souris vont être utilisé·es, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger. Chaque animal reçoit une injection dans la veine de la queue, suivie de séances d'imagerie sous anesthésie, avant d'être mis à mort pour prélever le foie et le cœur. Le projet étudie une voie de contrôle des protéines mitochondriales sur des souris génétiquement modifiées. Le porteur affirme qu'il "n'existe pas de méthode alternative" et que la souris est le seul modèle porteur d'une déficience pour sa protéine d'intérêt.
Objectifs
La mitochondrie est un organite intracellulaire semi-autonome qui est impliquée dans de nombreuses fonctions biologiques essentielles comprenant entre autres, la production d'énergie, la régulation du stress oxydatif et la mort cellulaire programmée. Les dysfonctions mitochondriales sont responsables de plus de 120 syndromes. Ces pathologies sévères sont classées dans les maladies rares. Les fonctions mitochondriales reposent sur un protéome de 1500 protéines environ. Chez les mammifères, plus de 99 % des protéines mitochondriales sont synthétisées dans le cytosol sous forme de précurseurs qui sont ensuite importés dans l'organite. La qualité de ces protéines néosynthétisées représente un enjeu crucial permettant d’éviter l'accumulation de protéines défectueuses dans l'organite et ainsi prévenir les dysfonctions mitochondriale. A ce jour, on ignore encore comment le contrôle qualité de ces précurseurs protéiques mitochondriaux est assuré avant leur import dans l'organite. Récemment, en utilisant des modèles cellulaires nous avons mis en évidence qu'une E3 ubiquitin ligase, FBXL6, est indispensable pour ce processus de contrôle qualité des protéines nouvellement synthétisées ou naissantes. L'objectif de notre projet est d'étudier les conséquences physiopathologiques de l’invalidation de cette voie sur contrôle qualité des protéines mitochondriales dans deux tissues, le foie et le coeur. Pour cela nous utiliserons un modèle de souris KO pour la E3 ubiquitine ligase.
Bénéfices attendus
La mitochondrie est une organelle intracellulaire jouant un rôle central dans plusieurs fonctions cellulaires et tissulaires. Entre autres, ces organelles produisent l’essentiel de l’énergie nécessaire au bon fonctionnement des différents organes chez l’homme. Cette activité énergétique mitochondriale est donc cruciale et son altération entraine des maladies rares sévères caractérisés par des perturbations généralisées du métabolisme (acidose lactique, obésité, déficits énergétique ...), encéphalopathie, cardiomyopathie etc... A l’heure actuelle, plus de 120 syndromes mitochondriaux ont été décrits pour lesquels aucun traitement n’existe. Notre projet vise à améliorer les connaissances concernant ces pathologies et réveler des nouvelles cibles therapeutiques pour ces pathologies.
Procédures
Pour chaque animal, une injection sera réalisée dans la veine de la queue grâce à une seringue. Cette étape durera moins d’une minute. Un premier groupe d’animaux sera analysé en imagerie à 1, 4 et 8 semaines après l’injection intraveineuse. Ces animaux seront anesthésiés par voies respiratoires, puis soumis à une injection par voie intrapéritonéale et enfin placé dans une chambre d’imagerie. La durée totale de cette approche est d’environ 15 min par animal et répétée, donc, à 1, 4 et 8 semaines post injection. En parallèle, deux groupes seront sacrifiés successivement, à 4 et 8 semaines après l’injection intraveineuse. Nous prélèverons les tissus d’intérêt et cette étape durera moins d’une minute.
Impact sur les animaux
Notre procédure nécessite une l’injection intraveineuse dans la veine de la queue susceptible d’entrainer une douleur transitoire. Cette procédure est très rapide (
Devenir
Tous les animaux, incluant les animaux atteignant les points limites seront mis à mort, à des fins d’ analyses, conformément à l'annexe IV de la directive 2010/63/CE.
Remplacement
Il n'existe pas de méthode alternative à ce projet car seul un modèle murin récapitulant les éléments de la physiopathologie observée chez l'homme. Nos recherches préalables menées sur des modèles alternatifs in vitro, in silico ou ex vivo, ont permis d’obtenir un certain nombre de résultats et nous permettent de cibler/restreindre précisément les recherches à mener sur l’animal. En revanche, ces modèles ne peuvent pas reconstituer la complexité de la régulation des fonctions mitochondriales et de leurs conséquences physiopathologiques.
Réduction
Le nombre d’animaux nécessaires par lot ainsi que le nombre d’itérations expérimentales a été déterminé pour pouvoir réaliser des tests statistiques robustes. Le nombre d’animaux nécessaires par lot pour détecter 50% de différence inter-lots avec 40% d’écart type intra lot est de 10 et les expériences seront répétées à deux reprises. Les tests statistiques afin de comparer les groupes d’animaux seront non paramétriques. Dans un premier temps, un test statistique nous permettra de vérifier les différences significatives entre les groupes d’animaux. Il sera ensuite suivi d’un test post-hoc de comparaisons multiples. Nous utilisons les souris males et femelles pour notre projet. De plus, nos études préliminaires réalisées sur des modèles complémentaires ont permis de réduire notre étude in vivo à une partie congrue.
Raffinement
1-Hebergement : Les animaux sont hébergés dans des conditions veillant au respect du bien-être (en fratrie) et avec un milieu enrichi afin de limiter leur stress. Nos animaux sont hébergés en présence de raffinement spécifique: - coton dentaire, que les souris dépiautent pour se faire un nid. -des tunnels en carton, qui leur servent à se cacher et à jouer. Les animaux sont suivis quotidiennement afin de détecter tout inconfort ou souffrance. Une étroite collaboration entre le personnel de l'animalerie et notre équipe d'expérimentateurs, permet d'intervenir immédiatement sur les animaux en cas de nécessité. 2. Contention: les animaux sont manipulés avec soin par un personnel formé qui maitrise les méthodes de préhensions douces. Les animaux sont attrapés par la peau du dos afin de ne pas les manipuler par la queue. 3. Formation: une grande maîtrise technique est demandée à nos expérimentateurs qui sont régulièrement formés au sein de l'institut pour le bien-être animal. 4. Minimiser la douleur: les injections intraveineuses sont réalisées sur des animaux par un personnel dument formé. Un suivi quotidien des animaux est réalisés post injection afin d’anticiper des éventuels inconforts et douleurs. En cas d’inflammation lors des 24h après la procédure, nous injecterons une dose d’anti-inflammatoire non-steroidien en sous-cutanée. 5. Les points limites : Nous avons également établi des points limites objectifs et précoces permettant de mettre fin à toute procédure le cas échéant. Les animaux présentant des signes moteurs anormaux après les injections, au réveil après l’anesthésie et l’imagerie seront observés de près et si aucune amélioration observée après 24h, ils seront euthanasiés. Les animaux ayant une perte de poids de plus de 20 % ou présentant des signes tels que piloérection, déshydratation, dos voûté, prostration, isolement pendant plus de 24h jour, seront euthanasiés.
Choix des espèces
Nous utiliserons les souris adultes pour cette expérimentation. L’âge adulte correspond au stade durant lequel les effets biologiques que nous analysons sont modifiés. Par ailleurs, nous utilisons la souris car il s’agit de l’unique modèle animal existant présentant une déficience pour notre protéine d’intérêt.
Rôle de FGF21 hépatique dans le comportement alimentaire
- Recherche appliquée
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- Recherche fondamentale
- Oncologie
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- Système gastrointestinal
480 souris vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, 384 d'entre elles étant ensuite replacées en élevage et les autres tuées. Elles subissent un jeûne pouvant durer 24 heures, un hébergement isolé lors des tests de comportement alimentaire et des prélèvements de sang à la queue et à la joue, pour étudier le rôle de l'hormone hépatique FGF21 dans l'appétence au sucre et à l'alcool. Le porteur indique que le jeûne peut abaisser la glycémie et la température corporelle et que l'isolement peut stresser les animaux. Il affirme que ces mécanismes, faisant intervenir plusieurs organes, ne peuvent être reproduits par des méthodes alternatives.
Objectifs
Le foie est un régulateur central du métabolisme et du dialogue avec les autres organes, notamment avec le cerveau pour assurer le contrôle de différents types de comportements alimentaires. 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 (hepatokine), exerce divers effets métaboliques parmi lesquels le contrôle de l’appétence pour le sucre et l’alcool. FGF21 est aussi une hormone dont l’expression est fortement induite lors du jeûne. La majorité des recherches sur cette hormone a été réalisée grâce à l’utilisation de souris déficientes pour FGF21 dans tout l’organisme et avec des souris transgéniques surexprimant FGF21. Dans ce projet, nous souhaitons approfondir les connaissances sur l’implication de FGF21 spécifiquement du foie lors du jeûne et dans le comportement alimentaire.
Bénéfices attendus
Les résultats obtenus permettront de valider notre modèle de délétion spécifiquement hépatique de FGF21. De plus, ce projet permettra de démontrer ou réfuter que FGF21 d’origine hépatique contrôle la préférence au sucre et à l’alcool. En effet, les résultats décrits jusqu’alors dans la littérature ont été obtenus à partir de souris délétées pour FGF21 dans tout l’organisme ou surexprimant FGF21 dans tout l’organisme. Ces modèles sont peu physiologiques et ne permettent pas de définir l’origine tissulaire de FGF21 dans ces effets.
Procédures
Dans la procédure 1, les animaux seront mis à jeun pendant 24h maximum. Pour la mesure de la glycémie, un prélèvement d’une seule goutte de sang (
Impact sur les animaux
Le jeûne peut induire une baisse du taux de glucose circulant et une baisse de la température corporelle. La consommation d’eau sucrée et d’alcool peut entraîner une augmentation de la glycémie. L’hébergement isolé (1 animal/cage) lors des tests de comportement alimentaire et des récoltes d’urine en cages métaboliques peut entraîner un stress de l’animal. La piqûre pour mesure la glycémie ainsi que le prélèvement de sang peuvent entraîner une douleur.
Devenir
A la fin de la procédure 1 de jeûne, les animaux seront euthanasiés. A la fin de la procédure 2, les animaux seront replacés en élevage après examination par la vétérinaire référente.
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 (foie, tissus adipeux, intestin, cerveau, muscle). 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
Le 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
Nous veillerons au bien-être des animaux tout au long des expérimentations en leur assurant les meilleures conditions d’hébergement. Tous les animaux seront hébergés dans un environnement contrôlé (température, hygrométrie). Des enrichissements du milieu de vie (cabanes en inox et ouate de coton ou de cellulose) seront disposés dans la cage afin de pouvoir se distraire, se cacher et fabriquer des nids. Pour un meilleur raffinement et limiter le stress, les animaux seront habitués à l’expérimentateur et les gestes techniques seront réalisés par une personne formée et expérimentée. Nous surveillerons également attentivement l’apparence physique externe, le poids et le comportement des animaux, et nous mesurerons leur consommation alimentaire et hydrique afin de vérifier la bonne tolérance des différentes expérimentations. Des points limites gradés seront mis en place pour l’évaluation de ces différents paramètres (indice 0 = normal ou léger, indice 3 = changements importants par rapport à la normale). Si un animal présente un signe quelconque de souffrance (inactivité, somnolence, respiration lente, déshydratation) avec un score de 3 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).
Choix des espèces
L’utilisation de souris de laboratoire est appropriée car elle permet d’étudier le rôle de protéines spécifiques en utilisant des souris transgéniques. Ces modèles existent uniquement chez la souris. Les animaux seront utilisés à l’âge adulte (7 semaines d’âge minimum) car le développement des organes métaboliques est terminé et nous nous intéressons au métabolisme chez l’individu adulte.
Caractérisation de l’effet anti-inflammatoire de la molécule TEM2085 dans deux modèles d’inflammation chez la souris
- Recherche fondamentale
- Système gastrointestinal
- Système immunitaire
- Système musculosquelettique
- Tests réglementaires
- Autres tests de tolérance et d’efficacité
48 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance sévère. Une arthrite au collagène et une colite au Dextran Sodium Sulfate leur sont induites, puis des composés sont administrés par gavage répété, pour tester la molécule TEM2085 dans deux modèles de maladies inflammatoires. Le porteur indique que la douleur des deux modèles, sévère, ne peut être soulagée par aucun antalgique sans fausser les résultats, les animaux étant mis à mort pour analyses histologiques. Sur le remplacement, il affirme que cette étude in vivo est une part "impérative" du développement préclinique et conclut que le projet ne peut être remplacé par aucune alternative.
Objectifs
Dans le cadre d'un projet européén ayant pour objectif d'accélérer la mise sur le marché d'une nouvelle thérapie anti-inflammatoire, la molécule TEM2085 est apparue comme le meilleur composé sur la base de test pharmacologique in vitro et in vivo en raison de sa stabilité et de son efficacité dans le modèle de psoriasis chez la souris. L'expérimentation animale est nécessaire au développement pré-clinique de cette molécule. La présente étude est menée pour évaluer son efficacité dans le modèle d'arthrite au collagène comme modèle de polyarthrite rhumatoïde, ainsi que sur le modèle de colite au Dextran Sodium Sulfate comme modèle de rectocolite hémorragique, une maladie inflammatoire chronique de l'intestin. S'il s'avère efficace dans ces modèles, le TEM2085 pourra être développé en tant que médicament dans de multiples maladies inflammatoires.
Bénéfices attendus
Le bénéfice attendu pour la société est une potentielle nouvelle solution thérapeutique pour les maladies inflammatoires chroniques comme la polyarthrite rhumatoïde ou les maladies inflammatoires chroniques de l'intestin. En effet, ces maladies restente encore incurables et les thérapies actuelles sont inefficaces ou le deviennent chez environ 1/3 des patients et sont associées à des effets indésirables graves. Le bénéfice pour notre structure de recherche est de comprendre comment le TEM2085, qui s'est déjà avéré efficace dans un modèle de psoriasis, agit, et si son mécanisme d'action est partagé dans l'arthrite et dans la colite. Il s'agit d'une étude préliminaire qui décidera de l'avancement de cette molécule pour des essais cliniques.
Procédures
Nuisance n°1 Induction de l'arthrite sous anesthésie générale, d'une durée de 3 min environ, temps d'induction compris, cette anesthésie est réalisée sous isoflurane. Nuisance n°2 Développement des maladies: Perte de poids et douleurs pour les animaux induits par la colite et l'arthrite. La douleur considérée comme sévère pour les deux modèles, ne peut être prise en charge pharamacologiquement car à ce jour aucune molécule antalgique n'a été identifiée comme dépourvue d'effet anti-inflammatoire. Nuisance n°3 Administration des composés pharamcologiques par gavage répétés. Le gavage d'une durée de 15 secondes par animal maximum est réalisé par du personnel expérimenté. Une habituation au gavage sera effectué au préalable avec gavage d'une solution sucrée.
Impact sur les animaux
Perte de poids et douleurs pour les animaux induits par la colite et l'arthrite. La douleur considérée comme sévère dans les deux modèles, ne peut être prise en charge pharamacologiquement car à ce jour aucune molécule antalgique n'a été identifiée comme dépourvue d'effet anti-inflammatoire.
Devenir
Des analyses histologiques sur les articulations (arthrite) ou sur l'intestin (colite) seront réalisées à l'issue des procédures expérimentales nécessitant la mise à mort des animaux.
Remplacement
La présente étude a été planifiée après une recherche documentaire approfondie et de nombreuses études in vitro. Après avoir soigneusement analysé les études thérapeutiques cruciales in-vivo, il a été observé que les modèles de souris mâles DBA/1J et de souris C57BL/6 sont les modèles de référence pour respectivement, la polyarthrite rhumatoide et la rectocolite hemorragique. De plus, compte tenu des développements déjà réalisés sur cette molécule, cette étude in-vivo est cruciale et constituera un jalon pour progresser sur l'avenir de la molécule TEM2085. Cette étude est une partie impérative du développement préclinique de la molécule. Après avoir consulté la littérature et considéré l'importance de cette étude pilote, le présent projet ne peut être remplacé par aucune autre étude alternative.
Réduction
Ce projet est planifié en gardant à l'esprit le nombre minimum d'animaux nécessaires (8 animaux par groupe) pour atteindre le niveau de signification pour chaque modèle. Le projet est divisé en trois groupes : le groupe témoin inflammatoire, le groupe traité avec le TEM2085 et le groupe traité avec le médicament approuvé par la FDA, l'upadacitinib. Pour une étude comparative, il est important d'inclure ce groupe témoin qui servira de norme pour les comparaisons nécessaires pour comprendre l'impact du médicament sur la gravité et la progression de la maladie. Le deuxième groupe est traité avec le TEM2085, cette molécule a montré des résultats positifs dans un modèle de psoriasis chez la souris, par conséquent, elle peut être une molécule thérapeutique potentielle pour la polyarthrite rhumatoide et la rectocolite hemorragique également. Par conséquent, le groupe TEM2085 est très important à inclure dans le présent projet. Le troisième groupe de l'étude est le groupe upadacitinib. Comme ce médicament est très efficace dans le traitement de la polyarthrite rhumatoïde et de la rectocolite hémorragique, il est important de l'utiliser comme molécule de référence. Ce groupe aidera à comprendre l'efficacité thérapeutique du TEM2085. Compte tenu de l'importance de chaque groupe dans l'étude, il n'est pas possible de réduire le nombre de groupes et d'animaux. Une analyse par test statistique pour les comparaisons entre les trois groupes sera réalisée. Sur la base des études in vitro/in vivo antérieures, la force de l’effet de TEM2085 a été évaluée et considérant une puissance de 80% et un risque alpha de 5%, un effectif de n=8 animaux/groupe d’étude devrait être suffisant pour révéler des différences significatives entre les groupes.
Raffinement
Les souris seront hébergées par 4 dans des cages conventionnelles conformes pour cette espèce (directive 2010/63/EU) au sein de notre animalerie conventionnelle. L'enrichissement est apporté par des objets (tunnel, maison) dédiés à cet usage. Les injections intra-dermiques sont réalisées sous anesthésie gazeuse générale. Les deux modèles sont bien connus et maîtrisés au laboratoire en termes de douleurs. Nous surveillerons quotidiennement les animaux. Les animaux seront pesés deux fois par semaine. Un changement de litière bi-hebdomadaire puis quotidien lorsque les animaux seront en phase d’arthrite sévère ou de colite sévère, l'utilisation de tunnel permettra de diminuer le stress occasionné par le changement de litière. Si des anomalies du comportement (vocalisation, pilo-erection, cachexie) ou des troubles du mouvement pouvant traduire une douleur intense et/ou une perte pondérale supérieure a 25% par rapport à J0 étaient observés, les animaux concernés seraient mis à mort en conformité avec les recommandations éthiques. L’apparition éventuelle d’une infection au niveau du site d'injection nous obligerait également à mettre à mort l’animal.
Choix des espèces
Les souris mâles DBA1/J ont été largement étudiées dans la littérature comme modèle expérimental de la polyarthrite rhumatoïde. L'immunisation avec le collagène de type II provoque une réponse auto-immune similaire à celle de l'homme. Les souris atteintes d'arthrite au collagène développent une synovite, des érosions du cartilage et des articulations, tout comme les humains. Ces résultats démontrent que cette espèce est le modèle de référence de l'arthrite expérimentale. Le modèle de référence pour la rectocolite hémorragique est la souris C57BL/6 induite par le DSS. Dans ce cas, 3 % de DSS sont ajoutés à l'eau de boisson des souris (J0 àJ3). À cette concentration, le DSS pénètre la membrane muqueuse de l'intestin et agit comme une toxine chimique qui endommage les cellules de l'épithélium colique. Cette lésion entraîne le développement d'un contenu intestinal pro-inflammatoire de type colite aiguë. Le modèle de souris C57BL/6 induite par le DSS a été bien établi dans la littérature pour la rectocolite hémorragique. Ces caractéristiques font de ce modèle un modèle standard et le plus pertinent pour réaliser des études précliniques in vivo. Des souris adultes mâles seront utilisées pour cette étude car totalement développées d'un point de vue immunologique et sans influence hormonale immunomodulatrice des oestrogènes.
AMENDEMENT : Identification du rôle d’une hormone dans l’absorption de nutriments chez la souris
- Recherche appliquée
- Troubles gastrointestinaux
- Recherche fondamentale
- Système gastrointestinal
826 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures dont la souffrance déclarée va du sans réveil au modéré. Modèles génétiques de l'hémochromatose, elles reçoivent des injections et des prélèvements sanguins répétés, certaines subissant une chirurgie abdominale sous anesthésie. Le porteur cherche à comprendre le rôle d'une hormone intestinale dans l'absorption du fer et à tester des composés mimant cette hormone, en renvoyant les retombées thérapeutiques au long terme. Il justifie l'usage de la souris par le fait qu'elle constitue le "modèle pathologique" de la maladie.
Objectifs
L’hémochromatose est une maladie de surcharge en fer fréquente. La surcharge induit une défaillance des organes vitaux au cours du vieillissement. Cette surcharge en fer est notamment due à une hyper absorption du fer par le duodénum (partie supérieure de l’intestin). Cependant il existe très peu de traitement, la diminution du fer par des médicaments et/ou les saignées sont les principales lignes de traitement. Ces traitements ne visent pas à réduire l’absorption du fer (intestin) mais seulement à diminuer le contenu en fer de l’organisme. L’hormone du fer est produite majoritairement par le foie et est le stabilisateur du taux de fer dans l’organisme. Une production de l’hormone du fer a été décrite également au niveau intestinal. Le premier objectif de ce projet est de déterminer le rôle de cette hormone produite par l’intestin dans la régulation de l’absorption du fer. En parallèle, de nouveaux outils thérapeutiques mimant l’hormone du fer ont été développés. Ces outils thérapeutiques pourraient diminuer l’absorption du fer. Le deuxième objectif de ce projet est donc de montrer l’efficacité de ces nouveaux outils thérapeutiques dans des modèles murins de surcharge en fer (hémochromatose).
Bénéfices attendus
Les bénéfices attendus de ce projet sont, à court terme, la découverte du nouveau rôle de l'hormone intestinale dans l'absorption du fer et à plus long terme au développement de nouveaux outils thérapeutiques pour diminuer l'absorption du fer dans l'hémochromatose.
Procédures
Sur animaux vigiles : -Contention pour injection en intrapéritonéal (15 secondes par souris (contention + injection)) -Contention pour injection en sous cutanée (15 secondes par souris (contention + injection)) - Prélèvement sanguin (30secondes). Sur animaux anesthésiés -Chirurgie abdominale ( 5 minutes par souris) -Tonte de l’abdomen (30 secondes par souris). -Prélèvement sanguin (30 secondes par souris)
Impact sur les animaux
Les souris subiront un stress lors de l’anesthésie, de la contention, des injections et du gavage.
Devenir
A la fin de chaque procédure les animaux seront mis à mort afin de prélever les organes pour des analyses.
Remplacement
Nous utilisons un modèle murin car c'est le modèle murin pathologique de l'hémochromatose. Nous avons besoin de l'utilisation de l'animal pour que l'effet thérapeutique des lactocoques soit relevant.
Réduction
Un nombre minimum d'animaux sera inclus dans chaque groupe mais toutefois suffisant pour assurer la robustesse de l’expérience et appliquer des tests statistiques entre les différentes conditions. L'étude statistique permet de calculer au plus juste le nombre d'animaux à utiliser.
Raffinement
Les animaux disposent de nourriture et d’eau ad libitum et vivent en groupes sociaux. Le milieu est enrichi. Les animaux seront quotidiennement surveillés. De plus, toutes les procédures se font avec des anesthésiques et des analgésiques si nécessaire. Dans chaque procédure, des grilles de points limites ont été établie et que des mesures seront prises en fonction de ces évaluations.
Choix des espèces
Nous utilisons le modèle murin car nous utilisons des souris transgéniques, modèles de la pathologie étudiée. Les souris seront âgées de 3-4 semaines juqu'à 7-8semaines car ce modèle de souris présente une surcharge en fer dès 2 mois. Un autre lot de souris sera utilisé à l'âge de 8-10 semaines. AMENDEMENT : La lignée murine Hbb th1/th1 représente un autre modèle de surcharge en fer qui est secondaire. L'utilisation de ce modèle murin permet d'élargir les domaines d'application de ces probiotiques.
Effets préventif et curatif d’une supplémentation nutritionnelle en tryptophane et butyrate dans un modèle de colite induite chez la souris et influence d’un régime obésogène.
- Recherche fondamentale
- Système gastrointestinal
64 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures classées légères à modérées. Une colite est induite pendant sept jours, provoquant selles molles ou diarrhées et une perte de poids modérée, avant un gavage unique destiné à mesurer la perméabilité intestinale puis une mise à mort quatre heures plus tard pour prélever les tissus du côlon. Le projet teste l'effet d'une supplémentation en tryptophane et butyrate sur l'inflammation intestinale, dans un contexte d'obésité induite par un régime hyperlipidique. Le porteur affirme que l'usage d'animaux est "indispensable" pour étudier un écosystème aussi complexe que le microbiote et qu'aucun modèle in vitro ne le reproduit.
Objectifs
Les maladies inflammatoires chroniques de l’intestin (MICI), principalement la maladie de Crohn et la rectocolite hémorragique, sont des maladies chroniques très invalidantes dont l’origine implique des facteurs environnementaux, en particulier le microbiote intestinal et l’alimentation. Certains produits du microbiote connus pour leur rôle bénéfique dans la santé de la muqueuse intestinale, sont diminués chez les patients atteints de MICI. Plusieurs études ont démontré les propriétés anti-inflammatoires de ces produits du microbiote et confortent l’intérêt de rechercher les effets d’une supplémentation nutritionnelle en produits bactériens bénéfiques pour la muqueuse intestinale dans les MICI. L’autre intérêt d’une supplémentation nutritionnelle dans le traitement des MICI réside dans le fait que ces patients présentent de plus en plus souvent une obésité pouvant représenter un facteur aggravant connu pour générer une modification du microbiote et une inflammation dans différents tissus. L’objectif du projet de recherche est d’évaluer l’efficacité d’une supplémentation nutritionnelle en produits du microbiote sur l’inflammation intestinale et la cicatrisation de la muqueuse intestinale chez la souris ainsi que l’influence d’un contexte « d’obésité » induit par un régime hyper-lipidique.
Bénéfices attendus
Ce projet permettra de confirmer ou d’infirmer l'effet bénéfique d'une supplémentation nutritionnelle en produits du microbiote sur l’inflammation et la réparation de la muqueuse intestinale et d’apporter des éléments sur le mécanisme d’action. Il permettra également d’évaluer l’impact d’un contexte d’obésité sur l’efficacité de cette supplémentation nutritionnelle. Le projet devrait ainsi fournir des bases rationnelles à des essais cliniques de supplémentation nutritionnelle pour la prévention ou le traitement des patients atteints de maladies inflammatoires chroniques de l’intestin.
Procédures
Tous les animaux du projet seront soumis à des manipulations lors de la constitution des groupes et des pesées. Un gavage oral unique avec une solution permettant d'évaluer la perméabilité intestinale se fera sur tous les animaux à l’état vigil. Quatre heures après ce gavage, les animaux auront une anesthésie générale pour un prélèvement sanguin puis seront immédiatement mis à mort.
Impact sur les animaux
Les animaux auront une inflammation modérée du côlon distal qui durera 7 jours. Cette inflammation peut être associée à des selles molles ou des diarrhées et une perte modérée de poids. L’arrêt du traitement inflammatoire au bout des 7 jours entraine l’arrêt progressif de ces symptômes et une récupération de l’état physiologique normal au bout de 4 jours. Le gavage unique des souris avec une solution pour évaluer la perméabilité intestinale est une procédure de classe légère qui devrait se limiter à un stress au moment du gavage, les animaux étant mis à mort 4 heures après.
Devenir
Tous les animaux seront mis à mort pour rechercher des différences statistiques de l’impact des différents régimes sur l’inflammation intestinale et sur le microbiote intestinal sur des critères histologiques et moléculaires. Il est indispensable de prélever des tissus coliques pour des analyses histologiques et de marqueurs moléculaires à partir d’ARN et de protéines extraits de ces tissus. L’analyse de la composition et de l’activité métabolique du microbiote intestinale nécessite de recueillir le contenu luminal au niveau du cæcum.
Remplacement
L’utilisation d’animaux est indispensable dans les études évaluant l’impact de la nutrition sur un écosystème physiologique aussi complexe que le microbiote intestinal et la muqueuse intestinale, impliquant des interactions très complexes. Il n’existe pas de modèles cellulaires in vitro pouvant reproduire la complexité de ces interactions.
Réduction
Le nombre de souris par groupe est de N=8, ce qui représente un minimum nécessaire pour évaluer statistiquement l'effet des régimes alimentaires sur l’inflammation intestinale et la cicatrisation de la muqueuse intestinale. Ce nombre est basé sur des études similaires issues de notre laboratoire ou de la littérature et tient compte d'une variabilité interindividuelle importante dans la sensibilité à l'inflammation des animaux qui impacte les analyses effectuées.
Raffinement
L’environnement des souris sera enrichi (tunnel, bâton à ronger, frisottis) tout au long de la procédure. Les souris seront hébergées à 4 par cage dès leur arrivée jusqu’à l’induction d’une inflammation intestinale. Les animaux seront suivis par un personnel animalier compétent et observés quotidiennement pour détecter d’éventuels signes de souffrance. L’évaluation de l’état des animaux sera effectuée selon des critères définis (poids, apparence physique (pelage, posture), activité, comportement, fréquence respiratoire). Leur prise alimentaire et leur prise de poids seront mesurées 3 fois par semaine, puis quotidiennement durant la période de 7 jours d'inflammation afin de détecter une éventuelle sous-alimentation ou perte de poids anormale. Si une douleur était constatée chez un animal durant cette période, un analgésique sera administré. Les points limites définis conduiront, s’ils sont observés, à la mise à mort des animaux le cas échéant.
Choix des espèces
La souris est le modèle le plus utilisé dans les études nutritionnelles, en particulier pour les régimes obésogènes, mais également dans les études sur l'inflammation intestinale. Les souris commandées auprès de l’établissement éleveur seront âgées de 5 semaines. Après une phase d’acclimatation de 10 jours et une période de régimes alimentaires de 49 jours, les souris seront âgées de 94 jours, soit 3 mois et 10 jours. La procédure expérimentale s’étendant sur 70 jours, les souris seront agées de 15 semaines à la fin l’expérimentation, soit 3,75 mois, ce qui correspond à un stade de jeune adulte fréquemment observé chez les patients atteints de maladies inflammatoires chroniques de l’intestin et qui plus est chez ceux présentant un phénotype obèse.
Effet de composés anti-inflammatoires dans des modèles d’inflammation intestinale chez la souris
- Recherche fondamentale
- Système gastrointestinal
8 032 souris vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, celles destinées aux prélèvements étant tuées et les reproducteurs gardés pour l'élevage. On leur inflige deux modèles de colite chimique provoquant perte de poids, diarrhée et présence de sang dans les selles, avec des gavages quotidiens et des administrations intra-rectales sous anesthésie, pour tester des bactéries et composés anti-inflammatoires. Le porteur indique que ces composés sont d'abord criblés in vitro, mais que la complexité immunitaire rend les modèles cellulaires "pas suffisants". Les retombées annoncées pour les patients atteints de maladies inflammatoires de l'intestin sont placées à court et long terme.
Objectifs
L’objectif final de ce projet est de pouvoir proposer des alternatives ou des compléments aux traitements actuels de pathologies du tube digestif : maladie de Crohn et rectocolite ulcéreuse, qui forment le groupe des MICI (Maladies Inflammatoires Chroniques de l’Intestin). Les traitements actuels sont encore imparfaits puisqu’ils ne permettent pas une guérison complète. L'un des axes possibles pour améliorer la qualité des traitements est l'utilisation d'éléments capables de moduler la réponse inflammatoire de l'hôte en lien avec son microbiote. Nous cherchons à explorer la piste d'utilisation de bactéries entières, de composés bactériens ou de composés autres (type prébiotique, de natures plus diverses et souvent dérivés de plantes) capables de moduler la composition du microbiote en ce sens. Cette étude nécessite de reproduire l’inflammation liée aux MICI et pour ce faire, nous utiliserons deux modèles d’inflammation intestinale induite par des composés chimiques chez la souris. Le premier génère une inflammation très localisée au niveau du colon. Nous utilisons un protocole que nous déclinons sous forme classique « aigue » ou sous forme chronique (avec une alternance de phases inflammatoires et de phases de rémissions). Le second modèle possède la capacité d’altérer l’intégralité du tractus digestif. Ces deux modèles sont complémentaires vis-à-vis de la diversité des symptômes retrouvés dans les MICI. Les objectifs de ce projet sont de : - Evaluer la capacité anti-inflammatoire de bactéries ou composés bactériens ou de substances anti-inflammatoires dans ces deux modèles d’inflammation. Cette évaluation passera par le suivi de la reprise de poids et par la mesure de plusieurs paramètres. Les substances testées auront toutes été criblées au préalable via des tests in vitro sur cellules, qui auront mis en avant leurs capacités anti-inflammatoires. - Affiner nos connaissances sur les interactions entre hôte/micro-organismes ou composés et plus précisément sur les mécanismes d’actions de potentiels probiotiques ou prébiotiques sur des inflammations intestinales. Le cœur des projets de recherche de notre équipe est l’évaluation des propriétés anti-inflammatoires de composés, à des visées de complémentation pour des patients atteints de MICI. Les procédures décrites ici sont très utilisées au sein de notre équipe et servent pour plusieurs projets scientifiques. Les composés testés sont systématiquement validés in vitro avant d’être testés in vivo.
Bénéfices attendus
Les bénéfices attendus de ce projet seront à court terme de permettre une validation des propriétés anti-inflammatoires de composés dans des modèles murins pré-cliniques. Des études cliniques humaines pourront ainsi être menées par la suite sur ces composés, en cas de résultats probants. A long terme, ces composés pourront ainsi être proposés aux patients atteints de MICI en tant que compléments aux traitements actuels, pour soulager les patients de symptômes liés aux pathologies du tube digestif et améliorer ainsi leur qualité de vie. Un autre bénéfice de ce projet sera une meilleure compréhension des mécanismes d’action des bactéries ou composés bactériens sur l’inflammation intestinale. Cela peut passer par exemple par la mise en évidence de molécules produites par les bactéries testées qui pourront être purifiées et étudiées plus en détail par la suite. Les interactions de ces composés avec l’hôte et plus particulièrement avec le microbiote intestinal pourront également être étudiées, ce qui permettra d’avancer dans la compréhension de mécanismes plus globaux, à l’échelle de l’hôte. Des approches par imagerie sur des animaux vivants seront également mises en œuvre afin de disposer de données supplémentaires.
Procédures
Les animaux seront soumis aux interventions/prélèvements suivants : - Prélèvements de fécès fraiches : sur animal vigile, 7 392 animaux concernés. Un prélèvement = maximum 10 minutes. Pour 2 496 animaux, il y aura des prélèvements quotidiennement sur 14 jours consécutifs (donc 14 collectes pour 2 496 animaux); pour les autres animaux (4 896) ce sera 3 ou 4 collectes en tout. - Gavages : sur animal vigile, 7 392 animaux concernés. Un gavage par jour prévu pour chaque souris sur la durée des procédures. Leurs durées varient entre 4 et 22 jours. Un gavage = 5-10 secondes. - Anesthésies générales: sur animal vigile, 4 896 animaux concernés (une ou deux fois selon le modèle). Une anesthésie = une piqûre réalisée en 15-20 secondes environ. - Administrations intra-rectale : sur animal anesthésié, 4 896 animaux concernés (une ou deux fois selon le modèle). Une administration = 20 secondes. - Anesthésies gazeuses: sur animal vigile, 7 440 animaux concernés (tous les deux jours pendant 5 ou 14 jours, selon le modèle). Une anesthésie = 5 minutes. - Injections sur animal anesthésié : 4 896 animaux concernés 3 fois et 2 496 concernés 8 fois. Une administration = 15 secondes. - Prélèvements de sang : sur animal vigile, 7 392 animaux concernés (concerne une seule fois chaque animal). Un prélèvement = une durée totale de 1 minute environ. - Biopsies à la queue sous anesthésie locale pour génotypage: 640 animaux. Une biopsie = quelques secondes.
Impact sur les animaux
Les nuisances de ce protocole proviennent majoritairement des colites. En effet, les deux produits chimiques induisent une inflammation de l’intestin. Les principaux symptômes attendus sont pour les deux modèles : une perte de poids et des signes cliniques tels que pelage hérissé, posture voûtée, yeux mi-clos. Spécifiquement pour le second modèle : une diarrhée transitoire (2 à 3 jours) et présence éventuelle de sang dans les fécès.
Devenir
Tous les animaux qui doivent subir des prélèvements d'organes/tissus seront mis à mort. Les animaux reproducteurs seront gardés en vie.
Remplacement
A l’heure actuelle, l’étude in vitro des effets de bactéries, de composés bactériens ou d’autres substances sur l’inflammation intestinale comporte encore des limites. Des modèles cellulaires existent et sont bien décrits : ils seront d’ailleurs utilisés en amont de notre projet pour effectuer un premier criblage de composés candidats (lignée cellulaire en monocouche et/ou organoïdes intestinaux). Cependant, ces modèles in vitro ne reflètent pas de manière idéale la complexité des interactions entre le microbiote intestinal et les bactéries ou composés candidats. L’intérêt d’un modèle in vivo est également d’étudier la réponse du système immunitaire de l’hôte à l’administration de ces bactéries ou composés bactériens. Malgré le fait que certains paramètres peuvent être évalués à partir de modèles in vitro, la complexité des mécanismes immunitaires chez l’hôte fait que ces modèles in vitro ne sont pas suffisants pour permettre de valider des composés ayant pour visée une complémentation chez l’humain.
Réduction
Les bactéries ou composés bactériens testés seront issus d’un programme de criblage in vitro au préalable. Ces criblages auront pour but d’identifier des composés potentiellement intéressants. Ainsi seuls les composés les plus prometteurs sont envisagés pour un test in vivo. Par ailleurs, nous utilisons toujours une approche statistique pour déterminer la taille de nos groupes en fonction de l’intensité des effets que nous souhaitons mettre en évidence et des données déjà disponibles. Pour les analyses, nous effectuerons des tests statistiques de comparaison adaptés à nos effectifs et à nos questions. D’autres types de tests pourront également être menés, notamment pour les analyses de microbiotes où des procédures dédiées existent.
Raffinement
Les animaux sont hébergés à plusieurs afin de ne pas les exposer à un stress lié à l’isolement. Les quelques fois où les animaux seront séparés pour être manipulés ne représentent qu’un temps très court (10 minutes maximum), pour la récupération de fécès dans des pots. Nous incluons des enrichissements dans les cages : cellulose à déchiqueter et permettant la nidification, bâtons à ronger, maisonnettes en carton (sans encre). Les sondes de gavages sont en plastique souple et fin, à bords arrondis et de taille adaptée pour empêcher les blessures et réduire l’éventuelle douleur. Les manipulateurs maitrisant les gestes, le temps d’intervention et donc le stress seront réduits. Nous utiliserons des anesthésies adaptées en temps et aux besoins des essais. Lors des anesthésies impliquant un temps d’endormissement supérieur à 15 mn, un gel oculaire sera appliqué pour prévenir le dessèchement des yeux des animaux. Des pads chauffants seront également placés sous les cages pour maintenir la température corporelle des animaux pendant l’anesthésie. Des tapis chauffants électriques pourront aussi être utilisés. Des points limites adaptés sont définis afin de réduire au maximum la douleur ressentie par les animaux.
Choix des espèces
La souris est une espèce de référence en nutrition, toxicologie, cancérologie et immunologie. Elle est par ailleurs un modèle d’étude très largement utilisé dans le cadre de l’étude de pathologies inflammatoires intestinales, notamment car il est possible d’induire une colite chez la souris dont les réponses cliniques, tissulaires et immunitaires générées sont comparables à celles observées chez l’humain. Les animaux sont utilisés à un âge de 6 à 12 semaines. Cet âge constitue un point d’ancrage pour les comparaisons avec les données disponibles dans la littérature et nos propres données. De plus, les souris adultes possèdent un système immunitaire mature, ce qui est essentiel pour étudier les effets anti-inflammatoires de nos produits.
Étude de l’homéostasie et fonctionnement de cellules immunitaire et de leurs rôles dans la réponse immunitaire contre des tumeurs solides
- Recherche fondamentale
- Oncologie
- Système gastrointestinal
- Système immunitaire
1 234 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dont 252 dans des procédures menées sous anesthésie sans réveil et 982 impliquant un niveau de souffrance modéré. Elles reçoivent une greffe de tumeur par chirurgie abdominale, puis des séances d'imagerie qui les maintiennent endormies deux à quatre heures, pour étudier le rôle de cellules immunitaires dans les cancers solides de l'intestin. Le porteur affirme que les souris rencontrent "peu d'effets indésirables" liés à la tumeur, et que, faute de lignées cellulaires d'ILC, le recours au "modèle murin" est "essentiel". Les retombées cliniques annoncées, de nouvelles approches contre le cancer, sont renvoyées au conditionnel.
Objectifs
Ce projet propose de s’appuyer sur l’imagerie d’animaux entiers afin (1) d’analyser l’organisation de la réponse immunitaire anti-tumorale et (2) d’identifier le mode d'action des cellules lymphoïdes innées (ILCs). Nous souhaitons identifier le rôle de chacune des populations cellulaires retrouvées au sein d'une tumeur afin d'évaluer leur contribution directe ou indirecte dans la réponse immunitaire. Nous nous intéresserons particulièrement aux réponses immunitaires impliquées dans les cancers « solides » qui représentent la majorité des cancers, et plus particulièrement ceux touchant l’intestin. Ce projet permettra d’apporter de nouvelles connaissances sur l’utilisation des ILCs dans les cancers primaires de l’intestin pour ainsi contribuer, au long terme à améliorer de la prise en charge et/ou le diagnostic des patients en clinique.
Bénéfices attendus
Nous proposons ici de caractériser au niveau moléculaire et cellulaire le mécanisme de surveillance immunitaire des cellules lymphoïdes innées dans un modèle tumoral et suite à un défi inflammatoire. Ainsi, nous obtiendrons une compréhension intégrée du système immunitaire dans des conditions normales et pathologiques. Ainsi, la compréhension du mécanisme qui régule les premières phases de l'immunité innée contre la progression tumorale pourrait conduire à de nouvelles approches thérapeutiques pour prévenir ou améliorer l'espérance de vie après la tumorigenèse.
Procédures
La greffe tumorale consistera à une intervention chirurgicale de 15 minutes et les animaux seront sous surveillance quotidienne. Certains animaux subiront une intervention chirurgicale de 30 minutes pour effectuer l’imagerie et seront maintenus endormis pendant 2 à 4h.
Impact sur les animaux
Notre connaissance suggère que les souris rencontrent peu d’effets indésirables causés par la pousse tumorale. La localisation de la tumeur ne semble pas impacter leur mobilité, leur alimentation, leur pelage et leur comportement. L’injection de molécules que nous proposons d’étudier dans ce projet aura peu d’effets indésirables ou à court terme (24-72h).
Devenir
Tous les animaux seront mis à mort à la fin de chaque procédure car ils ne peuvent être ni réutilisés, ni replacés, ni adoptés car ils auront reçu initialement des cellules tumorales ou une chirurgie viscérale non opérable.
Remplacement
La validation de facteur des cellules lymphoïdes innées (ILCs) seront faites au préalable in vitro à l’aide des lignées cellulaires tumorales pour remplacer les animaux. Ces expériences pourront être effectuées dans des cultures cellulaires et nous permettront de déterminer des doses ou la cinétique sur laquelle nous souhaiterions étudier le mode d’action de ces potentiels molécules. Ces travaux nous permettront de réduire le nombre d’animaux que nous utiliserons par la suite pour identifier leur mode d’action. Néanmoins, les lignées cellulaires d’ILC humaines ou murines n’existant pas, les tests in vitro ne pourront pour le moment pas être réalisés. De plus, les modèles in vitro actuels ne permettent pas de récapituler la complexité des réponses immunitaires ayant lieues in vivo. De ce fait, nous avons recours aux animaux afin de décortiquer le mécanisme d’action des ILCs.
Réduction
D'après notre expertise issue des projets précédents et notre collaboration avec des statisticiens, nous avons déterminé́ le nombre d'animaux par groupe qui nous permettront d'utiliser les tests statistiques robustes. La nombre de souris nécessaire à l’expérimentation a été déterminée en tenant compte d’une réduction maximale du nombre d’individus tout en garantissant une significativité statistique des résultats. Les résultats seront analysés par des tests statistiques adaptés. Les animaux ne pourront pas être réutilisés car ils seront porteurs de tumeur(s). L'utilisation de l'imagerie sur l'animal vivant nous permet de réduire le nombre d'animaux utilisé car l'observation en temps réel permet d'acquérir plusieurs données à partir d’un un même animal, en observant les cellules immunitaires avant traitement, puis dans les heures qui suivent l'administration des traitements. Dans la mesure du possible, les expériences utilisant différentes techniques ex vivo seront effectuées sur les même animaux afin de limiter leur utilisation.
Raffinement
Pour épargner toute douleur, les animaux seront suivis quotidiennement fréquemment et des points limites (poil ébouriffé́, prostration, diarrhée) sont établis pour raffiner les procédures et soulager les animaux à l’aide d’analgésique ou de les mettre à mort si la souffrance persiste. Dans le cadre de la tumorigenèse intestinale, la tumeur ne pourra pas être mesurée au cours de l’expérimentation mais le volume tumoral sera mesuré après la mise à mort afin de contrôler la pousse tumorale. Le nombre de cellules tumorales injectées est volontairement faible afin de prévenir une pousse tumorale trop importante. L’injection se faisant dans la partie externe de l’intestin, l’animal qui n’aura aucune difficulté à bouger ou à s’alimenter. Concernant l’intervention chirurgicale pour la greffe de tumeur, l’animal sera administré en amont de l’opération avec une dose d’antalgique afin de minimiser la douleur et sera anesthésié sur plaque thermo contrôlée pour limiter la perte de chaleur corporelle. La cage sera supplémentée avec du gel hydrique et la litière pourra être remplacée par une litière en cellulose en post-chirurgie.
Choix des espèces
Le développement lymphocytaire et les réactions immunitaires sont des processus complexes. De façon générale, l’immunité nécessite plusieurs types de lymphocytes participants chacun dans une ou plusieurs interaction(s) directe(s) ou indirecte(s) avec un ordre spatio-temporel. De ce fait, les systèmes de culture in vitro actuels ne permettent pas de modéliser cet environnement complexe. De plus, il n’existe, pour le moment, aucune lignée cellulaire murine ou humaine de cellules lymphoïdes étudiées. Par conséquent, l’étude de ces processus nécessite pour l’instant l’utilisation d’animaux vivants. Cependant, la compréhension du mécanisme de développement cellulaire faite in vivo, nous permettra probablement d’établir de nouveaux modèles in vitro utilisant des lignées cellulaires afin de réduire la contribution animale. Par conséquent, le modèle murin est essentiel dans notre domaine de recherche. Tous les animaux utilisés dans ce projet de recherche seront adultes (>6 semaines). Notre étude s’effectue sur un système immunitaire adulte afin de se rapprocher au mieux de la clinique et des patients porteurs de ces cancers.
Etude de souris avec déficits partiels de l’hydrolyse de l’acétylcholine
- Recherche fondamentale
- Biologie du développement
- Multisystémique
- Oncologie
- Système gastrointestinal
- Système musculosquelettique
560 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré à sévère. Aucun geste expérimental ne leur est infligé, la souffrance provenant des modifications génétiques elles-mêmes, qui produisent un retard de croissance, un nanisme et des faiblesses musculaires, certaines souris ne survivant pas au sevrage. Le projet étudie deux enzymes qui dégradent un neuromédiateur, avec pour horizon les inhibiteurs médicaux et les gaz neurotoxiques. Sur le remplacement, le porteur affirme que la fatigabilité musculaire et la communication entre organes ne peuvent être reproduites en culture cellulaire.
Objectifs
L’acétylcholine est une molécule de communication locale entre neurones (neuromédiateur) mais aussi une molécule de communication à l’extérieur du système nerveux. Nous cherchons à comprendre les fonctions de deux cholinestérases qui détruisent très efficacement l’acétylcholine. Dans les jonctions neuromusculaires, ces deux enzymes sont localisées dans des domaines différents et contrôlent la fatigabilité des souris. Nous utilisons des approches génétiques sophistiquées pour établir une nouvelle voie de signalisation contrôlée par ces enzymes dans cette synapse et montrer son importance dans la fatigabilité. Au niveau de l’animal entier, ces deux cholinestérases jouent des rôles complémentaires probablement pour maintenir les réseaux de communications par l’acétylcholine relativement indépendants. Nous utilisons des approches génétiques sophistiquées pour établir que les muscles pourraient être une source d’acétylcholine qui interfère avec des fonctions physiologiques autres que la motricité.
Bénéfices attendus
Les inhibiteurs de cholinestérases sont largement utilisés (Alzheimer, myasthénie, anesthésie, syndrome du golfe) et provoquent beaucoup d’effets indésirables. Des pesticides et des armes de destruction massive (gaz neurotoxiques sarin VX novitchok) sont aussi des inhibiteurs de cholinestérases et sont extrêmement toxiques. En comprenant les fonctions respectives des deux cholinestérases dans le contrôle du niveau d’acétylcholine dans les systèmes nerveux et en dehors des systèmes nerveux, nous devrions pouvoir 1) sélectionner de nouveaux inhibiteurs pour le traitement des maladies neuromusculaires ou pour les anesthésies; 2) proposer de nouvelles prises en charge des intoxications par des pesticides ou des gaz neurotoxiques.
Procédures
Aucune. Les animaux présentent des altérations fonctionnelles d'origines génétiques.
Impact sur les animaux
Les résultats préliminaires obtenus dans notre laboratoire ainsi que sur les lignées transgéniques publiées ont montré que les nuisances pour les souris sont variables en fonction des génotypes mais concernent principalement un retard staturo-pondéral et des faiblesses musculaires. Nous anticipons qu’une partie des lignées aura un développement incomplet jusqu’à l’âge adulte. Ces phénotypes ont été observés avec des souris sans la protéine AChE ou souris sans les protéines AChE et BChE. Les souriceaux de ces lignées seront étudiés dans la période périnatale (P0-P1) et en fin de développement embryonnaire. Certaines souris ne survivent pas après le sevrage et seront étudiés à P13-P15. L’autre partie de lignées développées pourront développer des atteintes du fonctionnement de la communication neuromusculaire mais peuvent se développer jusqu’à l’âge adulte. Elles sont actives, se nourrissent dans la mangeoire. La respiration basale s’est adaptée et les souris vivent plus d’un an. Ces souris présentent une fatigabilité notable, une faiblesse musculaire qui ne permet pas à la souris de rester accrocher à une barre. Elles sont plus petites à partir de 7-8 jours de développement post-natal et ce nanisme persiste à l’état adulte. Les mécanismes impliqués sont probablement nombreux (thermorégulation, métabolisme, digestion, circulation).
Devenir
Les animaux seront tous mis à mort afin de procéder à des analyses histologiques
Remplacement
Objectif 1 La fatigabilité est une notion qu’il est difficile d’explorer ex-vivo car les stimulations nerveuses utilisées ex-vivo pour contracter un muscle ne reproduisent pas le profil d’activations utilisé dans la réalisation de ses mouvements. La fatigabilité n’est pas simplement liée à la force maximale développée par un muscle. Objectif 2 Le retard de croissance dans les différents mutants de souris résulte probablement d’une communication entre organes, l’ACh qui s’échappe des muscles, interfère avec des communications médiées par l’ACh entre les cellules variées dans d’autres organes. Cette communication ne peut pas être reproduite en culture cellulaire ou organoïde. La modélisation est impossible en absence de connaissance 1) du niveau de la fuite potentielle d’ACh à partir des muscles (hypothèse), 2) des cibles possibles : cardiorespiratoires, vasculaire, digestives, inflammatoires ; 3) des conséquences sur le métabolisme ; de la dynamique de l’ACh dans le milieu intérieur.
Réduction
Les études sur l’ACh sont conduites jusqu’à présent en utilisant des inhibiteurs des cholinestérases, ces approches nécessitent l’utilisation de différentes doses d’inhibiteurs et donc de nombreuses cohortes d’animaux. Les interprétations sont difficiles car les inhibiteurs peuvent avoir d’autres cibles que les enzymes visées. Nous développons ici des approches génétiques pour utiliser moins d’animaux. Pour l’objectif 1, chaque souris est son propre contrôle. Le suivi longitudinal des souris dans leur cage d’élevage limite le nombre d’animaux. Pour l’objectif 2, une approche systématique permettait de produire 48 génotypes, nous proposons de produire une moitié de ces génotypes (24), et les avons soigneusement choisis afin qu’ils soient pleinement exploités pour valider notre hypothèse.
Raffinement
Pour étudier spécifiquement les questions liées aux conséquences de l’ACh endogène, nous avons développé des approches génétiques sophistiquées, mutations ponctuelles dans une sélection de gène qui abolissent la fonction hydrolyse d’ACh et pas d’autres propriétés du gène AChE, délétion de courte séquence dans le génome pour limiter les modifications chromosomiques. Nous avons aussi sélectionné des lignées parmi toutes les combinaisons alléliques possibles, pour lesquelles le retard de croissance devrait être visible de façon précoce et touchera tous les animaux nés. Nous utilisons des conditions propices à l’élevage des souris. Les croisements sont conduits avec un mâle et une femelle en élevage continu.
Choix des espèces
La souris est un mammifère qui permet d’aborder la dynamique de l’ACh dans l’organisme, 1) L’ACh est le neuromédiateur des muscles chez la souris comme chez l’homme (une source majeure d’ACh); 2) il est possible de créer des modèles génétiques afin de modifier précisément la fonction, la production ou la localisation des enzymes de dégradation de l’ACh. Objectif 1 Souris adultes âgées de 2 à 9 mois. Objectif 2 Jeunes à P0et à P13.
Rôle de CD44 dans l’absorption du fer par les cellules érythroïdes
- Recherche fondamentale
- Multisystémique
- Oncologie
- Système gastrointestinal
- Système immunitaire
3 945 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant des niveaux de souffrance léger, modéré et sévère. Selon les groupes, elles subissent des saignées, des injections lysant les globules rouges, une amputation du bout de la queue rouverte plusieurs semaines, une inflammation induite par le LPS ou un cancer du foie provoqué par injections répétées, et des femelles gestantes sont tuées pour prélever les embryons. Le porteur qualifie la procédure d'hépatocarcinome de plus lourde et euthanasie les animaux dégradés selon des points limites. Il cherche à établir le rôle d'un récepteur dans l'absorption du fer et juge les modèles de souris "incontournables".
Objectifs
Les globules rouges ont un important besoin en fer afin d’assurer leur fonction de transport d’oxygène aux organes. Ils utilisent le récepteur à la Transferrine (TfR1) pour acquérir le fer depuis la circulation sanguine. Plusieurs études ont déjà suggéré que les globules rouges utilisaient potentiellement un autre système pour l’absorption du fer, indépendamment de TfR1. Notamment, une étude récente a démontré pour la première fois que le récepteur à l'acide hyaluronique CD44 permettait l’absorption du fer par les cellules cancéreuses. Nous avons alors réalisé des expériences préliminaires in vitro qui suggèrent un mécanisme similaire dans les cellules érythroïdes (c’est-à-dire, les globules rouges et leurs précurseurs), dans lesquelles CD44 est très fortement exprimé. Ainsi, l’objectif de ce projet est d’évaluer le rôle de CD44 dans l’absorption du fer par les globules rouges in vivo, en conditions physiologiques, et en conditions pathologiques.
Bénéfices attendus
Ce projet pourrait mettre en évidence pour la première fois le récepteur CD44 comme transporteur de fer dans les cellules érythroïdes, et ainsi permettre une découverte majeure dans la compréhension du métabolisme du fer. De plus, démontrer que CD44 permet le transport du fer dans les cellules érythroïdes en conditions pathologiques permettrait de l’utiliser comme cible thérapeutique pour les pathologies de surcharge en fer et d’érythropoïèse inefficace qui touchent des dizaines de milliers de personnes dans le monde. Enfin, il est estimé que près d’un million de personnes seront atteintes d’un cancer du foie en 2025, et étant donné l'importance de CD44 dans l'absorption du fer dans les cellules cancéreuses, ce dernier pourrait constituer une nouvelle cible thérapeutique intéressante.
Procédures
ANEMIE : Afin de mimer les conditions d'anémie, nous utiliserons deux méthodes disctinctes. Un groupe d'animaux aura un prélèvement sanguin de 500µl. Ce prélèvement ne sera réalisé qu’une seule fois et les souris seront euthanasiées 0 - 24h - 48h - 72h - 96h après. Un autre groupe d'animaux recevra deux injections d'un produit permettant la lyse des globules rouges. Les animaux seront sacrifiés 1 jour à 1 semaine après la deuxième injection. GLOBULES ROUGES : Pour mesurer la durée de vie des globules rouges, nous réaliserons une injection intraveineuse d'un marqueur fluorescent permettant de marquer les globules rouges. Afin de suivre l'évolution de la fluorescence, nous récupérerons quelques gouttes de sang au niveau de la queue le lendemain de l’injection du produit suite à une petite amputation (0.1mm). Ensuite, la plaie sera gratée 1 semaine, 2 semaines, 3 semaines et 1 mois après pour récupérer du sang. INFLAMMATION : Pour induire une inflammation aigue et passagère nous injecterons du LPS (produit dérivé bactérien). Les souris seront mises à mort 0 - 1h - 6h - 12h - 24h - 48h - 1 semaine après. HEPATOCARCINOME : Pour induire un cancer hépatique chez les souris, nous injecterons une fois par semaine un facteur pro-fibrotique pendant 6, 12, 18 ou 24 semaines selon les groupes de souris. Les souris sont euthanasiées à la fin des injections. ETUDE DES EMBRYONS : Accouplement des souris, puis euthanasie des femelles gestantes au jour embryonaire E14.5 afin d'étudier l'anémie des embryons.
Impact sur les animaux
Tout d'abord, pour limiter le stress induit par les manipulations chez les animaux, nous allons pour chacun d'entre eux, réaliser des habituations aux expérimentateurs pendant une souris (prise en main des souris, habituation à la voix et à l'odeur...). Les effets indésirables de son projet seront légers et modérés. Tout d'abord, le prélèvement sanguin va induire une légère anémie passagère chez les souris, ainsi qu'une faible douleur due au prélèvement jugulaire. L'injection du produit lysant les globules rouges va entrainer la perte d'une partie de ces cellules, mais les animaux récupèrent la quantité normale de globules rouges 1 semaine après l'injection. Il est nécessaire de placer les souris dans des boîtes de contention pour réaliser l'injection intraveineuse, ce qui entraine un stress chez les animaux. L'induction de l'inflammation systémique, atteint son pic entre 4h et 8h après l’injection, mais est rapidement résolue, avec un retour à la normale 48h après injection. La procédure d'étude de l'hépatocarcinome est la plus lourde, puisqu’elle entraine le développement d’un cancer du foie. L’état général des souris sera évalué quotidiennement et les animaux souffrants seront euthanasiés (prostration, poils ébouriffés, perte de poil…).
Devenir
Les animaux seront euthanasiés à l'issue des procédures, pour effectuer des prélèvement d'organes. Pour étudier le métabolisme du fer, il est nécessaire de récupérer le sang, pour réaliser des analyses des paramètres hématologiques ; ainsi que plusieurs organes impliqués dans l'homéostasie du fer (foie, rate, duodénum, moelle osseuse, rein). Ils seront récupérés pour analyse ultérieure en laboratoire : expression génique, protéique, histologie, par exemple.
Remplacement
Notre équipe a déjà pu établir que le transporteur CD44 permettait l'absorption du fer dans des cellules érythroïdes en culture. Les modèles in vitro ne permettent cependant pas de reproduire la complexité des mécanismes de régulation de l'homéostasie du fer. Les modèles de souris sont donc incontournables pour étudier précisément les mécanismes mis en place in vivo.
Réduction
L’expérience de la porteuse du projet dans les procédures que nous allons mettre en place nous permet d’optimiser le nombre d’animaux à analyser pour chacune de nos questions de recherche et le nombre de souris sera calculé a minima en tenant compte de la variance biologique des résultats. D'après l'anayse de la variance ANOVA univariée, suivie d'une analyse d'une comparaison multiple de Sidak, nous devrions utiliser 15 souris par lots afin d'obtenir une significativité statistique. De plus, afin de réduire le nombre d’animaux utilisés, nous allons prélever un maximum d’organes qui seront stockés à -80°C afin de pouvoir être réutilisés sans avoir à répéter les expériences in vivo. Nous sommes dans l'obligation d'utiliser des souris contrôle pour chacun de nos élevages car les fonds génétiques sont différents.
Raffinement
Afin de suivre la directive européenne 2010/63/UE, un enrichissement sera rajouté aux animaux. A savoir, des igloos et des carrés de coton pur ou du papier absorbant permettant aux animaux de faire une nidation. Une étude rétrospective sera effectuée à la fin de chaque expérience pour déterminer les possibilités de diminution du nombre d'animaux et/ou d'amélioration des procédures pour diminuer la souffrance animale. Durant toute la période d’expérimentation, l’état général des animaux sera observé au minimum une fois par semaine. Pour chaque procédure, des points limites ont été définis pour limiter la douleur, la souffrance ou l’angoisse de l’animal et l'animal sera euthanasié s’il présente un de ces points limites d’arrêt de la procédure. De plus, les personnes responsables du projet ont été formées à l’utilisation des animaux à des fins scientifiques ; elles garantissent de la formation et de l’encadrement des autres expérimentateurs impliqués dans les procédures expérimentales. L’apprentissage et la maitrise des gestes techniques sont reportés dans les livrets de compétences des personnes concernées.
Choix des espèces
La souris est une espèce animale qui permet de développer de nombreux modèles mimant plusieurs pathologies humaines, et notamment c'est l'espèce qui reproduit le mieux le métabolisme du fer humain. De plus, cette espèce présente de nombreux intérêts pratiques qui justifient son utilisation comme modèle dans nos projets de recherche, notamment, de faibles coûts, un cycle reproductif court, une croissance rapide, une facilité de transport, une facilité de manipulation, et enfin une bonne adaptabilité aux conditions expérimentales. Enfin, notre projet de recherche est basée sur l'utilisation de souris génétiquement modifiées et aucune autre espèce animale n'est disponible. Nous utiliserons des souris adulte, âgées de 8 à 32 semaines selon les procédures. Nous étudierons également le développement embryonnaire.
Maintien de lignées murines mutées pour le gène Apc
- Recherche fondamentale
- Oncologie
- Système gastrointestinal
2 640 souris vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, pour entretenir une lignée mutée pour le gène Apc qui développe spontanément des tumeurs intestinales. Elles sont identifiées par tatouage et biopsie d'oreille avant sevrage. Le porteur indique que les mâles servent une fois à la reproduction puis sont tués pour éviter la souffrance liée aux tumeurs, que les souris sauvages sont tuées et que les femelles mutées partent vers d'autres protocoles. Il maintient ce modèle pour tester le pouvoir pro-carcinogène de bactéries et affirme que le recours à l'animal reste "nécessaire".
Objectifs
De plus en plus de données de la littérature suggèrent que les bactéries du microbiote intestinal (c’est-à-dire des bactéries hébergées dans notre tractus digestif) pourraient être impliquées dans le développement du cancer colorectal (CCR). En collaboration avec le service hospitalier de chirurgie digestive, le laboratoire a identifié des bactéries retrouvées à haute fréquence au sein des tumeurs colorectales humaines. Des expérimentations menées in vitro nous ont permis de sélectionner des bactéries potentiellement pro-carcinogènes. Nous souhaitons valider ces souches dans un modèle murin. Cependant, les souris ne développent aucun CCR de façon spontanée. Le modèle murin de CCR disponible est le modèle Apc/Min. Ces animaux présentent une mutation génétique induisant le développement spontané d’un cancer intestinal. Le but de cette demande est d'entretenir la lignée Apc/Min de manière à pouvoir tester régulièrement le pouvoir pro-carcinogène de différentes souches bactériennes d'intérêt. Par ailleurs, nous nous intéressons également au rôle de l'autophagie (un processus cellulaire permettant de dégrader entre autres, les bactéries ayant pénétré à l’intérieur de la cellule) dans le développement du CCR lors d'infections bactériennes. En effet, ce processus semble impliqué dans l'initiation/progression de plusieurs cancers dont les CCR. Pour cela, nous devons entretenir une lignée Apc/Min dans laquelle un gène crucial pour la mise en place de l'autophagie a été délété. Ce projet nous permettra de répondre à plusieurs questions : (i) nous déterminerons quelles bactéries sont potentiellement pro-carcinogènes et (ii) nous déterminerons si l'autophagie joue ou non un rôle dans ce processus.
Bénéfices attendus
Notre demande a pour objectif de pouvoir maintenir dans notre animalerie des souris Apc/Min et Apc/Min déficientes pour l'autophagie soit dans les cellules épithéliales intestinales soit dans la lignée myéloïde. Cette demande s'inscrit dans un projet qui a pour but de tester le pouvoir pro-carcinogène de diverses souches bactériennes (cette seconde partie faisant l'objet d'une demande spécifique d'autorisation APAFiS). Nous espérons ainsi identifier quelles sont les souches et éventuellement leurs toxines qui aggraveraient la pathologie et comprendre si l'autophagie est impliquée. Ainsi, sur le long terme, nos travaux pourraient permettre de comprendre comment les bactéries impactent le développement du cancer colorectal mais également d’identifier des bactéries à surveiller plus particulièrement chez les patients susceptibles de développer un cancer colorectal.
Procédures
Les animaux seront identifiés par un tatouage. Cette manipulation ne prend pas plus de 20 secondes. Une biopsie d'oreille sera prélevée de manière à effectué le génotypage. Cette manipulation ne prend pas plus de 20 secondes. Ces 2 interventions se feront sur animaux vigiles âgés de 20 jours maximum.
Impact sur les animaux
Les souris Apc/Min sont des souris mutantes (suite à une exposition à des radiations) qui développent spontanément des tumeurs intestinales. En règle générale, ces animaux développent en moyenne 2 tumeurs colorectales. Ces animaux peuvent vivre 5-6 mois sans être affectés par le développement des tumeurs. Ceci implique néanmoins un taux de renouvellement « élevé » des mâles reproducteurs. Ils serviront 1 fois à la reproduction puis seront mis à mort pour éviter toute souffrance due au développement de la tumeur. D’expérience ce renouvellement permanant des mâles Apc/Min reproducteurs prévient totalement la gêne/souffrance occasionnée par le développement tumoral. Cependant, nous suivrons attentivement les animaux et un système de score a été mis en place de manière à limiter au maximum la souffrance et définir des points limites (cf annexe).
Devenir
Cette demande vise à maintenir dans notre animalerie le modèle Apc/Min que nous utilisons dans des protocoles expérimentaux. Les mâles Apc/Min seront utilisés pour remplacer les anciens reproducteurs. Les souris sauvages seront mises à mort. Les femelles Apc/Min seront utilisées à des fins expérimentales.
Remplacement
Le but de cette demande s'inscrit dans une démarche visant à déterminer le pouvoir pro-carcinogène de souches bactériennes ainsi qu'une meilleure compréhension des mécanismes mis en jeu (notamment l'autophagie). De manière à limiter au maximum l’utilisation d’animaux, les souches bactériennes potentiellement d’intérêt sont testées in vitro. Nous recherchons des signatures pouvant laisser penser à un effet pro-carcinogène et plus précisément les dommages dans l’ADN et/ou des modifications significatives du cycle cellulaire. Uniquement des souches validées pour ces paramètres seront testées chez l’animal. Le recours à l’animal reste nécessaire car il nous permet de valider si effectivement la bactérie favorise le développement du cancer colorectal et d'apprécier l'impact d'une autophagie fonctionnelle ou non sur le développement de la pathologie.
Réduction
Le nombre de cages de reproduction est réduit au maximum de manière à nous assurer le maintien de la lignée.
Raffinement
Le milieu sera enrichit à l’aide de maisons en carton ou en plastique. Les animaux ne seront jamais isolés et toujours en groupe. Lors des reproductions nous mettrons 1 mâle en présence de 2 femelles. Un suivi quotidien des animaux par des expérimentateurs habitués à ce modèle sera effectué de manière à repérer toute détresse animale. De plus, nous utilisons un système de score (présenté en annexe) dont les paramètres sont : l'apparence, le comportement naturel, l'hydratation, les signes cliniques, et le comportement provoqué.
Choix des espèces
L'étude du CCR en modèle animal se fait toujours sur des souris. Cependant, ces animaux ne développent pas spontanément de CCR. Deux grands modèles existent : -modèle génétique : mutation du gène Apc. C'est ce modèle que nous avons choisi car ces animaux présentent une mutation du gène Apc comme les patients, en faisant de ce fait un bon modèle. -modèle inflammatoire : AOM/DSS. Association d'un carcinogène (AOM) et d'un agent induisant une inflammation colique: le DSS. Ce modèle sert surtout pour mimer le développement d'un CCR chez les patients souffrant de maladies inflammatoires chroniques de l'intestin (une population à haut risque de développer un CCR). Pour la reproduction, nous utiliserons des animaux matures sexuellement. Les mâles Apc/Min seront sacrifiés après leur première reproduction de manière a éviter que le développement du cancer n'affecte leur bien être
Régulation de l’homéostasie et du développement épithéliale par la membrane basale
- Recherche fondamentale
- Oncologie
- Système endocrinien
- Système gastrointestinal
402 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Elles reçoivent du tamoxifène par gavage ou injection pour éteindre un gène, puis des injections destinées à marquer les cellules, y compris des souriceaux nouveau-nés gavés tous les deux jours. Le porteur indique que ces manipulations peuvent entraîner une perte ou une prise de poids, une diarrhée et une déshydratation. Il relève de la recherche fondamentale sur la membrane basale de l'intestin, utilise des organoïdes "dans la mesure du possible" mais affirme qu'ils ne reproduisent pas cette membrane.
Objectifs
L'épithélium intestinal est une barrière qui protège l'organisme de l'environnement hostile de la lumière intestinale. Il empêche le passage des toxines, des agents pathogènes et des déchets tout en permettant l'absorption des nutriments et des ions. Pour maintenir l'intégrité du tissu, l'ensemble de l'épithélium est remplacé en 3 à 5 jours chez la souris. L'épithélium recouvre les villosités, des protubérances en forme de doigts qui s'avancent dans la lumière de l'intestin, et les cryptes, des invaginations qui descendent dans le tissu conjonctif de l’épithélium. Si la formation initiale de l'intestin est un processus embryonnaire, les grands changements morphologiques tel que l'invagination des cryptes, ne se produisent que pendant la période postnatale. Tout au long de leur vie, les cellules épithéliales restent attachées à la membrane basale (BM). Elle est composée principalement de protéines qui s'auto-assemblent pour former une structure en forme de feuille. La BM fournit un support structural à l'épithélium, favorise l'attachement des cellules et maintient le sens des cellules. Cependant, la composition des protéines de la BM n'est pas uniforme, elle change tout au long de la vie et de la maladie. Le rôle que joue la composition de la membrane basale dans le comportement des cellules épithéliales reste inexploré. Les cellules épithéliales intestinales présentent un cycle de vie étroitement régulé. Les cellules souches se divisent dans les cryptes et se différencient en cellules sécrétrices et absorbantes à la sortie des cryptes. Les cellules migrent ensuite activement vers l'extrémité de la villosité, où elles meurent après s'être détachées de la BM. Nous ne savons pas ce qui détermine les limites des cellules en division dans la crypte, limite la perte des cellules à l'extrémité de la villosité, caractérise les signaux qui guident la migration des cellules et déclenche le commencement de la migration cellulaire au cours de la vie de l'animal. Dans ce projet, nous visons à évaluer le rôle de certaines des protéines qui composent la membrane basale sur le comportement des cellules pendant le développement postnatal et la vie adulte.
Bénéfices attendus
Différentes pathologies sont possibles lorsque l'homéostasie intestinale n'est pas maintenue. Il s'agit notamment de problèmes digestifs, de maladies inflammatoires de l'intestin et de cancers. L'implication de la membrane basale dans ces pathologies n'a pas été étudiée. Comprendre le rôle de la membrane basale dans le maintien de l'homéostasie peut apporter un éclairage nouveau sur des pathologies connues. Bien que ce projet relève de la "recherche fondamentale", la compréhension du rôle régulateur de la membrane basale en général et de la Laminine 5 en particulier dans la régulation de l'homéostasie intestinale peut offrir de nouvelles pistes pour la recherche de pathologies dans l'intestin et, par conséquent, pour la découverte de nouvelles voies de traitement.
Procédures
Dans la première procédure, l’élimination ciblée du gène d’intérêt sera générée par l’administration de tamoxifène par gavage oral ou par injection IP. Pour la suppression complète, le tamoxifène sera administré une fois par jour pendant 5 jours consécutifs à des souris adultes. Pour l’élimination à long terme des gènes de la membrane basale, nous mettrons également en œuvre un régime d’administration à long terme de tamoxifène à l’aide d’aliments contenant du tamoxifène. La nourriture tamoxifène remplacera la nourriture normale pendant 4 à 12 semaines. Jusqu’à 54 heures avant la mise à mort de l’animal, les souris seront injectées une fois avec un produit non irritant ni toxique pour marquer les cellules proliférantes et suivre leur migration vers le haut des villosités. 2 heures avant de mettre à mort l’animal, les souris seront injectées une fois (selon la première injection) pour marquer les cellules proliférantes. Dans la deuxième procédure, des expériences similaires seront réalisées sur des souris néonatales. Les animaux seront gavés 2 à 3 fois toutes les 48h.
Impact sur les animaux
Les nuisances attendues suite à l’administration de produits non toxiques et non irritants seront celles liées aux administrations elles-mêmes : gêne de courte durée au point d’injection ou gêne de courte durée dans la gorge lors des gavages. Suite à l'administration de ces produits, nous nous attendons à observer des changements dans l’intestin et l’épithélium intestinal des souris. Ces changements pourraient entraîner une perte ou un gain de poids, une diarrhée et une déshydratation ou une constipation.
Devenir
Tous les animaux seront mis à mort pour des analyses post-mortem.
Remplacement
L'intestin est un système physiologique complexe impliquant de nombreux composants : bactéries, sang, lymphatiques, neurones, tissu conjonctif, membrane basale et différents types de cellules. L'objectif principal de ce projet étant d'identifier la régulation de la membrane basale sur l'homéostasie et le développement de l'intestin, la réduction du système in vitro pourrait nous empêcher d'identifier les effets régulateurs sur les différentes parties qui composent l'intestin. Nous utiliserons des organoïdes dans la mesure du possible, mais ils ne peuvent pas répondre à toutes nos questions de recherche car il n'existe aucun moyen de reproduire la membrane basale in vitro, mais seulement certains de ses composants de base. Pour l'utilisation des organoïdes, nous produirons un stock d'organoïdes provenant des mêmes souris mutantes et de type sauvage pour les études de fonctionnalisation in vitro. Ces organoïdes peuvent être étendus, presque indéfiniment, pour optimiser le nombre d'animaux.
Réduction
Le nombre d’animaux utilisés est ajustés au plus bas mais compatible avec l’obtention de résultats statistiquement fiables. Tous les animaux, quel que soit leur génotype et leur sexe seront utilisés, ce qui permet d’avoir à la fois des animaux contrôles et des animaux d’intérêts. Pour réduire la variabilité de l'échantillon, nous utiliserons autant que possible des compagnons de portée. Des expériences pilotes seront menées sur un petit nombre d'animaux afin de déterminer les conditions expérimentales optimales. Les tissus extraits seront utilisés pour des expériences multiples afin de réduire le nombre d'animaux utilisés. Les croisements de souris seront optimisés pour produire le plus grand nombre d'animaux de tous les génotypes d’intérêt. Plusieurs types d'analyses seront effectués sur la même souris, comme le suivi de la prolifération, de la migration. Ces souris seront également utilisées pour l'histologie et l'immunofluorescence. Cela permettra de réduire le nombre de souris nécessaires pour ces procédures. Des outils statistiques seront utilisés pour déterminer le nombre minimal de souris nécessaires pour chaque expérience, afin de produire des résultats statistiquement significatifs.
Raffinement
Il n’y a pas besoin d’analgésique ou d’anesthésiant puisque l’administration de tamoxifène se fera par voie orale avec l’aide d’une canule souple en plastique non traumatisante. Pour les injections intrapéritonéale, une administration d’analgésique ou d’anesthésiant reviendrait à faire subir l’injection 2 fois. Aucun change de cage ne sera effectué la première semaine après la naissance afin de limiter le stress. De plus, la mère sera manipulée à chaque fois avant les souriceaux, afin d’y incorporer son odeur sur les gants, pour éviter tout risque d’abandon par la mère. La bonne prise en charge des souriceaux par la mère sera vérifiée Les procédures décrites ont un faible impact sur le bien-être des animaux. Néanmoins, comme il s'agit d'un nouveau modèle génétique pour l'ablation de gènes, nous ne pouvons pas déterminer si l'ablation du gène entraînera un phénotype nocif. Par conséquent, les animaux seront surveillés quotidiennement pendant l'administration du tamoxifène. Pour l'effet à long terme, les animaux seront surveillés tous les 3-4 jours. Leurs poids, ainsi que leur comportement général et leur apparence seront notés et les signes d'inconfort selon la grille de score seront évalués. Si des signes de douleur sont identifiés, l'animal sera mis à mort dans les 24 heures.
Choix des espèces
Il n’est pas possible d’étudier le développement des tissus intestinaux à partir d’études in vitro, le seul moyen intéressant reste l’utilisation d’un modèle évolutif et ressemblant au modèle humain, comme c’est le cas pour la souris. La souris de laboratoire est largement utilisée dans la recherche gastro-intestinale. Ses similitudes avec l'Homme, tant au niveau génétique qu'au niveau de la physiologie, de la morphologie et de la structure de l'organe, font qu'il est facile de relier les résultats obtenus chez la souris à ceux obtenus chez l'Homme. En outre, la disponibilité d'une variété d'outils génétiques, ainsi qu'un assemblage complet et annoté du génome, de même qu'une reproduction rapide en font un bon modèle pour ce projet. Une petite cohorte de 5 animaux nouveau-nés de chaque groupe d'âge : P2, P7, P14, P21 sera utilisée pour tester le rôle de la membrane basale sur le développment de l’intestin. À ces âges, la morphologie de l'intestin change considérablement, et nous aimerions tester l’implication de la membrane basale dans ces changements. Pour tester l'effet de la perte de Lama3 pendant l'homéostasie, nous utiliserons des souris adultes âgées de 2 à 4 mois. À cet âge, le système intestinal est considéré comme mature et sa fonction est connue, ce qui constitue une bonne base de comparaison lorsque nous modifions la composition de la membrane basale.
Effets d’un traitement aux glucocorticoïdes et à un inhibiteur de LSD1 dans un modèle inflammatoire au Dextran Sulfate Sodium (DSS)
- Recherche fondamentale
- Oncologie
- Système endocrinien
- Système gastrointestinal
80 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré à sévère. Elles développent une inflammation de l'intestin par ingestion de Dextran Sulfate Sodium pendant six jours, avec saignements, douleur intestinale, déshydratation et perte de poids, puis reçoivent des injections de dexaméthasone et des gavages d'un inhibiteur de LSD1. Le porteur indique ne prévoir ni anesthésie ni analgésique, la buprénorphine interférant avec la réaction inflammatoire étudiée, et ne traiter les animaux que si au moins trois d'un même groupe atteignent un score de douleur élevé. Il conclut que le recours à un "organisme entier" est "nécessaire" et présente la souris comme un modèle de référence proche de l'intestin humain.
Objectifs
Les glucocorticoïdes sont de puissants agents anti-inflammatoires utilisés pour traiter les maladies inflammatoires chroniques telles que l’asthme, l’arthrite rhumatoïde, ou les maladies inflammatoires chroniques de l'intestin. Néanmoins leur usage à long terme provoque de nombreux effets secondaires comme la fonte musculaire. Nous avons récemment montré que les effets délétères des glucocorticoïdes sur la masse musculaire étaient renforcés par une protéine nommée LSD1. Au niveau pharmacologique, l’injection de glucocorticoïdes combinée à la prise d’un inhibiteur de LSD1, le CC-90011, permet une réduction de la perte de muscle tout en conservant les effets anti-inflammatoires des glucocorticoïdes, ce qui présenterait un réel bénéfice pour les patients. Ces observations ayant été obtenues dans des conditions endogènes, nous souhaitons maintenant savoir si les effets anti-inflammatoires des glucocorticoïdes sont conservés dans un modèle d’inflammation de l'intestin.
Bénéfices attendus
Ces résultats nous permettront de déterminer les effets d'un traitement à la Dexaméthasone sur l'inflammation intestinale, et si un co-traitement avec le CC-90011 interfère avec les effets anti-inflammatoires des glucocorticoïdes. Contrôler l'activité du récepteur aux glucocorticoïdes en modulant celle des co-régulateurs tels que LSD1 ouvrira ainsi de nouvelles perspectives pour réduire les effets indésirables induits par les traitements aux glucocorticoïdes et améliorer le bien être des patients.
Procédures
Les animaux vont développer une inflammation de l'intestin par administration de Dextran Sulfate Sodium (DSS) dans l'eau de boisson pendant 6 jours. Ils subiront 3 injections par voie intrapéritonéale d'un glucocorticoïde, la Dexaméthasone, (1 min/ souris) afin de réduire l'inflammation et 3 gavages avec un inhibiteur de LSD1, le CC-90011, (1 min/ souris) qui permet de limiter les effets secondaires des glucocorticoïdes.
Impact sur les animaux
L’inflammation chronique peut conduire à des saignements du fait de l'inflammation associés à une douleur intestinale, une déshydratation et une perte de poids de l’animal. Ce traitement dure 6 jours et les premiers effets sont observables en général au 3è jour. L’injection de Dexaméthasone par voie intrapéritonéale prend moins d'une minute par animal. Ces injections répétées (3 par souris) peuvent exceptionnellement causer des infections au niveau du site d'injection. Le gavage peut rarement conduire à des fausses routes et à une irritation. Les différentes administrations de traitement pourront éventuellement générer un stress chez l'animal ainsi qu'une douleur au niveau du site d'administration.
Devenir
L’ensemble des animaux sera mis à mort à la fin de la procédure pour des études moléculaires et histologiques.
Remplacement
Afin de déterminer les effets d’un traitement simple ou combiné avec des glucocorticoïdes et l'inhibiteur de LSD1 CC-90011 sur l’inflammation intestinale, le recours à un organisme entier est nécessaire. Par ailleurs, de nombreux facteurs et hormones interviennent dans l’homéostasie tissulaire. Ainsi, il est nécessaire d’utiliser un modèle in vivo afin que tous les facteurs physiologiques pouvant intervenir dans ce processus soient pris en compte. A ce titre, la souris est un modèle de référence. En effet, l'histologie de l’intestin de la souris est similaire à celle de l'homme.
Réduction
Le modèle d'inflammation et les traitements aux glucocorticoïdes sont maitrisés au laboratoire, permettant ainsi la mise en place d’expérimentations de qualité et raffinées sur un nombre limité d'animaux. Dans ce but, une même souris sera utilisée pour les analyses moléculaires et histologiques. Le paramètre limitant pour le nombre de souris est l’analyse moléculaire, pour laquelle les études montrent qu’il faut 10 animaux par condition pour détecter la différence escomptée à l’aide d’un test statistique approprié au risque de se tromper de 5%.
Raffinement
Le personnel qui effectuera les gestes techniques est formé et compétent. Les expérimentations prévues dans ce protocole seront exécutées sur l'animal vigile. Le risque d’infection sera pris en considération au niveau de la zone d’injection des glucocorticoïdes en vérifiant la présence d'un éventuel abcès. Cependant, l’injection de Dexaméthasone n'est en général pas problématique pour l'animal. Le risque de fausse route au moment du gavage sera également pris en compte en évitant de mettre l'animal sur le dos et en lui délivrant lentement le liquide contenu dans la seringue. La sévérité de la procédure impliquera une surveillance stricte des souris. Ainsi, les animaux seront observés et pesés quotidiennement. L’état de chaque souris sera référencé dans un tableau comprenant des indicateurs comportementaux et physiologiques permettant de détecter la souffrance des animaux. Les paramètres utilisés seront le poids, l’abondance de diarrhées, la posture de l’animal, l’état de son pelage, son activité. Ces indicateurs nous permettront d’anticiper toute souffrance inutile, et d’intervenir au plus vite afin d’améliorer le bien-être de l’animal. Cette évaluation sera faite en conditions normales d'hébergement avec enrichissement et en maintenant les liens sociaux entre les animaux. Travaillant sur l’inflammation, nous n'avons pas prévu d'anesthésier les souris, ni de leur administrer d'analgésiques. En effet, la Buprénorphine est connue pour interférer avec la réaction inflammatoire. Cependant, si au moins trois animaux d'un même groupe atteignent un score de pathologie trop élevé, ensemble des animaux sera traité à la Buprénorphine afin de ne pas générer de biais dans l'expérience.
Choix des espèces
Les effets des glucocorticoïdes sur un type cellulaire donné impliquent des voies de signalisation complexes ainsi que le microenvironnement cellulaire. Il en va de même pour les mécanismes d’inflammation. Ainsi, l'utilisation de modèles cellulaires reste limitée. La souris présente un intérêt particulier pour l'administration de traitements pharmacologiques du fait de sa facilité de manipulation, mais aussi de la similarité avec l'homme, tant au niveau histologique qu'au niveau du type de réponse aux traitements. Le projet s’intéresse au rôle des glucocorticoïdes dans l’organisme adulte. Les animaux seront donc traités entre 10 et 13 semaines d'âge.