Système musculosquelettique

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Souris : 720
Souffrances
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 720

Nourries huit à dix semaines avec un régime qui déclenche myotonie et faiblesse musculaire, injectées seize fois en huit semaines, soumises à une myotoxine qui abîme le muscle et à trente séances de course sur tapis roulant de quarante-cinq minutes, 720 souris subissent des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Une partie passe aussi par une chirurgie de mesure de la force musculaire. Le porteur écrit que les modèles murins existants de la dystrophie myotonique de type 1 ne reproduisent que partiellement les anomalies observées chez les patients, et qualifie dans la même phrase le développement de nouveaux modèles murins d'"étape incontournable". Toutes les souris sont tuées pour prélever deux muscles, parfois trois, ce que le porteur juge "indispensable" pour mener ces recherches.

Objectifs

La Dystrophie Myotonique de type 1 (DM1) est une maladie neuromusculaire fréquente chez l’adulte, qui provoque des troubles musculaires, cardiaques et neurologiques particulièrement invalidants. Elle est causée par une anomalie génétique qui résulte de la répétition excessive d’une courte séquence d’ADN (répétitions CTG -variant de 50 à plus de 1500 répétitions chez les patients) ce qui provoque diverses dysfonctions cellulaires en perturbant le fonctionnement de certaines protéines essentielles. Ces perturbations affectent de nombreux processus cellulaires, dont certains sont directement liés aux symptômes observés chez les patients. Cependant, d’autres mécanismes moléculaires et cellulaires contribuent probablement à cette pathologie complexe. À ce jour, il n’existe pas de traitement permettant de guérir la DM1.

Bénéfices attendus

La Dystrophie Myotonique de type 1 (DM1) est la dystrophie musculaire la plus fréquente chez l’adulte, touchant environ 1 personne sur 8 000. Elle se manifeste par une faiblesse musculaire progressive, une raideur des muscles (myotonie), ainsi que des atteintes cardiaques, respiratoires et neurologiques. Ces symptômes affectent le quotidien des patients et peuvent progressivement réduire leur autonomie. A ce jour, aucune thérapie n’est disponible pour soigner cette maladie génétique. Ce projet vise à mieux comprendre les mécanismes moléculaires à l’origine de la pathologie en disséquant les processus physiopathologiques musculaires des patients DM1. Ces études sont pré-requises pour le développement de thérapies ciblées.

Procédures

Certains lots d'animaux seront soumis à un régime alimentaire spécial pendant 8 à 10 semaines (animal vigil, prise alimentaire spontanée), d'autres subiront une injection à raison de 2 fois par semaines pendant 8 semaines (animal vigil, 16 injections maximum, 30 secondes). Certains lots d'animaux auront une injection (animal sous anesthésie et analgésie, 1 injection, 3 minutes) et d'autres effectueront un exercice sur tapis de course (animal vigil, 30 fois, 45 minutes). Enfin, certains animaux seront soumis à une intervention chirurgicale pour la mesure de la force musculaire (animal sous anesthésie et analgésie, 1 fois, 30 minutes).

Impact sur les animaux

Le régime alimentaire spécial donné aux souris génétiquement modifiées induira un phénotype tel que la myotonie (défaut momentané de relaxation musculaire après une contraction) et de la faiblesse musculaire provoquant une baisse générale d'activité. Les injections en intrapéritonéales étalées sur 8 semaines pourraient induire une légère douleur au point d’injection et un stress léger lors des manipulations, tout comme la contention nécessaire à l’injection ou les manipulations lors des mesures du poids effectuées deux fois par semaines à partir du début des injections. Les différents traitements sont connus, mais pourraient avoir des effets indésirables dans de rare cas tels que des diarrhées ou une perte de poids. D’autres effets indésirables de notre expérimentation concernent les dommages musculaires dues à l’injection de myotoxine. Ils peuvent être une infection de la peau au site d’injection et une douleur post-dommage du muscle. Les courses sur tapis roulant pourront engendrer un stress et une fatigue transitoire. Les anesthésies, effectuées dans le cadre de certains actes invasifs, peuvent induire dans de rare cas une hypothermie, une détresse respiratoire, voire un arrêt cardio-respiratoire.

Devenir

À la fin du projet, tous les animaux seront euthanasiés, car nous devons prélever leurs muscles pour les analyser. Ces analyses permettent d’étudier les effets de la maladie sur le muscle et sa capacité à se régénérer. Nous examinons généralement deux muscles par souris (parfois un troisième selon les besoins), ce qui rend l’euthanasie indispensable pour mener ces recherches.

Remplacement

Les modèles in vitro de cellules musculaires restent imparfaits puisqu’ils ne reproduisent pas le contexte tissulaire adulte de la fibre musculaire qui est une cellule hautement spécialisée et différenciée. La compréhension des mécanismes à l’origine de la DM1 nécessitent d’avoir recours à des modèles animaux de cette pathologie qui expriment la mutation DM1 et reproduisent la pathologie au niveau moléculaire et physiologique. A ce jour, les modèles murins de la DM1 existants ne reproduisent que partiellement les anomalies moléculaires et physiologiques observées chez les patients. Le développement de nouveaux modèles murins de la DM1 présentent davantage de similitudes avec la pathologie chez l'homme est un enjeu majeur et une étape incontournable dans la compréhension de la pathologie humaine.

Réduction

Pour ce projet, un maximum de 720 animaux sera utilisé. Le nombre d’animaux à utiliser par groupe est de 15, soit 720 au total dans le cadre de ce projet. La taille des effectifs a été établie grâce à nos études précédentes et à un calcul de puissance. Des tests statistiques seront réalisés pour permettre l'interprétation fiable des résultats. Afin d'optimiser et de réduire le nombre d'animaux, tous les animaux avec le génotype d'intérêt seront analysés, sans distinction de sexe. Les souris seront analysées in vivo et in situ et les tissus seront prélevés post-mortem et conservés pour des expériences ultérieures éventuelles.

Raffinement

Dans le but de raffiner le protocole et, en conformité avec la réglementation, toutes les précautions seront prises afin de réduire à son maximum le stress et la souffrance animale. L’entretien des souris ainsi que les différents protocoles expérimentaux seront assurés par du personnel qualifié et le bien-être des animaux est amélioré par la mise en place d’un enrichissement de milieu (carré de lanière kraft et bâtonnet en bois). Les animaux sont stabulés en portoirs ventilés avec un système d’abreuvement automatique et un accès ad libitum à la nourriture. Les conditions de température et d’hygrométrie sont contrôlées et monitorées. Le cycle d’éclairage est de 12h par jour. Les animaux sont hébergés avec leurs congénères et l'hébergement individuel est évité au maximum. Dans le but de réduire la souffrance et le stress des animaux, une habituation aux gestes de contention et d’injection sera faite avant le début des injections. Une attention particulière sera apportée sur la manipulation douce des cages et des animaux lors des contentions et injections successives. Une phase d’acclimatation sera réalisée avant le début des séances d’exercice sur tapis roulant. La durée et la vitesse sont adaptées à chaque souris de façon à ce qu’elle ne soit pas épuisée et puisse réaliser la totalité de la séance. Les injections ainsi que les mesures de force in situ seront réalisées sous anesthésie générale, et l'administration d'un analgésique sera effectuée 30 minutes avant l'anesthésie. Enfin, un suivi du bien-être des animaux et des points limites seront réalisés quotidiennement. En cas d’effet indésirables observés tel que des diarrhées, l’apport d’aliment et une source de nutrition hydratée sera proposé.

Choix des espèces

Dans cette étude, nous générons et ré-utilisons des modèles murins développés par d'autres chercheurs. Le choix de cette espèce est pertinent car la structure et la fonction du muscle est très proche entre l'humain et la souris. Le projet vise à étudier les défauts liés à la dystrophie myotonique de type 1, pathologie qui se développe chez l’adulte. Chez la souris, la maturation du muscle continue jusqu'à 8 semaines après la naissance. Les souris portant le génotype d'intérêt seront donc utilisées sevrées et adultes âgées de 8 semaines au minimum au début des procédures.

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    • Éthologie / comportement / biologie animale
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Souris : 3072
Souffrances
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▲ 768
▲ 2304
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Devenir
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 3072

3 072 souris vont être utilisées, 2 304 dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré et 768 un niveau léger, toutes tuées pour prélèvement de tissus. Porteuses des mutations SOD1, FUS ou TDP43, elles subissent un prélèvement de tissu avant dix jours de vie pour le génotypage, un régime spécial pouvant durer soixante jours, une chirurgie de trente minutes, puis deux semaines seules en cage pour mesurer leur métabolisme et leur sommeil. Le porteur présente le régime hypercalorique comme prolongeant le bien-être des souris malades, alors qu'il sert d'abord à décrire les voies moléculaires de la maladie qui leur a été donnée. Il attend chez les SOD1 une paralysie qui gagne les pattes arrière puis avant et une perte de poids jusqu'à 20 %, et annonce un suivi quotidien des capacités motrices à partir de quatre-vingt-dix jours, sans dire à quel stade elles sont tuées.

Objectifs

La sclérose latérale amyotrophique représente la maladie neurodégénérative la plus répandue du système moteur chez l'adulte. Actuellement, elle demeure incurable et invariablement mortelle, généralement dans un délai de 2 à 5 ans après l'apparition des premiers symptômes, principalement en raison de l'insuffisance respiratoire. La sclérose latérale amyotrophique se manifeste sous des formes sporadiques et familiales, avec des modifications de gènes identifiés. Notre objectif est de comprendre les mécanismes génétiques et cellulaires observés dans la maladie lors de la phase avant l’apparition des symptômes moteurs. Lors de cette phase on observe des troubles du sommeil ainsi qu’une perte de poids. Pour atteindre l'objectif de l'étude, nous utiliserons des modèles souris qui présentent les différentes mutations identifiées à savoir SOD1, FUS et TDP43 couvrant la majorité des formes de sclérose latérale amyotrophique.

Bénéfices attendus

A l’heure actuelle, seul un traitement est proposé aux patients atteints de SLA, lorsque le diagnostic de la maladie est clairement établi, un processus qui peut prendre plusieurs mois. L’efficacité est très faible puisqu’il ne permet d’augmenter la durée de vie des patients que de quelques mois. Le régime hypercalorique a montré son efficacité sur les patients avec un progression rapide, cependant les patients le tolère très mal psychologiquement. De plus, nous n’avons pas de mécanisme cellulaire, moléculaire ou génétique l’expliquant cet effet dans les patients. Étudier le régime hypercalorique dans les modèles préclinique murin permettra de décrire ces voies et de mettre en place des traitements. Ceux-ci cibleront spécifiquement des voies cellulaires de façon pharmacologique sans passer par un régime que les patients n’arrivent pas à suivre. Ce projet permettra de mettre en évidence de nouveaux cible thérapeutiques spécifiquement pour retarder des symptômes chez les patients atteints de SLA.

Procédures

Les animaux auront en totalité un régime spécial depuis l’âge de 35-40 jours jusqu’à environ vers 100 jours de vie chez les SOD1 (variations interindividuelles). Pour les FUS et TDP43 un traitemant par régime sera proposé vers 4 mois ou vers 10-12 mois pour une durée maximale de 60 jours. Une chirurgie de 30 minutes sur animal anesthésie et suivi d'un isolement de 2 semaines pour les mesures du métabolisme et du sommeil (une semaine de calibration et une semaine de mesure). Un prélevement de tissue sera réalisé avant l'âge de 10 jours sur les nouveaux-nés vigils afin de les caractériser génétiquement.

Impact sur les animaux

La SLA n’est pas décrite comme douloureuse dans les modèles et chez les patients. La chirurgie peut entraîner une perte de poids, une inflammation et du stress. L’évolution de la pathologie sera établie en fonction d’une échelle définie au laboratoire (scoring). Un développement d’atteintes motrices et une mort précoce typiques de la SLA est attendu chez les souris SOD1. Une perte de poids qui commence aux alentours de 75 jours et peut atteindre 20% au cours du temps, et des symptômes moteurs qui apparaissent aux alentours de 90 jours par des problèmes d’extension des pattes arrières, suivis d’une paralysie progressive qui touche d’abord les pattes arrières puis les pattes avants. Un régime hypercalorique ne génère aucune douleur ni souffrance, mais au contraire prolonge le bien-être des animaux malades en limitant la perte de poids. Ce régime est bénéfique chez les animaux malades et peut développer une légère obésité sans autres problème métabolique chez les animaux sauvages. Le prélevement nécéssaire à la caractérisation génétique des nouveaux-nés peut induire une douleur et un stress de courte durée.

Devenir

Mise à mort pour prélèvement de tissus.

Remplacement

La SLA est une maladie neurodégénérative complexe qui affecte différents types de neurones le long de l’axe moteur, et implique la participation de divers types cellulaires neuronaux et non-neuronaux, telles les cellules gliales et les muscles striés. Notre projet va étudier les mécanismes neuronaux de l’hypothalamus impliqués dans la perte de poids chez les modèles expérimentaux de SLA ainsi que leur traitement par le régime riche. Cette approche n’est donc réalisable qu’in vivo, sur l’organisme entier.

Réduction

Le nombre d’animaux qui sera utilisé est basé sur des observations faites dans le laboratoire par des études préliminaires ce qui a permis de calculer la puissance statistique, d’éviter les biais de taille d’effet (nombre suffisant permettant l’exploitation statistique). Ce qui nous a permis de calculer le nombre minimum nécessaire par groupe. Secondairement lorsque les données seront récoltées nous affinerons pour analyser les résultats. De plus pour réduire le nombre d'animaux nécéssaires nous utiliserons les génotypes non conformes générés. Ces expériences seront conduites en aveugle pour l’expérimentateur, permettant d’éliminer tout biais.

Raffinement

Un enrichissement de l’environnement des animaux sera renforcé (bâtonnets à ronger, coton compressé pour faire des nids, maisons de carton, tunnel), le maintien des interactions sociales et la surveillance quotidienne des animaux permettront d’assurer de leur bien-être et de détecter rapidement tout changement de comportement associé ou non à la pathologie étudiée afin qu’il puisse être pris en charge. Des points limites permettant de soustraire l’animal à la souffrance ont été établis. Précisément, les animaux présentant un phénotype moteur plus important seront suivis quotidiennement, à partir de 90 jours selon un système d’évaluation des capacités motrices des animaux. De la nourriture en gel sera donnée en fonction de l'état de santé de la souris. Pour la procèdure chirurgicale une anesthésie générale et analgésie sera mis en place ainsi qu’un tapis chauffant pour lutter contre l’hypothermie, et du gel ophtalmique pour protéger les yeux, et les barres d'oreilles seront placés de façon atraumatique aux niveaux des zygomatiques. Une acclimatation et habituation au dispositif de calorimétrie indirect est prévu.

Choix des espèces

Parmi les modèles de SLA, les souris sont les plus appropriées à notre étude car: 1) elles présentent le niveau de complexité du cerveau et de la moelle épinière adéquat, 2) leur développement pré- et post-natal mime celui de l’homme, 3) il existe plusieurs lignées de souris adaptées exprimant la SLA qui reproduisent parfaitement les symptômes de la maladie et sont donc adaptées à l’évaluation préclinique de traitements médicamenteux. L'âge du début de l'expérience sera compris entre 30 et 45 jours pour la lignée SOD1. Et à partir de 4 mois ou vers 10-12 mois pour les lignées FUS et TDP43. Et ces âges seront respectés pour les souris témoins pour chacune des lignées.

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    • Système endocrinien
    • Système gastrointestinal
    • Système immunitaire
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Souris : 240
Souffrances
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▲ 240
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Devenir
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 240

Quinze jours d'acclimatation en cage chronobiologique, dix à quinze jours d'habituation au tapis roulant, puis un test d'endurance pouvant durer quatre-vingt-dix minutes, avec jusqu'à cinquante stimulations électriques pour forcer la course. 240 souris vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Après le test, une scarification de la veine de la queue permet de doser le lactate et le sucre dans le sang, et l'entraînement se poursuit à raison de trois séances de vingt à quarante-cinq minutes par semaine. Toutes sont tuées pour prélèvement d'organes, sauf jusqu'à quarante souris qui refuseraient de courir et seraient alors basculées vers d'autres procédures en cours.

Objectifs

Ce projet explore le rôle d’une protéine influencée par l’horloge biologique qui joue un rôle clé dans la gestion des sucres et des graisses, ainsi que dans le bon fonctionnement des muscles. Pour mieux comprendre son impact, les chercheurs ont développé un modèle animal dans lequel cette protéine est absente spécifiquement dans les muscles. Bien que cette absence ne provoque pas de changement visible au repos, les premières analyses suggèrent qu’elle pourrait affecter la capacité du corps à s’adapter à l’effort. Les chercheurs examineront comment les muscles de ces souris réagissent à un effort ponctuel à différents moments de la journée, comment ils s’adaptent à un entraînement prolongé et quelles sont les conséquences sur l’équilibre énergétique et inflammatoire du corps. Les résultats pourraient améliorer notre compréhension des mécanismes régulant l’endurance musculaire et ouvrir de nouvelles perspectives dans le domaine de la santé et du sport. Nous ne disposons pas de modèle de remplacement, cependant le raffinement et la réduction sont particulièrement appliqués. En outre, les procédures sont réalisées durant la phase de veille (donc d'activité) de la souris. A chaque étape du protocole, la règle des 3Rs sera appliquée.

Bénéfices attendus

Ce projet, pleinement justifié d’un point de vue scientifique et conforme à la règle des 3Rs, vise à explorer le rôle d’un gène impliqué dans le métabolisme glucidique et lipidique ainsi que dans la physiologie du muscle squelettique. Son objectif est d’approfondir l’influence de ce gène, dont l’expression fluctue au cours de la journée et est stimulée par l’exercice physique, sur la fonction musculaire et la coordination des réponses métaboliques et immunitaires à l’effort, soulignant ainsi l'importance du rythme circadien dans ces mécanismes. À court terme, nous pourrons évaluer son impact sur l’endurance, la récupération et l’adaptation musculaire à l’exercice, renforçant ainsi notre compréhension des interactions entre l’horloge biologique, l’activité physique et le métabolisme. L’étude tiendra également compte de l’influence du moment de la journée sur la physiologie de l’exercice. Sur la base des résultats obtenus, nous élargirons l’analyse aux voies de régulation et aux processus métaboliques et immuno-métaboliques les plus affectés par l’inactivation de ce gène dans le muscle squelettique. Par ailleurs, nous examinerons comment le désalignement du rythme circadien perturbe le métabolisme et comment l’exercice musculaire pourrait contribuer à sa régulation. Ce projet pourrait ainsi ouvrir la voie à une optimisation des recommandations en matière d’activité physique, de nutrition et de gestion du rythme circadien, avec des implications majeures pour la santé et la performance physique.

Procédures

Les souris devront réaliser un test de performance physique d'endurance dont la durée peut atteindre 90 minutes selon leurs capacités. La stimulation à la course durant ce test peut nécessiter l'utilisation de la stimulation électrique et dans ce cas, la souris peut recevoir au maximum 50 stimulations électriques à intensité faible induisant un léger picotement. En pratique le recours à la stimulation n'est pas souvent utile lorsque la souris se trouve dans sa phase de veille (active) lors du protocole d'exercice. Une scarification sur la veine de la queue pour prélever une microgoutte de sang, pour doser à l'aide d'une bandelette la lactatémie et la glycémie post-exercice, sera réalisée. Elle peut génèrer une douleur aigue d’intensité légère le temps de l'acte (

Impact sur les animaux

Il y a peu d’effets indésirables dans ce projet. Avec les systèmes de cycles inversés dans les cages de chronobiologie, nous avons pu observer une forte activité des souris durant la nuit. Le test de performance physique d’endurance et l’entrainement des souris seront effectués pendant la phase active nocturne des souris ce qui limite considérablement le stress lié aux procédures et le recours à un système de stimulation électrique (les souris courent la plupart du temps spontanément après habituation). L’intensité de la stimulation électrique utilisée pour contraindre les souris à courir, s’il le faut lors du test d’endurance uniquement, sera la plus faible possible. Elle est désagréable mais n’induit pas de douleur. Elle ne sera pas forcément utilisée et ne le sera pas du tout lors de l'entrainement et l'habituation des souris. En effet, les souris courent spontanément, sans contrainte et sans s'arrêter, alors qu'elles en ont la possibilité. Une nuisance pourrait être lié au fait de les confiner pour une durée maximum de 90 minutes sur un couloir de course (la largeur de 7 cm est suffisante pour que la souris coure sans se retourner ou se dévier latéralement ; la longueur de 50 cm permet d'avoir une distance suffisante pour éviter tout stress dû à un espace trop restreint et la hauteur des parois latérales de 15 cm minimise l’effet de confinement). Le fait qu'elles soient habituées à cette situation et qu'elles courent durant la procédure de manière volontaire ainsi que leur comportement, nous laisse penser que cette nuisance est minime. Une légère scarification sur la veine de la queue pourrait être considérée comme une nuisance. Elle est effectuée pour prélever une microgoutte de sang pour doser, à l'aide d'une bandelette, la lactatémie et la glycémie post-exercice et pourrait engendrer une douleur aigue d’intensité légère le temps de la scarification sans autre effet indésirable.

Devenir

Tous les animaux seront mis à mort à l'issue de chaque procédure pour prélèvement d'organes. Les animaux pouvant être réutilisés dans le cadre d'autres procédures en cours, sont ceux qui pourraient refuser de courir à l'issue de la période d'habituation au tapis roulant et qui ne seraient pas inclus dans les procédures. Cela peut concerner au maximum 40 souris pour l'intégralité des 2 procédures.

Remplacement

Nous utilisons des cultures de cellules musculaires et des traitements imitant les effets métaboliques de l'exercice pour étudier leurs réactions. D'autres types de cellules, comme des cellules graisseuses et immunitaires, sont également analysées après exposition aux substances libérées par les cellules musculaires traitées. Dans le cadre d’un projet de recherche, nous collaborons avec des équipes spécialisées pour examiner les fibres musculaires et développer un modèle mathématique du fonctionnement des muscles. Ces méthodes permettent de réduire l’utilisation d’animaux. Cependant, elles ne reproduisent pas les effets réels de l'exercice et de l'entraînement physique sur un organisme entier. C'est pourquoi l'utilisation d'animaux reste nécessaire pour cette étude.

Réduction

Le nombre d’animaux par groupe a été défini de manière à utiliser le minimum nécessaire pour détecter une différence statistiquement significative avec une puissance minimale de 80 %, tout en tenant compte d’une marge de 20 % de souris potentiellement exclues de l’étude (souris non coureuses). Ainsi, 10 animaux par groupe sont requis pour la procédure 1 (exercice) et 12 pour la procédure 2 (entraînement). Afin de limiter le nombre total d’animaux utilisés et ainsi respecter le principe de réduction de la règle des 3R, nous avons optimisé l’organisation des expériences. Pour éviter de multiplier les manipulations, certaines analyses seront réalisées sur des souris sauvages au cours de la procédure 1. Cela permettra d’évaluer la faisabilité des protocoles et d’effectuer des mesures métaboliques (consommation d’oxygène) ou immunitaires (cytométrie en flux) nécessitant un traitement immédiat des échantillons après prélèvement. Des tests statistiques seront appliqués pour analyser nos résultats.

Raffinement

Pour assurer le raffinement de l’expérimentation et garantir le bien-être des animaux, plusieurs mesures seront mises en place. Tout d'abord, les procédures seront effectuées lors de la phase active de la souris et en lumière rouge afin de ne pas perturber les rythmes veille-sommeil des souris. Les souris seront préalablement acclimatées et de manière progressive durant 15 jours aux cages chronobiologiques. L'environnement dans la cage est enrichi. De plus, les souris seront progressivement habituées à l’exercice sur tapis roulant pendant 10-15 jours afin de limiter leur stress et favoriser l'exercice volontaire sur tapis. Nous limiterons par ces biais le recours à la stimulation électrique qui peut être stressant pour la souris. Les souris seront surveillées quotidiennement par les animaliers et régulièrement par les expérimentateurs pour détecter rapidement tout signe de souffrance et y remédier. Enfin nous utiliserons la méthode "en cup" pour prendre une souris, une technique de manipulation douce et non stressante, qui consiste à soulever l'animal en formant une coupe avec les mains plutôt qu'en le saisissant par la queue. Pour éviter tout stress inutile, les souris destinées à l’euthanasie seront placées dans une salle séparée et les manipulations post-euthanasie se dérouleront dans une autre pièce. Nous veillerons à ce qu’aucune souris ne soit isolée dans sa cage lors des procédures.

Choix des espèces

La souris est un modèle idéal pour étudier l’impact de l’exercice sur la santé, car son métabolisme et son système immunitaire sont proches de ceux de l’humain. La souris est le seul modèle chez lequel des mutants du gène-cible peuvent être générés. Les échantillons permettent d’obtenir assez de matériel pour réaliser des analyses immuno-métaboliques des tissus prélevés. Des travaux antérieurs de notre équipe et les données in vivo de la littérature sont obtenus sur des souris et les modèles génétiques en question, ce qui permet de faire des comparaisons indispensables et de ne pas répéter certaines expériences. Les souris utilisées auront entre 2 et 6 mois, car c'est à cet âge que des études précédentes ont montré une baisse d’endurance.

  • Recherche fondamentale
    • Système musculosquelettique
Souris : 228
Souffrances
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Devenir
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 228

Une ablation de la moelle osseuse du fémur sous anesthésie, précédée d'injections de tétracycline dans l'abdomen cinq jours puis un jour avant la mise à mort : 228 souris vont être utilisées, 168 dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré et 60 dans des procédures légères. Toutes sont tuées pour récupérer leurs fémurs. Le projet porte sur le rôle d'une protéine dans la formation de l'os, en analysant des embryons à 16,5 et 19,5 jours de gestation, des souriceaux d'un jour et des adultes de deux mois. Le RNT ne précise pas combien de femelles gestantes sont tuées pour fournir ces embryons, ni comment se répartissent les 228 souris entre les stades étudiés.

Objectifs

Le rôle de cette protéine dans le fonctionnement du tissu osseux est mal connu alors que la mutation du gène codant pour cette protéine induit dès l’enfance des fractures nombreuses et sévères liées à une fragilité osseuse importante (ostéogénèse imparfaite de type VI). Nos premiers travaux ont porté sur un modèle de souris adultes chez qui cette protéine a été supprimée et qui présentaient des anomalies osseuses modestes. Afin de mieux comprendre le rôle de cette protéine dans l’os et d’expliquer pourquoi les enfants sont affectés d’une maladie sévère dès leur plus jeune âge, nous nous proposons d’analyser le squelette et la formation osseuse d’embryons de souris à différents stades de développement. Par la suite nous préciserons les mécanismes affectés par l’absence de cette protéine en reproduisant les stades initiaux de la formation osseuse (ossification) dans un modèle de réparation osseuse chez des souris adultes.

Bénéfices attendus

Ce projet permettra de mieux comprendre l’implication de cette protéine dans la formation osseuse et particulièrement sur le processus d'ossification primaire qui conditionne le devenir de l'os adulte. Sur le long terme, cela nous permettra de mieux comprendre les processus pathologiques impliqués dans l'ostéogénèse imparfaite de type VI et de proposer des traitements adaptés.

Procédures

Injection intra-péritonéale d'une substance (5j et 1j avant mise à mort. Chirurgie au niveau du fémur sous anesthesie gazeuse à l’Isoflurane. Injection de burpénorphine pré et post opératoire en sous cutané.

Impact sur les animaux

Concerant l'injection intra-péritonéale de tétracycline, on s’attend à un léger stress après la manipulation. Cette procédure est donc de classe légère. L'ablation médullaire se fait sous anesthésie gazeuse par Isoflurane. La procédure n'entraîne pas de douleur ni de problème pour se déplacer chez l'animal sur le long terme. Cette procédure est donc de classe modérée.

Devenir

Tous les animaux seront mis à mort afin de pouvoir récupérer les fémurs

Remplacement

Nous cherchons à étudier la relation complexe entre la microvascularisation et la formation osseuse ainsi que les mécanismes moléculaires impliqués. Compte tenu du fait que la moelle osseuse est un tissu complexe constitué de très nombreux types cellulaires, il est impossible de modéliser ces expérimentations in vitro.

Réduction

Le pourcentage des variations observées dans les mesures des paramètres biologiques varie selon la nature du parametre étudié .Pour réaliser une étude statistique solide, nous adapterons le nombre d’animaux nécesaire en fonction de la variabilité attendue des mesures. Dans la plupart des cas ce nombre est limité à 6 souris par groupe, porté à 8 pour l’immunohistochimie des fémurs ablatés, à 10 pour l’histomorphométrie+FTIR et à 12 pour l’expression génique.. Pour réduire le nombre d'animaux dans cette procédure, nous utiliserons le fémur droit de chaque souris comme contrôle.

Raffinement

Les animaux seront manipulés en limitant le stress au maximum, par des personnes compétentes en expérimentation animale, un temps d’acclimatation sera prévu avant toute manipulation et une définition précise des points limites conduisant à l’arrêt du protocole et à la mise à mort immédiate des souris sera mise en place. Une surveillance adaptée (observation régulière des animaux et grille de scoring) sera mise en place post-ablation et permettra de limiter au maximum la souffrance. Une analgésie pré-opératoire sera fait par injection 30min avant chirurgie. La chirurgie se fait sous anesthésie gazeuse. Une analgésie post-opératoire sera effectuée par injection 4h après chirurgie et sera renouvelée au besoin. Cette technique a déjà été utilisée dans notre laboratoire et elle est maîtrisée par un personnel compétent. La procédure n'entraîne pas de douleur ni de problème pour se déplacer chez l'animal sur le long terme.

Choix des espèces

Nous cherchons à étudier la relation complexe entre la microvascularisation et la formation osseuse ainsi que les mécanismes moléculaires impliqués ce qui est impossible à faire in vitro. Nous avons, de plus, validé toutes nos mesures chez des souris et le travail sera effectué chez des souris dont le gène du PEDF a été invalidé. Le mutant KO-PEDF chez la souris est une souche robuste sur laquelle des études ont déjà été faites (Doll et al 2013), c’est donc actuellement le meilleur modèle. Nous étudierons le processus d'ossification primaire sur des souris embryonnaires à 16.5 et19.5 jours post conception ainsi que sur des souriceaux de 1 j. Ce processus d’ossification primaire sera reproduit par ablation médullaire sur des souris de 2 mois

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    • Troubles musculosquelettiques
  • Recherche fondamentale
    • Système musculosquelettique
Rats : 480
Souffrances
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▲ 480
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Devenir
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 480

Chaque rat reçoit une injection dans le muscle sous anesthésie, puis deux jours d'analgésie, avant d'être tué pour des prélèvements histologiques et moléculaires. 480 rats vont être utilisés dans des procédures déclarées d'un niveau de souffrance léger. L'objectif est de tester des séquences d'ADN censées limiter l'expression d'un gène thérapeutique aux seules cellules souches du muscle, en vue de thérapies géniques contre les myopathies. Le porteur indique utiliser à la fois des rats sauvages et des rats porteurs d'une mutation du gène Dmd, qui reproduit la dystrophie de Duchenne, sans dire combien d'individus relèvent de chaque groupe, et précise que ces rats seront tués vers l'âge de deux mois, avant l'apparition des atteintes les plus marquées.

Objectifs

Les cellules souches du muscle squelettique (aussi appelées cellules satellites) sont essentielles dans le processus de la régénération musculaire, et pourraient être la population cellulaire clé pour les thérapies géniques pour lutter contre des myopathies. Par contre, ces cellules sont entourées par plusieurs autres types de cellules. Les thérapies géniques pour certaines maladies musculaires pourraient être améliorées en utilisant des vecteurs de gènes ciblant spécifiquement ces cellules souches, et en évitant ainsi l’expression des gènes apportés (transgènes) dans d’autres populations cellulaires, qui pourraient déclencher des réponses immunitaires. Nous allons utiliser des virus adéno-associé (AAV) pour tester des séquences régulatrices de gènes seulement exprimés dans les cellules satellites, afin de créer des vecteurs qui peuvent cibler les cellules souches du muscle squelettique. Des rats sauvages ou avec une dystrophie musculaire provoquée par mutation du gène Dmd, responsable de la production de la dystrophine, seront injectés par voie intramusculaire avec les AAVs. Le ciblage des cellules souches sera examiné par analyse en immunofluorescence sur coupe histologique et cytométrie en flux.

Bénéfices attendus

Ce projet vise à identifier des séquences d’ADN qui permettent une expression spécifique des transgènes dans les cellules souches du muscle squelettique. De telles séquences ne sont pas connues à ce jour, donc cette identification représentera une avancée importante dans notre connaissance du ciblage et de la régulation génique dans les cellules souches. Du point de vue clinique, ces séquences seraient essentielles pour des thérapies géniques ciblées pour les cellules souches, pour éviter des effets non-ciblés et des réponses immunitaires.

Procédures

Dans ce projet, les animaux recevront une injection intramusculaire sous anesthésie.

Impact sur les animaux

Nous attendons une douleur légère liée avec l’injection intramusculaire, qui sera traitée avec des analgésiques pendant deux jours suivant l’injection. Les rats DMD ne présentent pas des effets délétères majeurs du phénotype avant l’âge de 10 mois, et dans ce projet, ils seraient mises à mort à l’âge de 1,5-2 mois.

Devenir

Tous les animaux seront mis à mort pour récupérer les prélèvements nécessaires aux analyses histologiques et moléculaires.

Remplacement

Nous réalisons des cultures de myoblastes en première intention pour tester nos séquences d’intérêt. Malheureusement, ces cultures restent loin de la situation in vivo puisque les vraies cellules souches du muscle sont quiescentes chez l’adulte, se divisant rarement, ce qui rend impossible la mise au point d'un système d'étude représentatif in vitro. De plus, nos expériences antérieures ont montré que certaines séquences prometteuses en culture n’avaient pas toujours une activité spécifique in vivo. Compte tenu de ces contraintes, il reste nécessaire de valider les séquences selectionnées dans un modèle animal.

Réduction

Le calcul de puissance statistique nous recommande d’utiliser 8 rats par AAV et point de temps. Ce nombre a été validé avec d’autres projets similaires terminés pour lesquels nous avons pu conclure de façon significative.

Raffinement

Les animaux sont stabulés en portoirs à cages ventilées, dans des pièces dont la température et l’hygrométrie sont contrôlées, monitorées et fidèles à la règlementation. Pour le bien-être des rats, nous avons fait le choix des plus grandes cages disponibles sur le marché, de sorte qu’ils peuvent marcher, courir et se dresser sur leurs pattes arrière. Cet exercice spontané quotidien est pleinement justifié pour des rats dont nous évaluons les capacités locomotrices. Les animaux ont un accès ad libitum à la nourriture et à l’eau. Les animaux sont hébergés avec leurs congénères, à l’âge d’un mois. L’isolement n’existe jamais et le milieu est enrichi avec des lanières de papier Kraft, des bâtons de bois à ronger, des balles rondes, des tunnels ou des carrés de coton compacté. Pour éviter une réponse de stress induite par les divers tests, les animaux seront habitués dès leur plus jeune âge à être manipulés régulièrement, le plus en douceur possible. Le suivi des animaux sera conduit par un personnel par ailleurs compétent pour reconnaître, quantifier, atténuer ou supprimer les signes de douleur ressentie chez les animaux. Une grille d’évaluation critériée de la douleur et des points limites pour cette lignée a été établie. Les rats seront constamment évalués en observant individuellement les animaux, week-ends et jours fériés inclus. Toute atteinte des points limites sera suivi d’une action correctrice précisée sur la grille. En cas d’absence de bénéfice (trouble irréversible), nous procéderons à la mise à mort compassionnelle de l’animal avant qu’il ne souffre.

Choix des espèces

Nous avons choisi le rat pour des raisons multiples. D’abord, nous utilisons un modèle de la dystrophie musculaire de Duchenne dans le rat, qui récapitule le phénotype humain. Le rat est aussi un mammifère, et beaucoup des séquences d’ADN que nous allons mettre dans les AAVs sont conservées chez l’humain. Donc si une séquence a une activité forte dans des cellules de rat, il est probable que cette activité sera maintenue dans les cellules humaines. Pour les rats utilisés en procédure 1, les AAVs seront injectés à 4 semaines d’âge, quand le muscle se forme toujours, parce que les cellules souches du muscle sont plus accessibles au virus à ce stade.

  • Recherche fondamentale
    • Système cardiaque
    • Système musculosquelettique
Souris : 534
Souffrances
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Devenir
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 534

Porteuses d'une mutation qui provoque une cardiomyopathie dilatée, ces souris développent une atteinte cardiaque vers neuf mois, avec une mobilité réduite, une douleur et une mort prématurée autour d'un an. 534 d'entre elles vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger, l'acte déclaré se limitant à une biopsie de queue prélevée en quelques secondes sur des souriceaux de 7 à 14 jours. Le porteur indique limiter volontairement leur utilisation à six mois, soit avant l'apparition du phénotype pour lequel la lignée est entretenue. La grande majorité des hétérozygotes partira vers d'autres projets d'expérimentation, certains encore en cours d'écriture, et les animaux sans le génotype recherché comme les anciens reproducteurs seront tués.

Objectifs

Nous cherchons à mieux comprendre les mécanismes conduisant au développement d'une famille de maladies rares présentant une atteinte cardiaque (cardiomyopathie dilatée) associée ou non à des atteintes musculaires (prévalence estimée à environ 9 sur 100.000). Des souris à phénotype dommageable sont nécessaires pour réaliser des projets de recherche. Chez ces souris, à l'état hétérozygote, la mutation du gène impliqué dans la pathologie entraine une cardiomyopathie dilatée ; tandis qu'à l'état homozygote, les souris développent une cardiomyopathie dilatée précoce associée à une atteinte musculaire. Une biopsie sera nécessaire afin de génotyper les animaux. L’objectif est donc l'entretien de la lignée afin de générer les lots de souris du bon génotype indispensables pour mener à bien les projets de recherche. Cette lignée est essentielle pour comprendre les mécanismes pathologiques conduisant au développement de la maladie (cardiomyopathie associée ou non à une atteinte musculaire) et pour pouvoir mettre au point des stratégies thérapeutiques.

Bénéfices attendus

Les souris générées dans ce projet permettront de réaliser des projets d’étude centrés sur les mécanismes physiopathologiques dans les dystrophies musculaires et cardiomyopathies liées aux mutations d'un gène impliqué dans une famille de maladies rares affectant le coeur et les muscles, et permettront ainsi de proposer des nouvelles stratégies thérapeutiques. La cardiomyopathie liée à ce gène est la plus agressive des cardiomyopathies pour laquelle il n'existe aucune alternative thérapeutique à l'heure actuelle en dehors de la transplantation cardiaque.

Procédures

Un génotypage est nécessaire. Celui-ci sera effectué à partir d’une petite biopsie caudale réalisée sur un animal juvénile et vigil. Ce prélèvement aura lieu une seule fois au cours de la vie de l'animal et dure quelques secondes.

Impact sur les animaux

Les prélèvements pour le génotypage (biopsie) pourront induire une douleur légère et de courte durée chez l'animal. Il peut également avoir un risque minime d'infection au site de prélèvement. La manipulation des animaux pourra engendrer un stress. Les souris hétérozygotes développent un phénotype cardique vers l'âge de 9 mois, pouvant induire une mobilité réduite et une douleur conduisant à une mort prématurée autour de l'âge de 1 an. Dans ce cadre, notre utilisation de ces souris est limitée à 6 mois afin de se placer avant la survenue du phénotype dommageable.

Devenir

La grande majorité des animaux hétérozygotes sera transférée pour expérimentation et affectée à d’autres demandes d’expérimentation animale (utilisation continue). Plusieurs projets sont en cours d’écriture pour soumission au comité d’éthique et d’autres encore le seront dans l’avenir. Les animaux qui n'ont pas le génotype d'intérêt pour les projets de recherche et les anciens reproducteurs seront euthanasiés.

Remplacement

Il n’est pas possible de recréer in vitro la complexité d’un organisme entier avec tous les acteurs cellulaires et moléculaires participant au développement d'une atteinte cardiaque, musculaire et adipeux, organes qui communiquent entre eux. Un modèle animal est donc nécessaire pour étudier tous ces aspects.

Réduction

534 animaux seront utilisés dans ce projet. Les protocoles expérimentaux des projets seront rigoureusement élaborés et réfléchis en avance pour que les expériences soient interprétables et pour éviter de les répéter. Afin de réduire le nombre d'animaux générés dans cet élevage, nous contrôlons le nombre de couples afin de ne pas générer d'excédent de stock en fonction des projets en cours autorisés (si nos besoins sont en baisse, nous pourrions être amené à réduire le nombre d'accouplements, à procéder à de la cryopréservation). Dans le cadre de ce projet d'élevage, il n'y a pas de tests statistiques ou de calcul de puissance mais cela sera systématiquement appliqué dans le cadre de l'utilisation continue des animaux au sein des projets de recherche qui découlent de ces élevages.

Raffinement

Dans la réalisation de ce projet, l’ensemble des procédures a été mis au point afin de permettre une interprétation fiable dans le respect du bien-être animal, en limitant la douleur et le stress. Les conditions d’hébergement sont conformes à la réglementation avec un cycle jour nuit automatique : les animaux sont hébergés avec leurs congénères en portoirs ventilés avec un système d’abreuvement automatique et un accès ad libitum à la nourriture et l’eau. Le milieu est enrichi avec un des enrichissements ci-après : carré de lanière kraft, carré de coton, bâtonnet en bois, rouleau en carton ou maisonnette. Les conditions de températures et d’hygrométrie sont contrôlées et monitorées. Les animaux sont vérifiés quotidiennement. La technique utilisée pour la réalisation des biopsies est la biopsie caudale, technique recommandée par les différents comités nationaux. Les biopsies sont réalisées avec du matériel propre et désinfecté, une compression avec de l'essuie tout propre est effectué pour stopper le micro-saignement. Les souriceaux sont sur surveillance jusqu'à ce que leur mère les reprenne en charge dans le nid. Un soin particulier sera apporté aux animaux commençant à développer la maladie pour leur faciliter l’accès à la nourriture et à l’eau. Ainsi des croquettes ou de la bouillie pourront être placés directement dans la cage, ainsi que de l’hydrogel en cas de besoin. Nous nous efforçons à chaque instant de raffiner nos procédures afin de garantir le bien-être des animaux en cours de procédure grâce à une surveillance attentive (point limite) et des soins adaptés.

Choix des espèces

Le modèle le plus commun utilisé dans les études précliniques dans le domaine musculaire et cardiaque est la souris. Des animaux modèles de la maladie sont indispensables pour étudier le muscle/coeur in vivo dans un système pathologique. Les animaux sont utilisés à partir de 7 jours pour les biopsies et jusqu'à 6 mois de vie pour les reproducteurs. Afin de limiter au maximum la manipulation des animaux, le prélèvement pour génotypage est réalisée en même temps que l'identification individuelle, soit sur des souriceaux âgés de 7 à 14 jours de vie. Nous limitons volontairement l'utilisation des animaux jusqu'à 6 mois de vie, nous plaçant ainsi plusieurs mois avant le développement du phénotype dommageable survenant vers 9 mois de vie.

  • Recherche fondamentale
    • Système musculosquelettique
Saumons : 1000
Souffrances
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▲ 1000
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Devenir
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 1000

Mesurer si les truites arc-en-ciel retrouvent après la ponte la proportion de filet, la couleur et la texture attendues du produit vendu. 1 000 truites vont être utilisées dans des procédures d'un niveau de souffrance modéré, toutes tuées à la fin pour des prélèvements musculaires. Chacune est anesthésiée, sortie de l'eau une minute, marquée par un pit-tag et amputée d'un morceau de nageoire pelvienne d'environ 5 mm2, 500 d'entre elles étant ensuite pêchées à l'épuisette chaque mois, et les femelles prêtes à pondre restant à jeun cinq jours. Le porteur précise que les poissons atteindront 2 à 2,5 kg au point final, ce qui correspond au poids du produit commercialisé sous forme de filets de truite fumés.

Objectifs

Chez la truite, la reproduction affecte fortement la croissance. C’est particulièrement impactant chez la femelle qui produit une quantité d’œufs correspondant à 10 à 15 % de son poids. Au moment de la reproduction, la croissance s’arrête et elle reprend après la ponte. Cela affecte également la qualité des produits, en particulier la proportion de filets du poisson, et la couleur et la texture des filets, qui sont dégradés au moment de la ponte. Ces qualités sont ensuite restaurées. L'objectif du projet est d’évaluer si le changement de rythme de croissance, au moment de la ponte et après la ponte, affecte le nombre et l’activité des cellules souches musculaires (cellules satellites), qui vont permettre la croissance musculaire. Ce projet a également comme objectif d’évaluer la possibilité d’effectuer un sexage par échographie (méthode non invasive) des truites dès le printemps qui précède leur maturation sexuelle.

Bénéfices attendus

Ce projet permettra de caractériser l’impact de la maturation sexuelle et de la ponte sur la plasticité des cellules satellites. Nous espérons ainsi montrer que ces cellules sont la clé de la reprise de croissance et de la restauration des qualités après la ponte. Ce type de connaissance peut permettre, dans des travaux futurs, d’identifier des souches de truites ou des pratiques d’élevage favorisant cette aptitude à la récupération post-ponte des poissons. Ce projet sera également l’occasion de tester, en parallèle du sexage moléculaire sur prélèvement de nageoire, un sexage par échographie. Si cette technique non invasive s’avère fiable, elle permettra, à l’avenir, d’éviter de prélever un échantillon biologique, pratique dommageable pour les poissons.

Procédures

En début de procédure, 1000 poissons anesthésiés seront soumis une première fois à une émersion d’une 1 minute maximum, puis à l’insertion d’un pit-tag et à un prélèvement concomitant d’un échantillon de nageoire pelvienne pour sexage moléculaire. Ils seront également soumis à une mesure échographique non invasive dans l’eau qui durera 1 minute maximum. Une seconde mesure échographique sera réalisée 2 mois plus tard, lors d’une biométrie, sur les poissons anesthésiés, après l’obtention des résultats du sexage moléculaire, pour valider la fiabilité de l’identification du sexe par échographie. Puis 500 d’entre eux seront ensuite soumis une fois par mois à une pêche avec une épuisette, une anesthésie, une émersion de 30 sec pour la lecture du numéro de pit-tag, la mesure du poids et de la longueur. Enfin, ils seront également soumis à des transferts pour constituer les lots post ovulation.

Impact sur les animaux

Les poissons seront mis à jeun 72 heures avant les manipulations liées au contrôle de la maturité sexuelle, et les femelles prêtes à pondre seront mises à jeun pendant 5 jours, le temps nécessaire à la réalisation des mesures et des prélèvements avant d’être remises en élevage. La nuisance attendue de ces mises à jeun est d’intensité légère. Une nuisance d’intensité modérée sera générée par un prélèvement invasif de tissu au niveau de la nageoire pelvienne (de l’ordre de 5 mm2) pour réaliser l'analyse génétique du sexe des poissons. Pour l’observation des organes reproducteurs par échographie, le temps nécessaire est estimé à moins d’1 min par poisson. La nuisance attendue est d’intensité légère. Cette observation sera réalisée deux fois : une 1ère fois au moment du prélèvement de nageoire, et une 2nde fois lors de la biométrie où les males seront écartés. Les poissons subiront également un stress d’intensité légère engendré par la pêche, l’anesthésie et un temps d'émersion, au moment du prélèvement de nageoire, d’une durée maximale de 1 minute. La somme des nuisances attendues lors de cette procédure est classée modérée.

Devenir

L’ensemble des animaux sera mis à mort à la fin de projet afin de réaliser des prélèvements musculaires.

Remplacement

L'objectif du projet est de déterminer l'impact des rythmes de croissance du poisson, au moment de la ponte et après la ponte, sur la plasticité des cellules souches, en lien avec la qualité des produits. La croissance est une fonction physiologique qui impacte l’ensemble des tissus et organes de l’animal. Cette fonction interagit biologiquement avec une autre fonction essentielle qu’est la reproduction. Pour répondre à l’objectif du projet, nous devons réaliser des mesures sur des animaux en croissance, donc vivants.

Réduction

Le lot bisexué de 1000 truites incluses dans ce projet correspond à l’effectif minimum pour répondre à l’objectif fixé. En effet, il nous faut inclure 1000 truites pour disposer des 500 femelles nécessaires à la réalisation du projet. Le projet nécessite d’avoir des truites témoins immatures pour chaque point de mesure post-ponte, soit 4 points de mesure à 0, 1, 2 et 4 mois post-ponte. Le nombre requis, par point de mesure, est de 10 à 15 poissons, soit un nombre de 40 à 60 poissons immatures au total. Pour avoir ce nombre de femelles immatures, il nous faut partir d’un lot de 500 femelles, puisque seulement environ 10% (environ 50 poissons) vont rester immatures à 2 ans, tandis que les autres (450 animaux, 90%) vont maturer sexuellement et produire des œufs. Ce nombre de poissons prévus est donc l’effectif minimal pour les analyses prévues. Il permettra d’évaluer d’une part l’impact de la maturation sexuelle et de la ponte sur le nombre et l’activité des cellules satellites, en lien avec la qualité des produits et la taille des fibres musculaires, en comparant les poissons ayant pondus avec les témoins immatures à chaque point de mesure. Il permettra également d’évaluer l’effet du temps post-ponte, pour les poissons ayant pondu et les témoins immatures, en comparant les données obtenues aux différents temps de mesures, à 0, 1, 2, et 4 mois post-ponte.

Raffinement

Les prélèvements d’échantillons de nageoire, ainsi que toutes les manipulations seront réalisés sous anesthésie. Un tissu humide sera utilisé pour manipuler les poissons pour éviter la déperdition de mucus. Un prélèvement d'un petit bout de nageoire sera réalisé pour l'analyse génétique du sexe des poissons. Une surveillance des poissons sera réalisée à l'issue de ce prélèvement et dans les jours qui suivent. Des tables de suivi des soins seront mises en place et utilisées tout au long du projet. L’observation des gonades par échographie sera réalisée sur chaque poisson directement dans le bac d’anesthésie à l’occasion de biométrie.

Choix des espèces

La truite arc-en-ciel est une espèce robuste dont l’élevage, la croissance et la reproduction sont bien maîtrisés en pisciculture. C’est de plus une espèce d'intérêt agronomique qui représente 95 % de la production piscicole française et l’une des espèces les plus élevées en Europe. Elle est par ailleurs un modèle biologique largement diffusé dans la communauté scientifique (>50 000 références). C’est une espèce avec une très grande plasticité de croissance qui a démontré sa capacité de reprise de croissance après la ponte. Cette espèce n'est pas incluse dans la liste des espèces identifiées comme devant provenir d’élevage ou de fournisseurs agréés. Les poissons feront environ 600 g (16 mois post-fécondation) au début de l’expérimentation. C’est à ce stade qu’ils seront soumis à la procédure expérimentale décrite dans la présente saisine. Ils seront ensuite élevés dans les conditions standard jusqu’à l’atteinte de leur maturité sexuelle, qui débouche sur la ponte de leurs œufs, à 2 ans (1,5 - 2kg), puis lors de la phase de récupération post-ponte jusqu’à 2 ans et 4 mois pour le point final, où les poissons feront 2 - 2,5 kg. Ce poids final correspond au produit commercialisé, en condition de production, sous forme de filets de truite fumés.

  • Recherche fondamentale
    • Système musculosquelettique
Souris : 404
Souffrances
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▲ 304
▲ 100
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Devenir
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 404

Les souris de cette lignée cessent de grandir vers quatre semaines, pèsent la moitié du poids de leurs congénères, présentent des mouvements anormaux et une démarche altérée qui évolue vers une scoliose. 404 d'entre elles vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger à modéré, l'acte déclaré se limitant à une biopsie de la queue prélevée sur des juvéniles éveillés pour le génotypage. La finalité est de faire naître et d'entretenir cette lignée dystrophique, dont les descendants alimenteront d'autres travaux sur la dystrophie musculaire d'Emery-Dreifuss. Les reproducteurs sont tués quand leur fertilité baisse, les autres pour prélèvement d'organes, et le porteur affirme que des animaux dystrophiques sont "indispensables" pour étudier le muscle.

Objectifs

Des souris à phénotype dommageable sont nécessaire pour réaliser des projets de recherche : ces souris sont dystrophiques. Les recherches ciblent le muscule squelettique et en particulier la régénération musculaire. La lignée de souris dystrophique est essentielle pour pouvoir étudier la régénération musculaire dans sa globalité en condition pathologique et pour pouvoir mettre au point de stratégies thérapeutiques. Une biopsie sera nécessaire afin de génotyper les animaux. L’objectif est donc de générer et de maintenir une lignée de souris capable de produire des lots de souris avec un génotype dystrophique, destinées à être directement utilisées pour la caractérisation tissulaire ex vivo.

Bénéfices attendus

Les souris générées dans ce projet permettront de réaliser des projets d’étude centrés sur les dystrophies musculaire chez l’homme, des maladies qui touchent le muscle et permettront ainsi de proposer des nouvelles stratégies thérapeutiques. En particulier, ce projet produira des animaux qui seront utilisés pour caractériser la dystrophie d'Emery-Dreifuss, ce qui permettra d'identifier de nouveaux mécanismes de signalisation moléculaire impliqués dans cette maladie. On estime que la prévalence du syndrome d'Emery-Dreifuss est d'environ 1 à 2 cas pour 100 000 dans la population générale, et les traitements futurs pourraient apporter des bénéfices à de nombreuses personnes.

Procédures

Un génotypage est nécessaire. Celui-ci sera effectué à partir d’une petite biopsie caudale réalisée sur un animal juvénile en vigil. Ce prélèvement aura lieu une seule fois au cours de la vie de l'animal et dure quelques secondes.

Impact sur les animaux

Les prélèvements pour le génotypage (biopsie) pourront induire une douleur légère et de courte durée chez l'animal. Il peut également y avoir un risque minime d'infection au site de prélèvement. La manipulation des animaux pourra engendrer un stress. La lignée murine a un phénotype dommageable: la croissance s’arrête vers 4 semaines, bien que le développement dentaire soit normal et qu'elles conservent la capacité de se nourrir. À ce stade, leur poids corporel moyen correspond à environ la moitié de celui de leurs congénères. Cette lignée manifeste également des mouvements anormaux et une démarche altérée, évoluant vers une scoliose.

Devenir

Tous les animaux seront euthanasiés par une méthode réglementaire. Les reproducteurs le seront lorsqu'ils seront moins fertiles et les autres animaux pour prélèvements et analyses d'organes.

Remplacement

Il n’est pas possible de recréer in vitro la complexité d’un organisme entier avec tous les acteurs cellulaires et moléculaire participant à la régénération musculaire et à la mise en place des pathologies musculaires. Un modèle animal est donc nécessaire pour étudier tous ces aspects.

Réduction

404 animaux seront utilisés dans ce projet d'élevage et pour analyse post mortem. Les protocoles expérimentaux des projets seront rigoureusement élaborés et réfléchis en avance pour que les expériences soient interprétables et pour éviter de les répéter. Afin de réduire le nombre d'animaux dans cet élevage, nous ajustons le nombre de couples reproducteurs en fonction des besoins expérimentaux. Les souris seront élevées de manière à conserver une copie du gène fonctionnel, car cela suffit à prévenir les symptômes de la maladie.

Raffinement

Dans la réalisation de ce projet, l’ensemble des procédures a été mis au point afin de permettre une interprétation fiable dans le respect du bien-être animal, en limitant la douleur et le stress. Les conditions d’hébergement sont conformes à la réglementation avec un cycle jour nuit automatique : les animaux sont hébergés avec leurs congénères en portoirs ventilés avec un système d’abreuvement automatique et un accès ad libitum à la nourriture et l’eau. Le milieu est enrichi avec deux enrichissements. Une surveillance accrue sera réalisée lors des prélèvements de tissu pour génotypage : une compression de la zone d'incision sera effectuée pour stopper les petits saignements, le regroupement et la prise en charge des souriceaux par la mère seront vérifiés. De la nourriture humidifée sera déposée au fond de la cage pour facilier la prise alimentaire. Les conditions de températures et d’hygrométrie sont contrôlées et monitorées. Les animaux sont vérifiés quotidiennement. Nous nous efforçons à chaque instant de raffiner nos procédures afin de garantir le bien-être des animaux en cours de procédure grâce à une surveillance attentive (point limite) et des soins adaptés.

Choix des espèces

Le modèle le plus commun utilisé dans les études précliniques dans le domaine musculaire est la souris. Des animaux dystrophiques sont indispensables pour étudier le muscle in vivo dans un système pathologique. La ligne choisie représente l'un des modèles de souris les plus utilisés dans l'étude de la dystrophie d'Emery Dreifuss. Les animaux seront génotypés entre 7 et 14 jours de vie, étudiés entre 2 et 4 semaines de vie et en reproduction de 2 à 8 mois de vie.

  • Recherche fondamentale
    • Système musculosquelettique
Rats : 74
Souffrances
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▲ 74
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Devenir
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 74

Deux à dix-sept séances de course sur tapis de vingt à soixante minutes, avec un critère d'arrêt fixé à cinq stimulations électriques ou plus en une minute : 74 rats vont être utilisés dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, tous tués vingt-quatre heures après la dernière séance pour prélever leurs organes. Ils subissent aussi quatre à dix-huit gavages d'une molécule ou d'eau, et des prises de sang à la queue. Le porteur attend des blessures musculaires ou tendineuses liées à la répétition de l'exercice et des irritations de l'œsophage dues aux gavages. Il indique avoir demandé un financement pour développer en parallèle un modèle de contraction de cellules musculaires in vitro, les données obtenues sur les rats devant servir à valider ce modèle cellulaire.

Objectifs

Le tissu musculaire est essentiel pour la santé et est même lié à la longévité. Cependant, les effets de l’exercice physique varient beaucoup d’une personne à l’autre, notamment à cause de différences dans l’expression des gènes influencés par l’environnement. Des travaux récents ont montré que le lactate, qui est produit en grande quantité par le muscle lors de l’exercice intense, est capable d'influencer l'expression des gènes en se fixant sur des protéines associées à l’ADN. Ce marquage par le lactate est activement étudié dans le cancer, mais son rôle dans l’adaptation musculaire à un protocole d’entrainement reste inconnue. L’objectif de ce projet est d’étudier les effets de l’exercice intermittent intense, connu pour induire une forte augmentation de la concentration en lactate, sur le marquage des protéines de l'ADN pour comprendre ses conséquences sur l’adaptation musculaire à l’entrainement.

Bénéfices attendus

Ce travail pourrait permettre de mieux comprendre les mécanismes de régulation de l'expression des gènes impliqués dans l'amélioration des performances musculaires, afin de développer des approches personnalisées — comme des conseils en nutrition ou une approche pharmacologique — dans le but d’améliorer les effets de l’entraînement physique chez chacun, y compris pour les patients ayant des difficultés à répondre à l’exercice.

Procédures

Voici les interventions qui seront réalisées sur les animaux: i) course sur tapis (2 à 17 séances de course de 20-60min) ; ii) prise de sang à la queue; iii) administration d'une molécule ou d'eau de boisson par gavage oral (4-18 gavages, 1min par gavage).

Impact sur les animaux

En fonction des phases du projet, différents effets indésirables ou nuisances sont attendus : 1) un test d'évaluation de la vitesse maximale aérobie des animaux est nécessaire pour pouvoir ajuster l'intensité des séances d'exercices sous maximaux des animaux en fonction de leur capacité individuelle. Ce test peut être une source de stress pour l'animal du fait de l'environnement (e.g. bruits, odeurs) et de l'effort en lui-meme 2) Comme cela est le cas chez l'homme, les séances d'exercice répétés pouvant être à l'origine de blessures musculaires et/ou tendineuses pour les animaux. 3) L'administration du traitement par gavage oral répété peut induire des irritations bégnines au niveau de l'œsophage des animaux.

Devenir

Vingt-quatre heures après la fin de la dernière séance d’exercice, les animaux seront mis à mort pour prélèvement d'organes.

Remplacement

A l’heure actuelle seul le modèle animal permet d’étudier de manière intégrée les effets de l'exercice sur le muscle en prenant en compte la signalisation systémique, l’irrigation sanguine et les interactions tissulaires. En effet, les modèles cellulaires actuels, comme les cultures de cellules musculaires, ne reproduisent pas fidèlement l'organisation complexe du muscle in vivo, incluant l’interaction entre les fibres musculaires, les nerfs et les vaisseaux sanguins. De plus, ils ne permettent pas de simuler les contraintes mécaniques réelles de l'exercice, comme la charge, l’étirement et la contraction dynamique, qui sont essentielles aux adaptations musculaires. En parallèle de ce projet, une demande de financement a été faite afin de développer au laboratoire un modèle de contraction de cellules musculaires in vitro, dans le but, à terme, de réduire l'utilisation du modèle animal. Les données qui seront récoltées durant ce projet seront donc d'un intérêt majeur pour nous permettre de comparer les résultats obtenus in vivo avec nos résultats in vitro, validant ainsi la pertinence de notre modèle cellulaire dans l'étude des voies de régulation du muscle.

Réduction

Pour ce projet, nous prévoyons d'utiliser 2 fois (i.e. aigu et chronique) 4 groupes de 8 rats pour nos différentes conditions expérimentales : contrôle non-traité; contrôle traité, exercice non-traité; exercice traité. Nous voulons 8 animaux par groupe car d'après nos précédents protocoles d'étude des effets de l'entrainement, la taille d'effet observé sera suffisante pour obtenir une amélioration significative des performances de course des animaux à l'issue des 5 semaines d'entrainement.

Raffinement

Dans un objectif de raffinement, plusieurs mesures seront mises en place tel que l'observation régulière (pesée, prise alimentaire, comportement, aspect, détection de toute souffrance et blessure), ce qui nous permettra d'évaluer le bien-être des animaux selon une grille précise et adaptée et de déterminer si les animaux atteignent l'un des critères d'arrêt. De plus, pour réduire le stress lié à la course sur tapis, un soin particulier sera apporté au protocole d'habituation à l'exercice sur tapis de course, qui sera effectué au début de l'étude. L’expérimentateur en charge des séances de course sur tapis sera également attentif à bien respecter le critère d’arrêt des animaux (5 stimulations électriques ou plus sur 1 minute) pour éviter toute fatigue excessive des animaux. La motricité des animaux sera également observée attentivement avant et pendant toute la durée des séances d'entraînement pour détecter toute blessure qui pourrait induire de la douleur au repos comme à l’exercice. Afin de réduire le risque de blessure, toutes les séances de course sur tapis débuteront par une phase d'échauffement des animaux de 2 paliers à de 5min à 10 et 20 m/min. Si malgré ces précautions un animal développe une blessure ne lui permettant plus de suivre le protocole de course sans douleur, celui-ci sera mis à mort. Afin d’éviter tout problème qui pourrait découler du gavage, l'olive des canules de gavage sera lubrifié avec de l'huile de paraffine (vaseline liquide) et la procédure d'administration sera supervisée par l'animalière du laboratoire, qui possède une solide expérience dans la réalisation de ce geste. La prise alimentaire des animaux sera effectuée de manière hebdomadaire pour détecter toute modification du comportement qui pourrait être lié à une irritation due l'œsophage des animaux. Enfin, pour éviter toute douleur, la mise à mort terminale sera effectuée après anésthésie des animaux.

Choix des espèces

Nous avons choisi d'utiliser un modèle de rats car celui-ci est classiquement utilisé dans les études sur les effets de l'exercice physique aigu et chronique. L'utilisation de ce modèle nous permettra donc de comparer nos résultats aux données de la littérature ainsi qu'à de précédents résultats du laboratoire. Cette espèce permet l'obtention de quantités de tissu musculaire nécessaires pour toutes les études à réaliser, limitant la nécessité de cumuler plusieurs animaux d'espèces plus petites (souris par ex.). Les animaux utilisés seront âgés de 4 mois au début de l'étude, car cela permet de limiter les effets liés à la croissance d'animaux plus jeunes et d'éviter les défauts de réponse à l'entraînement qui peuvent être observés chez des rats plus âgés.

  • Recherche fondamentale
    • Système cardiaque
    • Système musculosquelettique
Souris : 309
Souffrances
▲ -
▲ 237
▲ 72
▲ -
Devenir
 -
 -
 -
 309

Porteuses d'une mutation qui provoque une insuffisance cardiaque vers neuf mois chez les hétérozygotes et tue les homozygotes vers dix-neuf jours, les souris de cette lignée servent à tester trois approches de thérapie génique. 309 animaux au maximum sont concernés, tous tués, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger pour 237 d'entre eux et modéré pour 72. Les souriceaux sont anesthésiés sur la glace à deux jours de vie, ce qui peut abaisser leur température corporelle, puis reçoivent une injection intraveineuse unique, la veine n'étant plus visible dès le troisième jour. Les souris reproductrices sont tuées à six mois avant l'apparition des symptômes cardiaques, et les souriceaux injectés à seize jours pour prélever leur cœur, leur foie et trois muscles des pattes.

Objectifs

Le projet a pour but d'évaluer et de comparer l'efficacité de 3 approches de thérapie génique dans des souris porteuses d'une mutation conduisant à une cardiomyopathie dilatée chez les souris hétérozygotes, et à une dystrophie congénitale associée à des problèmes cardiaques chez les souris homozygotes. Chez l'homme, les mutations de ce gène entrainent différentes pathologies, les plus nombreuses conduisant à une cardiomyopathie dilatée, associée ou non à une dystrophie musculaire (prévalence estimée à environ 9 individus sur 100.000). Le présent projet vient compléter un autre projet dans lequel les mêmes approches de thérapie génique ont été évaluées dans ces mêmes souris pour leur capacité à prolonger la survie des animaux et à corriger le phénotype. Suite aux résultats obtenus, de nouveaux prélèvements sont nécessaires afin de réaliser des études moléculaires et permettre de finaliser notre étude.

Bénéfices attendus

Les résultats de cet essai de thérapie génique permettront de mieux comprendre les mécanismes physiopathologiques dans cette maladie grave. D'autre part, si les résultats sont positifs, ils permettront d'avancer vers le développement d'une thérapie pour les patients pour lequels aucun traitement n'existe à l'heure actuelle.

Procédures

Des accouplements seront réalisés afin de générer les lots expérimentaux. En tout 8 accouplements en trio (1 mâle hétérozygote et 2 femelles hétérozygotes) seront réalisés. Afin de limiter l'appartition du phénotype cardiaque, les accouplements seront réalisés avec des animaux qui ont entre 2 et 6 mois (4 portées maximum par femelle). L'anesthésie des souriceaux (réalisée 1 fois à 2 jours de vie, avec une durée de 1 min) est susceptible d'induire une baisse de la thermorégulation. Suite à l'anesthésie, les souriceaux seront soumis à une injection intraveineuse (1 seule injection par souris, durée inférieiur à 1 min) est susceptible d'induire une douleur légère de courte durée.

Impact sur les animaux

A l'état hétérozygote, les souris développent une cardiomyopathie dilatée autour de 9 mois, entrainant une insuffisance cardiaque et à leur mort prématurée autour de l'âge de 1 an. Les souris homozygotes développent un retard de croissance généralisé, associée à une atteinte sévère des muscles squelettiques et cardiaque, conduisant à la mort prématurée des souriceaux autour de 19 jours. L'anesthésie des souriceaux sur la glace est susceptible d'induire une baisse de la thermorégulation. L'injection est susceptible d'induire une douleur légère de courte durée.

Devenir

Les souris hétérozygotes en croisement seront euthanasiées à 6 mois, avant l'appartition des symptômes cardiaques afin d'éviter la survenue de souffrances non nécessaires. Les souriceaux injectés seront euthanasiées à l'âge de 16 jours afin de récupérer les différents organes nécessaire à tester l'efficacité des différentes approches thérapeutiques (coeur, foie, tibialis anterior, gastrocnemius, quadriceps).

Remplacement

Les outils thérapeutiques ont déjà été validés par des approches in vitro. Le recours à un organisme vivant est nécessaire pour étudier la bonne diffusion des virus thérapeutiques dans l'organisme entier et vérifier si l'expression des molécules thérapeutiques atteint le niveau nécessaire dans les différents organes d'intérêt afin d'empêcher le développement de la maladie. D'autre part, le recours à un organisme vivant est également nécessaire afin d'identifier d'éventuels effets indésirables tels qu'une réponse immunitaire.

Réduction

Ce projet nécessite l'utilisation de 309 animaux maximum. 1) Une partie du projet inclus des croisements afin de générer les souris nouveau-nées modèles de la maladie génétique chez lesquelles les approches thérapeutiques seront évaluées. Les accouplements contrôlés comprendront 21 souris. A l'issue de ces croisements, nous obtenons environ un quart de souris modèles de la maladie génétique. 2) Les 4 groupes de souris seront générés afin d'obtenir au moins 15 souris modèle de la maladie par groupe. Il nous faudra donc environ 60 souris par groupe, soit 240 souriceaux en tout. Etant donné que le nombre de souriceaux par portée et le nombre de souriceaux modèle de la maladie dans ces portées peuvent légèrement dévier des chiffres théroriques (obtenus pour un grand nombre de portée), nous demandons une autorisation pour un plus grand nombre d'animaux que le chiffre théorique, soit 288 souriceaux (au lieu de 240). Les croisements seront arrêtés dès que le nombre de 15 souris modèles de la maladie par groupe aura été atteint.

Raffinement

Dans la réalisation de ce projet, l’ensemble des procédures a été mis au point afin de permettre une interprétation fiable dans le respect du bien-être animal. Les conditions d’hébergement sont conformes à la réglementation avec un cycle jour nuit automatique : les animaux sont hébergés avec leurs congénères (l’isolement est limité au maximum) en portoirs ventilés avec un système d’abreuvement automatique et un accès ad libitum à la nourriture et l’eau. Le milieu est enrichi avec un des enrichissements de nidification et un bâton à ronger. Les conditions de températures et d’hygrométrie sont contrôlées et monitorées. Les animaux sont vérifiés quotidiennement. La procédure est réalisée précocement afin d'éviter le développement du phénotype dommageable des animaux, de plus les injections sont réalisées sous anesthésie. Nous nous efforçons à chaque instant de raffiner nos procédures afin de garantir le bien-être des animaux en cours de procédure grâce à une surveillance attentive (point limite) et des soins adaptés (anesthésie, croquette humidifiée et hydrogel etc.).

Choix des espèces

D'un point de vue génétique, les souris sont extrêmement proches de l'homme, permettant de reproduire les mutations du gène dans ce modèle animal, conduisant à des sympômes très similaires. Le modèle murin utilisé ici, généré par recombinaison homologue, a prouvé sa validité pour étudier le développement de la pathologie par de multiples publications. Les injections sont réalisées à 2 jours de vie car la veine n'est plus visible à 3 jours de vie (pigmentation) et l'injection n'est pas possible à un stade adulte due à la sévérité du phénotype conduisant au décès des souris homozygotes à 19 jours de vie. La procédure sera arrêtée à 16 jours de vie. Les souris hétérozygotes utilisées pour les accouplements permettent de générer les souris homozygotes nécessaire à ce projet. Ces accouplements sont limités dans le temps (entre 2 et 6 mois de vie), afin de limiter l'apparition du phénotype dommageable de ces souris (développement d'une insuffisance cardiaque autour de l'âge de 9 mois).

  • Recherche fondamentale
    • Autre recherche fondamentale
    • Oncologie
    • Système musculosquelettique
Souris : 3400
Souffrances
▲ -
▲ -
▲ 3400
▲ -
Devenir
 -
 -
 -
 3400

Une injection de cardiotoxine dans chacun des deux tibias détruit le muscle de souris endormies à l'isoflurane, après cinq jours d'injections quotidiennes de tamoxifène et avant jusqu'à sept jours d'injections de glucocorticoïdes. 3 400 souris mâles vont être utilisées ainsi, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Le porteur affirme n'attendre aucun effet secondaire majeur et décrit des procédures qui n'entraînent généralement pas de souffrance, alors que le protocole repose sur la destruction chimique des muscles des pattes et sur un prélèvement sanguin qu'il chiffre à 25 % du volume corporel juste avant la mise à mort. Celle-ci consiste en une perfusion de paraformaldéhyde dans le cœur sous anesthésie à la kétamine, pour fixer d'un coup tous les organes.

Objectifs

Dans le cadre d’une blessure les glucocorticoïdes comme la cortisone peuvent être prescris pour leurs effets anti-inflammatoires efficaces mais dont la prise prolongée peut induire une perte de la masse musculaire. Les études sur les effets des glucocorticoïdes réalisées in vitro sur des cellules en culture montrent des résultats souvent contradictoires. Ainsi, malgré cette utilisation courante le mode d’action précis grâce auquel les glucocorticoïdes produisent leurs effets bénéfiques comme délétères sont encore mal connus. L’objectif de ce projet est de comprendre les mécanismes moléculaires et cellulaires par lesquels les glucocorticoïdes sont impliqués dans la dégénérescence et la régénération musculaire via certain type de cellule immunitaire. Cette étude permettra aussi de mieux décrire, in vivo, le lien entre une partie du système immunitaire et les cellules souches du muscle. Enfin, grâce à ce projet nous espérons pouvoir identifier le meilleur moment pour administrer les traitements aux glucocorticoïdes en évitant les effets secondaires indésirables.

Bénéfices attendus

L'ensemble de ces études nous permettra d'identifier le rôle des glucocorticoïdes dans des conditions physiologiques de régénération musculaire. Ce projet permettra aussi de décrire les effets induits par des traitements aux glucocorticoïdes. Nous pourrons ainsi disséquer les conséquences d’un potentiel dysfonctionnement du système immunitaire sur les processus d’inflammation mais aussi les conséquences sur la réparation des fibres musculaires. En comprenant les cibles et le rôle précis des glucocorticoïdes des traitements pourront être développer pour cibler un type cellulaire en particulier et être administrés au moment adéquat.

Procédures

Les animaux vigiles, c’est-à-dire non anesthésiés, seront soumis principalement des injections de différents types ne nécessitant pas de contention de plus de 30 secondes. Une première vague d’injection de tamoxifène, permettant l’invalidation du récepteur des glucocorticoïdes, sera réalisée une fois par jour pendant 5 jours. Ensuite, l’induction de la lésion musculaire se fera sur des animaux endormis à l’aide d’un gaz à savoir l’isoflurane. Les animaux endormis recevront une injection unique de cardiotoxine dans chacun des tibias. Une fois l’animal endormi cette procédure dure environ 1,5 minute. Durant la régénération musculaire, les traitements par glucocorticoïdes seront réalisés grâce à une injection par jour sur une période allant de 1 à 7 jours maximum. L’injection unique d’une molécule, pour visualiser la prolifération cellulaire, sera réalisée par injection sur des animaux vigiles deux heures avant leur mise à mort. Le prélèvement de sang sera réalisé via l’artère temporo-mandibulaire sur des animaux vigiles juste avant leur mise à mort et représentera 25% de leur volume corporel. Enfin, pour l’anesthésie létale les animaux vigiles seront injectés avec un mélange de xylazine/kétamine afin de subir une chirurgie. Cette dernière consiste à réaliser une perfusion de paraformaldéhyde intracardiaque cœur afin que le système circulatoire permette au fixateur d’atteindre tous les organes. Cette technique permet de fixer et préserver les tissus de manière homogène.

Impact sur les animaux

Les procédures expérimentales prévues dans ce projet sont toutes maîtrisées par notre équipe et les expérimentateurs prévus sur ce projet. Par ailleurs, le nombre d’injection et la période prévues ont été définies car on sait qu’aucun effet secondaire majeur n’avait été observé auparavant. En effet, 7 jours de traitement aux glucocorticoïdes ne provoquent normalement pas d’atrophie musculaire. Ainsi, nous n’attendons pas d’effets secondaires majeurs causés les molécules injectées. Néanmoins nous ne pouvons exclure le risque d’infection due au point d’injection qui sera surveillé. Le projet cible les muscles squelettiques, c’est pourquoi la démarche de la souris sera examinée afin de s’assurer qu’elle ne présente pas de difficultés à se déplacer (boitement, absence de déplacement, …).

Devenir

A l'issue de la procédure tous le animaux expérimetaux seront mis à mort pour réaliser des analyses moléculaires et histologiques.

Remplacement

Afin de déterminer les effets des glucocorticoïdes endogènes et synthétiques (dexaméthasone) sur la régénération musculaire, le recours à un organisme entier est nécessaire. En effet, lors de la régénération musculaire, les cellules du système immunitaire provenant de la circulation sanguine sont impliquées mais aussi d’autres facteurs comme les hormones. Ainsi, il est nécessaire d’utiliser un animal entier afin que tous les facteurs physiologiques pouvant intervenir dans ce processus soient pris en compte (exemple : niveaux d’hormones circulantes). Nous avons choisi de travailler sur la souris, animal pour lequel le processus de régénération musculaire est semblable à celui de l'homme et pour lequel nous disposons de tous les outils nécessaires pour mener à bien cette étude. Par ailleurs, le temps de gestation de la souris est relativement court (21 jours en moyenne) et permet la production d’un nombre assez important d’individu, contribuant à la production de résultats significatifs.

Réduction

De nombreuses études menées au laboratoire sur la régénération musculaire ont mené à une bonne connaissance du modèle ainsi que des traitements à réalisés. Ainsi, comme tous les traitements sont déjà bien décris et le modèle validé, nous n’aurons à optimiser aucun traitement et disposons de protocoles précis pour chaque expérimentation. Par ailleurs, les deux pattes des souris seront systématiquement utilisées afin de réduire de moitié le nombre d'animaux requis.

Raffinement

Dans le laboratoire, les manipulateurs prévus pour ce projet possèdent une expérience importante dans la réalisation de ces procédures qui n’entraine généralement pas de souffrance pour les animaux. Néanmoins, si l’un des animaux atteint un point limite, celui-ci sera immédiatement mis à mort par afin d'éviter toute souffrance inutile. Par ailleurs, après injection, les souris seront attentivement suivies. Le projet cible les muscles squelettiques, c’est pourquoi la démarche de la souris sera examinée afin de s’assurer qu’elle ne présente pas de difficultés à se déplacer (boitement, absence de déplacement, …). De plus, le risque d’infection sera pris en considération au niveau de la zone d’administration du composé induisant un dommage musculaire. Enfin, comme tous les traitements sont déjà bien décris et le modèle validé, nous n’aurons à optimiser aucun traitement pouvant entrainer des effets secondaires délétères sur les animaux.

Choix des espèces

Nous avons choisi de travailler sur la souris, animal pour lequel le processus de régénération musculaire est semblable à celui de l'homme et pour lequel nous disposons de tous les outils moléculaires nécessaires pour mener à bien cette étude. Les effets des glucocorticoïdes sur un type cellulaire donné impliquent des voies de signalisation complexes ainsi que le microenvironnement cellulaire. 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. Par ailleurs, les techniques de mutagénèses conditionnelles ne sont disponibles que chez les souris et sont validées pour des études physiopathologiques de gènes. Les animaux utilisés pour ces expérimentations seront des mâles entre 10 et 30 semaines. La régénération musculaire se faisant en plusieurs étapes, nous effectuerons une cinétique. Nous étudierons les mécanismes d'action entraînant la dégénérescence musculaire et l’inflammation en analysant les souris à 1, 3, 5 , 7, 14, 28 et 60 jours après injection de la cardiotoxine. Un groupe d’animaux sera également analysé en l’absence de traitement à la cardiotoxine. Pour la majorité des expérimentations nous utiliserons les souris de la lignée LysM-Cre, cette Recombinase Cre étant constitutive elle ne nécessite pas d’injection au tamoxifène. Néanmoins, si nous observons des phénotypes sur ces souris, nous voudrions exclure une cause développementale c’est pour cela qu’il nous sera indispensable d’utiliser une seconde lignée inductible LysM-CreERT2. Il est difficile à cette étape de prévoir à quel stade nous utiliserons ces souris car cela dépendra du phénotype des souris issues de la lignée LysM-Cre. Amendement Nous voulons ajouter trois modèles. Deux modèles dans lesquels GR est invalidé dans la fibre musculaire de manière constitutive (HSA-Cre) ou inductible (HSA-CreERT2). Le second modèle proviendra d’un fournisseur agrée de souris ayants subies une surrénalectomie. Nos résultats préliminaires montrent la nécessité d'étudier des stades intermédiaires, à savoir 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 10, 14, 21, 28, 40, 60 et 80 jours après l’injection de cardiotoxine, sans se limiter aux précédemment stades mentionnés.

  • Recherche fondamentale
    • Système musculosquelettique
Souris : 700
Souffrances
▲ -
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▲ 700
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Devenir
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 700

Dix à quinze minutes d'anesthésie pour mesurer une force musculaire puis provoquer une fatigue du muscle, une seule fois par animal : 700 souris vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, toutes tuées à l'issue. Elles absorbent pendant cinq jours une substance mélangée à un gel alimentaire qui supprime une protéine dans leurs cellules souches musculaires, l'objectif étant de comprendre la régulation de ces cellules dans la dystrophie musculaire de Duchenne. Le porteur attend un vieillissement accéléré des muscles, une perte de masse musculaire et une réduction de la mobilité, conséquences qu'il dit non encore caractérisées. Il précise que ces souris ne présentent pas les symptômes des patients, se déplacent, se reproduisent et vivent normalement, et retient malgré cela ce modèle parce que leurs muscles ressemblent à ceux de l'être humain.

Objectifs

Le muscle se régénère complètement après une lésion grâce aux cellules souches musculaires. A la détection d’une blessure, elles produisent de nouvelles fibres musculaires en s’activant, s’expandant, se différenciant puis en fusionnant entre elles. Les cellules souches musculaires s’adaptent aux différents changements au cours de ces étapes, grâce à leur métabolisme. Cependant, l’activité de ces cellules souches musculaires est défectueuse chez des patients atteints de Dystrophie musculaire de Duchenne. Cette maladie est dégénérative. Elle est causée par l’absence d’une protéine dans le muscle, ce qui le rend extrêmement sensible aux blessures à la moindre contraction. Cela entraîne le recrutement constant des cellules souches musculaires, qui n’arrivent pas à réparer le muscle correctement. En conséquence, les patients atteints de cette maladie perdent la capacité de marcher après une dizaine d’années de vie et meurent par insuffisance cardiaque ou respiratoire. Aucun traitement n’existe actuellement, les thérapies actuelles réduisent les symptômes, mais ont de lourds effets indésirables. Il y a donc une nécessité d’étudier plus profondément cette maladie, pour pouvoir développer d’autres approches thérapeutiques dans le futur. Notre projet consiste donc à étudier le rôle d’une protéine dans la régulation métabolique des cellules souches musculaires dans un modèle de souris mimant la Dystrophie musculaire de Duchenne. Ce modèle de souris est cependant moins impacté que les patients atteints de la maladie. En effet, ces souris se déplacent, se reproduisent et vivent normalement. Cependant, leurs muscles ont une fonction altérée et des signes de lésions. Nous pouvons donc nous servir de ce modèle pour étudier la régulation métabolique des cellules souches musculaires. En enlevant une protéine d’intérêt dans les cellules souches musculaires de ce modèle, nous déterminerons son rôle dans la régulation des cellules souches musculaires dans la Dystrophie musculaire de Duchenne. Ce projet permettra ainsi de mieux comprendre comment sont régulées les cellules souches musculaires dans cette maladie. Ce travail supportera le développement de stratégies thérapeutiques ciblant les cellules souches musculaires, pour améliorer durablement la qualité de vie des patients.

Bénéfices attendus

Le projet vise à améliorer les connaissances sur les régulations métaboliques des cellules souches musculaires dans la dystrophie musculaire de Duchenne. Étant donné qu’il n’existe actuellement pas de traitement pour soigner cette pathologie, apporter de nouvelles connaissances est primordial afin d’identifier de nouvelles approches thérapeutiques pour la prise en charge de cette pathologie. Nous déterminerons pour la première fois comment les cellules souches musculaires sont métaboliquement altérées dans la DMD. Notre étude permettra ainsi le développement de futures stratégies thérapeutiques ciblant les cellules souches musculaires pour améliorer durablement la qualité de vie des patients.

Procédures

Un groupe de souris sera soumis à une mesure de force et à une stimulation musculaire au cours de leur vie, sous anesthésie générale. L’intervention ne dure que 10 min maximum et la potentielle douleur ressentie lors de la stimulation musculaire sera prise en charge par l’administration d’un anti-douleur en amont.

Impact sur les animaux

Le fait d’enlever une protéine dans les cellules souches musculaires de modèle de souris de la dystrophie musculaire de Duchenne peut avoir des conséquences, qui ne sont pas encore caractérisées. Nous nous attendons à un vieillissement accéléré des muscles, se traduisant par une perte de la masse musculaire et une réduction de la mobilité de l’animal. Nous souhaitons analyser la force musculaire de ces souris. Pour cela, les animaux doivent être anesthésiés pour une durée totale de 10-15min, le temps de mesurer la force musculaire et de réaliser un test de fatigue musculaire. Le test de fatigue musculaire peut entraîner une légère douleur.

Devenir

Tous les animaux seront mis à mort car le projet nécessite une analyse détaillée du tissu musculaire, qui ne peut pas être réalisée sur animal entier vivant.

Remplacement

Ce projet découle de précédents résultats montrant l’implication d’une protéine dans l’activité déréglée des CSM dystrophiques. Cependant, l’étude des cellules souches musculaires est complexe, elles interagissent avec d’autres cellules et des molécules au sein du muscle. Ainsi, étudier la régulation métabolique de ces cellules en culture devient vite limité, puisque nous ne pouvons mimer correctement toutes les interactions et signaux présents dans le muscle. Ainsi, l’expérimentation animale est indispensable pour déterminer les fonctions de cette protéine en analysant les tissus, cellules et molécules.

Réduction

L’utilisation des animaux est strictement réduite au nombre nécessaire au projet. Plusieurs échantillons seront prélevés post-mortem sur le même animal pour optimiser le nombre d’animaux utilisés. Certains échantillons post-mortem peuvent être analysés dans différentes procédures, ils seront donc réutilisés pour limiter le nombre d’animaux utilisés dans ce projet. Des analyses statistiques ont été faites pour estimer le nombre d’animaux nécessaires à différentes expériences. Le nombre d’animaux a également été calculé sur la base de précédents résultats et selon le nombre d’expériences planifiées.

Raffinement

Les souris absorberont pendant 5 jours une substance permettant la suppression de notre protéine d’intérêt au sein des cellules souches musculaires. Cette substance sera mélangée à un gel alimentaire qui remplacera les croquettes habituelles des souris. Cela permet d’éviter les injections de cette substance, cause de stress et d’inflammation chez l’animal. Les souris seront acclimatées à ce changement de nourriture une semaine à l’avance. Les souris seront surveillées et pesées quotidiennement lors de la durée du traitement et hebdomadairement après traitement. Cette surveillance s’effectue grâce à l’établissement de différents critères, se basant sur l’aspect et le comportement de l’animal. Cela permettra de prendre en compte et minimiser le moindre signe de douleur ou de mal-être de l’animal, en adaptant les conditions d’hébergement. Pour suivre les cellules souches musculaires en activité dans le muscle en analyse post-mortem, nous administrerons une autre substance aux souris, qui se fixera sur les cellules en activité. Pour éviter les injections, cette substance sera mélangée à l’eau de boisson des souris, qui contiendra 1% de glucose, pour donner un léger goût sucré. Les souris seront acclimatées à ce changement d’eau de boisson (1% de glucose) une semaine avant traitement. Cette substance n’est pas connue pour entraîner des effets indésirables chez les animaux après un mois d’administration. Lors de l’analyse de la force musculaire, les animaux seront anesthésiés puisque cette procédure nécessite l’immobilisation de l’animal. La mesure de force et le test de fatigue seront réalisés consécutivement sur le même animal, sous une seule anesthésie, grâce à un dispositif permettant de réaliser ces deux mesures, de façon concomitante. Cela réduit ainsi le nombre d’animaux utilisés, et la qualité des résultats en est améliorée. La procédure dure environ 10-15 min et ne sera effectuée qu’une seule fois par animal. Un anti-douleur sera administré lors de l’anesthésie, pour éviter toute légère douleur pouvant être causée par le test de fatigue.

Choix des espèces

Le modèle de souris de la Dystrophie musculaire de Duchenne ne présente pas de symptômes contrairement aux patients atteints de DMD. Toutefois, les muscles de ces souris présentent des signes de régénération et de lésions, plus ou moins importants au cours de leur vie. Cela n’empêche cependant pas les animaux de se déplacer, de se reproduire et de vivre normalement. Nous utilisons un modèle de souris puisque les muscles, par leur structure et leur fonctionnement, ressemblent aux muscles de l’Homme. Pour mieux caractériser le rôle de notre protéine d’intérêt, nous analyserons les conséquences de son absence dans les cellules souches musculaires, à différents âges des souris, correspondant aux différents stades de progression de la maladie. A 3 semaines d’âge, les muscles des souris ne présentent aucun signe de lésion ou de régénération. Enlever notre protéine d’intérêt à ce moment-là, nous permettrait ensuite d’observer comment les cellules souches musculaires se comportent à 8-12 semaines d’âge, période où ces cellules sont normalement fortement sollicitées pour réparer/régénérer le muscle. Une autre stratégie de ce projet consiste à enlever notre protéine d’intérêt à la fin de la période où les cellules souches musculaires sont fortement sollicitées, entre 10 et 12 semaines d’âge. Nous observerons ensuite les conséquences de l’absence de cette protéine sur le long terme, de 5-6 mois à 15-17 mois d’âge, correspondant au début et à la fin de la phase dite de « faible intensité » de la maladie chez ces souris.