Système musculosquelettique
- Autre recherche fondamentale
- Biologie du développement
- Éthologie / comportement / biologie animale
- Multisystémique
- Oncologie
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- Système endocrinien
- Système gastrointestinal
- Système immunitaire
- Système nerveux
- Système respiratoire
- Système urogénital
Etude du métabolisme et de l’homéostasie du muscle squelettique : régulation par l’horloge biologique
- Recherche fondamentale
- Oncologie
- Système endocrinien
- Système musculosquelettique
Régimes enrichis en graisse et en sucre, décalages répétés des cycles de lumière, sept jours en cage métabolique individuelle, tapis de course une heure par jour pendant jusqu'à deux mois, pompes osmotiques implantées sous anesthésie : le porteur classe presque toutes ces atteintes en nuisances légères. 14 128 souris vont être utilisées sur cinq ans, 8 896 dans des procédures d'un niveau de souffrance léger et 5 232 dans des procédures modérées. Cet effectif est présenté comme le résultat d'une démarche de réduction qui "maximise les données obtenues de chaque animal" et évite "la production d'animaux inutiles". Toutes sont tuées à l'issue pour prélever leurs muscles et conduire des analyses histologiques et moléculaires.
Objectifs
Notre mode de vie actuel se caractérise par une sédentarité accrue alors que paradoxalement notre alimentation est de plus en plus riche en graisses et en sucres. Ce paradoxe favorise le développement de l’obésité et des maladies associées telle que le diabète. L’obésité, qui touchait déjà 13% de la population mondiale en 2016 selon l’OMS, ne fait qu’augmenter et représente aujourd'hui un défi majeur de santé publique. L’horloge biologique est présente dans toutes les cellules de l’organisme et permet aux individus de s’adapter aux changements environnementaux récurrents comme l’alternance jour/nuit. De nombreuses fonctions de l’organisme sont soumises à des variations entre période d’activité (le jour) et période de sommeil (la nuit). L’altération de ce cycle liée au mode de vie d’un individu entraine donc en retour des dysfonctionnements de son organisme. Par exemple, de multiples études mettent en évidence un risque significativement augmenté de développer une obésité, du diabète ou une maladie inflammatoire chez les personnes travaillant en horaires décalés. Le muscle, en plus d’être indispensable à la locomotion, est aussi un organe qui a la particularité d’avoir la capacité à se régénérer suite à des dommages causés par un exercice intensif ou une blessure. Il est également connu comme étant un acteur majeur de la gestion du glucose dans notre organisme. L’obésité et le diabète sont associées à des défauts de régénération de ce muscle. Ces pathologies entrainent une perte de masse musculaire conduisant à une augmentation des troubles métaboliques ainsi qu’à une perte de mobilité. Le maintien du processus de réparation musculaire chez ces patients est donc essentiel. Ce projet nous permettra de comprendre les processus de réparation musculaire au cours du développement de l’obésité et ses complications, et de préciser la contribution de l’horloge biologique dans ce contexte. A cette fin, les souris seront soumises à des régimes enrichis en graisse et/ou en sucre et subiront une variation dans les temps d’éclairage afin de mimer ce que vivent les individus travaillant en horaires décalés. Suite à cela, nous étudierons différents paramètres métaboliques et musculaires comme la capacité de régénération, d'exercice ainsi que les phénomènes d’atrophie musculaire.
Bénéfices attendus
Le muscle reste peu étudié alors qu’il est impliqué dans de plusieurs pathologies telles que les myopathies, la perte de masse musculaire liée à l'âge ou le diabète de type 2, dont plus de 350 millions de personnes sont atteintes à travers le monde. Notre projet va permettre d’identifier les mécanismes régulés par l’horloge biologique impliqués dans les processus de réparation musculaire lors de pathologies comme l’obésité et les maladies métaboliques. A plus long terme, ce projet permettra le développement de stratégies thérapeutiques visant à moduler l’horloge biologique afin de préserver la fonction musculaire lors de pathologies métaboliques.
Procédures
Un groupe de souris sauvages sera soumis à une restriction d’accès à l’alimentation de 12 semaines nécessitant 1 prélèvement sanguin (durée
Impact sur les animaux
Certaines procédures peuvent engendrer du stress : douleurs liées à la biopsie à l’oreille pour le génotypage ainsi que le marquage avec une bague (courte durée et léger), injections intramusculaire d’un composé chimique (modérée) ; Stress métabolique suite à une alimentation enrichie en graisses et en sucres (léger) ; stress lié à une mise à jeûn des animaux pendant 4 à 12h (léger); stress lié à une altération environnementale de l'horloge réalisée par des avances ou retards de phase dans l'éclairage de la cage ou de la pièce d'hébergement pour mimer un décalage horaire (léger) ; stress lié à un exercice physique des souris sur un tapis roulant ou dans un système de roues (léger).
Devenir
A l'issue de toutes les procédures, les animaux seront euthanasiés afin de récuperer des tissus en vue de réaliser des analyses histologiques et moléculaires supplémentaires, lesquelles nous fourniront des informations cruciales sur le role de l'horloge biologique sur la fonction et l'homéostasie du muscle squelettique au cours des pathologies métaboliques.
Remplacement
L’objectif de ce projet est d’évaluer différents aspects de l'horloge biologique sur la physiopathologie du muscle squelettique dans un contexte de désordres métaboliques qui mettent en jeu une communication inter-organes. Pour répondre à cette problématique, il sera utilisé des modèles de souris génétiquement modifiés pour des gènes clefs de l'horloge, mais également des procédures d'altération environnementale de l’horloge via des modifications des rythmes d'alimentations et des cycles lumière/obscurité. L'utilisation d'animaux vivants revêt donc un caractère de stricte nécessité avec le développement d’approches de physiologies intégrées. Le laboratoire est néanmoins conscient de l’aspect nécessaire de recourir à des méthodes alternatives quand cela est possible. Ainsi pour un certain nombre d’études cellulaires et moléculaires ne nécessitant pas de modèles animaux, nous utiliserons différents modèles cellulaires tels que les C2C12 (myoblastes murins) ainsi que lignées de macrophages afin d'étudier les interactions intercellulaires se produisant lors de la régénération musculaire.
Réduction
Le nombre total d’animaux concernant les procédures de l’ensemble des protocoles de notre laboratoire sur les 5 ans à venir est estimé à 14128. Cette utilisation maximise les données obtenues de chaque animal, ce qui peut limiter ou éviter l'utilisation subséquente d'animaux supplémentaires, et ce, sans pour autant compromettre le bien-être animal. La réduction du nombre d'animaux utilisés peut être obtenue par trois moyens principaux : 1. Optimisation des élevages : Éviter la production d'animaux inutiles. 2. Optimisation des groupes expérimentaux : Une prévision du nombre d’animaux total nécessaire par groupe sera réalisée pour respecter le principe des 3R à l’aide du site : https://eda.nc3rs.org.uk/experimental-design-group. 3. Formation adéquate : Assurer une bonne formation des personnes manipulant les animaux pour maîtriser les gestes techniques et minimiser le stress des animaux. La maîtrise technique permet de réduire la variabilité inter-animale et, par conséquent, le nombre d'animaux nécessaires pour confirmer statistiquement un effet biologique.
Raffinement
La stabulation se fait dans un environnement non anxiogène regroupant des conditions favorables à leur bien-être qui incluent une température régulée à 22°C +/- 2°C, 2 à 6 souris par cage, une alternance lumière/obscurité de 12h/12h (sauf procédure spécifique), de la nourriture et de l'eau ad libitum (sauf procédure spécifique comprenant le régime alimentaire), ainsi qu'un enrichissement de la cage avec des abris et des matériaux pour la confection de nids. Les animaux sont vérifiés quotidiennement et un registre de bien-être animal est tenu afin d'effectuer un suivi des conditions d'hébergement. Lors de la mise sous régime des souris, la fréquence de change de la litière et de la cage est de deux fois par semaine. L’utilisation de techniques non invasives, des produits anesthésiques et analgésiques optimaux, et la dextérité du personnel contribuent à réduire le stress des animaux durant l’expérimentation. La définition précise des points limites précoces associés à chaque procédure, ainsi qu’une surveillance pendant tout le protocole permettront de limiter l’apparition d’une souffrance ou d’une atteinte de l’état général de l’animal. En cas d’atteinte de ces points limites, les animaux seront sortis de l’étude et seront mis à mort.
Choix des espèces
La souris offre de nombreux avantages pour la recherche en métabolisme et physiologie. Elles ont un temps de génération relativement court et, selon la souche, peuvent développer des pathologies telles que l'obésité, l'insulino-résistance et la stéatose hépatique, avec des caractéristiques similaires à celles observées chez l'homme. De plus, cette espèce permet de réaliser des manipulations spécifiques, comme des gains ou pertes de fonction des gènes de l'horloge dans différents types cellulaires intervenant dans la régénération musculaire, afin de mieux comprendre leur action. Il existe également des données de la littérature identifiant les gènes régulés par l'horloge dans les muscles squelettiques chez la souris. Cela nous permettra de réduire le nombre d'animaux utilisés en comparant nos données avec ces dernières. Dans la plupart des expérimentations, les souris seront utilisées à l’âge adulte : de 2 mois à 12 mois. Etant donné que l'ensemble des procédures réalisées concerne le métabolisme, il est nécessaire d'utiliser des souris adultes (càd 2 mois minimum et en dehors de la courbe de croissance). Par ailleurs, les protocoles ont été validés (publications) au sein du laboratoire sur des souris adultes (de 2 à 12 mois) et ce, en accord avec les 3R.
Etude fonctionnelle des vésicules extracellulaires dans la cachexie associée au cancer colorectal EU2/2
- Recherche fondamentale
- Oncologie
- Système musculosquelettique
544 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant des niveaux de souffrance légers à sévères. Une partie reçoit sous la peau une greffe de cellules cancéreuses colorectales connues pour provoquer une cachexie en deux semaines, avec fonte musculaire, perte de poids, gonflements de la muqueuse intestinale et saignements sur la fin. Elles passent tous les deux à trois jours sur un appareil de résonance magnétique qui mesure leur masse maigre, et subissent des tests comportementaux. Le porteur écrit vouloir tout mettre en œuvre pour assurer leur bien-être, et précise dans la même phrase qu'aucun antidouleur ni anti-inflammatoire ne pourra leur être administré, ces produits risquant d'altérer les marqueurs du cancer.
Objectifs
Le cancer colorectal prend naissance dans les cellules du côlon ou du rectum. La tumeur cancéreuse (maligne) est un groupe de cellules cancéreuses qui peuvent envahir les tissus voisins et les détruire. Avec près de 45 000 nouveaux cas et 18 000 décès par an, le cancer colorectal reste le 2e cancer le plus meurtrier en France. La cachexie est un affaiblissement profond de l'organisme (perte de poids, fatigue, atrophie musculaire, etc. ) lié à une dénutrition très importante. Dans le cas du cancer colorectal avancé, jusqu'à 60 % des patients souffrent de cachexie qui est fortement associée à un mauvais pronostic de survie. L’impact dévastateur de la cachexie sur le patient et ses proches souligne l'urgence de ce besoin médical non satisfait. La fonction musculaire est également profondément altérée au cours de la cachexie cancéreuse, avec une forte réduction de la force musculaire squelettique. Cependant, les mécanismes impliqués dans le développement de la cachexie liée au cancer colorectal restent incompris. Il a été décrit que des vésicules étaient produites par les tumeurs, assurant une communication entre la tumeur et des organes. Démêler la communication entre le muscle squelettique, le tissu adipeux et la tumeur constitue un enjeu capital pour mieux comprendre les origines de la cachexie cancéreuse. Trouver des biomarqueurs capables d’être détectés avant l’apparition de la cachexie devient primordial pour améliorer la prise en charge et le bien-être des patients. Notre équipe étudie les fonctions d’une protéine régulatrice qui pourrait jouer un rôle dans le développement de la cachexie associée au cancer colorectal en influençant les tissus musculaires distants. Le but de ce projet, qui se déroulera dans deux établissements différents, est de démontrer le rôle de notre protéine dans le développement de la cachexie associée au cancer colorectal.
Bénéfices attendus
Cette étude s’appuie sur des résultats précédents obtenus sur des lignées cellulaires en culture. Cependant l’étude du phénomène cachectique n’est possible que grâce à l’utilisation de modèles murins qui ont fait leur preuve dans la littérature. Ces modèles modifiés permettront d’aller voir plus en avant les effets de la protéine d’intérêt
Procédures
Une pesée de tous les animaux et une mesure de la composition corporelle seront réalisées tous les 2 à 3 jours à l'aide d'un appareil RMN (Résonnance magnétique) qui permet d’obtenir le taux de masse maigre (muscle), de masse grasse et d'eau dans le corps de la souris. Ces mesures prennent moins de 2 minutes par souris et sont réalisées sur des animaux vigiles pendant toute la durée des procédures (2 semaines, ou 4 semaines selon les animaux). Ils auront à disposition une roue d’activité spontanée pendant la durée des procédures et seront libres de courir ou non. Ils réaliseront des tests comportementaux (3 fois 5 minutes et 3 fois 10 secondes / deux sessions pour tous les animaux). 432 animaux vigiles recevront une injection unique (5 secondes). En fin d’expérience, tous les animaux du projet (544) recevront une injection d’anesthésique et d’analgésique (5 secondes) avant d’être euthanasiés.
Impact sur les animaux
Le développement tumoral induit un état de cachexie progressif s'accompagnant d'une réduction de masse maigre et d'une perte de poids corporel. Les tumeurs colorectales peuvent provoquer des gonflements de la muqueuse intestinale et des saignements qui apparaîtront les deux dernières semaines de l’étude. Les animaux pourront être stressés lors des mesures de poids et de la taille de la tumeur (mesure hebdomadaire pendant 15 jours), lors de l’évaluation de la composition corporelle (tous les 2 jours pendant 2 ou 4 semaines) et lors des tests comportementaux. Les mesures de tumeur et les injections peuvent également générer une légère douleur pour l'animal.
Devenir
A l’issue de chaque procédure, les animaux seront anesthésiés puis euthanasiés. Cette mise à mort limite la souffrance des animaux. Nous prélèverons le sang et différents tissus afin d’analyser les marqueurs et l’avancement de l’état cancéreux.
Remplacement
Bien que nous menions en parallèle des études sur des cultures de cellules adipeuses et musculaires, la cachexie liée au cancer est un syndrome global qui implique des échanges complexes entre les organes. Les vésicules extracellulaires font partie des messagers qui permettent cette communication. Afin de tester l'effet de différentes vésicules sur la physiologie et le métabolisme, nous ne pouvons pas nous passer de tests chez l’animal.
Réduction
Le nombre d'animaux a été réduit au minimum après calcul à l’aide d’un logiciel pour études statistiques. De plus, nous mutualiserons les données issues d’une étude d’une autre équipe qui sera réalisée en même temps, ce qui nous évite d’inclure deux groupes contrôles de 14 animaux.
Raffinement
Le syndrome cachexique cancéreux induisant un affaiblissement de l'organisme (perte de poids, fonte musculaire, etc.) nous effectuerons un suivi quotidien des animaux grâce à une grille de score et appliquerons des points limites définis. L’alimentation sera déposée directement dans la cage pour faciliter l’accès et permettra de contrôler la perte de poids. Nous utiliserons des tapis anti-escarres lors des examens des animaux et au fond des barquettes de pesées ce qui apporte confort et chaleur le temps de la mesure (pesée dynamique, 5s). Les animaux seront préalablement habitués aux tests comportementaux. Pour le change et les tests, les animaux seront déplacés à l’aide d’un tunnel de contention auquel ils seront habitués (enrichissement présent dans les cages). Ce tunnel permet aussi l’habituation à la mesure de composition corporelle où l’animal est maintenu dans un système équivalent le temps de la mesure (moins de deux minutes). Tout sera mis en œuvre pour assurer le bien-être des animaux même si aucun médicament anti-douleur ou anti-inflammatoire ne pourra être administré aux animaux car susceptible d’altérer les biomarqueurs du cancer.
Choix des espèces
Nous avons choisi de travailler sur trois modèles murins. Le premier modèle consiste à injecter des vésicules chez des souris âgées de 10 semaines. Le deuxième modèle consiste à greffer des cellules murines colorectales cancéreuses sous la peau de souris âgées de 10 semaines. Les cellules cancéreuses utilisées, une fois greffées, sont connues dans la littérature pour induire la cachexie dans les deux semaines suivant la greffe. Nous prenons des jeunes adultes car les animaux auront atteint un poids suffisant qui permet d’observer une cachexie sans entraîner une perte de poids trop rapide. Le troisième modèle est constitué de souris génétiquement modifées répondant spécifiquement à nos besoins en terme d’expression des protéines d’intérêt. La mutation de notre protéine d’intérêt dans ce modèle permettra d’évaluer son rôle dans l’apparition de la cachexie. Ce modèle génère lui aussi la cachexie à partir de l’âge de 16 semaines, âge que nous avons choisi pour débuter nos observations.
essai d’un antihypertenseur sur des souris gestantes ayant une pathologie génétique
- Recherche fondamentale
- Système musculosquelettique
- Système respiratoire
Traitées par l'eau de boisson pendant la dernière semaine de gestation, des souris mères mettent bas des souriceaux porteurs d'une maladie génétique rare qui provoque une mortalité périnatale par atteinte cardiorespiratoire. Une biopsie de génotypage est prélevée sur chaque petit au premier jour de vie, puis le traitement antihypertenseur continue dans l'eau pendant quatre semaines. 246 souris au total sont utilisées, 74 dans des procédures d'un niveau de souffrance sévère et 172 en souffrance légère. À la fin de la lactation, à quatre semaines, elles sont tuées pour examen de leur cœur et de leurs poumons.
Objectifs
L’étude porte sur deux pathologiques génétiques rares caractérisées par un retard de croissance sévère, des extrémités courtes, une peau épaisse et une raideur articulaire. Certains patients présentent des complications cardiorespiratoires responsables d'une mortalité précoce.. Des études préliminaires sur cellules issues de patients ont montré qu‘un traitement antihypertenseur permettrait de restaurer les atteintes cellulaires observées . De plus, ce traitement a été administré chez 3 patients atteints d’une de ces 2 pathologies, et a permis l’amélioration de l'épaisseur cutanée et de la raideur articulaire. Nous souhaitons étudier le bénéfice de ce traitement sur la mortalité et sur les atteintes cardiorespiratoires de ces deux pathologies chez les souris modèles étudiées dans notre laboratoire.
Bénéfices attendus
Ce nouveau projet permettra l'obtention de résultats préliminaires concernant l'efficacité d’un traitement antihypertenseur sur la mortalité de ces 2 pathologies génétiques. En cas de réduction de mortalité, cela permettra d'encourager la réalisation d'un essai clinique chez les patients en postnatal
Procédures
Les interventions sur le souris gestantes sont : - Traitement eau de boisson en continu (Durée = 1 semaine) Les interventions sur le souriceaux sont: - Traitement eau de boisson en continu (Durée = 4 semaines) - Biopsie pour le génotypage (à P1, durée: 1minute, nombre = 1 fois)
Impact sur les animaux
Les deux modèles murins présentent une mortalité en période perinatal secondaires à des atteintes cardiagues, respiratoires et des voies aériennes supérieures. Le traitement antihypertenseur n'est pas responsable d'une baisse de tension artérielle chez les souris aux doses utlisées selon les données de la litérature. Le traitement est bien toléré par ailleurs. Le poids sera surveillé 3 fois par semaine ce qui peut engendrer un stress. La manutention, notamment des souriceaux, peut engendre un stress.
Devenir
Ce projet comporte différentes expérimentations au cours desquelles les souris seront mises à mort à 4 semaines (fin de lactation) pour étudier et traiter l’atteinte cardio- respiratoire.
Remplacement
Il a déjà été montré que l’ajout de traitement antihypertenseur corrigeait les anomalies observées sur cellules de patients. Cependant, l’établissement d’une preuve d’efficacité d’un traitement pour une maladie multi-organe ne peut se faire qu’en utilisant des organismes vivants mimant la maladie humaine.
Réduction
Nous avons calculé le nombre de souris afin de pouvoir effectuer une analyse de puissance statistique suffisante. Les données seront analysées avec un test statistiques adaptés.
Raffinement
Les animaux seront maintenus dans un environnement enrichi (avec matériel à ronger et matériel de nidification), en évitant de conserver des animaux isolés. Les signes cliniques observés sont scorés grâce à une grille d’évaluation adaptée au modèle, permettant l’administration si besoin de molécules antalgiques. Si aucune amélioration n’est constatée, une décision de mise à mort sera prise. Les animaux seront maintenus au maximum de 5 par cage après sevrage dans un environnement enrichi (avec matériel à ronger et matériel de nidification), en évitant à chaque fois que cela est possible de conserver des animaux isolés. Pour les accouplements, un maximum de 2 femelles gestantes (et donc pas plus de 2 portées) seront maintenues par cage dans un environnement enrichi (avec matériel à ronger et matériel de nidification). De plus, afin de réduire le stress des mères allaitantes, des maisonnettes seront ajoutées à la cage.
Choix des espèces
L’étude sur des souris nous permettra d’étudier l'efficacité d'un traitement prénatal par traitement antihypertenseur dans les deux pathologies étudiées. La mortalité étant forte uniquement en période néonatale, nous traiterons les mères durant la gestation puis la lactation et recherchons une baisse de la mortalité périnatale. Nous étudierons les souris au stade juvéniles, stade où se manifestent les atteintes cardiorespiratoires.
Evaluation préclinique de dispositifs médicaux aprés implantation dans la cavité médullaire et sous-cutanée
- Recherche appliquée
- Troubles musculosquelettiques
- Recherche fondamentale
- Système musculosquelettique
Chèvres : 25
Moutons : 25
Le nombre d'animaux dépend directement du nombre d'études signées avec les donneurs d'ordre sur cinq ans. 100 lapins, 25 chèvres et 25 moutons vont être utilisés, tous tués à l'issue, dans des procédures classées en gravité sévère. Un dispositif médical à stimulation électrique leur est implanté dans l'os au cours d'une chirurgie d'une heure à deux heures trente, parfois suivie d'une seconde opération pour le retirer, avec une à trois séances de scanner ou d'IRM en cours d'étude. Le porteur annonce un risque infectieux "modéré à sévère", des hématomes ou œdèmes pouvant provoquer un déficit moteur des membres postérieurs, et justifie l'ensemble par une réglementation qui exige ces essais avant la mise sur le marché.
Objectifs
Ce projet vise à ameliorer la tolerance (ou la sécurité) ainsi que la performance (ou efficacité) des produits de santé en orthopedie à stimulation éléctrique (ex: produits de fusion vertebrale). Ces produits destinés à être mis en contact avec le corps humain doivent être préalablement testés pour garantir le bon rétablissement des patients après chirurgie, et pour garantir leur efficacité lors de l'utilisation clinique. La réglementation exige de prouver l'efficacité des produits de santé et de réduire au minimum le risque de réactions indésirables avant de proposer un produit sur le marché. Compte-tenu de la complexité des mécanismes de régulation d'un organisme vivant, le recours au modèle animal est nécessaire pour répondre aux objectifs du projet.
Bénéfices attendus
Ce projet permet d'obtenir des données de performance et de tolérance des produits de santé en orthopédie, à stimulation éléctrique. Ainsi, il est possible d’étudier ces produits en vue de répondre aux exigences des autorités réglementaires dans l'obtention d'une autorisation de mise sur le marché, élargissant l’offre et améliorant ainsi les chances de guérison et/ou le confort des patients.
Procédures
Pour cette procedure, tous les animaux seront soumis à une intervention chirurgicale afin d'implanter le dispositif médical à tester (cette intervention chirurgicale peut durer entre 1h00 et 2h30). Cette intervention a toujours lieu sous anesthésie générale (chimique et gazeuse), analgésie et antibiothérapie . Certains animaux peuvent être soumis à une intervention chirurgicale supplémentaire si le but de l'étude est aussi d'évaluer la cicatrisation après retrait du dispositif de son site d'implantation (cette intervention chirurgicale peut durer entre 00h30 et 2h30). Cette intervention aura lieu dans les mêmes conditions que celles précédemment citées. Des prélèvements sanguins peuvent être réalisés en cours d'étude. Ceux-ci pourront se faire sous anesthésie ou non, selon le contexte de réalisation de cet acte (en cours de chirurgie, pendant le temps de l’étude ou juste avant l’euthanasie des animaux en fin d’étude). D'autres type d'interventions non douloureuses, de type scanner, IRM ou radiographies pour observer le dispositif en cours d'étude, peuvent être réalisées sous anesthésie légère, dans des EU partenaires (scanner ou IRM) ou sur le site d'essai (radiographies). En général, en fonction de la durée de l'étude (plusieurs années possibles), 1 à 3 sessions d'imagerie peuvent etre envisagées en cours d'étude.
Impact sur les animaux
Les nuisances ou effets indésirables pouvant survenir chez les animaux sont, selon les procédures, les suivants : Nuisances liées à la chirurgie: douleur et stress liés à la chirurgie (nuisance modérée) - perte de poids ou d’appétit liée aux effets de l’anesthésie et/ou de la chirurgie, pendant quelques jours (nuisance légère) - risque infectieux lié à la chirurgie (nuisance moderée à sévère) - hématome ou oedème au niveau du site opératoire, pouvant entrainer une gêne locomotrice en plus de la douleur (exemple : déficit sensitif et/ou moteur des membres postérieurs) (nuisance légère à modérée). Si nécessaire, les animaux pourront être hébergés individuellement pendant la période post-opératoire. Ceci peut engendrer un stress léger à modéré pour les animaux. Nuisances liées au transport: stress de l’animal occasioné par le transport (nuisance modérée).
Devenir
Pour répondre aux objectifs de la procedure du projet, des observations post-mortem sont nécessaires. En effet, la sécurité des produits est évaluée en observant la réaction des tissus au contact du dispositif à tester, et ceci se fait par prélèvements des tissus et organes entourant le produit, afin de réaliser des analyses microscopiques (histologie notamment, qui est la meilleure méthode d'évaluation des effets locaux induit par un produit étranger à l'organisme, comme l'inflammation par exemple). De même la performance peut, elle aussi, être évaluée par des tests spécifiques sur les organes et le dispositif prélevé (exemple : exaluation de la regeneration osseuse suite stimulation éléctrique). En raison des objectifs des procédures de ce projet, il n'est pas possible de maintenir en vie les animaux utilisés.
Remplacement
L’utilisation d’animaux est requise dans la réglementation. A ce jour, il n'existe pas de méthode alternative permettant d’évaluer la performance et la tolérance locale des produits de santé en orthopédie, à stimulation éléctrique.
Réduction
Pour réduire le nombre d'animaux inclus en étude, il est possible d'utiliser un même groupe "contrôle" (produit dont l'effet est déjà connu) pour plusieurs groupes "test" recevant des produits à tester différents. Les études de screening permettent également de sélectionner un produit test qui présente le plus d'intérêts à être développé, réduisant de ce fait le nombre de tests sur des produits ayant un intérêt moindre. Les études dites "pilotes", sur quelques animaux seulement, peuvent aussi servir à orienter les choix de poursuite de développement d'un produit ou le choix du modèle expérimental le plus approprié (matériel ou abord chirurgical le plus adéquat…), avant d'entamer les études réglementaires à plus grande échelle et devant répondre aux normes en vigueur pour l'élaboration du dossier pour la mise sur le marché (nombre d'animaux minimum, durée de mise en contact minimum, etc). Le nombre d’animaux est arbitré à partir du nombre de sites requis en analyse. Le nombre total d’animaux utilisés dépend directement du nombre d’études signées avec les différents donneurs d’ordre durant les 5 années du projet. De cette façon, le nombre d’animaux précisé ci-dessus constitue une estimation basée sur l’historique des essais conduits durant ces dernières années. De plus les normes requierent un nombre minimal d'animaux par produit analysé et par délai d'analyse, et le type de dispositif implanté ne permet pas toujours la réalisation d'un grand nombre de sites par animal. Le nombre d’études sur 5 ans est donc estimé à 6 études reglementaires et maximum 20 études pilote (1 à 5 études par an ; pour 25 ovins ; 25 caprins ; 100 lapins).
Raffinement
Des mesures sont mises en place pour limiter : - Le stress des animaux : Avant la chirurgie, une période d’habituation aux actes spécifiques est réalisée si nécessaire, pour réduire l’aspect anxiogène de ces manipulations. Des enrichissements sont présents dans l’environnement des animaux (en fonction de l'espèce : jouets, plateforme de repos…), et ces mesures sont renforcées en phase post-opératoire (ajout d’enrichissements alimentaires…). - La douleur des animaux : En phase post-opératoire, les suivis sont renforcés et completée par des scores de suivi de la douleur. La présence d'un vétérinaire sur site permet également la réalisation de soins post-opératoires spécifiques et adaptés. Les signes cliniques servant de points limites (listés dans la section 4.2.1) sont utilisé pour la prise de décision des mesures à mettre en place pour limiter les souffrances. Si une stimulation électrique est réalisée et bien qu’aucune douleur associée ne soit attendue, si l'animal présente des signes de gêne, la même approche sera conduite. En cas de transport des animaux, des mesures sont mise en place pour diminuer le risque de blessures et pour minimiser le stress des animax lors du transport : - mise en place de conditions de transport adaptées à l’animal concerné (espace de taille adéquate, sans élément pouvant blesser les animaux, en cage de taille adaptée pour les lapins et en camion adapté et sur litière (paille) pour le transport des ovins ou caprins). Un examen clinique des animaux sera réalisé avant départ par un vétérinaire pour s’assurer qu’aucune contre-indication au transport n’est observée. Une observation supplémentaire des animaux sera faite au départ et là l’arrivée pour s’assurer du bon état clinique des animaux. Enfin, les temps de trajets seront optimisés (sélection d’établissements utilisateurs secondaires proches de l’établissement principal).
Choix des espèces
L’espèce animale choisie est définie dans les textes de référence. Les produits de petite taille/miniaturisés seront testés préférentiellement chez le lapin. Les produits de taille importante seront préférentiellement testés chez les ovins/caprins. Lorsque plusieurs espèces répondent aux critères, le choix est arbitré par la durée de l’essai (le long terme: espèces à longue durée de vie). Le choix repose aussi sur les similarités avec l’homme : caractéristiques anatomiques (structure de l'os...), poids, propriétés mécaniques et régénération osseuse. La litterature scientifique reporte l’utilisation du lapin comme un modèle de choix dans l’évaluation préliminaire des dispositifs médicaux à stimulation éléctrique ayant comme but la regeneration osseuse. Le choix des animaux peut se faire pour des raisons économiques et éthiques (exemple : réalisation d’études de faisabilités via la réutilisation d’animaux d’études précédentes ). Dans le cas des études fonctionelles, le choix se portera sur les ovins/caprins par rapport à leur taille osseuse et la charge mécanique plus proche des humains. Les critères pris en considération dans le choix du stade de développement sont les suivants : 1.Suivi des recommandations des textes de référence Le stade de développement est exprimé en âge ou en poids. Dans la plupart des cas, l’utilisation d’animaux adultes est recommandée. 2. Propriétés intrinsèques du produit à tester En l’absence de recommandation particulière dans le(s) texte(s) de référence et si la nature du produit le requière (ex : évaluation d’un implant osseux sur un animal dont l’ossature est mâture), le stade de développement est pertinemment sélectionné. En l’absence d’exigence particulière, l’utilisation d’animaux au stade adulte est privilégiée.
Production d’anticorps chez le lapin
- Production de routine
- Recherche fondamentale
- Autre recherche fondamentale
- Biologie du développement
- Éthologie / comportement / biologie animale
- Multisystémique
- Oncologie
- Organes sensoriels
- Système cardiaque
- Système endocrinien
- Système gastrointestinal
- Système immunitaire
- Système musculosquelettique
- Système nerveux
- Système respiratoire
- Système urogénital
- Tests réglementaires
La quantité d'anticorps commandée par le client détermine le nombre de lapins engagés dans chaque expérimentation, à raison de deux lapins par immunogène. 1 050 lapins vont être utilisés sur la durée du projet, tous tués à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, pour développer environ 500 anticorps destinés à la recherche. Chaque animal peut subir jusqu'à vingt-cinq injections intraveineuses, quinze injections intramusculaires, huit injections sous-cutanées, trois injections intradermiques d'une vingtaine de points chacune et dix prélèvements sanguins. Le porteur reconnaît l'existence de méthodes sans animaux comme le phage display, affirme qu'elles "n'apportent pas la même qualité d'anticorps", et indique tuer les lapins en fin de projet pour obtenir "le maximum de sérum".
Objectifs
Le but de chaque expérimentation est le développement et la production d’anticorps polyclonaux et/ou monoclonaux. Les anticorps seront utilisés principalement dans la recherche académique. Environ 500 nouveaux anti-corps seront développés.
Bénéfices attendus
Le but de chaque expérimentation est le développement et la production d’anticorps polyclonaux et/ou monoclonaux. Nous développons depuis plusieurs dizaines d’années des anticorps pour la recherche. Les résultats obtenu grâces aux anticorps générés par notre entreprise ont participé à l’avancée des connaissances scientifiques à travers plusieurs centaines de publications de nos partenaires. Ce projet s’inscrit dans cette continuité pour poursuivre la génération d’outils biologiques pour la recherche et le développement.
Procédures
- Prélèvements sanguins sur animaux vigiles, environ 5 min, maximum 10 prélèvements. - Injection intraveineuse sur animaux vigile, environ 1 min, maximum 25 injections. - Injection en intradermique (une vingtaine de points environs par inejction), environ 3 minutes, maximum 3 injections. - Injection en sous cutané, environ 1 minutes, maximum 8 injections. - Injection en intramusculaire, environ 1 minutes, maximum 15 injections. - Injection en intraveineuse dans la veine marginale, environ 1 min, maximum 25 injections. -
Impact sur les animaux
La contention lors des prélèvements et des injections peut causer un léger stress. Une inflammation au niveau des sites d’injections peut être observée. Il peut y avoir une légère douleur à l’injection. De par notre expérience Nous ne nous attendons pas à d’autres nuisances, mais nous resterons vigilants à tous effets imprévus
Devenir
Les animaux seront mis à mort en fin de projet afin d’obtenir le maximum de sérum et de pouvoir prélever des organes.
Remplacement
Le remplacement du modèle in-vivo ne peut être envisagé car la réponse immunitaire est un phénomène complexe impliquant la coopération entre de multiples types cellulaires, pour lequel il n’existe pas d’équivalent in-vitro. Bien que des méthodes alternatives émergent (type phage display), ces approchent n’apportent pas la même qualité d’anticorps. La qualité de la banque naïve utilisée et la méthode de screening de cette banque de phages display ne permet pas d’obtenir de anticorps d’affinité suffisante. Pour palier partiellement à ce défaut, cela nécessite d’utiliser des banques dites « immunes » qui nécessitent d’immuniser le lapin et n’apporte aucun bénéfice en termes de remplacement. De plus ces technologies de développement d’anticorps monoclonaux chez le lapin ou la souris, ne sont pas encore complètement matures. Ils nécessitent un matériel particulier et des réactifs adaptés. Les chances de succès sont limitées comme le démonter le nombre d’anticorps en clinque issue de phage display qui reste marginal. Enfin l’obtention d’anticorps polyclonaux ne peux pas être remplacée par un mélange d’anticorps monoclonaux. Cette approche des anticorps multi clonaux ne permets pas non plus d’obtenir la même efficacité.
Réduction
Le nombre de lapins utilisé pour chaque expérimentation est réduit au minimum, mais est déterminé par la quantité d’anticorps attendue par le client. Nous obtenons environ 50 à 60ml de sérum au minimum par lapin, la majorité des projets nécessite plus 100ml. En effet, l’immuno purification par chromatographie d’affinité de ces sérums requiert un volume suffisamment pour obtenir quelques milligrammes d’anticorps c’est pourquoi nous utiliserons 2 lapins par immunogènes.
Raffinement
Les animaux ont un enrichissement dans les cages sous forme de tablette et de palet dans les cages. Les animaux sont habitués au personnel pour réduire le stress. De plus les animaux sont manipulés et caressés régulièrement (2 fois par semaines). Le personnel est formé et sensibilisé à une manipulation douce des lapins pour limiter le stress au maximum. Si l’animal présente une souffrance qui ne diminue pas avec l’arrêt des injections et les soins apportés, et que les points limites sont atteints alors, l’animal sera mis à mort pour éviter des souffrances.
Choix des espèces
Le lapin est l’animal de laboratoire bien adapté au développement d’anticorps pour la recherche. Il montre en effet une très bonne réponse immunitaire humorale. Par ailleurs il permet de récolter une quantité de sérum conséquente suffisante pour les applications en recherche. Nous utilisons des jeunes adultes (lapins âgés de 12 semaines minimum) car c’est chez les jeunes adultes que la réponse immunitaire est la meilleure et par là même la génération d’anticorps.
Elevage de souris transgéniques à des fins de recherche biomédicale à visée thérapeutique
- Maintien des lignées génétiquement modifiées
- Recherche appliquée
- Troubles gastrointestinaux
- Troubles musculosquelettiques
- Recherche fondamentale
- Système gastrointestinal
- Système musculosquelettique
- Système nerveux
Produites pour alimenter d'autres projets du même laboratoire sur les maladies neuromusculaires, 25 400 souris de sept lignées génétiquement altérées vont être élevées et génotypées sur cinq ans, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger pour 20 865 d'entre elles et modéré pour 4 535. Chaque souriceau subit entre le septième et le douzième jour de vie un prélèvement de queue et un tatouage des phalanges, l'ensemble prenant moins de cinq minutes. Les animaux porteurs des pathologies étudiées peuvent développer une atteinte locomotrice, une respiration accélérée ou des signes de déshydratation, et le porteur indique les tuer avant l'apparition des symptômes lorsqu'aucune expérience ne les attend. Les autres sont maintenus en vie pour la reproduction ou versés à des projets applicatifs, l'effectif de 25 400 étant estimé à partir de l'historique de production de l'établissement et de "besoins" susceptibles d'évoluer.
Objectifs
Ce projet a pour but de produire et de génotyper des animaux d'élevage à des fins d'utilisation scientifique. Il permettra l’élevage de 7 souches de souris génétiquement altérées nécessaires à la mise en œuvre de différents projets de recherche ayant pour but de comprendre la physiopathologie des maladies étudiées dans notre Laboratoire et de trouver des approches thérapeutiques innovantes pour des maladies neuromusculaires.
Bénéfices attendus
Les bénéfices devant découler de ce projet concernent le domaine de la santé humaine. Ils visent à valider l’effet thérapeutique de molécules d’intérêt ou de produits de thérapie génique pour un groupe de maladies humaines rares et orphelines de médicaments, sur des modèles de la maladie. L’observation d’un effet thérapeutique permettra d’envisager un essai clinique qui, s’il est probant, devrait permettre de stopper l’évolution de la pathologie chez les patients atteints de maladies neuromusculaires rares.
Procédures
Les prélèvements de tissus à partir d'un très petit morceau de queue sont réalisés sur animaux vigiles. Cet acte est réalisé en même temps que le tatouage des phalanges et n’est pratiqué qu’une seule fois. Au total, moins de 5 minutes sont nécessaires pour réaliser ces deux actes par animal. En effet, si les prélèvements de tissus s'executent en moins d'une minute, les instruments doivent être désinfectés entre chaque animal ce qui peut prendre 5 minutes.
Impact sur les animaux
Les nuisances attendues sur les animaux sont liées à la méthode de prélèvement de tissu sur jeunes animaux vigiles pour le génotypage. La contention d’animaux jeunes pour se faire peut entrainer un stress et une douleur légère passagère ne dépassant pas quelques heures. Les animaux porteurs des pathologies étudiées dans notre Laboratoire peuvent présenter un phénotype dommageable de type atteinte locomotrice, polypnée ou signes de déshydratation. Ces symptômes peuvent correspondre à un degré d'inconfort jugé modéré.
Devenir
Euthanasie des animaux ou maintien en en vie pour la reproduction ou une utilisation continue dans des projets applicatifs.
Remplacement
Un effort de remplacement est réalisé en amont voire en parallèle du programme d'élevage. En effet, nous essayons dans un premier temps de répondre aux questions biologiques qui se posent à nous à l'aide de modèles cellulaires. L’utilisation d’animaux dans des études n'est effective que lorsque les modèles cellulaires ne peuvent pas répondre aux questions biologiques. Par exemple, lorsqu'il est nécessaire d’étudier les symptômes liés à des troubles du comportement moteur caractéristiques des maladies neuromusculaires que nous étudions ou encore pour étudier la biodistribution d’un traitement dans l'organisme.
Réduction
Nous avons prévu d’utiliser un total de 25400 souris pour fournir les animaux nécessaires à l'ensemble des expériences pour les 5 années d'études à venir sachant que nos besoins peuvent évoluer en fonction d'éventuelles ré-orientations des objectifs scientifiques à l'appui de nouvelles publications scientifiques et de nouveaux résultats. Aussi nous sommes-nous basés sur les données statistiques de 2022 et 2023 ainsi que sur l'historique des données de production des lignées maintenues dans notre établissement pour faire cette estimation. Cette base d'estimation nous amène à envisager une moyenne de 5080 souris par année pour les 7 lignées de souris objet de ce dossier, soit un total de 25400 souris sur 5 ans. Les deux sexes seront utilisés dans les protocoles lorsque la maladie n’est pas liée au sexe ou que le projet n’est pas dépendant d’un des deux sexes.
Raffinement
Dans ce programme d’élevage, les animaux mimant les pathologies étudiées seront utilisés pour les projets applicatifs ou seront euthanasiés avant l’apparition des symptômes. Nous évitons ainsi l’expression du phénotype dommageable quand il n’est pas associé à un besoin expérimental. Les animaux sont élevés dans un environnement enrichi (maisonnette en cellulose, bâtonnets en bois, élément pour la confection des nids, copeaux, tunnel, autres éléments spatiaux d'enrichissement) et sont observés quotidiennement. Au moment du sevrage, nous ne séparons les fratries que par sexe et ne regroupons pas les mâles (frères et germains) à plus de 2 semaines d'écart d'âge pour limiter le risque d’agressivité. De la nourriture est ajoutée directement sur le sol de la cage et des pipettes d’eau plus longues sont mises en place pour que les juvéniles sevrés ou les animaux présentant une atteinte locomotrice aient facilement accès à l'eau et à l'aliment. Le cas échéant, un aliment hydratant et nourrissant peut être placé à même le sol dans une coupelle pour les animaux déshydratés. Pour ne plus attraper les animaux par la queue lors du change des litières, les zootechniciens utilisent leurs mains jointes en creux ou des tubes pour inciter les animaux à passer d’une cage à l’autre par eux-mêmes. Concernant les biopsies de tissu pour l'identification génétique des animaux, elles sont effectuées une seule fois entre 7 et 12 jours de vie par prélèvement d'un très petit bout de queue (moins de 0,5 mm). Ce prélèvement de tissu est réalisé à un âge où l’ossification et l’innervation des tissus ne sont pas encore bien différenciées.
Choix des espèces
Les souris ont été choisies comme animaux modèles car ces animaux ont pu être modifiés génétiquement afin de présenter les mutations génétiques responsables des différentes maladies étudiées dans notre Equipe, ce qui en font le plus petit modèle animal présentant les signes cliniques et pathologiques mimant ces maladies. Les animaux de ce projet d’élevage seront utilisés à un stade précoce pour les identifications individuelles (microtatouage) et l'identification génétique ; et à un stade plus tardif de maturité sexuelle pour le renouvellement des reproducteurs.
Étude des mécanismes contrôlant la formation et le remodelage de l’os chez la souris (EU1/2)
- Recherche fondamentale
- Autre recherche fondamentale
- Oncologie
- Système musculosquelettique
936 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger pour 552 d'entre elles et modéré pour 384. Entre le septième et le douzième jour de vie, chaque souriceau subit une biopsie de la queue pour établir son profil génétique, puis viennent un recueil d'urine par contention, deux injections de marqueurs et une imagerie osseuse haute résolution sous anesthésie profonde. Le sang et les organes sont prélevés après mise à mort. L'objet déclaré est de décrire un défaut osseux lié à une mutation rare, à six âges différents et sur seize animaux par sexe et par profil génétique, ce qui commande l'effectif, et le porteur conclut que les modèles cellulaires ne reproduisant ni la chronologie du développement osseux ni les interactions entre tissus, le recours à l'animal est "nécessaire".
Objectifs
La maladie rare étudiée est associée chez l'homme à un défaut de croissance. Une mutation génétique particulière associée à la maladie entraine un défaut de l’os chez la souris et des taux anormaux dans le sang de composés associés à la biologie de l’os. Il apparaît donc nécessaire d’étudier les conséquences de cette mutation dans le modèle murin, qui récapitule des défauts observés chez les patients. Dans ce cadre, les objectifs du projet seront de réaliser des dosages à partir de prélèvements sanguins et d’urine ; et d’utiliser une technique d’imagerie sur des animaux placés sous anesthésie générale pour obtenir des images haute résolution de l’os, facilitant les mesures et la visualisation d’anomalies de l’os. La réalisation de ce projet, sur deux établissements utilisateurs (EU) différents, permettra de mieux comprendre les mécanismes mis en jeu dans le développement et la croissance de l’os, et de mieux comprendre la maladie.
Bénéfices attendus
Ce projet renforcera les connaissances de base sur le mécanisme de formation osseuse et les fonctions développementales de ce gène. Ces découvertes pourraient également être utiles en clinique pour anticiper les problèmes de santé liés au vieillissement chez les patients atteints de cette maladie rare et chez d'autres patients présentant des maladies osseuses.
Procédures
Le profil génétique des animaux sera établi à l’aide d’une biopsie de queue (durée de 30 secondes) entre 7 et 12 jours post-natal (EU1). Un recueil des urines sera effectué par simple contention des animaux, une seule fois (1 minute - EU1). Les deux injections de marqueurs (30 secondes par injection - EU1), nécessaires à l’analyse par imagerie (5 minutes par radiographie - EU2) , seront réalisées sur animaux avant leur anesthésie profonde (EU2) pour l’analyse par imagerie (EU2) et le recueil de sang (EU2).
Impact sur les animaux
La biopsie de queue entre 7 et 12 jours post-natal peut entrainer un stress dû à la contention et une légère douleur. Le prélèvement d’urine se fait par contention de l’animal et peut également engendrer un stress pour les animaux du fait d’être manipulé. Les injections par voie intra-péritonéale peuvent entrainer une douleur minime ou un inconfort passager. Le transport des animaux vers un autre centre parisien peut lui aussi engendrer un stress.
Devenir
Tous les animaux seront mis à mort pour prélèvement d’organes et de sang pour analyse.
Remplacement
Les modèles cellulaires ne permettent pas de récapituler les processus impliqués dans la formation et le vieillissement osseux, la chronologie des processus développementaux et les interactions des cellules osseuses avec leur environnement et les autres tissus, ainsi que l’analyse de la structure de l’os. Le recours à l’animal est donc nécessaire.
Réduction
Nous estimons la taille de l’échantillon à 16 animaux par sexe et par profil génétique souhaité à chaque temps pour réaliser des analyses statistiques fiables et obtenir des résultats scientifiques robustes aux différents âges de 6, 12, 15, 18, 20 et 52 semaines. Toutes les procédures expérimentales sont réalisées sur les mêmes lots d’animaux à un âge donné grâce notamment à l’utilisation successive de plusieurs techniques permettant le recueil d’urine et de sang pour l’analyse de plusieurs paramètres en une seule observation et l’analyse de plusieurs paramètres de l’os grâce à l’imagerie sur des animaux placés sous anesthésie générale.
Raffinement
Tous les animaux seront surveillés quotidiennement. Les animaux seront maintenus dans des groupes de plusieurs individus dans un environnement enrichi. Plusieurs points limites sont mis en place dans le but d'identifier une éventuelle souffrance ou détresse des animaux et si nécessaire de les mettre à mort. L’imagerie sera effectuée sur des animaux placés sous anesthésie générale.
Choix des espèces
La souris est un animal dont les processus de formation de l’os sont semblables à celui de l’Homme, permettant un parallèle avec la maladie humaine. De plus, de nombreux appareils et techniques sont adaptés et disponibles pour le modèle souris. Cette espèce présente donc tous les avantages pour répondre à l’objectif de ce projet, soit étudier la dynamique et les fonctions de l’os liés à un défaut génétique au cours du vieillissement. Ce projet a donc pour objectif de mieux décrire le phénotype osseux au cours du vieillissement en utilisant des animaux âgés de 6, 12, 15, 18, 20 et 52 semaines au moment des analyses.
Etude de la physiopathologie de l’arthrose et recherche de nouvelles molécules anti-arthrosiques
- Recherche appliquée
- Troubles musculosquelettiques
- Recherche fondamentale
- Système musculosquelettique
2 352 souris subissent soit une chirurgie du genou de vingt minutes, soit une injection intra-articulaire, pour leur provoquer une arthrose. Toutes vont être tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, et une partie d'entre elles est exposée au froid une heure par jour, deux fois par semaine. Le projet porte sur la douleur arthrosique et teste des antiarthrosiques, et le porteur écrit qu'après l'induction "aucune douleur n'est attendue après 24h", que les souris "ne boitent pas" et que le froid n'entraîne "pas de stress particulier". L'effectif se décompose en 144 animaux par étude, trois études par an pendant cinq ans, plus 192 souris pour le volet froid, le chiffre de 24 animaux par groupe reposant sur les habitudes du laboratoire.
Objectifs
L’arthrose est une maladie détruisant le cartilage, remodelant l’os sous chondral et entrainant une inflammation de la synoviale. Ces changements, qui touchent l’ensemble de l’articulation, entrainent notamment chez le patient des douleurs chroniques et une impotence fonctionnelle (diminution de la mobilité et raideur). L’objectif de ce projet est de mieux comprendre la physiopathologie de cette maladie invalidante et de tester et comparer plusieurs médicaments anti arthrosiques sur la souris afin de déterminer leur efficacité sur la destruction du cartilage et sur la douleur induite par la maladie.
Bénéfices attendus
Ce projet a pour but de tester et comparer des médicaments anti-arthrosiques en terme d’évaluation de la douleur et de dégradation du cartilage via deux modèles d’arthrose : un modèle mécanique (lié à un traumastime) et un modèle chimique mimant une arthrose à forte composante inflammatoire. Ces données permettront l’avancée de la recherche pour le traitement de l’arthrose chez les patients.
Procédures
L’arthrose est induite chez les souris par deux moyens : une chirurgie rapide (environ 20min) pratiquée sous anesthésie générale avec une analgésie adaptée, soit par une injection intra-articulaire pratiquée sous anesthésie générale. Le traitement aura lieu soit par injection soit par prise orale 1 à 5 fois par semaine selon le protocole. Des tests de comportements auront lieu 3 à 4 fois par semaine et dureront 1h maximum par test. Certains animaux seront exposés au froid 1h par jour, 2 fois par semaine.
Impact sur les animaux
L’induction de l’arthrose chirurgicale peut entrainer des douleurs sur les souris liées à la chirurgie et à l’ouverture des différents plans (peau et muscle). Après les différents protocoles d’induction de l’arthrose, aucune douleur n’est attendue après 24h. D’après l’expérience du laboratoire, les souris ne boitent pas, n’ont pas de difficultés particulières à se déplacer et peuvent donc avoir des interactions sociales normales et se nourrir normalement. En cas de traitement par gavage régulier (pour l’administration de traitements), il existe un risque de fausse route ou de perforation de l’œsophage. D’après la littérature, l’exposition des souris au froid pendant une durée relativement courte (moins de 4h) n’entraine pas de stress particulier chez les animaux. D’autres études ont montré que les souris sont capables de s’habituer à une situation stressante, notamment un bain d’eau froide en fonction du temps et de la fréquence d’exposition. Les expositions au froid prévues étant relativement courtes et régulières, nous n’attendons de dégradation particulière de l’état des animaux après les expositions au froid.
Devenir
Les animaux sont mis à mort à l’issue des procédures afin de pouvoir procéder à l’analyse des tissus et notamment des articulations.
Remplacement
Les expériences in vitro de cultures cellulaires ne permettent pas de mimer parfaitement la pathologie en raison de multiples interactions cellulaires et tissulaires au sein de l’articulation. De plus, l’influence de la composante mécanique est fondamentale dans cette pathologie. Le modèle murin combine les avantages d’intégrer les différents tissus de l’articulation avec les possibilités de modifications génétiques. Par ailleurs les procédures comportementales décrites dans ce projet ont un caractère de stricte nécessité visant à étudier les aspects fonctionnels de l’arthrose que sont la douleur chronique. De fait, les expériences ne peuvent pas être remplacées par d’autres méthodes expérimentales n’impliquant pas l’utilisation d’animaux vivants et susceptibles d’apporter le même niveau d’information. Qui plus est, il n’existe pas de modèle fiable utilisant des vertébrés moins sensibles ou des invertébrés, compte tenu de leur anatomie et de leur physiologie très différente de l’homme.
Réduction
Le nombre d’animaux nécessaires dans chaque procédure a été défini sur la base des études réalisées historiquement dans le laboratoire. Pour chaque étude, deux modèles d’arthrose seront prévus car ils sont complémentaires : le modèle chimique permet de mesurer la dégradation du cartilage et d’évaluer la réponse à la douleur, tandis que le modèle chirurgical permet d’évaluer la dégradation du cartilage et le remodelage de l’os sous chondral (avec une réponse moindre à la douleur). De plus, cela permet de reproduire l’hétérogénéité de la pathologie « arthrose » observée chez les patients. Le nombre d’animaux par groupe a été porté à 24 : 12 souris mâles et 12 souris femelles. L’évaluation de la douleur nécessite un minimum de 12 animaux afin de produire des résultats significatifs. L’utilisation des animaux des deux sexes permettra la comparaison des données, car d’après la littérature, les modifications biochimiques et histologiques sont plus importantes suite à l’induction de l’arthrose chez les mâles comparées aux femelles. Dans chacun des modèles, les animaux seront distribués en 3 groupes, un groupe contrôle traité au véhicule, un groupe traité avec le médicament test et un groupe traité avec une molécule de référence. Ainsi un nombre de 72 animaux par modèle est nécessaire (modèle chimique et modèle chirurgical), soit un nombre de 144 animaux par étude. 3 études seront réalisées par an pour l’étude de nouveaux traitements anti-arthrosiques, ce qui porte le nombre total d’animaux à 144*3*5 = 2160 animaux pour 5 ans. Pour le projet froid, un nombre de 192 animaux sera nécessaire : les deux modèles d’arthrose seront comparés pour 4 lots de 24 animaux (12 mâles et 12 femelles). Soit un total d’animaux de 2160 + 192 = 2352.
Raffinement
Les animaux seront hébergés en groupe sociaux, dans un environnement enrichi (matériel pour nidification) avec l’eau et la nourriture ad libitum. Les animaux participant aux tests comportementaux seront hébergés en cycle inversé. Pendant les 10 à 12 semaines d’hébergement, la surveillance des souris sera effectuée quotidiennement, avec un intérêt particulier pour le comportement : état du poil, vocalisations, boiterie. Au moment de l’induction de l’arthrose chirurgicale, une injection d'un analgésique sera réalisée, 15min avant l’intervention. Si la souris montre des signes de douleur dans les heures suivant l’intervention, une seconde dose d'analgésique sera administrée. La procédure chirugicale ainsi que l’induction de l’arthrose par injection intra-articulaire se font sous anesthésie volatile (environ 20 min pour la chirurgie et 10 min pour les injections intra-articulaires).
Choix des espèces
L’induction de l’arthrose dans le modèle murin (C57BL/6) est un modèle reconnu dans la littérature et parfaitement accepté pour tester l’efficacité de nouveaux traitements anti-arthrosiques. De plus, il n’existe pas de modèle fiable utilisant des vertébrés moins sensibles ou des invertébrés, compte tenu de leur anatomie et de leur physiologie très différente de l’homme. Les modèles d’arthrose seront induits sur des animaux âgés de 8 à 10 semaines, ce qui correspond à des animaux adultes, en fin de croissance.
Etude fonctionnelle des vésicules extracellulaires dans la cachexie associée au cancer colorectal EU2/2
- Recherche fondamentale
- Oncologie
- Système musculosquelettique
544 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger pour 224 d'entre elles, modéré pour 208 et sévère pour 112. Greffées sous la peau de cellules cancéreuses colorectales ou injectées de vésicules tumorales, elles développent une cachexie, cet affaiblissement qui associe fonte musculaire, perte de poids, gonflement de la muqueuse intestinale et saignements. Elles sont pesées et passées à l'appareil de résonance magnétique tous les deux à trois jours pendant deux à quatre semaines, avec des tests comportementaux dont le RNT donne la durée sans les nommer. Le porteur écrit que "tout sera mis en œuvre" pour le bien-être des souris, tout en précisant qu'aucun antidouleur ni anti-inflammatoire ne pourra leur être administré, ces molécules risquant d'altérer les biomarqueurs mesurés.
Objectifs
Le cancer colorectal prend naissance dans les cellules du côlon ou du rectum. La tumeur cancéreuse (maligne) est un groupe de cellules cancéreuses qui peuvent envahir les tissus voisins et les détruire. Avec près de 45 000 nouveaux cas et 18 000 décès par an, le cancer colorectal reste le 2e cancer le plus meurtrier en France. La cachexie est un affaiblissement profond de l'organisme (perte de poids, fatigue, atrophie musculaire, etc. ) lié à une dénutrition très importante. Dans le cas du cancer colorectal avancé, jusqu'à 60 % des patients souffrent de cachexie qui est fortement associée à un mauvais pronostic de survie. L’impact dévastateur de la cachexie sur le patient et ses proches souligne l'urgence de ce besoin médical non satisfait. La fonction musculaire est également profondément altérée au cours de la cachexie cancéreuse, avec une forte réduction de la force musculaire squelettique. Cependant, les mécanismes impliqués dans le développement de la cachexie liée au cancer colorectal restent incompris. Il a été décrit que des vésicules étaient produites par les tumeurs, assurant une communication entre la tumeur et des organes. Démêler la communication entre le muscle squelettique, le tissu adipeux et la tumeur constitue un enjeu capital pour mieux comprendre les origines de la cachexie cancéreuse. Trouver des biomarqueurs capables d’être détectés avant l’apparition de la cachexie devient primordial pour améliorer la prise en charge et le bien-être des patients. Notre équipe étudie les fonctions d’une protéine régulatrice qui pourrait jouer un rôle dans le développement de la cachexie associée au cancer colorectal en influençant les tissus musculaires distants. Le but de ce projet, qui se déroulera dans deux établissements différents, est de démontrer le rôle de notre protéine dans le développement de la cachexie associée au cancer colorectal.
Bénéfices attendus
Cette étude s’appuie sur des résultats précédents obtenus sur des lignées cellulaires en culture. Cependant l’étude du phénomène cachectique n’est possible que grâce à l’utilisation de modèles murins qui ont fait leur preuve dans la littérature. Ces modèles modifiés permettront d’aller voir plus en avant les effets de la protéine d’intérêt
Procédures
Une pesée de tous les animaux et une mesure de la composition corporelle seront réalisées tous les 2 à 3 jours à l'aide d'un appareil RMN (Résonnance magnétique) qui permet d’obtenir le taux de masse maigre (muscle), de masse grasse et d'eau dans le corps de la souris. Ces mesures prennent moins de 2 minutes par souris et sont réalisées sur des animaux vigiles pendant toute la durée des procédures (2 semaines, ou 4 semaines selon les animaux). Ils auront à disposition une roue d’activité spontanée pendant la durée des procédures et seront libres de courir ou non. Ils réaliseront des tests comportementaux (3 fois 5 minutes et 3 fois 10 secondes / deux sessions pour tous les animaux). 432 animaux vigiles recevront une injection unique (5 secondes). En fin d’expérience, tous les animaux du projet (544) recevront une injection d’anesthésique et d’analgésique (5 secondes) avant d’être euthanasiés.
Impact sur les animaux
Le développement tumoral induit un état de cachexie progressif s'accompagnant d'une réduction de masse maigre et d'une perte de poids corporel. Les tumeurs colorectales peuvent provoquer des gonflements de la muqueuse intestinale et des saignements qui apparaîtront les deux dernières semaines de l’étude. Les animaux pourront être stressés lors des mesures de poids et de la taille de la tumeur (mesure hebdomadaire pendant 15 jours), lors de l’évaluation de la composition corporelle (tous les 2 jours pendant 2 ou 4 semaines) et lors des tests comportementaux. Les mesures de tumeur et les injections peuvent également générer une légère douleur pour l'animal.
Devenir
A l’issue de chaque procédure, les animaux seront anesthésiés puis euthanasiés. Cette mise à mort limite la souffrance des animaux. Nous prélèverons le sang et différents tissus afin d’analyser les marqueurs et l’avancement de l’état cancéreux.
Remplacement
Bien que nous menions en parallèle des études sur des cultures de cellules adipeuses et musculaires, la cachexie liée au cancer est un syndrome global qui implique des échanges complexes entre les organes. Les vésicules extracellulaires font partie des messagers qui permettent cette communication. Afin de tester l'effet de différentes vésicules sur la physiologie et le métabolisme, nous ne pouvons pas nous passer de tests chez l’animal.
Réduction
Le nombre d'animaux a été réduit au minimum après calcul à l’aide d’un logiciel pour études statistiques. De plus, nous mutualiserons les données issues d’une étude d’une autre équipe qui sera réalisée en même temps, ce qui nous évite d’inclure deux groupes contrôles de 14 animaux.
Raffinement
Le syndrome cachexique cancéreux induisant un affaiblissement de l'organisme (perte de poids, fonte musculaire, etc.) nous effectuerons un suivi quotidien des animaux grâce à une grille de score et appliquerons des points limites définis. L’alimentation sera déposée directement dans la cage pour faciliter l’accès et permettra de contrôler la perte de poids. Nous utiliserons des tapis anti-escarres lors des examens des animaux et au fond des barquettes de pesées ce qui apporte confort et chaleur le temps de la mesure (pesée dynamique, 5s). Les animaux seront préalablement habitués aux tests comportementaux. Pour le change et les tests, les animaux seront déplacés à l’aide d’un tunnel de contention auquel ils seront habitués (enrichissement présent dans les cages). Ce tunnel permet aussi l’habituation à la mesure de composition corporelle où l’animal est maintenu dans un système équivalent le temps de la mesure (moins de deux minutes). Tout sera mis en œuvre pour assurer le bien-être des animaux même si aucun médicament anti-douleur ou anti-inflammatoire ne pourra être administré aux animaux car susceptible d’altérer les biomarqueurs du cancer.
Choix des espèces
Nous avons choisi de travailler sur trois modèles murins. Le premier modèle consiste à injecter des vésicules chez des souris âgées de 10 semaines. Le deuxième modèle consiste à greffer des cellules murines colorectales cancéreuses sous la peau de souris âgées de 10 semaines. Les cellules cancéreuses utilisées, une fois greffées, sont connues dans la littérature pour induire la cachexie dans les deux semaines suivant la greffe. Nous prenons des jeunes adultes car les animaux auront atteint un poids suffisant qui permet d’observer une cachexie sans entraîner une perte de poids trop rapide. Le troisième modèle est constitué de souris génétiquement modifées répondant spécifiquement à nos besoins en terme d’expression des protéines d’intérêt. La mutation de notre protéine d’intérêt dans ce modèle permettra d’évaluer son rôle dans l’apparition de la cachexie. Ce modèle génère lui aussi la cachexie à partir de l’âge de 16 semaines, âge que nous avons choisi pour débuter nos observations.
étude du rôle des mécanismes moléculaires et facteurs hormonaux liés aux troubles locomoteurs chez la souris 1/2
- Recherche fondamentale
- Oncologie
- Système endocrinien
- Système musculosquelettique
- Système nerveux
Deux injections dans le canal rachidien à quatre semaines d'intervalle, une pompe osmotique implantée sous la peau, des enregistrements musculaires sous anesthésie et des biopsies de queue : 7 046 souris vont être utilisées, dont 3 200 dans des procédures impliquant un niveau de souffrance sévère. Une partie porte une mutation reproduisant la sclérose latérale amyotrophique, avec la perte des neurones moteurs et la dégradation musculaire qui l'accompagnent. Le porteur écrit pourtant qu'aucun effet indésirable n'a été décrit chez les animaux qui seront utilisés, tout en signalant par ailleurs une mobilité altérée liée au modèle. Chaque souris est mise à mort pour prélever sa moelle épinière et ses muscles.
Objectifs
Le projet vise à comprendre les mécanismes moléculaires à l'origine du déclin locomoteur dans le contexte du vieillissement et des maladies neurodégénératives. La découverte de nouvelles stratégies thérapeutiques, en lien avec le mécanisme chargé de la dégradation de composants intercellulaires et les neurones, pourrait permettre de prévenir/traiter le déclin de nos fonctions locomotrices lié à l'âge et des maladies associées aux problèmes moteurs. Ces travaux de recherche devraient permettre de tester l’efficacité de ces thérapies. Le projet se déroule sur 2 établissements utilisateurs.
Bénéfices attendus
Ce projet contribuera à améliorer notre connaissance des mécanismes impliqués dans le vieillissement et les maladies dégénératives. D'un point de vue biomédical, il pourrait conduire à l'identification de nouvelles stragégies thérapeutiques pour prévenir et/ou traiter le déclin lié à l'âge ou les maladies neurodégénératives, ce qui constitue actuellement un défi prioritaire pour les systèmes de santé du monde entier. Enfin, d’un point de vue thérapeutique, cette étude pourrait conduire à l’identification de cibles thérapeutiques dans le traitement de ces troubles.
Procédures
Les interventions subies par les animaux sont: - Deux injections intrathécales (10 minutes sous anesthésie par intrapéritonéal et sous analgésique en pré (30 minutes avant le début de la procédure) chirurgie puis 24 et 48 heures plus tard) espacées de 4 semaines. Pose d'une pompe osmotique sous-cutanée sous anesthésie et sous analgésie (en pré (30 minutes avant le début de la procédure) chirurgie puis 24 et 48 heures plus tard). Des tests de locomotion seront effectués, ainsi qu’un enregistrement musculaire sous anesthésie par voie intrapéritonéale. Au total, les souris recevront un maximum de 3 injections intrapéritonéal (durée totale de 15 secondes). Ces interventions seront fait dans l'établissement utilisateur 1. De plus, des biopsies de la queue seront effectuées dans l'établissement utilisateur 2 pour génotyper les souris.
Impact sur les animaux
Mobilité altérée liée au modèle sclérose latérale amyotrophique. Injection intrapéritonéale: peut causer une douleur légère due à la piqûre. Chirurgies (injections intrathécales ou pose de pompe osmotique): peut provoquer du stress dû à l'anesthésie et au dessèchement des yeux. Aucun effet indésirable n'a été décrit chez les animaux qui seront utilisés. La biopsie peut provoquer une douleur légère.
Devenir
Chaque animal sera mis à mort afin de prélever des tissus pour l'analyse moléculaire (moelle épinière et muscle).
Remplacement
La souris est le modèle le plus pertinent pour notre étude, car elle présente des similarités physiologiques avec les pathologies humaines. Il n'existe pas de modèle in vitro.
Réduction
Le nombre de souris est réduit à son minimum. De nombreux tissus seront collectés après mise à mort, afin d'approfondir les études moléculaires, cellulaires et protéomiques. Chaque souris génèrera donc de nombreuses informations. De plus nous avons déterminé le nombre de souris par groupe en fonction de données de la littérature et grâce à l'utilisation d'un outil statistique.
Raffinement
Les souris bénéficieront de coton, de tunnels et de bâtonnets de bois à ronger afin de les occuper et afin qu’elles puissent se construire un nid. Les souris seront surveillées quotidiennement par les membres qualifiés de l'animalerie afin de détecter tout signe de douleur. La chirurgie sera réalisée sous anesthésie générale et un analgésique sera administré en pré- et post-opératoire. A la suite de la chirurgie la souris sera réveillée au chaud et surveillée pendant les heures qui suivent et la bonne cicatrisation sera observée tous les jours durant la semaine qui suit l’opération par la personne en charge du protocole. Des points limites spécifiques à chaque étape ont été définis. Tout animal en souffrance sans possibilité de le soulager sera mis à mort.
Choix des espèces
La souris a été choisie pour notre étude sur les problèmes de locomotion dans un modèle de sclérose latérale amyotrophique (SLA). Ce modèle, créé en modifiant un gène spécifique, reproduit bien les troubles moteurs observés dans cette maladie. Il permet d’étudier à la fois les formes familiales et non familiales de la SLA, et simule la perte des cellules nerveuses responsables du mouvement, ce qui conduit à une dégradation des muscles. Ce modèle nous aide aussi à étudier comment certains processus biologiques, comme le fonctionnement des cellules, influencent la locomotion à différents stades de vieillissement. Le projet consiste à utiliser des souris âgées de 3 mois et de 16 mois, soumises à des tests pour observer leurs comportements. Ces deux âges ont été choisis pour représenter les stades jeunes et âgés des souris, ce qui permettra de comparer leurs capacités de mouvement et de mieux comprendre comment le vieillissement affecte ces fonctions. À 3 mois, les souris sont en pleine forme physique, tandis qu’à 16 mois, des signes de déclin moteur liés à l’âge commencent à apparaître. Parallèlement, des souris porteuses d’une mutation génétique associée à la SLA (sclérose latérale amyotrophique) seront utilisées à 10 jours et à 3 mois. À 10 jours, l'objectif est de vérifier leur génotype pour déterminer si elles portent ou non la mutation génétique. À 3 mois, les premières altérations motrices liées à la SLA commencent à se manifester, ce qui permet de suivre l’évolution de la maladie au fur et à mesure.
Etude de l’atteinte multiviscérale dans l’insuffisance rénale chronique
- Recherche fondamentale
- Système cardiaque
- Système musculosquelettique
- Système nerveux
185 rats vont être utilisés, tous tués à l'issue pour les prélèvements, dont 101 dans des procédures impliquant un niveau de souffrance sévère. La moitié subit l'ablation des cinq sixièmes de la fonction rénale en une seule opération de trente minutes, puis une échographie sous anesthésie gazeuse tous les trois mois pendant neuf mois. Le porteur décrit la progression attendue, hypertension pendant trois semaines, stabilisation, puis dégradation vers l'insuffisance rénale terminale pour 20 % des animaux au bout de six mois, qui sont alors tués. Sur le remplacement, il affirme que le modèle animal est "indispensable" parce que l'interaction entre rein, cœur, cerveau et muscles ne se reproduit pas autrement, et ajoute que le témoin sain est lui aussi "indispensable".
Objectifs
L'insuffisance rénale chronique (IRC) est un problème de santé publique mondial en raison de l'augmentation de son incidence et de sa prévalence avec près de 3 millions de patients touchés en France. Cette pathologie entraine dans des stades avancés des troubles généraux impliquant de nombreux organes. Une atteinte cardiovasculaire est observée à des degrés variables lors de l’insuffisance rénale chronique. C’est ce que l’on appelle en clinique le syndrome cardio-rénal. D’autre part, une perte de fonction et une réduction de la masse musculaire est également associée à l’insuffisance rénale chronique. Environ 50% des patients insuffisant rénaux sont affectés par cette myopathie dite urémique. L’atteinte des muscles entraine une faiblesse musculaire et une incapacité à se déplacer. Cette myopathie urémique est corrélée avec une augmentation de la mortalité et de la morbidité. De plus, les données épidémiologiques suggèrent que les individus à tous les stades de l'IRC ont un risque plus élevé de développer des troubles neuropsychiatriques, des troubles cognitifs et de la démence. L'insuffisance rénale augmente la sévérité des troubles cognitifs dans la maladie d’Alzheimer et la dialyse sur des modèles animaux de cette pathologie atténue les déficits cognitifs, la neuroinflammation et les processus neurodégénératifs. Le projet a pour but d’étudier la cinétique des modifications tissulaires et cellulaires des muscles squelettiques et cardiaque et du système nerveux au cours du développement de l’insuffisance rénale chronique. Un objectif important de cette étude est la compréhension de la chronologie de l’installation des atteintes cardiaque et musculaire et cérébrale accompagnant la maladie rénale. Pour cela, l’évaluation de la fonction cardiaque sera effectuée par échographie, l’atteinte cérébrale sera déterminée par des tests de comportement ainsi que le niveau d’oxygénation du cerveau par photoacoustique et la fonction musculaire par des tests d’efforts. Les signalisations impliquant la fibrose cardiaque, l’atteinte neuro-musculaire et la neuro-inflammation du système nerveux central seront évaluées sur ces organes après prélèvements. Cette étude chez l’animal approfondit, complète et étend une étude clinique sur la recherche de biomarqueurs à des fins diagnostiques et pronostiques menée chez le patient à divers stades d’insuffisance rénale chronique.
Bénéfices attendus
Notre projet a pour but d’étudier, de façon intégrée, comment l’insuffisance rénale chronique altère les fonctions cardiaque, cognitive et musculaire au cours du temps et quelles sont les signalisations cellulaires modifiées et pourquoi. Nous souhaitons également rechercher des biomarqueurs pour le diagnostic et le pronostic de ces différentes atteintes. De plus, un protocole de réhabilitation cardiaque et musculaire par l’activité physique sera également effectué dans cette étude.
Procédures
La moitié des animaux subiront une néphrectomie , l'opération dure environ 30 min. Ensuite, il n'y a pas d'autres interventions sauf des anesthésies gazeuses par isofluorane afin d'effectuer des échographies ou photoacoustique une fois chaque 3 mois.
Impact sur les animaux
Dans les 3 premières semaines il va y avoir une hypertension artérielle chez les animaux liée à la demande du rein restant d'être plus perfusé car ce dernier étant ligaturé sur des artérioles rénales voit son afflux sanguin diminué. Ensuite, comme pour l'Homme, le rein va s'adapter et compenser la perte de la fonction rénale et l'animal restera stable pendant plusieurs mois. Au bout de 3-4 mois (pour la majorité) l'insuffisance rénale va progresser sur plusieurs mois pour arriver à une insuffisance rénale terminale. Au cours de cette progression l'animal redéveloppe une hypertension artérielle modérée qui va entrainer une insuffisance diastolique qui se transformera en insuffisance cardiaque dans les stades terminaux. Dans notre cinétique, la majorité des animaux n'arrivent pas à un stade terminal car ce n'est pas le but de l'étude. 20% des animaux après 6 mois de néphrectomies progresserons vers une insuffisance rénale terminale et ces animaux seront euthanasiés immédiatement afin d'éviter toutes souffranes. Les analyses échographiques, photoacoustique ou tests de comportement n'apporte pas de nuissances pour l'animal.
Devenir
les animaux seront euthanasiés afin d'effectuer les prélévements biologiques.
Remplacement
Le modèle animal est indispensable à cette étude sur les effets cardiaques, cérébral et musculaires d'une pathologie rénale chronique. L'interaction entre différents organes (rein-cœur-cerveau-muscles) est nécessaire et elle représente bien la pathologie humaine affectant divers organes cibles à divers stades de l’insuffisance rénale chronique. Le développement du remodelage structurel des tissus ne peut être évalué que sur l’animal. Le rat soumis à une néphrectomie subtotale (Réduction Masse Rénale = RMR) représente le modèle d'insuffisance rénale chronique progressive reconnu entrainant des atteintes du muscle cardiaque et des muscles squelettiques et cérébral. Son témoin sain est également indispensable pour valider nos hypothèses de travail. Ces déterminants ne peuvent pas être reproduits dans leur complexité par des méthodes alternatives.
Réduction
Lors de cette étude nous aurons besoin de 185 animaux. Ce nombre a été calculé par une approche statistique sur le critére échographique diastolique E/e'. Le fait de suivre les animaux en cinétique d'un point de vue échographique, photo acoustique et comportement, permet de réduire le nombre d'animaux utilisés car ils sont également leurs propre contrôles au cours du temps. En effet, si on n'effectuait pas ces analyses en cinétique, il nous faudrait 26 animaux par groupe au lieu de 14 pour la version la plus optimiste et il nous en faudrait 57 par groupe pour la version la plus pessimiste du calcul du nombre d'animaux.
Raffinement
J'effectue la néphrectomie des 5/6 de la fonction rénale en une seule chirurgie contrairement aux protocoles publiés classiquement ce qui permet de limiter le nombres d'anasthésies et d'ouverture de l'animal sur une semaine. Avec cette méthode, nous avons très rarement des décès et nous réduisons les souffrances. Une injection d'analgésique est effectuée pour limiter la douleur en pré-opératoire et post-opératoire 2 fois par jour pendant 48h. L’animal en post-opératoire est placé dans une cage individuelle et surveillé jusqu’à son complet réveil. Les animaux sont gardés dans les pièces de stabulation dédiées, deux par cage et surveillés quotidiennement la première semaine. Ils ont bien sûr un accès libre à la boisson et à la nourriture. Le milieu est enrichi par l’ajout de cubes de bois ou de tunels en carton. Après le suivi quotidien de la première semaine, un suivi bihebdomadaire est effectué pour vérifier l'état de santé des rats. Le poids des animaux est contrôlé toutes les semaines. Si un des animaux est en souffrance selon la grille des points limites (ci-joint) ce dernier sera euthanasié.
Choix des espèces
Le rat est probablement l’animal dont la fonction rénale et les pathologies associées sont les plus proches de celles de l’homme. Ce modèle de réduction de la masse rénale est bien caractérisé et les outils immunologiques, biochimiques et moléculaires sont disponibles pour cette espèce. Les rats auront entre 11 et 12 semaines au moment de la néphrectomie subtotale. Ils seront ensuite étudiés à trois temps, 12, 24 et 36 semaines de la pathologie. Cela correspond à la progression de la pathologie dans les stades 3 et 4 de l’insuffisance rénale chronique. Au stade 3, la fonction rénale est approximativement divisée par deux avec une créatinine (marqueur de la fonction rénale) à 70-80 micromole.l-1 et au stade 4 la fonction rénale est approximativement divisée par 3-4 avec une créatinine d'environ 110-140 micromole.l-1. Au stade 3 l'hypertension et l'insuffisance diastolique commencent à s'installer et au stade 4 les rats ont une hypertension persistante (140-150 mmHg) et une insuffisance diastolique avec une fibrose cardiaque. Les atteintes musculaire et cérébrale apparaissent plutôt au début du stade 4.
Evaluation des effets d’un traitement innovant au niveau des muscles squelettiques pendant un choc endotoxémique dans un modèle murin
- Recherche fondamentale
- Système cardiaque
- Système musculosquelettique
Pour tester si une molécule limite la fuite de plasma hors des vaisseaux pendant un choc septique, 12 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Six reçoivent le traitement, six un placebo, après une injection intrapéritonéale d'un produit pro-inflammatoire qui fait chuter la pression artérielle et peut aller jusqu'à l'insuffisance circulatoire avec troubles de la conscience. Le protocole s'arrête à 24 heures, délai que le porteur présente comme une limitation des effets secondaires, et une IRM d'une heure sous anesthésie clôture l'expérience. Il décrit cet examen comme "parfaitement atraumatique", tout en attendant une possible détresse respiratoire au moment de l'endormissement.
Objectifs
Le choc septique se définit comme une infection généralisée de l’organisme entrainant une défaillance de l’ensemble des organes. Il constitue un enjeu de santé publique majeur et est responsable, d’après l’OMS (Organisation Mondiale de la Santé), d’environ 11 millions de décès chaque année. Lors d’un choc septique il existe notamment un déséquilibre majeur entre les besoins de l’organisme en oxygène et nutriments et les apports fournis par le système cardiovasculaire. Plus spécifiquement, la perméabilité des vaisseaux sanguins augmente drastiquement, provoquant ainsi une fuite majeure du plasma. Cette anomalie vasculaire, qui porte le nom de fuite capillaire, joue un rôle prépondérant dans l’évolution des patients en impactant très négativement leur pronostic vital. Pourtant, bien qu’une mortalité de 60 pourcents, soit associée aux patients présentant une fuite capillaire, son origine reste néanmoins très peu connue et il n’existe à l’heure actuelle aucun traitement disponible. Dans ce contexte, notre projet de recherche vise à trouver des cibles thérapeutiques pour contrôler la fuite capillaire au cours du choc septique chez l’Homme. Dans un travail prospectif de recherche translationnelle entre un service de réanimation médicale et un laboratoire de recherche, une équipe de recherche Française a identifié chez 19 patients plusieurs protéines associées au syndrome de fuite capillaire. Cette étude a permis en particulier d’identifier une cible thérapeutique spécifique, cible d’intérêt particulier du fait de son action sur les vaisseaux sanguins. Notre objectif est ainsi de fournir la preuve de concept in vivo que la modulation de l’activité de cette molécule permet de diminuer la fuite capillaire et ainsi la mortalité au cours du choc septique. Les muscles squelettiques étant des tissus richement vascularisés, la fuite capillaire y est cliniquement importante. L’imagerie médicale étant une technique non-invasive et atraumatique de référence dans l’étude du tissu musculaire, l’objectif de ce projet est donc d’évaluer l’effet protecteur de ce médicament candidate sur le muscle squelettique dans le contexte du sepsis.
Bénéfices attendus
Le contrôle de la fuite capillaire au cours du choc septique est une approche totalement innovante. Elle répond à un besoin médical majeur, la fuite capillaire jouant un rôle majeur dans l’évolution défavorable des patients. L’objectif à long terme de ce projet est la mise au point de nouvelles thérapeutiques pour contrôler la fuite vasculaire chez les patients. La fuite capillaire induite par le choc septique est impliquée dans d’autres formes de syndrome de réponse inflammatoire systémique (SRIS) lié à une agression aiguë sévère, comme le choc cardiogénique au sens plus large ou le syndrome de détresse respiratoire aiguë. La positivité de notre étude ouvrirait alors un large champ d’investigations et de thérapeutiques potentielles au cours de ces pathologies.
Procédures
Tous les animaux (12) auront des injections intrapéritonéales (geste rapide de quelques secondes chez une animal vigile) d'une substance pro-inflammatoire et d'un placebo (6) ou du traitement à évaluer (6). Les injections seront réalisées par un personnel formé à cette technique. Après 24 heures, les acquisitions images par résonnance magnétique (IRM) d’une durée d’environ une heure, se feront sous anesthésie légère pour obtenir l'immobilité pendant environ une heure, mais sont parfaitement atraumatiques et n'induisent pas de souffrance par elles-mêmes.
Impact sur les animaux
L’induction d’un syndrome de réponse inflammatoire systémique sera effectuée par injection d’un produit pro-inflammatoire en intra-péritonéal. Il s’agit d’un modèle utilisé de façon extensive dans la littérature pour mimer le syndrome de réponse inflammatoire systémique (SRIS), en particulier chez la souris. L’injection entraine une baisse de pression artérielle, pouvant aller jusqu'à une insuffisance circulatoire avec des troubles de conscience. Le présent protocole limite donc la durée à 24 heures maximum, en rapport avec la question scientifique posée et afin de limiter les effets secondaires induits. Concernant l’IRM, les modalités utilisées dans ce projet seront réalisées sous anesthésie gazeuse afin de garantir l’immobilité. Les principales nuisances qui sont attendues peuvent être une détresse respiratoire au moment de l’anesthésie. De plus le monitorage de la température corporelle est réalisé couplé à un matelas thermostaté afin de maintenir la normothermie de la souris durant l'examen.
Devenir
Euthanasie de tous les animaux, pour récupération post-euthanasie du sang et des tissus afin de pouvoir faire une confrontation anatomo-pathologique avec les images in vivo.
Remplacement
Dans un but de remplacement, des études préliminaires in vitro ont été réalisées au laboratoire. Cependant, ces conditions expérimentales ne sont pas satisfaisantes car elles ne permettent pas de reproduire les nombreuses voies physiologiques mises en jeu au cours du choc septique. La fuite capillaire est en effet d’origine multifactorielle et le peptide d'intérêt régule de nombreuses voies physiologiques, comme l’inflammation, l’angiogenèse ou le métabolisme lipidique. Notre projet nécessite par conséquent le recours à un modèle animal, qui intègre ces différentes composantes physiologiques.
Réduction
L’IRM permet d’acquérir des données multiparamétriques dans un système expérimental complexe, tel l’animal. Il est donc possible à partir d’un même examen, consistant en acquisitions de plusieurs séquences d’imagerie, d’extraire plusieurs paramètres d’évaluation du tissu musculaire. De plus, la nature non-invasive de l’examen par IRM autorise l’observation du tissu musculaire sans induire de modifications durables de ce dernier. Enfin par son caractère atraumatique, l’IRM offre la possibilité de réitérer un examen sur un même animal sans effet nocif pour les individus rendant possible le suivi longitudinal de l’évolution des pathologies et l’étude de l’efficacité dans le cadre d’essais thérapeutiques. Ces 3 spécificités de la RMN permettent dans le cadre de l’expérimentation in vivo de réduire le nombre d’individus nécessaires à une expérience comme le stipule la règle des 3R avec le 2ème R, Réduire. Les hypothèses du calcul du nombre de sujets nécessaires se basent sur les données préalables acquises lors de la mise au point du modèle. L’effet étudié (choc endotoxémique) touche tous les individus exposés et la différence entre individus exposés et contrôles est très nette, ce qui permet de faire un calcul de puissance a priori. Le nombre total d’individu nécessaire pour tirer une conclusion est de 12 individus. Les sous-groupes d’animaux sont ainsi au minimum de 6 individus. Des tests statistiques étayeront l’interprétation fiable des résultats avant de tirer des conclusions.
Raffinement
L’IRM répond enfin au 3ème R de la règle des 3R, Raffinement, grâce au développement constant des outils méthodologiques couplé aux progrès technologiques au niveau électronique qui permettent d’atteindre des résolutions en préclinique environ 3000 fois supérieures à celles obtenues sur les aimants cliniques de pointe. De plus, le raffinement avant expérimentation s’applique aussi à l’hébergement des animaux en groupes dans des cages à usage unique sur des portoirs ventilés et en enrichissant l’environnement à l’aide de papier absorbant et de tubes en carton pour la fabrication de nids. La phase d'induction du sepsis sera couverte systématiquement par une analgésie et la survaillance du comportement et de l'état général des souirs permettr a de définir des points limites qui justifieraient une euthanisie prématurée. De plus, toutes les expérimentations IRM se feront sous anesthésie gazeuse afin de maintenir les animaux immobiles pendant les acquisitions et réduire ainsi tout stress pendant l’examen. La température corporelle de l’animal est maintenue autour de 38 degrés à l’aide d’un tapis chauffant et la fréquence respiratoire est contrôlée en permanence pendant toute la durée de l’examen à l’aide d’un capteur pneumatique amagnétique. Tous les animaux seront surveillés quotidiennement en accord avec la législation en vigueur par du personnel compétent afin de s’assurer du bon état de santé de ces derniers.
Choix des espèces
Le choc septique constitue un enjeu de santé publique majeur et est responsable importante dans le monde. En recherche fondamentale, on peut mimer certains aspects du choc septique, en particulier la perméabilité des vaisseaux sanguins qui augmente drastiquement, provoquant ainsi une fuite majeure du plasma. Les souris miment bien cette réponse, mais la tolèrent mieux que l’homme. La souris d’âge adulte jeune représente ainsi un modèle bien établi pour étudier la réponse inflammatoire induite sans entrainer une surmortalité. Le présent projet a été mis en place chez la souris et a déjà reçu une autorisation par le Ministère de l’Enseignement Supérieur et de la Recherche. L’évaluation par IRM in vivo vient en complétement à des tests faits sur ce même modèle avec une vision d’applicabilité en clinique humaine.