Système musculosquelettique

3 880 poissons zèbres vont être utilisés, tous tués à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Génétiquement modifiés pour porter des mutations liées à des malformations humaines du visage et du cœur, ils subissent un prélèvement d'un fragment de nageoire sous anesthésie, et le porteur indique que les lignées peuvent présenter des malformations du squelette et de la tête. Des tests comportementaux de nage en réponse à des stimuli sonores et lumineux sont réalisés sur les larves. Il affirme que le recours à l'animal est "indispensable" car les études in vitro ne rendent pas compte du développement en trois dimensions du cœur ou des mâchoires.

Objectifs

Les malformations congénitales, diagnostiquées dans 2-3% des naissances sont un enjeu majeur de Santé Publique. Les malformations du visage et du cœur sont une composante fréquente des syndromes de malformations congénitales humaines et sont donc d'une importance clinique majeure. Les deux impliquent généralement une lourde charge médicale et chirurgicale. De plus, parmi les malformations congénitales humaines, les malformations affectant la forme du visage sont peut-être les plus frappantes en raison des attentes culturelles et des conséquences psychologiques. La majorité des alterations du visage et du coeur sont la conséquence d’un défaut de développement de l’embryon qui est provoqué par la mutation d’un gène. L’objectif de ce projet est d'élucider les mécanismes moléculaires et développementaux qui causent des malformations grâce à l’analyse de poissons zèbres qui portent des mutations dans certains gènes.

Bénéfices attendus

L'étude des poissons zèbres qui portent des mutations dans des gènes récemment identifiés dans des pathologies humaines devrait fournir de nouvelles connaissances sur les mécanismes moléculaires responsables de ces maladies rares et sur le développement normal du visage, du cœur et du cerveau.

Procédures

Les animaux subiront des prélèvements sous anesthésie d'un bout de nageoire, pour l’analyse de l’ADN. La procédure consiste à anesthésier le poisson adulte jusqu’à absence de réflexe au toucher (environ 3 minutes) puis un segment de 3mm de la nageoire caudale est coupé. Le poisson est ensuite placé à nouveau dans l’eau et il se réveille au bout de 1-2 minutes. Les poissons régénèrent spontanément leurs nageoires en quelques jours et il n’y a pas d’effets nocifs à long terme. Cette procédure sera nécessaire pour chaque animal génétiquement modifié et sera effectuée une seule fois au cours de la vie de l'animal.

Impact sur les animaux

Les lignées génétiquement modifiées pourront présenter des malformations du squelette, de la tête (diminution de la taille de la mâchoire, aplatissement de la face) ou des altérations des paramètres de la nage témoignant de problèmes moteurs ou de nutrition (amaigrissement).

Devenir

Procédure 1 : Tous les poissons génétiquement modifiés et âgés entre 20-24 mois (âge à partir duquel ils n’arrivent plus à se reproduire) ou toujours en vie à la fin du projet, seront euthanasiés par surdosage d’anesthésique. Procédure 2 : À la fin de la procédure qui a pour but l'étude post-mortem de l’ensemble des caractères visibles de poissons mutants, les poissons seront euthanasiés par surdosage d’anesthésique. Procédure 3 : À la fin de la procédure, qui a pour but l'observation, sur une brève période, du comportement de nage des larves en réponse à des stimuli sonores et lumineux, les poissons seront euthanasiés par surdosage d’anesthésique.

Remplacement

Notre objectif est de comprendre les mécanismes moléculaires et développementaux qui sous-tendent certaines malformations du visage et du cœur et la déficience intellectuel. Le recours à des modèles animaux est indispensable pour réaliser ces études car les études in vitro ne peuvent pas complètement rendre compte de la complexité des processus mis en jeu, par exemple, le développement complexe en 3 dimensions du coeur ou les interactions entre des populations de cellules qui donneront lieu aux mâchoires.

Réduction

Nous limiterons le nombre d’animaux utilisés aux besoins statistiques de nos analyses. Nous générerons uniquement le nombre d’animaux nécessaires à nos projets. La fécondité élevée chez cette espèce est un avantage, car elle permet d’obtenir beaucoup d’embryons, à partir d’une population restreinte de reproducteurs adultes.

Raffinement

Afin de limiter au maximum la souffrance et l’angoisse infligées aux animaux, les procédures se dérouleront avec une surveillance journalière, avec un dénombrement des poissons affectés par symptôme. Compte-tenu des gènes impliqués, des malformations du squelette de la tête ou de la capacité de nager sont attendues parmi les phénotypes spécifiques. De ce fait, ces altérations ne seront pas un critère éliminatoire. Néanmoins l’apparition de symptômes morphologiques (érosion, lésion) ou comportementaux (fort amaigrissement, immobilité) seront suivis et scorés tout au long de la croissance du poisson. Les poissons dépassant les points limites définis seront euthanasiés. La procédure de prélèvement d’un fragment de la nageoire caudale (pour l’analyse de l’ADN) sera réalisée sous anesthésie générale. De plus, un enrichissement du milieu sera effectué par la constitution de groupes sociaux, la mise en reproduction régulière et l’ajout de nourriture vivante.

Choix des espèces

Le poisson zèbre se révèle être un modèle de choix pour l’étude du développement du squelette de la tête et de la mise en place de l’orientation du cœur car ces processus chez le poisson zèbre sont similaires à ceux des mammifères. Le poisson permet du fait de la transparence des embryons et des larves, une observation non invasive des organes et cellules in vivo. Il permet d’établir des lignées génétiquement modifiées. -Pour la sélection des nouvelles lignées, le prélèvement d’un fragment de nageoire caudale pour l’analyse d’ADN sera réalisé sur poisson adulte, car prélever ce tissu aux stades plus jeunes serait trop endommageant. -L'analyse d'orientation du cœur sera réalisée sur des embryons âgés de moins de 5 jours post fertilisation, car l'orientation du cœur est déjà établie avant ce stade. -Les analyses du développement du squelette seront réalisées à trois stades clefs du développement : formation du squelette de la mâchoire à 5-7 jours post fertilisation ; début de la formation du crâne à 4 semaines post fertilisation ; squelette entièrement formé à 3 mois de vie. -L’observation de la taille sera réalisée sur des poissons à trois stades clefs de la croissance du poisson : à 18 jours post fertilisation, un stade larvaire ; à 28 jours post fertilisation, un stade juvénile, lorsque la plupart des caractéristiques adultes ont été acquises, sans maturité sexuelle ; à 11 semaines post fertilisation, un stade adulte. -Les tests comportementaux seront réalisés sur des poissons âgés de 10 jours post fertilisation, une étape à laquelle le développement neurologique est suffisamment mature pour pouvoir tester le comportement en réponse à des stimuli.

323 rats âgés vont être utilisés, tous tués à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Le porteur décrit un régime de sous-nutrition provoquant une perte de masse musculaire, testé contre un probiotique, avec prises de sang sur animal vigile. Il indique que la mise à mort se fera par prélèvement d'une grande quantité de sang sous anesthésie jusqu'à l'arrêt cardiaque, une dérogation ayant été demandée pour éviter que l'anesthésique ne fausse les mesures. Sur le remplacement, il affirme que la fonte musculaire liée à l'âge est impossible à reproduire en culture cellulaire et que le rat est "la seule option possible".

Objectifs

La proportion des personnes âgées (60 ans et plus) est amenée à représenter un tiers de la population française à l’horizon 2050. Cette population est très hétérogène et se caractérise, pour les extrêmes, par des individus en bonne santé, actifs, en bon état nutritionnel, peu sarcopéniques (perte de masse et de fonction musculaire liée à l’âge) et vivant en général chez eux. A l’inverse, il existe (au même âge) une population âgée fortement sarcopénique, généralement dépendante et vivant en institution et en état de sous nutrition chronique. C’est à cette dernière population spécifique que le présent projet s’adresse avec l’objectif de limiter, par une stratégie nutritionnelle (développement d’un aliment fonctionnel), la survenue de la fonte musculaire liée à l’âge généralement associée à l’état de dépendance. Il a été observé, par un des partenaires du projet que certains lactobacilles étaient sur-représentées chez des individus ayant subi une résection de l’intestin. Un transfert de ces bactéries à des rats axéniques a montré une augmentation de l’efficacité d’utilisation de l’énergie et de l’absorption des nutriments alimentaires chez ces animaux, associées à une stimulation de la synthèse des peptides digestifs, une augmentation du trophisme intestinal et une augmentation de l’insulino sensibilité et de l’état nutritionnel des animaux en général. En parallèle, il a également été montré par un des partenaires du projet qu’une amélioration de la santé intestinale pouvait favoriser la redistribution des nutriments énergético-azotés de l’aire splanchnique (intestin/foie) vers les tissus périphériques dont le muscle.

Bénéfices attendus

Nous voulons donc faire la preuve de concept qu’il est possible, par une sélection de bactéries avec des modèles in vitro efficaces et complémentaires (cellules intestinales en culture et C Elegans), de maximiser l’utilisation de l’énergie alimentaire (par une stimulation de l’appétit et de l’efficacité énergétique) afin d’améliorer le statut nutritionnel et l’anabolisme musculaire chez des individus en situation de sous nutrition, en particulier des populations de personnes âgées dépendantes présentant souvent un statut nutritionnel altéré et une fonte musculaire importante. Nous réalisons donc une étude sur une période de 60 jours pour étudier l'impact de notre probiotique sur la masse musculaire (effet long terme) et, sur rats Wistar âgés, une étude plus mécanistique à plus court terme (30 jours) pour évaluer l'impact du probiotique sur la synthèse protéique musculaire (élément explicatif de la fonte musculaire et fortement régulé dans les premières semaines d'altération du statut nutritionnel).

Procédures

- prélèvements de sang sur animaux vigiles pour les tests de tolérance orale au glucose (une fois au début et à la fin de l'expérience pour les animaux de la procédure 2)- Une demande de dérogation a été faite concerant la mise à mort des animaux (tous les animaux de l'étude) car la surdose d'anesthésique modofoe les paramètres biologiques que nous mesurons (notamment le métabolisme énergétique). Par ailleurs, une mise à part par inhalation de CO2, commotion cérébrale ou décapitation ne permettrait pas de réplever le sang nécessaire aux analyses. Nous prélevons donc une grade quantité de sang sous anesthésie gazeuse et la mort survient suite à un arrêt cardiaque lié à l'hypovolémie. La mort de l'animal est vérifiée par absence de battement cardiaque et de respiration. En cas de signes de vie, l'animal subit une dislocation cervicale.

Impact sur les animaux

L'effet de la sous-nutrition des animaux va induire nécessairement une perte de masse globale, de masse maigre et de masse grasse des animaux. Ces composantes, mesurables au cours de l'étude, permettront d'éviter une perte de masse des animaux trop importantes sur une durée courte. les quantités ingérées seront adaptées en cas de perte trop importante de poids des animaux (voir points limites). Les probiotiques utilisés sont des bactéries de familles que l'on retrouve dans des produits laitiers fermentés, il n'y a pas de base scientifique avarée permettant d'imqginer que ces bactéries puissent générer de réponse physiologique ou métabolique délétère chez les rongeurs.

Devenir

A l'issue de chaque procédure, les animaux sont mis à mort car dans tous les cas des prélèvements de tissus ou de sang sont envisagés pour pesées et mesures ultérieures

Remplacement

Cette étude vise à déterminer comment, par une stratégie nutritionnelle, il est possible de limiter la fonte musculaire liée à l'âge. Cette sarcopénie est une condition physiologique impossible à reproduire sur des modèles expérimentaux plus simples comme la culture de tissus ou de cellules. De plus, les suppléments nutritionnels (probiotiques) apportés sont connus pour avoir des effets directs sur l'intestin mais également un effet indirect sur le métabolisme musculaire. La dimension intégrant la complexité des interactions entre micobiote, tissus et organes est donc importante, ce qui ne se retrouve que chez les animaux vivants. L'utilisation d'animaux (ici rats) est la seule option possible.

Réduction

Le nombre d'animaux par groupes a été optimisé pour à la fois permettre d'obtenir des données potentiellement significatives mais sans utiliser plus d'animaux que nécessaire (test de chi2 pour estimer le nombre d'individus selon le nombre de ainsi que le nombre de groupes a été limité

Raffinement

Les méthodologies employées lors des mesures réalisées ont été employées afin de pouvoir utiliser les mêmes animaux pour des mesures répétées (analyses de la composition corporelles par Echo-MRI par exemple). Cette mesure, non invasive, permet de voir un effet de traitement sur une composante que l'on peut mesurer plusieurs fois sur le même animal. Par ce biais, on gagne fortement en puissance statistique en limitant la mise à mort des animaux pour des mesures intermédiaires. Elle permet également de préciser le moment le plus pertinent pour réaliser la mise à mort relativement à l'objectif visé (ici un effet sur la masse maigre). Par ailleurs, sur ces analyses en Echo-MRI, nous avons limité le temps de séjour des animaux dans l'appareil afin de limiter le stress des animaux au cours de la mesure. Par ailleurs, les animaux bénéficient d'un environnement enrichi (jouets en Inox). Enfin, les points limites ont été clairement définis : En cas d’apparition d’un point limite (absence toilettage, pilo-érection, posture anormale, porphyrine, hypo-activité, agressivité, trychophaghie, maigreur, vocalises, hypo-réactivité, comportement de fuite, automutilation, tumeur ou perte de poids>20%) l’animalier alertera les responsables de l’étude. Nous effectuerons une observation plus poussée de l’animal. Si 3 points limites notables ou 1 point limite grave sont observés, il pourra être apporté à l'animal des soins (nettoyage de plaie, prise d’antalgique, d’anti-inflammatoires) ou, si les soins sont inefficaces ou que les soins ne peuvent pas être apportés, les animaux sont euthanasiés par inhalation de CO2. Ci dessous la liste des points limites notables : apparence sans manipulation (manque de toilettage, piloérection, posture anormale, porphyrine), comportement sans manipulation (hypoactivité, agressivité, trychophagie, maigreur, baisse d'ingestion), apprence lors de la manipulation (diarrhées, sang dans les urines ou féces, deshydratation), comportement lors de la manipulation (agressivité, vocalisation, hypo-réactivité, fuite anormale). La liste des points limites graves : mutilation, absence d'ingestion (supérieure à 2j), tumeur, perte de poids supérieure à 20%.

Choix des espèces

Les animaux utilisés sont des rats Wistar âgés de 6-8 ou 18-20 mois. Afin d'étudier le métabolisme musculaire et l'effet potentiellement bénéfique de probiotiques chez le sujet adulte ou âgé, nous avons besoin d'un modèle animal dont le métabolisme soit proche de l'homme, dont la durée de vie est limitée afin d'avoir rapidement des animaux âgés et de taille raisonnable. Le rat est l'animal le plus approprié. De plus nous avons déjà fait des études du métabolisme musculaire en situations cataboliques chez le rat Wistar au laboratoire (Mercier et al, 2002; Magne et al, 2012). L'utilisation du rat Wistar adulte et âgé dans cette étude nous permettra de comparer les données par rapport à des études précédentes. Animaux adultes ayant fini leur croissance : adultes jeunes (6-8 mois) et animaux âgés (18-20 mois) couramment utilisés dans l'ensemble des études sur le vieillissement dans le laboratoire (Dardevet et al, 2012).

819 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Chaque animal subit une cryolésion, une brûlure par le froid de degré 4 détruisant le muscle, réalisée sous anesthésie et provoquant une boiterie transitoire, pour étudier le rôle d'une chimiokine dans la réparation musculaire. Le porteur soutient, références à l'appui, que la destruction des terminaisons nerveuses rend la zone insensible, et prévoit un antalgique péri-opératoire. Il affirme qu'aucun système de culture ne pourrait reproduire la complexité des interactions cellulaires impliquées.

Objectifs

L’objectif du projet est de détailler le rôle des isoformes de CXCL12 dans la stabilité de la microvasculature musculaire à l’homéostasie et dans la réparation musculaire après lésion. La microvasculature à l’homéostasie et les étapes de réparation tissulaire seront étudiées dans des souris de phénotype sauvage, dans des souris dont CXCL12 est dépourvu de tous ses sites de fixation à la matrice extracellulaire (souris CXCL12gatm) et dans des souris n’exprimant pas CXCL12γ qui est l’isoforme ayant de loin la plus forte affinité à la matrice extracellulaire (souris CXCL12gamma). Nous avons des souris portant également la mutation Flk1-GFP qui permet de visualiser directement les vaisseaux sanguins en microscopie confocale. Les lésions musculaires seront créées en suivant le protocole de cryolésion décrit dans le projet dont celui-ci prend la suite. A différents temps post-lésions, les muscles seront prélevés après mise à mort des animaux et étudiés par des méthodes standard d’histologie impliquant des colorations de coupes et des immunomarquages des populations cellulaires impliquées. Ces analyses seront complétées par des quantification d’expression, par qPCR, des isoformes de CXCL12.

Bénéfices attendus

Ces expériences devraient permettre de comprendre de façon plus fine l’implication de CXCL12 dans les processus de réparation musculaire et devraient à plus long terme ouvrir à une meilleure compréhension des mécanismes de régulation de cette chimiokine multifonctionnelle, exprimée dans de nombreux organes et tissus depuis les premières étapes du développement et tout au long de la vie. La très grande similarité entre CXCL12 de souris et CXCL12 humaine (CXCL12 est extrêmement conservée dans l’évolution) est évidemment un atout important dans une perspective translationnelle. Des interventions thérapeutiques ciblées sur un isoforme, dans le cas de processus pathologiques impliquant CXCL12, pourraient permettre de moduler l’action de cette cytokine qu’il est difficile de cibler dans sa totalité du fait de son caractère essentiel.

Procédures

Cryolésion une fois dans leur vie (une intervention réalisée sous anesthésie). L’intervention dure quelques minutes.

Impact sur les animaux

Les mutations sur CXCL12 ou sur flk1 n’entraînent aucun phénotype particulier, en particulier aucune altération visible du comportement ou de la fertilité. Chez l’humain les brûlures par le froid (gelures) de degré 3 (atteinte de toute l’épaisseur du derme) et 4 (destruction musculaire) détruisent les terminaisons nerveuses et s’accompagnent d’une perte de sensibilité. Cf les deux sites web ci-dessous : https://www.mayoclinic.org/diseases-conditions/frostbite/symptoms-causes/syc-20372656 (“Deep (severe) frostbite … [that] affects all layers of the skin as well as the tissues that lie below [makes] the skin turns white or blue-gray and you lose all sensation of cold, pain or discomfort in the area.”) http://www.brulures.be/index.php/degres-de-gravite/fr/ (« les atteintes du 3e degré sont indolores du fait de la destruction des terminaisons nerveuses ») La brûlure que nous appliquons aux souris est de degré 4 et donc après cryolésion les terminaisons nerveuses du tissu sont détruites. Nous pouvons en déduire que, par les mêmes mécanismes que chez l’Homme, il y a une perte de sensibilité au niveau de la cryolésion. Les souris seront protégées de la douleur de l’incision cutanée par une anesthésie générale à l’isoflurane, complétée d’un traitement antalgique péri-opératoire. Il est possible que des douleurs apparaissent à la ré-innervation ou du fait de la réaction inflammatoire. Le risque d’infection secondaire qui accompagne les brûlures graves chez l’Homme est ici très faible parce que la brûlure sera protégée par la peau qui, elle, sera intacte (quoique suturée). Du côté lésé, les souris auront une perte transitoire de la fonction musculaire engendrant une boiterie, qui n’empêchera pas les animaux d’accéder à la nourriture dans la grille.

Devenir

Tous les animaux inclus dans le projet seront euthanasiés.

Remplacement

Nous nous intéressons à la régulation complexe par CXCL12 et ses isoformes d’interactions entre des populations cellulaires différentes (résidentes du tissu et recrutées à partir du sang) permettant la régénération d’un tissu lésé. CXCL12 lui-même peut avoir différentes cibles cellulaires. Aucun système de culture ne pourrait reproduire fidèlement la complexité de l’environnement cellulaire impliqué.

Réduction

Le nombre de souris a été déterminé en comptant 7 animaux par groupe, et en multipliant par le nombre de points d’observation prévus. Le nombre de souris pour chaque groupe a été déterminé sur la base de précédentes expériences. Un effectif de 7 animaux par groupe a été retenu pour permettre de détecter les différences de moyenne attendues entre les deux lignées mutantes, avec une puissance statistique suffisante. Chaque animal fournit un muscle lésé et son contrôle controlatéral, non lésé, et un groupe contrôle présentant le phénotype sauvage est également inclus.

Raffinement

La cryolésion sera réalisée dans le cadre d’une anesthésie gazeuse et d’un traitement antalgique complémentaire. Les animaux seront sur plaque chauffante le temps de l’intervention et des chaufferettes seront utilisées jusqu’au réveil complet. De l’aliment appétent facilement absorbable sera rajouté dans les cages qui seront également enrichies d’un igloo. Les souris seront surveillées quotidiennement par le responsable du protocole à la recherche de signes de complications locales, de douleur ou d’altération de l’état général. Si certains de ces signes apparaissent, des actions adaptées seront mises en oeuvre.

Choix des espèces

Nous travaillons chez la souris car il s’agit d’un petit Mammifère, étudié par de nombreuses unités de recherche (important pour les confrontations avec les résultats antérieurs), pour lequel de nombreux outils existent (anticorps, biologie moléculaire, etc…), génétiquement manipulable, aux temps de génération courts et aux portées nombreuses, permettant d’obtenir rapidement le nombre d’animaux nécessaire pour nos expérimentations. De plus, le CXCL12 murin est homologue à 99% au CXCL12 humain. Les animaux utilisés seront de jeunes adultes âgés de 6 et 10 semaines. Le choix de cette tranche d’âge résulte des éléments suivants : 1) L’importance de garder les mêmes conditions expérimentales que celles qui ont été utilisées dans une étude antérieure dont celle-ci prendra la suite ; 2) Pour ces deux études, le but est d’étudier des processus de réparation tissulaire et vasculaire à l’âge adulte, sans interférence avec la croissance et la maturation du système immunitaire des premières semaines de vie, ni avec les processus de vieillissement qui surviennent au-delà de quelques mois.

104 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Elles reçoivent des injections de molécules puis une chirurgie exposant le muscle tibial pour l'imagerie, la quasi-totalité étant tuée avant tout réveil et quelques-unes gardées une journée avant mise à mort. Le projet vise à visualiser la restauration de la dystrophine, protéine absente dans la myopathie de Duchenne. Le porteur affirme que la pharmacocinétique de la protéine restaurée ne peut être évaluée sans imagerie intravitale sur animal, "seul moyen" selon lui de visualiser cette dynamique in vivo.

Objectifs

La dystrophie musculaire de Duchenne (DMD), maladie musculaire héréditaire et fatale la plus fréquente chez l’enfant, est causée par des mutations dans le gène codant la dystrophine et menant à un manque d’expression de cette protéine indispensable au maintien de l’architecture de la fibre musculaire. La dystrophine est exprimée dans les fibres musculaires, tout au long du sarcolemme mais elle est exprimée dans d’autres compartiments que sont les jonctions myotendineuses et neuromusculaires de la fibre ainsi qu’au niveau de la niche des cellules souches musculaires. Nous développons au laboratoire trois types d’outils thérapeutiques pour restaurer l’expression de la dystrophine en interférant au niveau ADN ou ARN. Jusqu’alors la recherche sur la dynamique d’expression et de restauration d’expression de cette protéine était entravée par l’absence d’un modèle animal permettant l’imagerie directe in vivo de la dystrophine dans des conditions normales ou pathologiques dans ces différents compartiments d’expression. Nous avons créé au laboratoire plusieurs lignées murines transgéniques saines et pathologiques. Ces lignées vont nous permettre maintenant d’atteindre plusieurs objectifs : Objectif 1 : Etudier in vivo la stabilité et le turnover de la dystrophine sauvage ou restaurée Objectif 2 : Etudier in vivo la pharmacodynamique de la restauration de l’expression de la dystrophine dans les différents compartiments de son expression par le biais des approches thérapeutiques développées au laboratoire.

Bénéfices attendus

Les résultats attendus de ce projet doivent permettre i) de connaître la stabilité de la protéine dystrophine dans la situation contrôle/sain et la situation de protéine restaurée suite au traitement du modèle pathologique, ii) d’affirmer (ou infirmer) que les cellules souches musculaires sont un site cible pour la restauration de la dystrophine dans le contexte pathologique, iii) d’étudier la pharmacocinétique de la restauration de l’expression de la dystrophine dans ses différents sites d’expression en comparant différentes approches thérapeutiques (ciblant l’ADN ou l’ARN). A terme, ces résultats amélioreraient la compréhension de l’expression de la dystrophine manquante aux patients atteints de DMD et permettraient d’améliorer ou prédire les effets des thérapies pour cette maladie.

Procédures

Dans cette étude, les animaux des lots traités seront soumis à des injections intra-veineuses (une injection par semaine, entre une et quatre semaines, durée 1 minute avec la contention) ou une injection unique intra-musculaire (durée 30 secondes avec la contention), suivi d’une procédure chirurgicale pour l’imagerie intravitale sans réveil sauf pour un petit nombre d’animaux qui seront gardés au plus une journée après la chirurgie. La procédure chirurgicale décrite ici sera conduite sur animal anesthésié àl 'isoflurane. Un anesthésique local sera injectée en sous-cutanée avant incision des couches derme-épiderme pour exposition du muscle tibial antérieur nécessaire à l'imagerie. Cette procédure sera conduite pour tous les animaux du projet. Cette procédure ne sera conduite qu'une seule fois par animal. La quasi-totalité des animaux sera euthanasiée à la fin de la séance d'imagerie avant réveil et les muscles seront prélevés post-mortem. Un très faible nombre d'animaux sera réveillé pour être gardé une journée supplémentaire. Dans ce cas, un antidouleur sera injecté en sous-cutanée avant réveil. A J+1, les animaux seront euthanasiés avant prélèvement des muscles et isolement des fibres.

Impact sur les animaux

Notre recul sur les procédures in vivo nous a démontré qu’il n’y a aucun effet secondaire après administration des traitements envisagés dans ce projet. Par ailleurs, toutes les souris sont euthanasiées avant réveil immédiatement après la séance d’imagerie. Seuls certains animaux seront réveillés après l’imagerie. Des pertes de mobilité peuvent être attendues pour ces animaux après leur réveil dus aux points de suture au niveau du muscle tibial. Toutefois, un antidouleur sera administrée par injection sous-cutanée pour limiter la douleur. Du gel diet sera déposé dans la cage afin de faciliter leur récupération et nutrition tout en sachant que ces animaux ne seront maintenus en vie que pour une journée supplémentaire.

Devenir

Mise à mort des animaux pour prélévement et analyse des tissus musculaires.

Remplacement

L’efficacité des molécules thérapeutiques développées au laboratoire a été évaluée dans un 1er temps in vitro pour ne retenir que celles ayant démontré une efficacité moléculaire et tissulaire in vivo, avec un profil toxicologique satisfaisant. Toutefois, leur pharmacocinétique ne peut être correctement évaluée sans essai en imagerie intravitale sur modèles animaux, seul moyen de réellement visualiser la dynamique de l’expression et adressage de la protéine restaurée dans des conditions physiologiques.

Réduction

Les modèles murins utilisés ont des phénotypes peu ou pas dommageable. L’objectif de ce projet de recherche vise d’une part à étudier la pharmacocinétique des molécules thérapeutiques permettant de restaurer l’expression d’une protéine absente, et par conséquent d’améliorer le phénotype pathologique des animaux, et d’autre part d’avoir une meilleure compréhension de l’expression de cette protéine dans le muscle et au niveau des cellules souches musculaires in vivo. Les tests type student, fisher, ANOVA ou Bonferroni/Dunn seront effectués pour chaque lot afin d’obtenir une analyse statistique correcte en utilisant le moins d’animaux possibles suite au plan d’expérience préalablement défini en fonction de notre expérience passée sur fibres isolées.

Raffinement

Les animaux seront traités avec des analgésiques pour limiter la douleur pendant la chirurgie et l’imagerie in vivo. Tous les animaux seront sacrifiés après l’imagerie avant leur réveil sauf si un prélèvement de fibres musculaires est jugé utile. Dans ce cas précis, les souris seront recousues au niveau du muscle exposé, réveillées puis gardées une journée supplémentaire avec nouvelle administration d’analgésique.

Choix des espèces

Les modèles murins mdx sont les modèles couramment utilisés pour l’évaluation préclinique de molécules thérapeutiques pour la DMD car eux seuls reproduisent le défaut génétique observé chez les patients, à savoir une mutation dans le gène DMD invalidant la production de protéine fonctionnelle en conditions physiopathologiques. Ainsi, nos lignées transgéniques nous permettront de suivre par fluorescence la protéine dystrophine couplée à l’EGFP, endogène dans le cas d’une souris normale (DmdEGFP) ou la protéine restaurée suite au traitement dans le cas de la souris portant la mutation mdx. D’autres lignées murines nous permettront aussi, grâce au système Cre/Lox, d’induire l’expression du fluorophore tdTomato uniquement dans les cellules souches musculaires.