Système immunitaire
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Vers le développement d’une nouvelle stratégie vaccinale anti-tumorale: étude de l’induction de réponses immunitaires efficaces par des nanoparticules dérivées de virus de plantes
- Recherche appliquée
- Cancers
- Recherche fondamentale
- Système immunitaire
1 872 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger. Elles reçoivent une à deux injections de nanoparticules dérivées d'un virus de plante et des injections de cellules, ainsi que jusqu'à dix prélèvements sanguins sous anesthésie, avant la mise à mort pour prélever les organes. Le porteur indique une réaction inflammatoire locale de courte durée au point d'injection. Les retombées annoncées, une nouvelle stratégie de vaccination contre le cancer, sont renvoyées à un projet ultérieur, et il affirme qu'un "organisme animal" est "nécessaire" pour démontrer l'initiation d'une réponse immunitaire.
Objectifs
Depuis plusieurs années de nouvelles innovations révolutionnent et complètent l’arsenal de thérapies anti-tumorales. En effet, si les thérapies classiques comme la chimiothérapie ou la radiothérapie peuvent être efficaces elles affectent aussi les cellules saines non cancéreuses et sont responsables de lourds effets secondaires. De plus, certaines tumeurs développent même une résistance aux traitements. C’est pourquoi la recherche de stratégies thérapeutiques se poursuit en s’appuyant sur la compréhension des interactions entre les cellules du système immunitaire et les cellules cancéreuses. En particulier, il existe une population de cellules immunitaires qui sont de véritables chefs d’orchestre car elles sont capables d’induire et de contrôler une réponse immunitaire conduisant à la destruction des cellules tumorales mais pas des cellules saines. Alors développer des traitements qui ciblent ces cellules d’intérêt essentielles à la réponse immunitaire anti-tumorale est une stratégie thérapeutique prometteuse. Les nanoparticules sont des objets de petite taille (10-100 nm) et de composition variable (protéines, lipides…) qui peuvent pendant ou après leur synthèse être modifiés pour enfermer ou exposer différentes molécules d’intérêt (par exemple une molécule de ciblage et un agent thérapeutique). Les nanoparticules suscitent donc un grand intérêt pour des applications en vaccination antitumorale. Ce projet vise à étudier le potentiel thérapeutique d’une nouvelle nanoparticule protéique non-toxique dérivée d’un virus de plante qui peut renfermer à l’intérieur et/ou exposer à sa surface des molécules permettant son ciblage aux cellules d’intérêt et son activité anti-tumorale. Les molécules internalisées et exposées par cette nanoparticule peuvent être facilement remplacées par d’autres molécules ce qui permet de moduler la composition de la nanoparticule pour l’adapter au mieux à chaque type de cancer. Ici, nous souhaitons, en amont d’études sur des modèles de tumeurs, étudier si cette nanoparticule est capable de cibler les cellules d’intérêt et d’induire correctement une réponse immunitaire spécifique et robuste. Si les résultats sont concluants, nous mettrons en place un autre projet qui aura pour objectif d’étudier la capacité de cette nanoparticule à induire la destruction des cellules tumorales.
Bénéfices attendus
La nanoparticule plateforme de vaccination anti-tumorale de cette étude constitue une innovation intéressante qui pourrait enrichir les stratégies existantes pour lutter contre le cancer. En effet, si aujourd’hui les nouvelles immunothérapies ont certes permis d’améliorer la rémission de certains patients, d’autres demeurent résistants à ces composés. Pour ceux-ci, utiliser des nanoparticules innovantes seules ou en combinaison avec d’autres composés thérapeutiques déjà existants pourrait constituer une alternative thérapeutique. Par ailleurs, la fonctionnalisation de la nanoparticule utilisée dans cette étude est facilement modulable ce qui est un atout pour envisager des applications dans différentes pathologies tumorales.
Procédures
Au cours de l’expérimentation, les animaux seront soumis à plusieurs gestes techniques. Ils recevront : une ou deux injections de nanoparticules par voie intradermique dans l’oreille ou par voie sous-cutanée dans le flanc ainsi qu’une ou deux injections de cellules par voie intraveineuse. Par ailleurs, jusqu’à 10 prélèvements sanguins seront effectués. Ces trois types d’interventions (injections de nanoparticules ou de cellules et prélèvements de sang) seront tous réalisés sous anesthésie générale par un personnel compétent, habitué et formé au bien-être animal. L’anesthésie générale sera réalisée par induction gazeuse et durera 10 minutes pour les injections de nanoparticules, 1 minute pour les injections de cellules et 10 minutes pour les prélèvements sanguins. Par ailleurs pour les injections intraveineuses, l’anesthésié générale gazeuse sera complété d’une anesthésie locale au niveau du point d’injection. Les animaux se réveilleront rapidement (2 à 3 minutes) et en douceur de leur anesthésie. Les transferts de cellules se basent sur des protocoles largement décrits dans la littérature et sont des outils pour l’étude des caractéristiques de la réponse immunitaire provoquée par l’injection des nanoparticules. Les prélèvements sanguins quant à eux permettront de suivre au cours du temps dans le sang des animaux des marqueurs d’activation du système immunitaire comme par exemple, la production d’anticorps. Ils seront d’un volume adapté à la fréquence des prélèvements pour laisser le temps à l’organisme de l’animal de régénérer tout son volume sanguin avant le prélèvement suivant.
Impact sur les animaux
Les impacts cliniques prévus sur les animaux inclus dans cette étude sont décrits ci-dessous. Les injections de nanoparticules peuvent localement au niveau du site d’injection (oreille ou flanc) provoquer un une réaction inflammatoire locale courte et de faible amplitude qui pourrait causer une souffrance limitée (démangeaisons, rougeur cutanée, croûte) pour l’animal pendant au plus 2 jours. Dans de très rares cas, une infection pourrait survenir au niveau du site d’injection. La non-toxicité des nanoparticules a été vérifiée en amont ainsi, en elles-mêmes, les nanoparticules injectées ne seront pas sources d’effets indésirables. Les injections intraveineuses de cellules peuvent être la source du même genre de nuisance. Les cellules injectées proviendront d’animaux compatibles donc aucune réaction de rejet n’est à prévoir. Les prélèvements sanguins répétés (au plus 10) seront suffisamment espacés et d’un volume adapté pour laisser au temps à l’organisme de l’animal de regénérer son volume sanguin. Ainsi les animaux ne devraient que très légèrement être affaiblis par la réduction transitoire de leur volume sanguin. Après le prélèvement, au niveau du point de prélèvement du sang, une croûte pourrait se former et démanger l’animal, cette dernière devrait se résorber rapidement. Enfin toutes les manipulations répétées des animaux préalables aux injections et aux prélèvements sanguins peuvent être sources de stress. Pour limiter le stress et la douleur occasionnés par les injections et les prélèvements sanguins, les animaux seront placés sous anesthésie générale gazeuse parfois complétée avec une anesthésie locale au niveau du site d’injection. Les animaux seront toujours manipulés par du personnel compétent, habitué et sensibilisé au bien-être animal.
Devenir
Tous les animaux seront mis à mort à la fin de la procédure en sacrifice terminal en vue de récupérer les organes afin d’analyser les effets de la nanoparticule candidate sur la réponse immunitaire.
Remplacement
Lors d’études préliminaires in vitro nous avons obtenu des résultats très encourageants qui démontrent que les nanoparticules fonctionnalisées sont des outils prometteurs pour adresser spécifiquement une molécule bioactive aux cellules ciblées capables ensuite in vitro d’être fonctionnelles. Si ce type d’étude in vitro est une première étape pour la validation du potentiel thérapeutique des nanoparticules, il ne permet pas de démontrer qu’une réponse immunitaire est correctement initiée. Pour ces études, le recours à un organisme animal, dans lequel les cellules immunitaires interagissent entre elles de façon complexe au sein d’organes, est nécessaire. Nous pourrons alors étudier à l’aide de différents paramètres ou marqueurs la capacité des nanoparticules fonctionnalisées à favoriser l’initiation et le maintien d’une réponse immunitaire spécifique et robuste.
Réduction
Le nombre total de souris utilisées dans ce projet a été réduit au minimum nécessaire et suffisant pour obtenir des résultats statistiquement interprétables et reproductibles. Il est prévu de réaliser chaque expérimentation 4 fois afin de s’assurer que les effets observés soient constants et reproductibles d’une expérimentation à l’autre. Pour chaque condition testée, 3 animaux seront inclus par expérimentations pour atteindre au plus 12 souris par groupe. Si dès la troisième répétition d’expérience (effectif de 9 animaux) des effets sont mis en évidence par les tests statistiques alors nous ne réaliserons pas la quatrième répétition, ce qui réduira le nombre d’animaux utilisés. Les résultats seront analysés à l’aide de tests statistiques adéquats qui permettront de mettre en évidence sur tous les paramètres étudiés des différences entre les groupes de souris (par exemple entre la nanoparticule d’intérêt et la nanoparticule contrôle ou entre la voie intradermique et la voie sous-cutanée pour les injections de nanoparticules).
Raffinement
Les animaux seront hébergés par groupes dans des cages enrichies avec l’ajout de nids et de bâtons à ronger. Les animaux seront surveillés et manipulés par des personnes compétentes et formées au bien-être animal. Quotidiennement, leur état général sera surveillé afin de déterminer l’éventuelle présence de signes de stress ou de souffrance (attitude prostrée, dos voûté, démarche anormale, …). En cas d’atteinte d’un des points limites l’arrêt anticipé de l’expérimentation sera alors décidé. Les injections (intradermiques, intraveineuses, sous-cutanées) et les prélèvements de sang seront réalisés sous anesthésie générale pour limiter le stress des animaux. Par ailleurs, dans le cas des injections par voie intraveineuse l’anesthésie générale sera complétée d’une anesthésie locale au niveau du site d’injection.
Choix des espèces
Les souris (Mus musculus) sont des mammifères dont le système immunitaire est très proche du système immunitaire humain tant du point de vue des caractéristiques des cellules immunitaires que des mécanismes globaux. En particulier, la type de cellules que nous souhaitons cibler dans cette étude est décrite avec des caractéristiques proches chez l’homme et chez la souris. Ainsi, pour nos études précliniques, la souris est un modèle de choix. Nous utiliserons des souris adultes jeunes (2 à 7 mois) qui possèdent un système immunitaire mature et fonctionnel.
Etude de l’inflammation dépendante des mastocytes chez la souris
- Recherche appliquée
- Troubles immunitaires
- Recherche fondamentale
- Système immunitaire
600 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance qui va de léger à sévère. Elles subissent trois modèles d'inflammation provoquée, cutanée aux oreilles par application d'acide arachidonique, rénale et arthritique, avec des injections répétées et des prélèvements de sang et d'urine, avant la mise à mort pour prélever les organes. Le porteur indique attendre gonflement, douleur articulaire et mobilité réduite, une buprénorphine étant prévue en analgésie. Il affirme avoir déjà caractérisé l'enzyme visée in vitro mais conclut que le remplacement complet par des méthodes sans animaux est "impossible", l'inflammation étant décrite comme un processus trop complexe.
Objectifs
L'inflammation est un mécanisme clé dans la réponse immunitaire. Néanmoins, une inflammation excessive, par exemple suite à des infections ou d'origine auto-immunitaire présente un risque sanitaire sérieux. Des traitements anti-inflammatoires existent mais ont des effets secondaires potentiellement importants. Une meilleure compréhension des acteurs cellulaires et moléculaires est donc requise pour une prise en charge optimale et un développement thérapeutique ciblé contre les acteurs de l’inflammation. Les mastocytes représentent un type de cellules immunes primordial dans l'orchestration de l'inflammation, mais dont le rôle précis reste à découvrir. Afin de limiter l’expérimentation sur l’animal, nous avons préalablement mené des études in vitro, qui nous ont permis d’identifier et de caractériser une enzyme présente dans les mastocytes. Nous avons démontré que cette enzyme est nécessaire à la libération de médiateurs pro-inflammatoires in vitro. En effet, les mastocytes dépourvus de cette enzyme présentent une diminution significative de la sécrétion des molécules pro-inflammatoires. De plus, des molécules bloquant l’enzyme étudiée sont disponibles. C’est pour cela que nous émettons l’hypothèse que l’enzyme d’intérêt est un nouveau candidat pour le traitement ciblé de l’inflammation indésirable. L'inflammation est un processus physiologique complexe impliquant le recrutement et l'activation de multiples acteurs cellulaires ainsi que les structures anatomiques, son étude in vitro reflète donc insuffisamment l'ensemble de ses mécanismes. C’est pour cela que l’utilisation de modèles inflammatoires in vivo chez la souris est indispensable. Nous prévoyons d’étudier le rôle de l’enzyme d’intérêt dans trois modèles inflammatoires in vivo. Dans chacun de ces modèles la gravité de l’inflammation de sera comparé entre les souris génétiquement invalidées pour l’enzyme étudiée, des souris traitées avec l’inhibiteur spécifique et des souris contrôles. Nous allons également reconstituer des souris dépourvues de mastocytes avec des mastocytes génétiquement invalidés pour l’enzyme étudiée ou contrôles. Ceci nous permettra d’évaluer la participation des molécules inflammatoires issues des mastocytes dans les pathologies étudiées. Ce projet aura donc pour objectif de consolider le rôle de l’enzyme en question dans l’inflammation dépendante des mastocytes et de la valider comme nouvelle cible thérapeutique potentielle.
Bénéfices attendus
Les résultats attendus répondront à la fois à des questions de la recherche fondamentale en apportant une meilleure compréhension de la physiopathologie de l’inflammation dépendante du mastocyte et également aux besoins de la recherche translationelle en permettant de valider la protéine d'intérêt comme nouvelle cible pour le développement de médicaments anti-inflammatoires à long terme.
Procédures
Modèle d’inflammation cutanée des oreilles: sur animaux vigiles: injection sous-cutanée d’un analgésique (1x, durée du geste
Impact sur les animaux
Les nuisances infligées aux animaux dans ce projet comprennent le stress et la douleur induits par la manipulation et l’injection des produits (i.p. et i.v.). L’application d’acide arachidonique déclenche une réaction allergique locale, caractérisée par un gonflement, de la chaleur et l’hypersensibilité cutanée. La douleur est attendue également suite au déclenchement de l’arthrite et l’inflammation rénale. Pour l’arthrite, la douleur dans les articulations des membres peut entrainer une mobilité réduite. Dans tous les cas, les protocoles expérimentaux prévoient la mise à mort à l’issue de la procédure. Les durées des procédures après déclenchement de l’inflammation sont variables en fonction de la pathologie declenchée (1 heure, 4 jours et 8 jours), ainsi limitant les nuisances potentielles, même légères, dans le temps. Une mise à mort anticipée aura lieu dès qu’un animal atteindra les points limites détaillés plus bas.
Devenir
Les animaux seront mis à mort à l'issue de chaque procédure pour prélèvement et analyse des paramètres biochimiques des organes ciblés.
Remplacement
Les mastocytes dépourvus de la protéine d’intérêt ont été étudiés et caractérisés in vitro. Le mode d’action d’une molécule bloquant spécifiquement cette protéine a également été validé sur des cellules de cultures. Ces travaux préalables nous ont permis d’avoir recours à l’expérimentation animale de manière très ciblée en choisissant des modèles d’inflammation qui impliquent les mécanismes mis en évidence in vitro, notamment la sécrétion des médiateurs inflammatoires par les mastocytes. L'inflammation est un processus physiologique complexe impliquant le recrutement et l'activation de multiples acteurs cellulaires ainsi que les structures anatomiques; son étude in vitro reflète donc insuffisamment l'ensemble de ses mécanismes. C’est pour cela que le remplacement complet des modèles in vivo par des techniques in vitro dans le contexte de notre étude est impossible.
Réduction
Le nombre d’animaux est justifié par la nécessité d’atteindre des résultats statistiquement significatifs en utilisant des test statistiques adéquats. Le nombre a été calculé avec l’aide de l’assistant de conception expérimentale (NC3RS) et confirmé avec le logiciel invivostat, utilisant un calcul basé sur la puissance statistique 90% et signification à 5%. Ce nombre sera davantage réduit si les premières expériences effectuées avec les souris génétiquement modifiées ne montrent pas de différence comparable aux souris contrôles. Dans ce cas, les procédures ne seront pas appliquées sur les souris déficientes en mastocytes.
Raffinement
Les souris seront surveillées quotidiennement par les membres qualifiés de l'animalerie afin de détecter tout signe de douleur ou de maladie. Tout comportement anormal sera directement communiqué à la personne en charge du projet. Afin de limiter la souffrance due aux injections sous-cutanées, i.p. et i.v., les injections seront réalisées avec des seringues à insuline très fines qui donnent une injection quasi indolore grâce au biseau à trois facettes. Les prélèvements sanguins par ponction à partir de la veine faciale seront réalisés avec une lancette pour animaux (traumatisme minime à l'encontre de l'animal). L’accès à l’eau pour une bonne hydratation des animaux sera contrôlé quotidiennement. Un traitement analgésique par injection sous-cutanée de buprénorphine à 0,1mg/kg est prévu pour tous les modèles d’inflammation. Si un animal démontre ressentir une douleur basée sur une expression modérée ou sévère, un renouvellement du traitement analgésique sera réalisée immédiatement. Afin d'assurer aux animaux les meilleures conditions d'hébergement, nous ajouterons dans la cage du coton, des maisonnettes en carton ou des tunnels ainsi que des bâtonnets de bois à ronger. Des points limites spécifiques à chaque procédure ont été définis. Pour toutes les procédures, tout animal en souffrance sans possibilité de le soulager sera mis à mort par inhalation de CO2 dans un système dédié.
Choix des espèces
La souris est préférée comme espèce car elle présente l’avantage de faciliter d’élevage et de reproduction. Le modèle murin permet également l’étude d’animaux génétiquement modifiés particulièrement informatifs pour la compréhension des mécanismes physiopathologiques. De plus de nombreux outils expérimentaux et analytiques ont été développés et bien caractérisés dans cette espèce animale. De surcroît, le modèle d’inflammation rénale murin partage avec l’homme un nombre de néphrons fixés après la fin de la néphrogénèse contrairement aux poissons et aux batraciens. C’est également un modèle indispensable pour les essais pré-cliniques. Souris adultes âgées de 8 à 12 semaines car il est nécessaire que le système immunitaire soit développé pour l'étude de l'inflammation dépendante des mastocytes. De plus, le nombre de mastocytes augmente avec l'âge ainsi augmentant le phénotype dans les modèles choisis. L'age de 8 semaines est indiqué dans la littérature spécifique sur ce modèle d'arthrite auto-inflammatoire.
Rôle de CD44 au cours des complications hépatiques liées à l’obésité
- Recherche appliquée
- Troubles endocriniens
- Troubles gastrointestinaux
- Troubles immunitaires
- Recherche fondamentale
- Biologie du développement
- Oncologie
- Système endocrinien
- Système gastrointestinal
- Système immunitaire
300 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Nourries d'une alimentation riche en graisses, elles subissent des prélèvements sanguins et des injections intrapéritonéales destinées à provoquer une fibrose du foie, avant la mise à mort. Le porteur décrit une perte de poids et des lésions possibles au site d'injection, rougeur, infection ou nécrose. Il indique mener des travaux in vitro en parallèle, mais affirme l'expérimentation in vivo "nécessaire" pour reproduire les interactions entre organes.
Objectifs
L’obésité augmente le risque de développer un diabète de type 2 et des maladies cardiovasculaires mais s‘accompagne également de complications hépatiques. Ces complications sont fréquentes mais sous estimées, en raison de leur évolution « silencieuse ». Ces altérations hépatiques vont d’un simple foie gras, avec ou sans inflammation, pouvant progresser jusqu’au cancer du foie. Plusieurs facteurs sont impliqués dans la progression de ces complications, comme la résistance à l'insuline, le microbiote intestinal, les stress cellulaires et l'inflammation. Cependant, aucun traitement pharmacologique n’est encore disponible et une meilleure compréhension de l'évolution de ces complications est nécessaire pour identifier de nouvelles cibles thérapeutiques. Notre équipe de recherche s’intéresse à une protéine que l’on retrouve à la surface des cellules immunitaires, appelée CD44. Celle-ci joue un rôle dans l’inflammation du foie. Chez les patients atteints de complications hépatiques, la présence de CD44 est augmentée dans le foie en comparaison aux patients sains. De plus, la neutralisation de CD44 prévient et corrige les complications hépatiques, en régulant le recrutement et l’activation de cellules immunitaires dans le foie. Par l’utilisation d’animaux génétiquement modifiés pour inactiver le gène CD44 dans toutes les cellules de l’organisme (CD44 Knock Out (KO) systémique), et soumis à un régime favorisant l’apparition de complications hépatiques, nous serons en mesure de démontrer l’implication et le rôle de CD44 et d'observer les conséquences biologiques lors de sa suppression au cours des complications hépatiques.
Bénéfices attendus
Ce projet permettra la validation in vivo du rôle de la glycoprotéine CD44 dans un contexte de complications hépatiques liées à l’obésité et de décrypter les mécanismes physiopathologiques dans la mise en place et la progression des maladies chroniques du foie.
Procédures
En fonction des procédures, les animaux seront soumis à deux prélèvements sanguins maximum. Les animaux nourris avec une alimentation riche en graisses seront prélevés deux fois, en milieu et en fin de régime. Ces prélèvements ne dureront pas plus d'une minute maximum. Des injections intra-péritonéales seront également effectuées pour étudier le développement de la fibrose hépatique. Ces injections ne durent que quelques secondes et leur fréquence ne dépassera pas deux injections par semaine.
Impact sur les animaux
Avant l’arrivée aux points limites décrits dans chaque procédure, les animaux pourront subir des nuisances et des effets indésirables auxquels nous serons très attentifs. Ces effets indésirables sont principalement la perte de poids chez l’animal. Les injections par voie intra-péritonéale pourront entrainer des comportements significatifs d’une gêne ou d’une souffrance et des altérations locales au site d’injection (rougeur, infection, nécrose...).
Devenir
Tous les animaux seront mis à mort à la fin de chaque procédure. Nous utiliserons pour chaque procédure un nombre minimum d'animaux qui nous permet de réaliser des études statistiques robustes et pertinentes.
Remplacement
Pour répondre à l’exigence de remplacement, des études seront réalisées in vitro sur des lignées cellulaires afin de mettre au point les différentes conditions expérimentales avant de réaliser les expériences sur les cellules primaires. Il est nécessaire de réaliser des études in vivo car les études in vitro ne permettent pas de reproduire les interactions complexes qui existent entre les différents organes et les différents types cellulaires présents dans un organe.
Réduction
Pour satisfaire à la réduction, nous utiliserons un schéma de croisement qui génère 50% de souris WT et 50% de souris KO (50% de souris contrôles et 50% de souris dont le CD44 est non-fonctionnel) ce qui évite la génération d’animaux inutiles. Chaque procédure utilise un nombre d'animaux minimum mais nécessaire pour réaliser des études statistiques pertinentes (tests non-paramétriques de Mann-Whitney et ANOVA). Nous avons déterminé au travers de nos différents travaux publiés que le nombre adéquat d'animaux à intégrer par groupe doit être compris entre huit et dix. Ce nombre est communément admis et utilisé dans l'ensemble des études publiées dans le domaine du métabolisme. Nous choisirons dans cette demande un nombre fixe de dix animaux par groupe afin d'obtenir une puissance statistique suffisante. Les expériences seront reproduites une seconde fois pour confirmer la significativité statistique quand celle-ci est proche d'être atteinte lors du premier set d'expérience.
Raffinement
Pour répondre au raffinement, l'hébergement sera réalisé dans des locaux appropriés avec un enrichissement systématique et les personnes réalisant les différentes procédures respecteront les règles éthiques lors des manipulations et sacrifices des animaux. La surveillance quotidienne des animaux par les animaliers et nos surveillances régulières nous permettront d'identifier précocement tout signe de stress ou de souffrance afin d'appliquer les points limites.
Choix des espèces
La souris est une espèce très utilisée dans les études fondamentales et métaboliques. C’est une espèce facile à utiliser grâce à sa natalité importante. Notre expertise nous permet d’avoir des locaux d’hébergement et des conditions d’expérimentation appropriés à cette espèce. D’autre part, la similitude de son patrimoine génétique avec celui de l’Homme nous permet de pouvoir, dans la mesure du possible, extrapoler les résultats et en tirer des conclusions valables pour l’Homme. Les données in vivo de la littérature sont obtenues sur des souris et cette espèce permet d'obtenir assez de "matériel" pour réaliser des analyses protéiques, génomiques et histologiques. Aucune autre espèce ne peut donc être utilisée. Pour la procédure 1 (souris mâles), la mise sous HFD ou Western Diet sera effectuée à environ 8-10 semaines d’âge, lorsque le poids des souris se stabilise. En effet, un régime riche en graisse induit une prise de poids importante. L’utilisation d’un tel régime peut durer jusqu’à 32 semaines, d’où la nécessité d’avoir des animaux relativement jeunes. Pour la procédure 2 (souris mâles ou femelles), le traitement au CCl4 débutera à environ 7-8 semaines d’âge, lorsque le poids des souris se stabilise.
Rôle de la signalisation de TSLP dans le mélanome et l’immunothérapie
- Recherche fondamentale
- Oncologie
- Système immunitaire
432 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Elles reçoivent une injection intradermique de cellules tumorales sous anesthésie puis, trois fois par semaine pendant trois semaines, un traitement de l'oreille qui provoque une inflammation cutanée, développant une tumeur locale et des métastases dans les ganglions avant la mise à mort. Le porteur décrit cette dermatite induite, épaississement, rougeur et desquamation de l'oreille. Il indique que les cibles ont d'abord été identifiées in vitro et in silico, mais présente l'expérimentation in vivo comme "nécessaire" pour comprendre une réponse immunitaire impliquant plusieurs organes.
Objectifs
Le mélanome est une tumeur du système pigmentaire de la peau. Il apparait souvent sous la forme d’une tache pigmentée pour ensuite évoluer en métastases, en faisant un cancer très agressif. Normalement, notre système immunitaire nous protège des cancers en éliminant les cellules cancéreuses. Cependant, ces cellules tumorales peuvent bloquer notre système immunitaire, conduisant donc à la progression de la tumeur, ce qui impacte négativement le pronostic des patients atteints de mélanome. Les mécanismes mis en place par les cellules cancéreuses et qui stoppent notre système immunitaire sont à ce jour mal connus. Le projet vise donc à déterminer ces facteurs, dans le but d’identifier de nouvelles cibles thérapeutiques pour améliorer les traitements actuels qui restent peu efficaces dans le cadre du mélanome. Nous nous intéressons particulièrement à une molécule qui est connue pour moduler la réponse immunitaire, et qui est associée à un mauvais pronostic dans les cancers du pancréas et sein. Il a été suggéré que cette molécule pourrait aussi être associée au mélanome. L’objectif du projet est donc d’identifier le rôle de cette molécule dans la progression du mélanome, et de déterminer via quels mécanismes cette molécule induit la croissance tumorale. De plus, nous évaluerons l’effet de son blocage thérapeutique, en combinaison avec des thérapies déjà existantes mais peu efficaces pour voir si cela améliore le traitement.
Bénéfices attendus
Ce projet nous permettra de mieux comprendre les signaux et cellules impliquées dans la réponse immunitaire et la croissance tumorale au cours du mélanome. Ceci permettra l'identification de nouvelles cibles thérapeutiques, lesquelles seront testées pour déterminer si leur blocage pourrait être un traitement potentiel en clinique pour améliorer la qualité de vie et survie des patients atteints de mélanome.
Procédures
258 souris seront anesthésiées et injectées en intradermique avec des cellules tumorales (durée: 6min). Par la suite, ces animaux seront anesthésiés et traités 3 fois par semaine pendant 3 semaines avec un analogue de la vitamine D sur l’oreille (durée: 5min x 9 traitements = 45min). La durée totale de la procédure par souris est de 51minutes. Lors de la deuxième partie du projet, 48 souris seront injectées par voie intraveineuse avec des cellules immunitaires (durée: 12min). Par la suite, ces 48 souris seront anesthésiées puis injectées en intradermique avec des cellules tumorales (durée: 6min). Enfin, ces animaux seront anesthésiés et traités 3 fois par semaine pendant 3 semaines avec un analogue de la vitamine D sur l’oreille (durée : 5min x 9 traitements : 45min). La durée totale de la procédure est de 63 minutes. Lors de la troisième partie du projet, 126 souris seront anesthésiées puis injectées en intradermique avec des cellules tumorales (durée: 6min). Par la suite, ces animaux seront anesthésiés et traités 3 fois par semaine pendant 3 semaines avec un analogue de la vitamine D sur l’oreille (durée : 5min x 9 traitements : 45min). Ces souris seront ensuite injectées par voie intra-péritonéale 3 fois par semaine pendant 3 semaines (durée: 10 secondes x 9 injections = 1 minute 30). La durée totale de la procédure par souris est de 52 minutes 30 secondes.
Impact sur les animaux
Les animaux inoculés avec des cellules tumorales développeront une tumeur au niveau locale et des métastases au niveau des ganglions lymphatiques. Le traitement des oreilles des animaux par l'analogue de la vitamine D induira une légère inflammation de type dermatite atopique au fur et à mesure du traitement, se caractérisant par une épaisseur, rougeur et desquamation de l’oreille. Tous les animaux seront surveillés et traités selon les points limites énoncés.
Devenir
A l'issue de chaque procédure expérimentale, les animaux seront euthanasiés pour étudier la réponse immunitaire impliquée dans la croissance tumorale, à savoir 432 animaux.
Remplacement
Les cibles (cellules et récepteurs) étudiées dans ce projet ont été identifiées grâce à des travaux menés in vitro et in silico par notre équipe et par d'autres laboratoires. L'étude de la réponse immunitaires met en jeu plusieurs organes et réseaux complexes impliquant plusieurs types cellulaires. Cette complexité rend nécessaire l'utilisation d'expériences in vivo pour comprendre le type d’interaction et les différentes voies de signalisation impliquées dans ces réponses immunitaires ainsi que le processus de progression tumorale.
Réduction
Ces souris seront utilisées afin d’étudier le rôle de la signalisation de la cytokines étudiée dans la progression du mélanome. Nous réaliserons une expérience pilote sur la réponse des différentes lignées cellulaires injectées en intradermique pour explorer de manière étendue les différentes interactions présentes au niveau du microenvironnement tumoral. La 1ère expérience pilote permettra de choisir la lignée qui fera l’objet des expérimentations du projet. La 2ème expérience pilote nous permettra de définir la dose d'anticorps bloquants à injecter. Dans un but de réduction du nombre de souris utilisées dans ce projet, l'oreille droite sera traitée avec l'analogue de la vitamine D alors que l'oreille gauche, servant de contrôle, sera traitée avec de l'éthanol. Les groupes comporteront 12 souris (paramètres étudiés : fréquence des cellules T et croissance tumorale), ce qui permettra d’avoir des résultats statistiquement interprétables selon les paramètres étudiés à l’aide d’un test statistique.
Raffinement
La greffe tumorale par le biais d’injection intradermique, le traitement topique avec du MC903 et la prise de photos nécessitent une anesthésie gazeuse légère (2.5% d’isoflurane) de courte durée. Les souris seront remises dans leur cage avec une courte exposition à la lampe chauffante. Les souris seront maintenues en groupe pour préserver les interactions sociales. Le nid sera retiré lors des traitements, mais sera remis dès la fin des traitements. En plus de la surveillance journalière, le suivi de la progression tumorale (prise de photos, mesure de la taille de la tumeur à l’aide d’un pied à coulisse) sera réalisé 3 fois par semaine (lundi, mercredi, vendredi). Les points limites, précis et gradés pour chacune des procédures expérimentales sont définis en fonction de la grille d’évaluation de la douleur que nous avons mis en place. Les observations faites lors des suivis permettront de situer l'état des animaux dans l'arbre décisionnel et d'appliquer ces points limites. L’arbre décisionnel mis en place pour ce projet tient compte de l’apparence physique ("Grimace Scaling"), du comportement (observation de la continuité des activités comportementales normales des animaux), de l’absence de signes d’infection aux lieux de piqures ou de traitements, du développement de tumeurs qui ne doivent pas être invalidantes pour nos animaux. Ces critères sont assortis de points limites ou points d’arrêt, définis pour éviter des douleurs entrainant un changement dans les comportements des animaux et des blessures qui impactent nos résultats : prostration, taille maximale des tumeurs de 5mm sur les oreilles, signe d’infection au point d’injection, nécrose, saignement ou peau percée au-dessus de la tumeur.
Choix des espèces
La réponse immunitaire dans le contexte tumoral met en jeu différents organes comme la peau et les ganglions lymphatiques, rendant nécessaire l'utilisation d'expériences in vivo pour comprendre cette réaction. Le modèle animal choisi pour étudier le mélanome est la souris car son système immunitaire est proche de celui de l'Homme avec une immunité innée et une immunité adaptative. De plus, la peau des souris présente des similitudes avec la peau humaine, rendant ce modèle pertinent pour l'étude du mélanome. Les animaux seront utilisés à partir de 8 semaines de vie afin d'étudier le système immunitaire à l'âge adulte.
Etude du dérèglement de certaines cellules immunitaires dans le développement d’une maladie respiratoire
- Recherche fondamentale
- Système immunitaire
- Système respiratoire
48 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Une substance induisant une fibrose pulmonaire est instillée dans la trachée au cours d'un acte chirurgical de dix minutes sous anesthésie, avec incision et suture, puis les souris sont mises à mort pour prélever les poumons. Le porteur décrit une possible perte de poids, une baisse de mobilité, un essoufflement voire une détresse respiratoire. Il affirme qu'aucune méthode alternative ne modélise la réponse d'un "organe entier" et retient la souris pour sa proximité respiratoire avec l'humain et ses lignées transgéniques.
Objectifs
La fibrose pulmonaire idiopathique (FPI) est une maladie chronique, dévastatrice et mortelle. La FPI est une maladie très rare, moins d’une personne sur 2000 en France. Il s’agit d’une modification de la structure du poumon qui devient un tissu fibreux et ne remplit plus sa fonction essentielle qui est d’assurer les échanges gazeux. Le mécanisme exact n’est pas connu, et impliquerait l’exposition à des facteurs endommageant les poumons (tabac, infections virales, pollution), probablement en association avec un dérèglement des cellules immunitaires (globules blancs ou leucocytes chargés de la défense de l’organisme contre les micro-organismes pathogènes) qui favoriserait ce processus de cicatrisation excessive. Parmi ces cellules immunitaires, nous nous intéressons à une population de cellules qui participent en temps normal à la protection contre les infections. Cependant, ces cellules peuvent dans certaines circonstances avoir un rôle délétère et favoriser l’apparition de maladies comme la fibrose hépatique (cicatrisation excessive avec perte des fonctions vitales du foie). Notre hypothèse est que les MAIT pourraient être recrutés et activés dans les poumons chez les patients présentant une forme sévère de FPI. Des résulats préliminaires obtenus chez la souris ont montré que le degré de fibrose pulmonaire est moins important chez des souris qui possèdent beaucoup de ces cellules, et qu’inversement les souris dépourvues de ces cellules ont une maladie plus sévère. L’objectif de ce projet est de confirmer les résultats obtenus précédemment suggérant que ces cellules immunitaires auraient un rôle protecteur. Pour cela, nous utiliserons le même modèle établi de fibrose pulmonaire dans différents types de souris caractérisées soit par une absence de ces cellules, soit au contraire en ayant beaucoup (comme chez l’homme). L’objectif futur sera d’utiliser ces cellules immunitaires comme cible thérapeutique pour freiner la progression de la fibrose pulmonaire.
Bénéfices attendus
Ce projet permettra de mieux comprendre comment se développe la fibrose et plus précisément si certaines cellules immunitaires influencent la gravité de la fibrose. A plus long terme, il permettra d’explorer une nouvelle piste thérapeutique, basée sur l’utilisation de molécules capables de moduler l’activité de ces cellules
Procédures
Introduction unique dans la trachée d’une substance induisant une fibrose du poumon, sous anesthésie générale et analgésie pré-opératoire. Il s'agit d'un acte chirurgical de 10 minutes au cours duquel une incision de la peau est réalisée afin d’instiller la substance dans la trachée à l’aide d’une seringue. Une suture de la trachée et de la peau est ensuite réalisée. Cette intervention sera réalisée une seule fois. Aucun prélèvement sur animaux vivants ne sera effectué durant le protocole. Les prélèvements de poumons et les lavages broncho-alvéolaires se feront uniquement après euthanasie des animaux.
Impact sur les animaux
L'incision de la peau peut entrainer une gène, une irritation. Les complications possibles de l'administration de la substance sont : une perte de poids, un comportement anormal comme une baisse de la mobilité, un essoufflement ou une détresse respiratoire.
Devenir
A la fin de la procédure, tous les animaux sont euthanasiés pour le recueil des lavages broncho alvéolaires et des poumons pour l’étude de la fibrose.
Remplacement
A ce jour, il n’existe pas de méthodes alternatives pour modéliser la réponse d’un organe entier dans le cas du développement de la fibrose pulmonaire. Les expériences sur cellules isolées sont complémentaires et seront réalisées dans la suite du projet, mais ne peuvent pas se substituer à l’expérience sur l’animal en sa globalité, pour plusieurs raisons : - Les expériences in vitro ne permettent pas de contrôler / recréer tous les paramètres intervenant dans le développement de la fibrose du poumon - L’accès au tissu pulmonaire humain est très limité (biopsie à visée diagnostique, greffe de poumons)
Réduction
Nous avons réduit le nombre de souris utilisées au minimum nécessaire et suffisant pour valider scientifiquement notre hypothèse de travail. Après analyse statistique le nombre de souris nécessaires pour mener à bien cette expérience est de 48 animaux (16 animaux dans chacun des trois groupes : 8 recevant la substance induisant la fibrose et 8 recevant une solution saline contrôle).
Raffinement
Le personnel responsable du protocole ou en charge d’effectuer les expérimentations sera composé de personnes formées. Afin de diminuer angoisse et douleur, une source de chaleur (tapis chauffant, lampe) sera mise en place pour éviter l’hypothermie en post-opératoire. Les animaux seront surveillés quotidiennement et un suivi clinique sera réalisé tous les deux jours pour déterminer une éventuelle souffrance avec la mise en place de points limites évalués à l’aide d’une grille de scores. Si une douleur/souffrance est constatée, un antalgique sera administré, de l’eau gélifiée et de la nourriture hydratée seront placées dans la cage et le suivi clinique sera quotidien. Si des animaux atteignent les points critiques définis ou ne présentent pas d'amélioration après 24 heures, ils seront euthanasiés.
Choix des espèces
Le modèle souris est pertinent du fait de son temps de gestation court et de par son système respiratoire qui est très similaire à celui de l’Homme. De plus, les souris offrent la possibilité de travailler sur des organismes génétiquement modifiés et de cibler le rôle d’une molécule ou d’une population cellulaire en particulier dans le poumon. Les modèles de fibroses pulmonaires chez la souris sont très largement décrits dans la littérature scientifique. Les animaux seront utilisés à l’âge adulte. La fibrose pulmonaire est une pathologie humaine du sujet adulte.
Etude de l’exposition chronique périnatale aux pesticides dans un modèle murin d’allergie et de marche atopique
- Recherche fondamentale
- Système immunitaire
1 290 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger à modéré. Les femelles reproductrices et leur descendance reçoivent un cocktail de pesticides, puis subissent l'induction d'une allergie alimentaire par gavage pendant cinq semaines et d'une allergie respiratoire par dépôt intra-nasal sous anesthésie pendant six semaines, avant la mise à mort pour prélever les tissus. Le porteur indique attendre une baisse de température corporelle au déclenchement de l'allergie alimentaire et une gêne respiratoire chez certaines souris. Les retombées annoncées, mieux comprendre l'influence des pesticides sur les allergies humaines, restent des espoirs de connaissance, et le porteur affirme qu'il est "impossible" de reproduire le système immunitaire in vitro ou in silico.
Objectifs
Les allergies sont très répandues et ont été classées comme quatrième pathologie en termes de morbidité par l’OMS et leur prévalence est en constante augmentation. Elles constituent un vrai problème de santé publique. Les mécanismes en œuvre dans le développement des allergies et les causes spécifiques de l’augmentation de leur prévalence ne sont pas totalement connus. L’exposition aux composés chimiques dans l’environnement est une source de sensibilisation allergique et de sévérité des réactions. En effet, les composés chimiques incluant les pesticides sont considérés comme une véritable menace pour la santé affectant le système immunitaire humain et contribuant à l’augmentation des maladies allergiques. Le concept du DOHaD (Developmental Origins of Health and Disease) suggère que l’embryon, le fœtus et l’enfant (les 1000 premiers jours) sont sous l’influence constante de l’environnement. Les polluants peuvent passer de la mère à l’enfant au cours de la période périnatale, créant une « empreinte développementale ». En France, la prévalence des allergies est estimée à 25-30% chez les enfants et est plus élevée en raison de l’immaturité de leur système immunitaire, leur microbiote et leur barrière intestinale. Cette immaturité au est une cible pour les composés toxiques. De plus, les allergies les plus communément trouvées chez l’enfant sont les allergies alimentaires (8%), l’eczéma (10%) et l’asthme (10%) et elles coexistent souvent. Il est maintenant bien établi qu’une allergie alimentaire dans l’enfance augmente le risque de développer un asthme plus tard et la progression en séquence de cette maladie est appelée la marche atopique. L’objectif de ce projet est donc de déterminer si une exposition périnatale à un mélange de pesticides à faible dose (dose journalière tolérable) peut impacter la progression de la marche atopique. Ce travail nous permettra de déterminer l’effet sur le métabolisme d’un mélange de pesticides, composé de boscalid, captan, chlorpyrifos, thiofanate, thiacloprid et ziram. Nous voulons déterminer si un mélange de pesticides à un effet sur la sensibilisation et/ou la sévérité de l’allergie alimentaire et de l’asthme et ainsi déchiffrer les facteurs et le mécanisme à l’oeuvre notamment au cours de la période périnatale. La recherche dans ce domaine implique l’utilisation de modèles animaux d’allergie alimentaire et respiratoire. Ainsi l’utilisation de souris est nécessaire pour étudier de façon optimale la réaction in vivo.
Bénéfices attendus
Nous espérons obtenir des résultats nous permettant de comprendre et d’identifier l’influence d’un cocktail de pesticides aux doses journalières tolérables (DJT) dans la mise en place ainsi que dans la sévérité des allergies alimentaires, respiratoires mais aussi dans la marche atopique. Les résultats que nous espérons obtenir nous permettrons de décrire de façon détailler l’immunologie et la physiologie des allergies chez la descendance dans le cadre d’une exposition chronique aux pesticides.
Procédures
Accouplement sur 5 jours une fois. Pesée 1 fois par semaine tout au long du protocole pour les parents reproducteurs et les souriceaux (environ 1 minute par animal). Pesée tous les 2 à 3 jours pour les femelles après accouplement pour évaluer le nombre de femelles gestantes pendant les 21 jours suivant la reproduction (environ 1 minute par animal). Gavage tous les 7 jours pour l’induction de l’allergie alimentaire pendant 5 semaines (1minute par animal). Anesthésie tous les 7 jours pour l’induction de l’allergie respiratoire pendant 6 semaines (durée jusqu'au réveil complet de l'animal 2 heures environ). Lors de la récupération des fèces, les souris sont placées dans une cage individuelle le temps de récupérer un nombre suffisant de fèces pour les analyses (durée dépendante du temps de transit entre 5 à 15 minutes maximum).
Impact sur les animaux
Lors du déclenchement de l’allergie alimentaire (challenge) par gavage oral, une baisse de température corporelle des animaux est généralement observée. Lors du déclenchement de l’allergie respiratoire (challenge) par dépôt intra-nasal, certaines souris peuvent ressentir une gêne respiratoire suite au deuxième dépôt intra nasal.
Devenir
Mise à mort des animaux afin de récupérer les différents tissus nécessaires à l’étude physiologique, immunologique et du microbiote de l’influence d’un cocktail de pesticide sur la survenue et la sévérité des allergies.
Remplacement
Impossible de prendre des mesures de remplacement. Il est impossible de reproduire efficacement les systèmes biologiques très complexes et en particulier le système immunitaire in vitro ou in silico et ce notamment dans le cadre d’interaction complexe comme ici avec un cocktail de pesticides et son influence au cours de la période périnatale.
Réduction
Nombre d’animaux réduis au minimum pour être statistiquement relevant c’est-à-dire au moins 10 individus par groupes pour faire des analyses statistiques robustes. De plus, trois protocoles indépendants seront nécessaires pour valider les différentes études et leurs résultats ce qui fait un total de 30 souris par groupes.
Raffinement
Seul le personnel expérimenté et qualifié effectuera les expérimentations animales. Ces exigences visent à s’assurer que les procédures nécessaires à l’élevage et à l'expérimentation sont exécutées efficacement, avec les soins appropriés afin de minimiser la souffrance des animaux.L’évaluation des points limites est basée sur la présence de signes cliniques notables et sévères. Si un animal est repéré comme étant en souffrance, le responsable SBEA et le responsable de l’étude observeront l’animal. En présence signes cliniques sévères et ou notables, le responsable SBEA et le responsable de l’étude prendront la décision, en accord avec la cellule bien-être animal, d’agir. En cas de trop grande souffrance l’étude sera stoppée pour l’animal, Sinon ils prendront la décision de laisser l’animal dans le protocole sous surveillance en appliquant des mesures correctrices. Le suivi quotidien des animaux et des signes généraux mais aussi la mise en place lors des procédures expérimentales d'analgésie et d'anesthésie permet de minimiser l'inconfort et la douleur. Le cycle jour/nuit de 12h des animaux sera respecté. Les souris seront stabulées dans les cages d’un portoir ventilé avec un cycle jour/nuit de 12h (température, humidité). Les souris seront hébergées à 4 ou 5 par cage selon les groupes dans un environnement avec au moins 2 enrichissements (dôme, tube, coton) pour limiter l’angoisse et s’adapter à nos expériences pour des raisons pratiques de logistique. Lors de la mise en reproduction et de la gestation les femelles seront réparties à 2 souris par cage.
Choix des espèces
Au cours de cette étude seront utilisées des souris femelles et males de souche Balb/C. Ces souris constituent un modèle de choix, reconnu, dans le cadre d’étude du système immunitaire du fait de la caractérisation approfondie de ces souches. Il n’existe aujourd’hui pas de méthodes alternatives pour analyser efficacement et dans son ensemble la réaction allergique. De plus, l’allergie est caractérisée par des symptômes que seuls des modèles animaux peuvent adéquatement reproduire. Ainsi, l'expérimentation animale est un élément vital de ce projet afin de modéliser efficacement la réponse physiologique globale du système. Néanmoins, chaque fois que possible, les études sur les animaux seront remplacées par des systèmes in vitro. Des analyses phénotypiques des populations lymphocytaires seront réalisées. L’utilisation de souris nous donne accès à de nombreux outils immunologiques, notamment les anticorps nécessaires aux marquages. Les femelles et les mâles reproducteurs seront mis en reproduction à 8 semaines de vie (après une semaine d’acclimatation). Pour le protocole d’induction des allergies chez les souriceaux : des souris Balb/cj âgées de 4 semaines ce qui correspond à des souris sevrées et adultes ayant un système immunitaire mature
Cibler les récepteurs à l’histamine pour traiter les cancers associés à EBV chez la souris.
- Recherche appliquée
- Maladies infectieuses
- Recherche fondamentale
- Oncologie
- Système cardiaque
- Système immunitaire
354 souris immunodéficientes vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance déclaré léger pour 90 d'entre elles et modéré pour 264. Elles reçoivent une série d'injections, dont un virus EBV et des cellules humaines, pour développer un lymphome, puis un ligand testé contre les cancers liés au virus, avant d'être tuées par dislocation cervicale. Le suivi de la tumeur va jusqu'à un volume de 2 000 mm³ ou l'apparition de signes de douleur. Le porteur mentionne des organoïdes en développement mais affirme que seul le modèle murin permet de tester les deux phases du traitement.
Objectifs
Le virus Epstein-Barr (EBV) est associé à plusieurs cancers d’origine épithéliale ou lymphoïde. Ce virus infecte plus de 90% des humains et la mononucléose infectieuse est la manifestation commune de l’infection primaire. EBV établit ensuite une infection chronique dormante c'est à dire qui passe inaperçue, durant laquelle son potentiel oncogénique peut s’activer et conduire notamment à des cancers comme des carcinomes nasopharyngés et des lymphomes. La réplication du virus EBV entraine la lyse des cellules infectées (cycle lytique). La réactivation du virus dormant dans les cellules épithéliales et les lymphocytes B est par conséquent une piste explorée pour éliminer le réservoir viral et les cellules infectées prolifératives, avant ou après leur transformation en cellules cancéreuses. Si des progrès importants ont été réalisés dans la découverte d’inducteurs du cycle lytique, des molécules sures et spécifiques sont toujours attendues. Un récepteur cellulaire a été identifié comme étant une cible majeure impliquée dans la réactivation du cycle lytique d'EBV, et donc une cible pour développer des molécules antivirales contre EBV. S’appuyant sur de solides résultats, le projet qui sera developpé ici vise à tester des ligands de ces récepteurs cellulaires ayant les meilleures structures chimiques autorisant un transfert vers la clinique. Pour cela, des modèles murins précliniques permettant de reconstituer des lymphoproliférations humaines EBV positives à partir de souris immunodéficientes seront développés et permettront de tester l'efficacité de ces ligands in vivo.
Bénéfices attendus
Ce projet qui vise à tester de nouvelles molécules dans des modèles précliniques de tumeurs EBV+ devrait avoir un impact en santé humaine à moyen terme. En effet, si les molécules testées s'avèrent avoir un effet dans ces modèles précliniques, un essai clinique de phase I voire II pourrait être mis en place afin de tester ces molécules chez l'homme.
Procédures
1. Injection unique de Bulsulfan en intrapéritonéale (durée de quelques secondes). 2. Injection unique du virus EBV en intrapéritonéale (durée de quelques secondes). 3. Injection unique de cellules CD34+ humaines (durée de quelques secondes) en intraveineux après anesthésie gazeuse. 4. Injection répétée (1 fois par jour pendant 5 jours jusqu'au développement du lymphome) d'anticorps anti-CD3 humain (durée quelques secondes) en intraveineux après anesthésie gazeuse. 5. Injection répétée (toutes les 12h, pendant 2 semaines) du ligand du récepteur à l'histamine JNJ7777120 en intrapéritonéal (durée quelques secondes). 6. Prélèvement de sang par ponction submandibulaire, 1 fois par semaine jusqu'à reconstitution d'un système hématopoiétique humain, à l'aide d'une lancette (durée de quelques secondes). 7. Injection unique en sous-cutanée des cellules Daudi dans 100µl de Matrigel (durée de quelques secondes) après anesthésie gazeuse. 8. Injection en sous-cutanée d'un fragment de 1 à 2 mm3 de PDX T1 ou T2 dans100µl de PBS qui seront mélangés à 100µl de Matrigel (durée de quelques secondes).
Impact sur les animaux
1. Nuisances légères attendues liées aux injections en intrapéritonéale, durer que quelques secondes, temps requis pour effectuer l'injection. 2. Nuisances modérées attendues liées aux injections en intraveineux. Afin de limiter les nuisances de ces injections, les souris seront préalablement anesthésiées. 3. Nuisances modérées attendues liées aux prélèvementx de sang par ponction submandibulaire (limités à 2 gouttes soit 50µl). 4. Nuisances légères attendues suite à l'injection unique en sous-cutanée des cellules Daudi ou d'un fragment de PDX. Afin de limiter les nuisances de ces injections, les souris seront préalablement anesthésiées. 5. Nuisances modérées attendues liées au développement du lymphome. Afin de limiter au minimum les effets indésirables associés au développement du lymphome, les animaux seront observés 3 jours par semaine afin de mettre en évidence tous signes évoquant une éventuelle douleur (gonflement de l'abdomen, réduction de l’activité (prostration), poil hérissé et dos vouté). Si un de ces signes cliniques est observé, les souris seront mises à mort par dislocation cervicale. Pour les lymphomes greffés en sous-cutané le suivi sera réalisé par mesure de la tumeur à l'aide d'un pied à coulisse et les souris seront mises à mort dès que la tumeur atteinsra un volume de 2000 mm3.
Devenir
A l’issue de chaque procédure les animaux seront mis à mort par dislocation cervicale afin de réaliser les prélèvements nécessaires pour analyser l'impact des molécules thérapeutiques sur le développement des tumeurs associées à EBV.
Remplacement
Des modèles d'organoïdes de tumeurs sont actuellement en cours de développement qui pourraient à terme remplacer une partie des expériences actuellement réalisées chez la souris. Il n'existe cependant pas de modèle de ce type permettant d'analyser à la fois l'effet des molécules testées dans ce projet directement sur les tumeurs et leur impact indirecte sur la réactivation du système immunitaire pour aider à détruire ces tumeurs. Seuls ces modèles murins précliniques permettent de tester les 2 phases potentielles de l'activité de ces traitements qui visent à réactiver le cycle lytique d'EBV.
Réduction
Afin de réduire au maximum le nombre d’animaux nécessaires à l’expérimentation nous allons : - mutualiser au sein de l’équipe les ressources cellulaires post-mortem afin qu’un même échantillon puisse être exploité pour différents projets et ainsi éviter l'utilisation itérative de souris. - effectuer une étude statistique descriptive (Test t) qui déterminera les différences qualitatives et quantitatives entre les groupes des souris. Cela permettra d’éviter la répétition de l’expérience et de réduire au minimum l’utilisation des animaux - optimiser le matériel issu des tumeurs pour production multiple (cellules des différents organes congelés en DMSO, extraction des acides nucléiques (ADN, ARN), et inclusion des organes pour histologie) et éviter ainsi la répétition de l’expérience. - quantifier la viabilité cellulaire des échantillons humains avant toute injection ou greffe pour limiter les échecs.
Raffinement
Les souris seront laissées en acclimatation en zone expérimentale pendant une semaine. Dans la procédure 2, les souris seront observées de façon journalière afin de mettre en évidence les points limites définis dans la procédure. Dans la procédure 3, avant injection des cellules en sous-cutanée, les souris seront anesthésiées. Lors du suivi des animaux, la prise tumorale sera évaluée par palpation jusqu'à apparition des signes cliniques. Dans la procédure 4, lors de l'humanisation des souris, celles-ci seront observées 2 fois par semaine jusqu'à reconstitution à hauteur de 40% de cellules humaines dans le sang des souris. A partir de l'infection par EBV, les animaux seront alors surveillés 3 fois par semaine afin de mettre en évidence le développement de lymphome qui se caractérisera par la mise en évidence des signes suivant : gonflement de l'abdomen, réduction de l’activité (prostration), poil hérissé et dos vouté. Si un de ces signes cliniques est observé, les souris seront mises à mort par dislocation cervicale. Dans la procédure 5, les tumeurs qui se développeront en sous-cutanée seront mesurées 2 fois par semaine jusqu'à obtenir un point limite de 2000mm3 maximum, la souris sera également mise à mort si la tumeur nécrose ou si elle empêche un déplacement normal de la souris. Si l'un de ces points limites est atteint, la souris sera mise à mort par dislocation cervicale.
Choix des espèces
Chez la souris, des modèles très immunodéficients tels que les souris NSG sont accessibles à la communauté scientifique. Ces souris représentent donc un modèle de choix pour reconstituer soit un système immunitaire proche de l'homme soit des pathologies humaines telles que des lymphomes. Les souris seront utilisées à partir de 8 semaines qui correspond à l'âge adulte de ces animaux.
Etude du rôle d’une protéine (serine/thréonine kinase) dans le développement des lymphocytes T in vivo
- Recherche fondamentale
- Système immunitaire
117 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance déclaré léger pour 81 d'entre elles et modéré pour 36. Elles sont irradiées puis reçoivent une greffe de cellules immunitaires par voie intraveineuse, suivie de prélèvements sanguins et d'injections intrapéritonéales répétées. Le projet étudie une protéine kinase dont l'inactivation provoque chez la souris un syndrome proche du lupus. Le porteur indique tuer les animaux pour analyses ou parce qu'ils ne portent pas le génotype recherché, et affirme que le modèle souris reste "indispensable" après une étape in vitro.
Objectifs
La réponse immunitaire résulte de l’action combinée des cellules de l’immunité innée comme les cellules dendritiques dont la mission est de patrouiller dans l’organisme à la recherche de cellules infectées ou tumorales, et des cellules de l’immunité adaptative comme les lymphocytes B et T qui reconnaissent de manière spécifique les pathogènes. L’interaction entre toutes les cellules de l'immunité est indispensable pour permettre une réponse immunitaire efficace et l’éradication des pathogènes. S’il doit nous protéger contre les agressions extérieures, le système immunitaire doit aussi apprendre à tolérer ses propres constituants, c’est-à-dire le « soi ». Cependant dans certains cas, une sur-activation des lymphocytes T et/ou un défaut de la régulation de la réponse immunitaire peuvent provoquer l’apparition de maladies auto-immunes. Dans ce cas, des lymphocytes T auto-réactifs vont s’attaquer spécifiquement à des tissus ou organes au lieu de les protéger comme dans le cas du syndrome du Lupus. Ce projet va porter sur l’étude du rôle d’une protéine importante pour l’activation du lymphocyte T et dont nous étudions le rôle in vitro et in vivo.
Bénéfices attendus
Une dérégulation du système immunitaire peut entrainer l’apparition de maladies auto-immunes chez l’homme. Nous avons identifié une protéine dont l’inactivation dans les lymphocytes T chez la souris entraine le développement d’un syndrome auto-immun ayant des caractéristiques du syndrome lupique chez l’homme. Caractériser les mécanismes cellulaires et moléculaires de cette molécule dans l’apparition des symptômes lupiques et plus généralement dans l’apparition de maladie auto-immune pourrait donc de la considérer comme une éventuelle cible thérapeutique de maladies auto-immunes.
Procédures
Dans une première procédure des souris vigiles seront irradiées. Quatre heures après l’irradiation, les animaux anesthésiés seront injectés par voie intraveineuse (durée de l’anesthésie < 5 minutes). Six semaines après l’injection, un prélèvement sanguin sera réalisé sur les animaux vigiles (durée du geste 10 secondes). Un second prélèvement sanguin pourra être réalisé sur certains animaux, deux semaines après le premier prélèvement (durée du geste 10 sec). Dans une seconde procédure, un prélèvement sanguin sur animal anesthésié (anesthésie
Impact sur les animaux
Intervention subie : Irradiation et greffe. L’irradiation des animaux entrainera une éradication des cellules de la moelle osseuse des animaux. L’irradiation et l’aplasie qui en découlent ne sont pas douloureux pour les animaux. Les animaux recevront 4 heures après l’irradiation, une injection intraveineuse de cellules immunitaires (=greffe) pour reconstituer leur système immunitaire. Les nuisances attendues suite à cette administration seront celles liées à l’injection d’un produit non douloureux par voie intraveineuse. Néanmoins dans le cas, où la greffe ne prendrait pas (cas rare), les animaux pourraient présenter une altération de l’état général (perte de poids/prostration) qui conduirait à la mise à mort des animaux concernés. Les nuisances attendues lors de l’administration des traitements dans l’abdomen seront celles liées à l’injection de produits non douloureux et non toxiques en intrapéritonéale.
Devenir
Tous les animaux seront mis à mort pour des analyses post-mortem ou parce qu'ils ne présentent pas le génotype d'intérêt.
Remplacement
Après des premières étapes d’analyse et de validation dans des lignées cellulaires in vitro, le projet a pour but maintenant d’étudier le rôle de notre molécule d’intérêt dans le système immunitaire d’un organisme vivant et intégré comme la souris. Aussi, malgré le développement de méthodes alternatives auxquelles le laboratoire a eu recours, l’utilisation du modèle souris reste indispensable pour le présent projet.
Réduction
Le nombre de souris par groupe est réduit au maximum afin que les résultats obtenus puissent présenter une puissance statistique suffisante. Le nombre d'animaux a été calculé à l'aide d'un outil statistique De plus les croisements des lignées de souris ont été optimisés afin d’obtenir le maximum d’animaux avec un phénotype utilisable dans nos expériences.
Raffinement
Les souris sont manipulées par des personnes entrainées aux injections. Les injections intraveineuses seront effectuées sous anesthésie gazeuse afin d’éviter tout stress et douleur chez la souris. L’état général des souris ayant été irradiées sera suivi quotidiennement pendant les 2 premières semaines afin de détecter le mal être dû à une éventuelle non-reconstitution. Des antibiotiques pourront le cas échéant être mis dans l’eau de boisson afin de prévenir les risques d’infection. Les animaux seront suivis quotidiennement grâce à une grille de score qui permettra d’évaluer de manière objective l’état des animaux.
Choix des espèces
La souris est le modèle de choix pour les expériences menées en immunologie, car la physiologie de la souris est proche de celle de l’homme. D’autre part les mécanismes immunitaires sont bien caractérisés chez la souris, ce qui en fait un modèle de choix pour étudier les mécanismes de tolérance et le développement d’auto-immunité. Enfin, la connaissance complète du génome murin permet de disposer de souches murines parfaitement définies et de modèles génétiquement modifiés. Les souris utilisées seront âgées de 8 à 12 semaines afin que leur système immunitaire soit mature.
Rôle des cellules immunitaires des méninges dans le développement et la physiopathologie du Système Nerveux Central chez la souris
- Recherche fondamentale
- Biologie du développement
- Oncologie
- Système immunitaire
- Système nerveux
11 232 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant des niveaux de souffrance allant de léger à sévère, une partie sous anesthésie sans réveil. Adultes et nouveau-nés reçoivent des injections sous-cutanées, intra-péritonéales ou intracérébrales de vecteurs viraux, certains souriceaux subissant une imagerie sous anesthésie dont ils ne se réveillent pas, pour étudier le rôle des cellules immunitaires des méninges dans le développement du cerveau. Le porteur mentionne des études comportementales vers trente jours sans en préciser la nature. Il affirme qu'on "ne peut pas se passer" du modèle animal, tout en évoquant des cultures de neurosphères qui pourraient réduire le nombre de souris.
Objectifs
La surface du système nerveux central (SNC) est protégée par des membranes : les méninges. La découverte récente de la diversité des populations immunes y résidant et leur capacité à interagir avec le cerveau (influence sur le comportement, migraine, méningites, sclérose en plaque, …) ouvre de nouvelles perspectives en termes de recherche fondamentale et thérapeutique. Les cellules immunitaires les plus représentées dans les méninges sont les macrophages. D’autre part les méninges pénètrent profondément dans le cerveau entre les sous structures majeures du cerveau dont l’hippocampe, le siège de la neurogénèse. Dans ce contexte, mon projet a plusieurs objectifs : -1 : étude de l’implication des Macrophages Méningés (MM) et autres cellules immunitaires méningées au cours de la neurogénèse cérébrale physiologique- 2 : étude de leur implication dans la coordination de la croissance cerveau/crâne (rôle d’interface très important) -3 : étude de leur implication dans les troubles cognitifs postnataux dus à une inflammation au cours du développement cérébral (correspondante au troisième trimestre de gestation chez l’homme). Notre première stratégie sera de supprimer les macrophages méningés (MM) : soit par injection sous cutanée locale dde drogue dans des souris de type sauvage (déplétion chimique) ; soit par une approche génétique utilisant différents modèles de souris transgéniques. La seconde stratégie sera d’inactiver localement les gènes trophiques exprimés spécifiquement par les macrophages. Ces deux stratégies seront réalisées d’une part chez des souris adultes stimulées par activité physique, et d’autre part à des stades développementaux clés dans la maturation du système nerveux central. Nous évaluerons les conséquences de l’absence ou du dysfonctionnement des macrophages sur la neurogenèse cérébrale et le comportement.
Bénéfices attendus
L’objectif de ce travail est de comprendre comment les cellules immunitaires des méninges interagissent avec le développement du cerveau. Du fait de la complexité des interactions cellulaires ainsi que du rôle de la vascularisation dans ce procédé (pour l’apport des cellules immunes), il n’est pas possible de se passer d’un modèle animal, et les études in vitro et in silico, bien qu’intéressantes, ne suffiront pas à comprendre la réponse immune du système nerveux central (SNC) dans son ensemble. L’organisation physique des tissus entre eux est cruciale et ne peut pas être modélisée in vitro. Les retombées de ces recherches au niveau fondamental mais aussi appliqué (découverte de thérapies ciblant les maladies inflammatoires et neurodégénératives) pour l’Homme constituent une justification éthique importante pour faire valoir notre projet impliquant des expériences sur animaux in vivo. Concrètement, nous espérons que ce projet nous apportera les bénéfices suivants : - A court/moyen terme, une meilleure compréhension du rôle physiologique des macrophages méningés (MM) dans 1) le neurodéveloppement, 2) la formation biomécanique du crâne et des méninges, 3) le comportement. - A moyen/long terme : permettre l’identification de candidats exprimés/sécrétés par les macrophages méningés (MM) impliqués dans la neurogénèse afin de pouvoir développer des stratégies thérapeutiques originales et innovantes basées sur la régulation des MM dans les troubles neurodéveloppementaux ou dans des maladies neurodégénératives.
Procédures
Les animaux seront soumis à des injections sous cutanées, intrapéritonéales, de molécules non toxiques à des volumes et des doses en accord avec l'âge et le poids des souris. Une minorité d’animaux seront soumis à des injection intracérébrales. Chez les adultes de 6 à 8 semaines : i) Injection sous cutanée sous la peau du crâne (acte de 30s sur animal vigile) d’un composé non toxique permettant de dépléter uniquement les macrophages des méninges tous les 2 jours pendant 15 jours soit 7 injections chez les animaux de type sauvage, ou 2 injections à 24 h d’intervalle juste avant la fin de l’expérience chez les animaux transgéniques. ii ) Injection unique intra- péritonéale (acte de 30s sur animal vigile) d’un composé non toxique permettant de tracer la formation des nouveaux neurones. iii) Injection intracérébrale de vecteurs viraux (virus inactivé transporteur de molécules) chez certains animaux de type sauvage : injection unique avec analgésie préventive sous anesthésie générale (durée 1h). iiii) prélèvement sanguin unique au coin de l’œil : sous anesthésie générale gazeuse en un geste de 30s juste avant la mise à mort de l’animal. Chez les souriceaux 0 à 10 jours : i) Injection sous la peau de la nuque (acte de 30s sur animal vigile) 3 injections maximum (une injection tous les 2 jours) chez les animaux de type sauvage et 2 injections chez les animaux transgéniques) dans le cas d’un composé non toxique permettant de dépléter uniquement les macrophages des méninges. 2 injections à 8 jours d’intervalle dans le cas de l’injection d’un marqueur de calcification. ii) Injections intra- péritonéales (acte de 30s sur animal vigile) : une injection unique dans le cas d’un composé non toxique permettant de tracer la formation des nouveaux neurones, 2 injections à 24h d’intervalle dans le cas d’un composé activant le système transgénique (uniquement pour certains modèles), une injection unique de toxine bactérienne ou alternativement 2 injections par jour à 6 h d’intervalle pendant 5 jours soit 10 injections totales d’une cytokine pour les animaux rentrant dans l’étude sur l’inflammation périnatale. iiii) Injection intracérébrale de vecteurs viraux (virus inactivé transporteur de molécules) chez certains animaux de type sauvage : injection unique avec analgésie préventive sous anesthésie générale (durée 20mn). V) Imagerie intra-vitale dans une procédure : pendant 1h sous anesthésie générale sur des souriceaux de 15 jours qui ne seront pas réveillés.
Impact sur les animaux
Les différents effets indésirables pouvant intervenir sont : une douleur au site d’injection en particulier pour les injections sous cutanées sous la peau du crâne ou sous la peau de la nuque, une mauvaise réaction à la molécule injectée ou un impact sur la croissance, du stress en particulier au moment des études comportementales à 30 jours, du stress pour la mère et pour les souriceaux, de la douleur au réveil lors des injections intracérébrales. Un contrôle quotidien de l’état de santé des souris, avec une grille de score pour chaque procédure permettra la détection d’anomalies. Si nous détectons une douleur, souffrance ou détresse, que nous n’arrivons pas à réduire par analgésie, l’animal sera euthanasié immédiatement. Dans le cas particulier des souriceaux, nous vérifierons également le comportement maternel, l’allaitement et la croissance des souriceaux. A la fin de chaque procédure les souris seront euthanasiées selon les méthodes réglementaires pour prélever méninges et cerveau.
Devenir
Chaque procédure nécessite l'euthanasie de tous les animaux selon les méthodes réglementaires pour prélever méninges et cerveau afin de les analyser.
Remplacement
L’objectif de ce travail est de comprendre comment les cellules immunitaires des méninges interagissent avec le développement du cerveau. Du fait de la complexité des interactions cellulaires ainsi que du rôle de la vascularisation dans ce procédé (pour l’apport de cellules immunes), il n’est pas possible de se passer d’un animal modèle, et les études in vitro et in silico, bien qu’intéressantes, ne suffiront pas à comprendre la réponse immune du SNC dans son ensemble. L’organisation physique des tissus entre eux est cruciale et ne peut pas être modélisée in vitro. Les retombées de ces recherches au niveau fondamental mais aussi appliqué (découverte de thérapies ciblant les maladies inflammatoires et neurodégénératives) pour l’Homme constituent une justification éthique importante pour faire valoir notre projet impliquant des expériences sur animaux in vivo. Puisque nous ne pouvons pas nous affranchir du modèle animal, nous réduirons au maximum le nombre d’animaux utilisés en suivant la règle des 3R. Certains axes du projet seront développés en utilisant en parallèle une approche de culture de neurosphères afin d’évaluer l’effet sur la neurogenèse de certains facteurs protéiques sécrétés par les macrophages présélectionnés par notre étude in vivo. Ceci nous permettra, nous l’espérons, de réduire encore le nombre de souris et les remplacer par un modèle in vitro.
Réduction
Nous tenterons de limiter au maximum le nombre d’animaux utilisés tout en effectuant des expériences pertinentes et complètes. Nous utiliserons des tests statistiques adéquats pour planifier nos expériences en fonction de la littérature et des données internes de l’équipe. Nous utiliserons plusieurs tissus du même animal (méninges, cerveau, crâne et sang). Les données quantitatives générées seront analysées statistiquement par le test de t de Student. Pour l’obtention de résultats statistiquement significatifs, le nombre d’individus nécessaire est de 20 animaux par groupe dans chaque procédure et 40 animaux par groupe pour les études comportementales. Nous utiliserons donc 11232 souris pour l’ensemble de ce projet sur cinq ans. Afin de réduire au maximum le nombre d’animaux, les études comportementales seront réalisées avant l'euthanasie de l'animal et le prélèvement des structures cérébrales. Les souriceaux utilisés pour l’étude de la neurogénèse (déplétion génique ou chimique des macrophages et mastocytes des méninges) se verront prélever les méninges et le crâne dans le cadre de l’étude sur la formation du crâne. Les souris proviendront d’établissements éleveurs, fournisseurs localisés et de collaborateurs.
Raffinement
Les souris seront hébergées dans des animaleries protégées, concues dans le respect de la réglementation et des principes éthiques liés à l'utilisation d'animaux à des fins scientifiques et exemptes d’organismes pathogènes spécifiques. Les conditions de l’animalerie sont contrôlées (température, hygrométrie, photopériode). Les cages de 530cm2 seront utilisées pour limiter le stress des animaux (100cm2 de surface par animal au minimum, dômes protecteurs et matériel pour la confection de nids). Des précautions supplémentaires seront prises sur les souriceaux : après manipulation l’utilisateur se frottera les mains avec la sciure en provenance de la cage de la mère, ce qui limitera les dépôts d’odeur et favorisera la réintégration au sein du nid. Les souriceaux seront réchauffés grâce à une lampe à infra-rouge, avant d’être replacés. Les injections seront réalisées par des personnes formées à la manipulation des nouveaux nés avec du matériel adapté aux nouveaux nés. L’état de santé des animaux sera évalué quotidiennement selon 5 grands critères : 1-apparence globale (apparence physique et grimace), 2- Respiration et oxygénation (fréquence respiratoire et/ou coloration des extrémités), 3- évolution pondérale individuelle 4 – comportement (provoqué ou non) et continuité de l'accouplement, 5- autres observations (saignement ou tout autre signe clinique jugé par le technicien expérimenté). Une grille de score spécifique à l'âge avec évaluation de la douleur sera complétée. Les points limites nécessitant l’observation accrue, soulagement de l’animal (buprénorphine sous cutanée 0,1mg/kg qui sera répétée toutes les 12 heures) ou l'arrêt de la procédure avec euthanasie seront détaillés dans chaque procédure. Ce sont : poils hirsutes, dos arrondi, fréquence respiratoire augmentée et rythme instable, pâleur ou cyanose, perte de poids individuelle >20%, comportement anormal, hypo-mobilité, isolement, défaut d’alimentation ou d’hydratation, diarrhées, saignements, et en particulier pour les souriceaux, abandon par la mère, décoloration.
Choix des espèces
De nombreux modèles physiopathologiques étant partagés entre l’homme et la souris, nous utiliserons des souches de souris consanguines ainsi que des lignées génétiquement modifiées. De plus, le vaste développement de modèles transgéniques (pour cibler et visualiser des populations cellulaires précises) et l’utilisation d’une grande variété de drogues déjà testées chez la souris permet de tester plus rapidement et plus efficacement nos hypothèses. Enfin, nos modèles d'étude sont fréquemment utilisés chez la souris et leur physiopathologie est donc bien décrite. Pour toutes ces raisons, le modèle murin représente le modèle le plus prometteur pour effectuer notre étude. Nous utiliserons des souris de 6 à 8 semaines (J42 à J56) mâles et femelles afin d’évaluer l’impact des macrophages méningés sur la neurogénèse adulte avec ou sans activité physique. Nous utiliserons également des souriceaux à des âges clés du développement neuronal. Ainsi pour les études de neurogenèse et de croissance cerveau-méninges- crâne, les gestes techniques seront réalisés entre J0 et J9 avec analyse à J3 ou J7 ou J10 en fonction des questions posées. Pour les études cognitives, les gestes techniques seront réalisés de J1 à J5 (correspondant au 3ème trimestre de gestation chez l'homme) avec analyse à J8 ou J30.
Production d’anticorps anti-peptides liés à la spermatogenèse sur des souris saines
- Recherche fondamentale
- Système immunitaire
Pour produire des anticorps contre des peptides liés à la spermatogenèse, 20 souris saines vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, toutes tuées à l'issue pour prélèvement. Elles reçoivent trois injections et subissent des prises de sang sous anesthésie, avec un risque de lésions ou d'ulcérations de la peau et du muscle, de saignements excessifs et d'hémorragies sous la peau. L'expérience s'arrête dès qu'une analyse de sang confirme la présence des anticorps. Ces souris sont exploitées comme sources d'anticorps, qui "seront utilisés dans un projet plus vaste afin de comprendre leur rôle", écrit le porteur.
Objectifs
L’auto-immunité est la conséquence d’un système immunitaire qui s’emballe et dépasse son rôle de défense contre les agents extérieurs pour s’attaquer aux propres cellules de l'organisme. Les agents extérieurs peuvent être des bactéries, champignons, virus. Ainsi l'épidémie de COVID-19 a incité les scientifiques, et en particulier les immunologistes, à étudier l'impact de l'infection par le SARS-CoV-2 sur la population humaine mondiale. La principale préoccupation est de savoir si l'infection peut déclencher une maladie auto-immune. Les anticorps formés contre le SARS-CoV-2 se lieraient aux protéines des tissus humains, entraînant une réactivité auto-immune. La présente étude porte sur l'appareil reproducteur. Les tissus du système reproducteur sont très vulnérables aux infections virales, de plus les ovaires et les testicules expriment des récepteurs qui servent également a la voie par laquelle le virus pénètre dans les cellules. Par ailleurs, plusieurs études ont indiqué que les patients atteints de COVID-19 produisent des auto-anticorps et qu'une partie d'entre eux développent des troubles auto-immuns; à cet égard, une altération de la spermatogenèse a été signalée dans des études menées sur des patients atteints de COVID-19. Notre première analyse a permis d'identifier 4 sequences (peptides) communes liées à la spermatogenèse et la protéine Spike du SARS-CoV-2. Nous avons également découvert que des patients masculins et féminins affectés par le COVID-19 développaient des anticorps contre 2 des 4 peptides sélectionnés liés à la spermatogenèse, soulignant l'apparition de nouveaux troubles de la fertilité dans la population. Le but de ce projet est la production d'anticorps anti-peptides sur des souris saines afin de vérifier l'impact sur la fertilité
Bénéfices attendus
Les résultats de ce projet auront un impact à la fois sur la communauté scientifique et sur la population en général. Cette étude nous permettra de produire des anticorps qui seront utilisés dans un projet plus vaste afin de comprendre leur rôle.
Procédures
Trois injections et les prélèvement sanguins sont réalisées sur animal anesthésié. Temps : injections : 1 minute/souris Prélèvement sanguin : 2 minutes/souris
Impact sur les animaux
Les souris peuvent développer des lésions cutanées ou des ulcérations au niveau de la peau ou du muscle. Le prélèvement de sang peut provoquer des saignements excessifs et des hémorragies sous-cutanées.
Devenir
Tous les animaux sont euthanasiés à la fin de la prodédure pour prélèvement.
Remplacement
Le projet actuel constitue la phase finale d'une large étude internationale à grande échelle qui a commencé par une analyse visant l'identification de peptides partageant des séquences similaires avec la protéine Spike du SARS-CoV-2 et les protéines liées à la spermatogenèse. Ensuite, nous avons démontré la réactivité des anticorps des sérums des patients COVID-19 envers lesdites protéines/peptides liées à la spermatogenèse par des tests in vitro (sérums collectés de divers centres cliniques internationaux). L'objectif du projet actuel est à présent de produire des anticorps contre les peptides caractérisés et de pouvoir étudier leur effet sur un organisme complexe. Cela nécessite d’induire une réponse immunitaire contre ces peptides, ce qui ne peut être généré que chez ou à partir d'animaux vivants et de prélèvements de tissus à la fin del la procédure.
Réduction
Le nombre d'animaux employés est basé sur les travaux rapportés dans la littérature. Il a été établi pour nous permettre d’obtenir des anticorps en quantité suffisante pour poursuivre vos travaux.
Raffinement
Tous les animaux seront maintenus dans un groupe social et dans des cages enrichies (matériaux de nidation, tubes). L'expérience est arrêtée lorsque l'analyse de sang confirme la présence d'anticorps. Nous avons établi des points-limites nous permettent de soustraire l’animal à la souffrance.
Choix des espèces
Les souris ont un génome très proche de celui de l'homme, et leurs systèmes physiologiques schématisent les observations faites chez l'homme. Aujourd'hui, la souris représente le meilleur modèle pour induire l'immunisation. Des souris âgées de 6 à 8 semaines seront recrutées. À cet âge, les souris sont considérées comme des adultes et leur système immunitaire est pleinement développé.
Création de modèles de cathétérisation vasculaire et non vasculaire chez le rongeur destiné à des études toxicologiques, pharmacodynamiques ou pharmacocinétiques
- Recherche appliquée
- Alimentation animale
- Autres troubles humains
- Cancers
- Diagnostic des maladies
- Maladies animales
- Maladies infectieuses
- Troubles cardiaques
- Troubles endocriniens
- Troubles gastrointestinaux
- Troubles musculosquelettiques
- Troubles nerveux
- Troubles respiratoires
- Recherche fondamentale
- Autre recherche fondamentale
- Multisystémique
- Oncologie
- Système cardiaque
- Système endocrinien
- Système gastrointestinal
- Système immunitaire
- Système musculosquelettique
- Système nerveux
- Système respiratoire
- Système urogénital
Rats : 12000
15 500 souris et rats vont être utilisés dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré à sévère. Chaque animal subit une chirurgie sous anesthésie générale pour poser à demeure un cathéter dans un vaisseau, un organe ou le cerveau, puis peut recevoir jusqu'à quatre prélèvements sanguins ou gavages par jour, avec un hébergement isolé jusqu'à sept jours. L'établissement décrit une activité de fourniture de rongeurs cathétérisés "prêts à l'emploi", les animaux étant ensuite expédiés vivants aux laboratoires ou tués en cas d'atteinte d'un point limite ou pour contrôle qualité. Il justifie l'élevage d'animaux "surnuméraires" par les taux d'échec chirurgical et conclut que la complexité des mécanismes exclut un modèle in vitro.
Objectifs
L’objectif du projet est de permettre la production et la mise à disposition pour la communauté scientifique de modèles de rongeurs équipés de manière permanente (par technique chirurgicale) de cathéters dans des vaisseaux, des organes ou le cerveau permettant soit la libération de substances (comme des médicaments ou des hormones) de manière répétée ou continue, soit le prélèvement de fluides biologiques (sang, bile, liquide cérébro spinal)
Bénéfices attendus
L’utilisation de modèles cathétérisés permet l’administration répétée ou continue de substances d’intérêts (comme des médicaments ou des hormones) ou la mesure et le suivi de paramètres biologiques grâce au prélèvement de fluides biologiques comme le sang, la bile ou le liquide cérébro spinal chez l’animal tout en minimisant les manipulations de la part du scientifique et sans anesthésie. Cela permet donc la réduction très importante du stress provoqué chez l’animal par des injections ou des prélèvements de manière répétée à différents sites d’injection ou de prélèvement. Ces administrations et mesures pourront permettre à la communauté scientifique d’augmenter leurs connaissances et leurs compréhensions sur différents domaines de recherche (devenir d’un médicament dans le corps, toxicité d’un médicament, maladies cardiaques, maladies du cerveau, hypertension, cancer, infertilité, ...) tout en réduisant les nuisances possibles sur l’animal.
Procédures
Tous les animaux dans le cadre de ce projet seront soumis à une procédure chirurgicale unique d’une durée d’une demi-heure à une heure sous anesthésie générale et à la mise en place d’un matériel cathétérisé. Selon les besoins du projet, les animaux pourront être soumis à des prélèvements sanguins ou à des gavages (maximum 4 prélèvements sanguins/gavages par jour). Les actes de prélèvements, de gavages et d’injection ont une durée d’une dizaine de secondes à une minute. Un hébergement isolé peut être nécessaire pour les besoins du projet pour une durée maximale de 7 jours. Selon les besoins du projet, les animaux hébergés soumis aux nuisances énoncées pourront être de phénotype dommageable.
Impact sur les animaux
Les effets indésirables prévus sur les animaux font suite à la mise en place du cathéter suite à la chirurgie : douleur, stress et perte de poids possible chez tous les animaux dus aux contentions, aux procédures chirurgicales, à la présence du matériel cathétérisé. Hébergement individuel possible jusqu’à une semaine.
Devenir
Les animaux sont à la demande, expédiés chez les scientifiques ou sont mis à mort dans le cas d’atteinte d’un point limite ou pour contrôle qualité du modèle.
Remplacement
La production de modèles cathétérisés a pour objectif de mettre à disposition des modèles prêts à l’emploi pour les scientifiques. Les animaux opérés sont intégrés dans des programmes de recherche ou d’études précliniques. Ces programmes visent à étudier les réactions des organes ou leurs interactions face à une substance, de comprendre la vie d’une substance à l’intérieur d’un organisme ou sa toxicité, ce qui entraine l’étude de divers processus biologiques et systèmes physiologiques complexes et nombreux au fur et à mesure de la vie du modèle. La complexité des mécanismes mis en jeu ne permet donc pas de réaliser de nos jours de tels programmes sur des modèles in vitro.
Réduction
Le nombre d’animaux nécessaire est défini par le scientifique. Il est possible que des animaux surnuméraires doivent être utilisés de par les contraintes du modèle, ce nombre étant basé sur les taux de réussite connus et attendus des modèles. La réduction de ces animaux surnuméraires repose sur : l'expertise de l’équipe chirurgie et la maitrise des procédures, les locaux adaptés, les données historiques, l’observation de l’état clinique de l’animal en péri-opératoire afin d’adapter les traitements post-opératoires et de diminuer la mortalité éventuelle. Le nombre d’animaux surnuméraires utilisés dans chaque procédure est déterminé au cas par cas, en fonction du degré de difficulté du modèle, du taux de succès de la chirurgie, du nombre d’animaux à opérer, de la souche, du sexe et de la provenance.
Raffinement
Les cathétérisations permettent le suivi de paramètres biologiques ou encore l’administration de substances répétées ou en continu en minimisant les manipulations de la part du scientifique et sans anesthésie ce qui permet une réduction très importante pour l’animal du stress provoqué par des prélèvements ou des injections répétés à différents sites. Le contrôle de la douleur est réalisé par une administration d’analgésique avant la chirurgie et lors du post-opératoire ainsi qu’en cas de besoin. L’utilisation complémentaire d’anesthésique local peut être effectuée, si nécessaire. Une injection systématique sous-cutanée de sérum physiologique de réhydratation est pratiquée pour tous les animaux au réveil. Une habituation par la manipulation des animaux peut être effectuée dès la phase d’acclimatation (en fonction du stress observé de l’animal à réception, par exemple). Une observation quotidienne de l’état clinique général des animaux est réalisée tout au long de la procédure. Des soins spécifiques sont apportés en cas de signes cliniques (traitements médicamenteux, soins locaux, ajout d’enrichissement, mesures de réhydratation ou de réchauffement, ajout d’aliment, de gel hydratant, de litière ou d’eau complémentée ou non directement dans la cage afin d’en améliorer l’accès). En cas de détection d’un point limite, l’animal est immédiatement mis à mort. Des points limites spécifiques sont établis et raffinés au fur et à mesure des observations. Ces observations sont facilitées par l’utilisation d’outils internes de suivi de type grille de score et document qualité d’enregistrement permettant une traçabilité.
Choix des espèces
Le choix de l’espèce et de la souche est très généralement effectué par le scientifique mais l’équipe de chirurgie se réserve le droit de proposer des changements de modèles sur la base de son expérience. Le rat et la souris sont des animaux couramment utilisés dans ce type de projet. Ce sont des mammifères dont l’anatomie et la physiologie sont proches de l’homme, la disponibilité de données historiques chez ces espèces permet d’obtenir des informations fiables et pertinentes. Sont concernés les animaux sevrés à partir de 3 semaines, dont la taille et le poids sont compatibles avec la pose du matériel cathétérisé, selon les recommandations éthiques en vigueur.
Caractérisation longitudinale par IRM et SRM quantitatives de la sclérose en plaque sur le modèle murin EAE (Experimental Autoimmune Encephalomyelitis)
- Recherche appliquée
- Diagnostic des maladies
- Troubles immunitaires
- Troubles musculosquelettiques
- Recherche fondamentale
- Autre recherche fondamentale
- Oncologie
- Système immunitaire
- Système nerveux
90 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger à modéré. Elles reçoivent deux injections induisant une encéphalomyélite auto-immune, modèle de sclérose en plaques, qui provoque une paralysie progressive des membres, puis des séances d'IRM avant prélèvement du cerveau et de la moelle épinière. Le porteur décrit une paralysie qu'il présente comme réversible et n'attend pas d'effet indésirable de l'imagerie. Il affirme qu'aucun système in vitro ou in silico ne reproduit la complexité de la maladie et que le modèle animal en est la "seule alternative".
Objectifs
De nos jours, l'IRM diagnostique de la sclérose en plaque repose principalement sur la visualisation de manière qualitative des plaques au niveau du cerveau. L’idée de ce projet est de réaliser une étude quantitative afin de calculer un certain nombre de paramètres quantitatifs issus des images IRM (Imagerie par Résonance Magnétique) et des spectres SRM (Spectroscopie par Résonance Magnétique). Ceci devrait nous permettre de mieux comprendre la pathologie au cours de son développement tant sur le plan cérébral qu’au niveau de la moelle épinière ou du nerf optique. Ce projet n’a pas fait l’objet d’une évaluation par d’autres instances.
Bénéfices attendus
Les bénéfices de ce projet sont une meilleure compréhension de la mise en place de la pathologie dans le modèle particulier EAE (Expérimental Autoimmune Encephalomyelitis) de réponse autoimmune au niveau du cerveau et de la moelle épinière. Ces résultats seront corrélés avec ceux de nos collaborateurs qui étudient le rôle des lymphocytes Treg dans la mise en place et l'évolution de la sclérose en plaques.
Procédures
La réalisation du modèle EAE implique deux injections : * une première injection de MOG (Myelin Oligodendrocyte Glycoprotein) - durée 30s * une deuxième injection de 200ng de toxine de pertussis - durée 30s L'IRM de perfusion nécessite l'injection de DOTAREM (agent de contraste utilisé en routine clinique) : injection en 10s- durée de l'IRM : 1h30 maximum
Impact sur les animaux
Les signes cliniques dans le modèle EAE consistent en une paralysie progressive des membres antérieurs et postérieurs qui apparait dans les 10-14 jours après injection. Cette paralysie est réversible. Aucun effet indésirable n'est attendu pour l'imagerie et la spectroscopie. En effet l'IRM et la SRM sont deux techniques non invasives et atraumatiques largement utilisées en recherche préclinique pour des études longitudinales.
Devenir
Pour chaque procédure ,les animaux seront maintenus en vie jusqu’à J30 pour un suivi longitudinal. A la fin de chaque procédure ils seront mis à mort. Le cerveau et la moelle épinière seront prélevés.
Remplacement
Notre projet porte sur la compréhension de la physiopathologie d’une maladie autoimmune inflammatoire, la sclérose en plaque (SEP). Aucun système in vitro ou in silico ne peut à l’heure actuelle reproduire la complexité des mécanismes cellulaires et moléculaires initiant et entretenant cette pathologie. Les modèles animaux de SEP, dont le principal est l’EAE, miment le développement de l’autoimmunité et le déclenchement de l’inflammation chronique du système nerveux central (SNC). Ils sont ainsi la seule alternative adaptée à l’étude des mécanismes immunitaires de la SEP. Nous ne réaliserons pas de tests in vitro avant sur des cellules cérébrales ou de moelle épinière
Réduction
Le nombre d’animaux utilisé sera réduit au minimum nécessaire pour obtenir des résultats statistiquement pertinents et reproductibles. L’IRM pour le suivi du développement de la SEP ainsi que la SRM permettent aussi de réduire le nombre d’animaux puisque l’intérêt de ces techniques réside dans le fait qu’une même souris peut être observée plusieurs fois dans le temps. Ce projet nécessitera 240 souris. L’étude IRM se fera par mesure des intensités de signal sur les images. Des tests non paramétriques Mann-Whitney seront utilisés pour comparer les valeurs obtenues pour les différents lots de souris.
Raffinement
Les souris sont maintenues en groupe de plusieurs individus afin de respecter leurs besoins sociaux. Elles sont hébergées dans des cages enrichies pour améliorer leur bien-être. Une période d’adaptation est respectée avant le début de la procédure pour réduire le stress des animaux lié à leur transport. Des points limites ont été définis pour limiter la souffrance des animaux sans remettre en cause les objectifs du projet et les données obtenues. Les animaux sont suivis quotidiennement par les animaliers et les expérimentateurs.
Choix des espèces
Le modèle de l’EAE existe chez la souris, le rat et le primate non humain. Il reproduit les signes cliniques, histologiques et immunologiques de la maladie humaine, la SEP. Le choix de la souris est de plus justifié par l’existence d’outils biotechnologiques (anticorps, dosage de molécules..) adaptés à cette espèce. L’induction de l’EAE se fera sur des animaux de 5-10 semaines. L'âge des souris au moment de leur utilisation est déterminé par la maturation du système immunitaire