Système immunitaire

150 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Elles reçoivent une injection intrapéritonéale de thioglycolate qui provoque une inflammation du péritoine, puis sont tuées quatre jours plus tard pour un lavage péritonéal et un prélèvement d'organes. L'objectif relève de l'enseignement, fournir des cellules immunitaires à des travaux pratiques d'étudiants. Le porteur invoque la "stricte nécessité" réglementaire et affirme que ces objectifs ne peuvent être atteints sans recours à un "animal modèle de l'Homme".

Objectifs

Le projet s’inscrit dans une démarche pédagogique visant à former des étudiants sur les approches en biologie. Ce projet a pour but de récolter des cellules immunitaires pour mettre en culture primaire. Donc pour améliorer la production il est indispensable d'augmenter le nombre de cellules immunitaires prélevables par animal suite à une injection intrapéritonéale d'un activateur de la production de cellules immunitaires. Les cellules prélevées permettront de réaliser des cultures primaires afin de montrer aux étudiants les différentes approches de biologie cellulaire réalisables pour étudier les réponses immunitaires. Il n'existe à ce jour pas de bon modèle de cellules issues de lignées pour étudier les réponses immunitaires sans avoir recours aux prélèvements chez les animaux. Le but de ces travaux pratiques est également de le démontrer en comparant les réponses immunitaires obtenues sur lignées et sur les cellules issues des animaux.

Bénéfices attendus

Le bénéfice premier de cette expérimentation est de de former les étudiants en leurs présentant des techniques qui permettent de limiter le nombre d'animaux mais également que les lignées cellulaires peuvent ne pas suffire pour étudier certains domaines de la biologie Cette technique d'induction nous permettra d 'utiliser moins de souris et d'avoir suffisement de cellules circulantes de la réponse immunitaire (macrophages) pour mettre à la disposition des travaux pratiques. En effet, les prélèvements sanguins chez la souris ne permettent pas d'obtenir suffisamment de cellules pour réaliser des expériences ex vivo sur cellules isolées, et surtout, les cellules visées ne sont pas des cellules circulantes (macrophages). Selon les données de la littérature et nos observations depuis que nous utilisons ce protocole pour les travaux pratiques l'injection intrapéritonéale de milieu thioglycolate à 3% stérile permet d'augmenter le rendement des cellules collectées.

Procédures

les souris seront soumiess à une seule injection (une minute environ) et euthanasiées 4 jours plus tard.

Impact sur les animaux

La procédure a été classée en "modérée" car l'injection de milieu au thioglycolate vise à induire un recrutement de macrophages en provoquant une inflammation péritonéale modérée, qui est cependant à différencier d’une péritonite aigüe en raison de l’absence d'agent infectieux et d’un profil d'activation des cellules recrutées différent (selon les données de la littérature).Les effets indésirables potentiels décrits dans la littérature sont les suivants: léthargie, perte de poids, perforation intestin ou vessie, péritonite, dommages aux organes internes. Ces 3 derniers points étant dus à une mauvaise injection , l'injection ne se fera que par un manipulateur chevronné et expert dans ce geste.

Devenir

Les animaux seront tous euthanasiés afin de réaliser un lavage intrapéritonéal pour collecter les cellules recrutées suite à l'injection et prélever les organes nécessaires aux expériences réalisées en TP sur 2 jours.

Remplacement

En conformité avec l’article R214-104 du code rural et de la pêche maritime, « les procédures expérimentales ont un caractère de stricte nécessité et ne peuvent pas être remplacées par d'autres méthodes expérimentales n'impliquant pas l'utilisation d'animaux vivants et susceptibles d'apporter le même niveau d'information ». Le projet s’inscrit en effet dans le cadre d'activités d'enseignement visant à démontrer l'intérêt des études pré-cliniques dans un contexte de prévention de pathologies humaines et nécessite pour cela, l'utilisation de cellules immunitaires non isolables sans technique invasive. Les objectifs du projet ne peuvent donc être atteints sans recours à un animal modèle de l’Homme, en particulier pour des analyses sur des organes et cellules cibles.

Réduction

L'injection intrapéritonéale de milieu thioglycolate permet d'augmenter la quantité de cellules d'intérêt collectées et ainsi de réduire le nombre de souris utlisées. La procédure expérimentale est conçue pour être favorable sur le plan statistique en mettant en commun les suspensions cellulaires de cellules intrapéritonéales obtenues par séance de TP, ce qui permet de réaliser des triplicats avec un même nombre de cellules à partir d'un nombre limité d'animaux (6 par séance de TP soit 1 animal par étudiant pour l'intérêt pédagogique de la procédure).

Raffinement

Les animaux seront hébergés dans des conditions favorables à leur bien être en cage collective répondant aux normes en vigueur ( 6 animaux par cage ) . L'enrichissement sera réalisé avec des cachettes en plexiglass rouges (nid et tunnel) et des bâtons en cellulose à ronger.

Choix des espèces

La souris est un modèle universellement reconnu en immunologie. De nombreux outils et réactifs permettant d'étudier les réponses immunitaires spécifiques et fonctionnelles ainsi que pour caractériser les cellules sont disponibles pour la souris. Nous avons une bonne connaissance pratique de ces animaux et particulièrement de la souche de souris utilisée (C57/BL6) compte-tenu de leur utilisation fréquente au laboratoire pour nos études nutritionnelles. Age jeune adulte : 6 semaines (5 semaines à reception). Fenêtre d’âge de référence utilisée dans la plupart des études où la réalisation d'isolement de cellules immunitaires est effectuée.

90 souris au système immunitaire humanisé vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Elles reçoivent des injections de cellules de leucémie pouvant induire une tumeur et des métastases, avec des prélèvements sanguins réguliers et une imagerie sous anesthésie deux à trois fois par semaine. Le porteur indique que les animaux développant des métastases douloureuses seront euthanasiés. Il qualifie ces souris humanisées d'approche "indispensable" et affirme que les interactions entre système immunitaire, pathologie et traitement ne peuvent être recréées in vitro.

Objectifs

Les lymphocytes T sont des cellules du système immunitaire qui présentent des fonctions « tueuses » puissantes et leur capacité à reconnaître et tuer spécifiquement des cellules tumorales est une promesse thérapeutique d'importance. Le but de cette expérimentation animale est de vérifier si des cellules précurseurs des lymphocyte T sont capables de migrer dans le thymus et s'y différencier afin d'acquérir les caractéristiques fonctionnelles des lymphocytes T matures : c'est-à-dire, reconnaissant une cellule tumorale afin de s’activer et d’éliminer les cellules cibles l'exprimant.

Bénéfices attendus

Les lymphocytes T immatures peuvent au préalable être modifiés génétiquement pour leurs permettant de s'attaquer à des cellules tumorales cibles. Il s'agit donc de vérifier l'efficacité d'un modèle permettant de développer des nouvelles méthodes thérapeutiques pour guérir les cancers. En utilisant des souris au système immunitaire humanisé, nous validons en outre un modèle davantage spécifique de l'utilisateur final des ces cellules à visées thérapeutiques : l'Homme.

Procédures

Injection : 3 maximum, d'une durée de 10 à 15 secondes chacune; prélèvements sanguins : toutes les 2 semaines, d'une durée de 10 à 15 secondes chacun. Imagerie in vivo sous anesthésie générale : 5-10 minutes par souris 2 à 3 fois par semaine.

Impact sur les animaux

L’injection de cellules tumorales peut induire une tumeur et la présence de métastases.

Devenir

Les animaux ayant reçu une injection de cellules tumorales risquent de développer des métastases amenant une souffrance. Ils seront dès lors euthanasiés.

Remplacement

Les tests in vitro ont été envisagés. Néanmoins, il n’est pas possible de recréer, in vitro, les interactions complexes qui peuvent exister entre un organe fonctionnel (le système immunitaire), une pathologie et les effets thérapeutiques et toxicologies de composés à visées thérapeutiques les impliquant. Les souris aux organes humanisés constituent donc une approche scientifiquement valide, robuste et indispensable au développement et à la mise à disposition de nouvelles thérapies.

Réduction

Aucune approche statistique n'a été réalisée, l’estimation du nombre d’animaux par groupe (n=10) est réalisée sur la base de notre expérience, ainsi que sur la littérature scientifique tout en tenant compte du taux d’humanisation de 82,5%. Trois groupes sont prévus et un total de 3 études sera réalisé, au total, pour valider le modèle.

Raffinement

Les souris seront hébergées en cages ventilées, par groupe social stable. La nourriture et l’eau de boisson seront fournies ad libitum. La cage contiendra une couche de litière permettant aux souris de creuser, de se cacher et de réaliser un nid, élément essentiel à leur bien-être. Six morceaux de bois permettant aux souris d’exprimer leur comportement de rongeur, ainsi qu’un nid en carton seront également disposes. A leur entrée dans le projet, les souris bénéficieront d’une période d’acclimatation et seront habituées a la présence de l’expérimentateur qui les manipulera régulièrement. Pour gérer la douleur, la souffrance et l’angoisse, nous évaluerons l’état de santé par une échelle cumulative de scores prenant en compte : l’aspect du pelage, les mouvements, l’activité, la couleur des muqueuses et le score corporel. Les souris seront évaluées quotidiennement et l’échelle sera appliquée dès que nécessaire. Une souris avec un score clinique ≥ à 7 sera euthanasiée pour raison éthique. Le poids sera monitoré 3 fois par semaine. Une perte de plus de 20%, calculée à partir du poids le plus élevé sera considérée comme une raison de mise à mort. Toute anormalité non objectivable par l’échelle de score clinique devra être rapportée au vétérinaire qui aura pleine autorité pour euthanasier un animal pour raison éthique ou mettre en œuvre un traitement anti-douleur si elle/il le juge nécessaire.

Choix des espèces

Nous maitrisons l'humanisation du système immunitaire sur les souris NCG. En se basant sur cette expertise, il est essentiel de continuer sur cette espèce. La procédure expérimentale requiert des animaux entrant en étude vers l’âge de 3-4 semaines. Des animaux plus âgés présentent des taux de succès inférieurs pour la prise de greffe.

2 160 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Elles reçoivent une greffe de cellules tumorales sous la peau, puis des traitements par voie orale et par injections répétées pendant quinze jours, sur des modèles de cancers pédiatriques dérivés de patients. Le porteur situe les retombées dans l'objectif "final" d'augmenter la survie des patients, alors que le prélèvement des tumeurs et des organes après la mort des animaux est immédiat. Il affirme qu'aucun modèle in vitro ne reproduit le comportement tumoral et conclut que le modèle in vivo reste "indispensable".

Objectifs

Les objectifs de ce projet sont : i) D’évaluer l’impact des inhibiteurs d’épissage connus ii) Et des nouvelles molécules duales inhibitrices du complexe spliceosome et et histone désacétylase comme immunomodulatrices sur la réponse anticancéreuse dans les cancers pédiatriques. Après plusieurs tests in vitro, nous avons isolé plusieurs molécules candidates et ce, sur plusieurs lignées de cellules murines à l’origine du neuroblastome (8 molécules), d’ostéosarcome (8 molécules), et de rhabdomyosarcome (8 molécules). Dans une première étape nous testerons ces molécules sur des modèles de tumeurs sous cutané ectopique dans des souris immunocompétentes afin de sélectionner les molécules efficaces et les voies d’injections des molécules. Ceci nous permettra d’utiliser un nombre minimal de souris dans ce projet de modèles PDX. Pour cela, nous utiliserons les méthodes et modèles expérimentaux suivants : i) Des souris NSG qui serviront de modèles de souris PDX. Pour cela des biopsies de patients seront utilisés. Nous utiliserons deux neuroblastomes, deux ostéosarcomes, deux sarcomes d’Ewing et deux rhabdomyosarcomes

Bénéfices attendus

Les résultats du projet démontreront si le spliceosome peut être une cible thérapeutique dans les cancers pédiatriques avec comme objectif final l’identification de potentielles combinaisons médicamenteuses capables d’augmenter ultérieurement la survie des patients.Ce projet apportera les éléments précliniques permettant d’évaluer l’effet thérapeutique de nos molécules et de mieux comprendre les mécanismes liés à ces molécules. Afin de modéliser ces modèles tumoraux pédiatriques, nous utiliserons des modèles dérivés des patients (PDX) dont deux neuroblastomes, deux ostéosarcomes, deux sarcomes d’Ewing et deux rhabdomyosarcomes

Procédures

Une injection unique de cellules tumorales sera réalisée pour le developpement des tumeurs pédiatriques (durée 5 minutes). Dans le cas de la voie d'administration per os, les souris seront administrées 2 à 4 fois par semaine pendant 2 semaines (durée 30 secondes). Un prélevement de sang unique, sera réalisé sous anesthésie générale. Les traitements par injection seront faits toutes les 24h, 48h ou 72h et ce durant 15 jours (durée 30 secondes).

Impact sur les animaux

Les effets indésirables potentiels seront ceux liés à la présence de tumeurs uniques sur le flanc, sous la peau, ainsi que ceux liés aux traitements par injection ou administration orale..

Devenir

Tous les animaux de l’étude seront euthanasiés pour prélèvements d'organes et de tumeurs post-mortem.

Remplacement

Il n’existe pas actuellement de modèle in vitro permettant d’évaluer les interactions entre les différents compartiments cellulaires (cellules du système immunitaire, cellules tumorales, etc.). Ainsi, la faisabilité et l’efficacité d’une nouvelle approche à visée thérapeutique a recours à un modèle animal. Les modèles cellulaires alternatifs ne permettent pas d'appréhender le comportement tumoral dans toute sa complexité, en particulier les interactions avec le microenvironnement ou encore la réponse aux traitements impliquant souvent différents système au sein de l'organisme (systeme vasculaire, immunitaire...), l'utilisation des modèles appliqués in vivo reste donc indispensable. Ces modèles vont à la fois nous permettre d'étudier l'efficacité de nos molécules et leurs liens avec les mécanismes oncogéniques et metastiques des cancers mais également explorer et valider l'efficacitté de thérapies susceptibles d'être utilisées chez les patients.

Réduction

Une étude approfondie de la littérature a été menée avant d’initier ce projet pour s’assurer de l’absence de résultats publiés s’approchant des objectifs de notre étude. Le nombre d’animaux utilisé lors des expériences sera établi de façon à obtenir des résultats statistiquement significatifs. Le nombre d'animaux utilisé tient compte de la variabilité naturelle des réponses immunitaires et de la nécessité d'utiliser un nombre suffisant d'animaux pour que les données générées soient exploitables sur le plan statistique. Les analyses statistiques seront effectuées en utilisant des tests non-paramétriques dont l'application ne requiert pas la vérification préalable de la normalité incompatible avec les petits échantillons.

Raffinement

Les animaux sont surveillés chaque jour afin de détecter toute modification dans le comportement/déplacement de l'animal. Les zones implantées sont également observées quotidiennement afin de detecter précocement un developpement de la tumeur. Les procédures expérimentales peuvent engendrer une douleur modérée. Pour la limiter, nous avons établie une grille d’observation visant à définir des points limites précoces à partir desquels l’expérience sera arrêtée et cadrant les mesures prises à l’apparition des premiers signes de contrainte/ douleur. Si nous détectons des signes de stress ou de douleur anormaux, nous donnerions un antalgique morphinique pour soulager les animaux. Toutes les injections seront précédées d'une anesthésie locale. Les animaux seront stabulés en groupe, avec accès illimité à la nourriture et à la boisson. Un enrichissement du milieu est également apporté par des sizzlenests et de maisons en cartons.

Choix des espèces

La souris est le modèle le plus utilisé en oncologie notamment du fait de l'existence de souches immunodéprimées qui permettent le développement de tumeur d'origine humaine. Nous utiliserons des souris jeunes (animaux âgés entre 4 et 6 semaines au début de protocole) au moment de l'injection des cellules tumorales. Nous travaillons sur des cancers qui atteignent des individus entre l'enfance et l'adolescence. De ce fait, nous serons amenés à utiliser des jeunes animaux âgés de 4 semaines à 6 semaines afin de pouvoir mimer le stade de développement

60 rats vont être utilisés, tous tués à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Cinquante d'entre eux reçoivent sans anesthésie une injection de parois bactériennes déclenchant une inflammation générale, suivie de traitements répétés, de prises de température rectale toutes les heures et d'une évaluation comportementale, pour tester quatre formulations anti-inflammatoires. Le porteur indique que l'inflammation induit une souffrance modérée et que la contention répétée génère un stress chez tous les animaux. Il affirme que le remplacement par des modèles in vitro n'est pas envisageable pour mesurer des paramètres physiologiques et comportementaux.

Objectifs

L’inflammation est une réaction de défense immunitaire stéréotypée du corps à une agression : infection, brûlure, allergie…. L'inflammation chronique est reconnue comme une réponse à de nombreuses transformations de l'environnement et du comportement modernes (sédentarité, malbouffe, pollution,…) et un facteur important dans le développement de maladies de civilisation telles que la résistance à l'insuline, l'obésité, les maladies cardiovasculaires, les maladies immunitaires, et même les troubles de l'humeur et du comportement. L’inflammation se manifeste par différentes phases successives au niveau des vaisseaux avec leur dilatation et une augmentation de leur perméabilité, et des cellules de l’organisme, notamment des globules blancs. Cela permet d’augmenter la circulation du sang afin d’éliminer les cellules mortes et les toxines responsables de cette inflammation, et d’apporter les éléments nécessaires à la guérison, notamment des globules blancs (lymphocytes) pour combattre les corps étrangers. Les objectifs de ce projet sont d’évaluer les effets anti-inflammatoires de 4 formulations administrées de façon répétée sur l’inflammation générale induite chez le rat par des bactéries appelées lipopolysaccharides ou LPS. Les 4 formulations testées ont été sélectionnées sur la base d’études in vitro ayant démontré des propriétés anti-inflammatoires qu’il est nécessaire de confirmer in vivo sur un modèle animal avant d’envisager un développement chez l’Homme.

Bénéfices attendus

La réalisation de ce projet va permettre d’évaluer les effets anti-inflammatoires de 4 formulations administrées de façon répétée sur l’inflammation générale induite chez le rat par des parois bactériennes. Les données physiologiques et comportementales générées par l’ensemble des paramètres mesurés au cours de l’expérimentation et les analyses qui seront effectuées sur le sang, ainsi que les analyses qui seront effectuées sur les organes prélevés, en fin d’expérimentation, permettront de sélectionner une ou plusieurs formulations afin de poursuivre leur développement et d’envisager leur utilisation future chez l’Homme. Cela permettrait à terme de proposer de nouvelles solutions thérapeutiques pour le traitement de pathologies inflammatoires aiguës mais également chroniques.

Procédures

50 des 60 rats seront soumis à l’induction d’une inflammation générale par injection de parois bactérienne, les 10 rats restant recevant l’injection de placebo. L’induction de l'inflammation générale est effectuée 1 seule fois sans anesthésie, le geste étant très rapidement en quelques secondes. Les rats seront observés toutes les heures pendant les 24 heures de l’expérimentation. Les 60 rats seront traités avec chacune des 4 formulations anti-inflammatoires à évaluer, immédiatement après induction de l’inflammation générale puis 6 heures, 12 heures et 18 heures après celle-ci. Les injections seront effectuées sans anesthésie après placement des rats dans une boîte de contention spécifique adaptée à leur poids et leur taille, celles-ci étant effectuées en moins d’1 minute. Une prise de température corporelle au niveau rectal sera effectuée sur les 60 rats toutes les heures pendant 12 heures ainsi qu'à 18 heures et 24 heures après induction de l’inflammation générale. Les mesures seront faites sur animal vigile. A la fin de l’expérimentation une évaluation comportementale sera effectuée en plaçant chacun des 60 rats dans un dispositif expérimental spécifique pendant 5 minutes pour déterminer les effets de l’induction de l’inflammation générale et des traitements réalisés sur leur comportement locomoteur. Cette évaluation sera faire sur animal vigile. Enfin un prélèvement de sang sera réalisé sur les 60 rats, sous anesthésie générale, effectué une seule fois et en une minute environ avant leur mise à mort.

Impact sur les animaux

L’induction d’une inflammation générale affectant l’organisme entier va induire une souffrance modérée pour 50 des 60 rats utilisés pour ce projet, se traduisant par des modifications dans leur comportement et dans leurs paramètres physiologiques. La mise en cage de contention pour effectuer les traitements avec les 4 formulations à évaluer et la réalisation de celles-ci, ainsi que les mesures répétées de température corporelle, vont induire un stress pour la totalité des animaux. Le placement des animaux dans le dispositif expérimental pour la réalisation de l’évaluation comportementale à la fin de l’expérimentation pourra également générer un stress léger mais très limité dans le temps, la durée du test étant de seulement 5 minutes.

Devenir

A l’issue de l’unique procédure expérimentale, après réalisation d’un prélèvement de sang, les rats seront mis à mort afin de permettre le prélèvement d’organes et de pouvoir ainsi réaliser un ensemble d’analyses permettant d’étudier les effets de l’inflammation générale induite et des traitements avec les 4 formulations évaluées sur ces organes.

Remplacement

Le remplacement des expérimentations animales par des méthodes alternatives n’est pas envisageable dans le contexte de ce projet. Il n’est en effet pas possible d’utiliser des modèles in vitro (culture de cellules) ou ex vivo (organes isolés) pour évaluer les effets anti-inflammatoires de formulations au travers de paramètres physiologiques tels que la température corporelle et surtout de paramètres comportementaux. Les 4 formulations qui seront évaluées dans ce projet ont cependant été sélectionnées sur la base d’études in vitro ayant démontré des propriétés anti-inflammatoires qu’il est donc nécessaire de confirmer in vivo sur un modèle animal avant d’envisager un développement chez l’Homme.

Réduction

Nous utiliserons le nombre minimum d’animaux nécessaire à la réalisation de ce projet et permettant d’obtenir des résultats prédictifs et représentatifs. Ce nombre a été déterminé à partir de résultats d’études antérieures et d’un calcul de puissance statistique. Sur la base de ce calcul il est nécessaire d’utiliser au moins 9,5 rats par groupe de traitement pour 6 groupes de traitement. Nous utiliserons donc des groupes de 10 rats.

Raffinement

Les administrations et les mesures de température corporelle ne pouvant pas être effectuées sous anesthésie afin de ne pas impacter la physiologie et le comportement des rats, et de ne pas intérférer avec l’interprétation des résultats de l’étude, les rats seront observés quotidiennement depuis leur arrivée jusqu’au démarrage des expérimentations, et toutes les heures pendant les 24 heures de l’expérimentation. Leur poids sera mesuré avant l’induction ou non de l’inflammation générale et 24 heures après. Si des modifications importantes du comportement sont observées suite à l’induction de l’inflammation générale ou les administrations des traitements, ceux-ci seront mis à mort dans des conditions éthiques. Des briques d’Aspen seront placées dans chaque cage de rats comme dispositif d’enrichissement pour assurer leur bien-être, et seront remplacées lors de chaque change de litière.

Choix des espèces

Le rat est l’espèce animale la plus adaptée pour réaliser ce projet en raison de la réponse à l’induction d’une inflammation générale, sa facilité de manipulation pour la réalisation d’injections en condition vigile et pour l’évaluation comportementale largement décrite dans la littérature scientifique sur cette espèce. Les animaux seront de jeunes rats âgées de 6-7 semaines à l’arrivée au laboratoire et de 7-8 semaines pour la réalisation des expérimentations. Cela correspond à l’âge moyen de rats décrit dans la littérature scientifique pour la réalisation d’études sur ce modèle d’inflammation générale, et de rats utilisés lors d’études précédentes menées dans notre laboratoire selon le même protocole expérimental et ayant donné des résultats probants.

185 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Elles subissent une transplantation de microbiote de patients par gavages répétés ou une induction d'arthrite par injection d'anticorps, l'implantation chirurgicale d'un capteur de télémétrie, puis un test de sensibilité tactile de von Frey, pour étudier le rôle du microbiote intestinal dans la douleur de la polyarthrite rhumatoïde. Le porteur indique que l'induction d'arthrite peut provoquer diarrhée et déshydratation et que les mesures cardiaques imposent un isolement en cage individuelle. Il affirme qu'aucun modèle de substitution ou in silico ne convient, la perception de la douleur étant selon lui propre à "l'organisme conscient".

Objectifs

Il existe actuellement de très nombreux traitements pour les patients atteints de polyarthrite rhumatoïde (PR). Bien que ces traitements soient très efficaces sur l’inflammation, on observe chez 20 à 30 % des patients la persistance de douleurs chroniques diminuant grandement leur qualité de vie au quotidien. Ces patients présentent une sensation douleureuse déclenchée plus facilement que ches des personnes non atteintes. C'est la sensibilisation des voies nerveuses de la douleur. Ce mécanisme pathologique est responsable de la douleur chronique. De plus en plus de travaux montrent que le microbiote intestinal agit sur le contrôle de la douleur. On parle de l’axe intestin-cerveau. Cet axe repose entre autres sur les voies d'entrée de la douleur via le nerf vague parasympathique. Nous émettons l’hypothèse que le microbiote intestinal des patients atteints de PR est à l’origine de la sensibilisation de la douleur en modulant les neurones parasympathiques. Une fois altérés, ces neurones vont entrainer des douleurs pathologiques chroniques, malgré le contrôle l’inflammation articulaire. Notre objectif est d'évaluer in vivo l’impact du microbiote intestinal sur la sensibilisation à la douleur et sur la fonction du système nerveux parasympathique dans un contexte de polyarthrite rhumatoide. Nous voulons identifier quels facteurs issus du microbiote intestinal est/sont impliqué(s).

Bénéfices attendus

Une fois la preuve de concept apportée, l'analyse et la comparaison des souches bactériennes et métabolites du microbiote des différentes conditions (polyarthrite douloureuse, non douloureuse et de différents groupes contrôles), en fonction du stade clinique et de la sensibilisation obtenue in vivo permettront d’identifier quels facteurs du microbiote pourraient être impliqués dans ce mécanisme allodynique. Ceci ouvrira de nouvelles voies de recherche sur ce phénomène pathologique. De plus, une fois le facteur identifié, nous pourrons continuer d'explorer ce mécanisme in cellulo (neurones de ganglions jugulaires et noueux murins contenant les corps neuronaux des afférences du parasympathiques).

Procédures

Selon le groupe de souris, les animaux auront soit un transfert de microbiote intestinal de patients (4 gavages (durée 2 à 4 minutes) sur 4 semaines, précédés d'une semaine d'antibiotique par voie orale), soit une induction de polyarthrite rhumatoïde (injection d'anticorps anti-collagènes). Tous les animaux auront une implantation de capteurs de télémétrie sous-cutanée pour enregistrement de l'électrocardiogramme (2 mesures). L'implantation chirurgicale en sous cutanée dure environ 20 minutes. D'une manière hebdomadaire, des recueils de selles seront effectués et une pesée sera réalisée. Un test de détermination de la sensibilité tactile sera effectué à 2 temps du protocole (avant/après). La durée du test de Von Frey est d'environ 20 minutes par animal. Plusieurs prélèvements seront effectués en post-mortem.

Impact sur les animaux

Les animaux utilisés à des fins d'enregistrement de l'electrocardiogramme devront être mis en cage unique. Concernant l'execution du test de sensibilité tactile (Von Frey), ce dernier sera mené de manière éthique et consiste à ne pas faire durer l'inconfort/la douleur d'un animal au cours du test. L’étude de la douleur se fera donc dans la recherche des seuils de douleur avec un cut off pour ne pas faire souffrir en excès les animaux. Concernant l'induction d'arthrite, l’injection de LPS peut entraîner des diarrhées et une déshydratation.

Devenir

L'ensemble des animaux seront mis à mort pour éffectuer des prélèvements, soit pour récupérer le télétransmettteur de télémétrie.

Remplacement

Ce projet s'interressant aux mécanismes de régulation de la douleur par le microbiote intestinal, il n'existe pas de modèle de substitution ou in silico permettant d'étudier les mécanismes mis en jeu. Par ailleurs, la perception de douleur est un phénomène appréhendé par l’organisme conscient, et lui seul. Nous considérons donc le recours à la souris comme guidé par des considérations scientifiques, techniques et éthiques.

Réduction

Pour réduire la variabilité interindividuelle et donc le nombre de souris nécessaires pour démontrer un effet, nous utiliserons des lots d’animaux du même âge et du même genre au moment de l’initiation du protocole. Nous avons fait le choix de méthodes (télémétrie, von Frey), permettant le suivi des animaux dans le temps pour réduire le nombre de groupes utilisés et obtenir le maximum d'information sur chaque animal. AInsi nous étudierons les paramètres avant/après intervention sur le même animal. De plus, nous effectuerons les mesures d'ECG, de pharmacologie, les tests d'allodynie, les analyses de microbiote chez le même animal afin de réduire le nombre d'animaux utilisés et augmenter la puissance statistiques des tests (tests appariés). Les tissus d'intéret (tissu nerveux, cardiaque, digestif) seront prélevés sur tous les animaux en vue de leur étude ultérieure.

Raffinement

Les souris sont hébergées dans l’EU, régulée à 22-24°C avec un cycle jour/nuit 12h/12h, avec un accès ad libitum à la nourriture et à l’eau de boisson et un bruit de fond d’ambiance. Les conditions de stabulation sont effectuées en ambiance EOPS (pas de pathogène, pas d'opportuniste, pas de parasite) avec maintien en groupe dans des cages de taille appropriée avant inclusion dans le protocole. Les animaux sont stabulés en condition d'enrichissement intermédiaire (copeaux de différentes origine et texture, cotons et substrat de nichage, aliment accessible sur le substrat au besoin). Une visite quotidienne par un zootechnicien ou investigateur principal des animaux pour le suivi journalier est effectuée. L'ensemble des procédures sera réalisé avec l'objectif de réduire /limiter l'angoisse tout au long du projet, de limiter la douleur au seul besoin du projet (test d'allodynie de von Frey) en utilisant les méthodes appropriées d'analgésie et d'anesthésie lors de l'implantation des capteurs de télémétrie., et dans le respect de l'animal. Une grille d'évaluation clinique et des actions à mener en conséquences est mise en annexe. En particulier, le jour de l’implantation ECG, les animaux sont surveillés une fois par heure. Puis, les animaux sont surveillés une fois par jour. En cas de présence de douleur (échelons décrits dans la grille), un renforcement des visites sera conduit : Echelons 1 & 2 : 2 à 3 visites/jour; Echelon 3 : 4 visites/jour et 1 visite/heure en échelon 4. Si l’animal est inactif, incapable de se déplacer, avec les poils très hérissés, le dos courbé (possibilité de décubitus latéral) et des difficultés respiratoires ou bien avec les yeux fermés, et une perte de poids (>15% du poids initial), la mise à mort de l’animal est décidée.

Choix des espèces

Le projet utilise la souris car c’est le modèle mammifère de référence pour les expériences de transfert de microbiote chez l’animal in vivo, permettent d’évaluer les conséquences fonctionnelles intégrées d’un microbiote précis. La régulation autonomique (afférences/éfférences) est largement similaire entra l'Homme et la souris, tout comme les mécanismes de l'allodynie. L'expérience du laboratoire dans le transfert de microbiote chez la souris, dans les investigations cardiaques et autonomique (HRV) permet d'éviter une mise au point/validation du protocole et la consommation d'animaux pour cela. Par ailleurs, un projet connexe sur le modèle murin est déjà en cours sur cette thématique au laboratoire. L’arthrite sera induite chez des animaux de 10 à 12 semaines d'âge comme cela est conseillé dans la littérature. Le protocole d’humanisation nécessitera 4 semaines et donc l’utilisation de souris âgées de 8 semaines pour qu’elles atteignent les 12 semaines au moment de l’induction de l’arthrite.

Pour mener en cinq ans 330 études précliniques de candidats médicaments sur des tumeurs greffées, 10 000 souris adultes vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, toutes tuées en fin d'étude. Une partie des souris porte un système immunitaire ou un foie humanisé, et les procédures comprennent l'injection sous la peau de cellules tumorales sous anesthésie, des administrations par injection ou par gavage et des prises de sang dont la fréquence dépend du poids. Ni les composés testés ni les cancers visés ne sont nommés, et le porteur qualifie la souris de "modèle scientifiquement valide, robuste et indispensable". Une souris est tuée dès que son score clinique atteint 7, qu'elle perd plus de 20 % de son poids ou que sa tumeur dépasse 1 000 millimètres cubes.

Objectifs

L’objectif de ce projet est de réaliser des études précliniques sur des souris afin d’évaluer l’effet d’un composé au potentiel thérapeutique sur des tumeurs en condition in vivo.

Bénéfices attendus

En utilisant un modèle in vivo, nous pouvons étudier les interactions pouvant exister entre des organes fonctionnels et les pathologies cancéreuses qui les impliquent, tout en évaluant l’efficacité et la toxicité de candidats thérapeutiques dans un contexte préclinique.

Procédures

Prélèvements sanguins : la fréquence et les volumes seront déterminés sur base du poids de la souris. La durée des prélèvements est de 10 à 15 secondes. Administration de composés à visées thérapeutiques, par injection ou administration orale (gavage). La durée est de 10 à 15 secondes par administration. Injection sous-cutanée de cellules tumorales sous anesthésie générale, la durée de la procédure est de 2 à 3 minutes par animal.

Impact sur les animaux

Des nuisances peuvent être induites par : les injections intraveineuses, les prélèvements sanguins et l'injection et les effets potentiellement toxiques de composes a visées thérapeutiques dans un contexte préclinique.

Devenir

Le modèle impliquant la greffe d'une tumeur, les souris seront mises à mort en fin d'étude.

Remplacement

Les tests in vitro seront envisagés si ceux-ci sont appropriés. Néanmoins, il n'est actuellement pas possible de recréer in vitro un environnement complexe comme le système immunitaire ou le système hépatique, et de mimer leurs interactions avec une tumeur, tout en objectivant les effets potentiellement toxiques d’une molécule en développement. La souris constitue donc un modèle scientifiquement valide, robuste et indispensable pour le développement et la mise au point de traitements innovants pour des pathologies cancéreuses.

Réduction

Un total de 10000 souris adultes seront utilisées, couvrant une période 5 ans, permettant de réaliser 330 études précliniques. Le nombre de souris par étude sera de 5 à 10 individus par groupe, avec un minimum de 4 groupes (1 groupe placebo et 3 groupes traités). Les effectifs seront déterminés et les résultats analysés sur base de tests statistiques adaptés.

Raffinement

Les souris seront hébergées en cages ventilées, par groupe social stable. La nourriture et l’eau de boisson seront fournies ad libitum. La cage contiendra une couche de litière permettant aux souris de creuser, de se cacher et de réaliser un nid, élément essentiel à leur bien-être. Six morceaux de bois permettant aux souris d’exprimer leur comportement de rongeur, ainsi qu’un nid en carton seront également disposes. A leur entrée dans le projet, les souris bénéficieront d’une période d’acclimatation et seront habituées a la présence de l’expérimentateur qui les manipulera régulièrement. Pour gérer la douleur, la souffrance et l’angoisse, nous évaluerons l’état de santé par une échelle cumulative de scores (donnés entre parenthèse) prenant en compte : l’aspect du pelage, les mouvements, l’activité, l’activité, la couleur des muqueuses et le score corporel. Les souris seront évaluées quotidiennement et l’échelle sera appliquée dès que nécessaire. Une souris avec un score clinique ≥ à 7 sera euthanasiée pour raison éthique. Le poids sera monitoré 3 fois par semaine. Le suivi de l’évolution pondérale pourra être adapté au stade de l’étude. Une perte de plus de 20%, calculée à partir du poids mesuré le jour de la première manipulation inhérente à l'étude sera considérée comme une raison de mise à mort. Un volume tumoral supérieur à 1000mm3 sera également considéré comme une raison de mise à mort. Le vétérinaire d'établissement aura pleine autorité pour euthanasier un animal pour raison éthique ou mettre en œuvre un traitement anti-douleur si elle/il le juge nécessaire.

Choix des espèces

Nous maîtrisons l’humanisation du système immunitaire et l'humanisation du foie sur différentes souches de souris en se basant sur cette expertise, il est essentiel de poursuivre sur cette espèce. Les animaux seront intégrés aux études à l’âge de 7-8 semaines pour les animaux non humanisés, afin d'utiliser des animaux adultes, et à partir de 15-18 semaines pour ceux humanisés, afin que le système immunitaire humanisé ou le foie humanisé se soit développé. Les animaux d'une même étude auront un âge homogène.

5 568 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Elles reçoivent une injection de cellules tumorales pour développer des tumeurs pédiatriques, puis des traitements par voie orale et par injection pendant une quinzaine de jours, avant d'être mises à mort pour prélever leurs organes et leurs tumeurs, dans une étude de molécules inhibitrices d'épissage contre les cancers de l'enfant. Le porteur limite la description des effets indésirables aux tumeurs sous-cutanées du flanc et aux traitements. Il affirme qu'aucun modèle in vitro ne rend compte du comportement tumoral dans toute sa complexité.

Objectifs

Les objectifs de ce projet sont d’évaluer l’impact de modificateurs de la traduction des protéines comme immunomodulateurs sur la réponse anticancéreuse dans les cancers pédiatriques. Après plusieurs tests in vitro, nous avons isolé huit molécules candidates et ce, sur plusieurs lignées de cellules murines à l’origine cancers très graves de l'enfant.

Bénéfices attendus

Ces résultats démontreront les composants biologiques importants dans la traduction des protéines ont un potentiel dans les cancers pédiatriques avec comme objectif final l’identification de potentielles combinaisons médicamenteuses capables d’augmenter ultérieurement la survie des patients.

Procédures

Une injection unique de cellules tumorales sera réalisée pour le developpement des tumeurs pédiatriques (durée 5 minutes). Dans le cas de la voie d'administration per os, les souris seront administrées 2 à 4 fois par semaine pendant 2 semaines (durée 30 secondes). Un prélevement de sang unique, sera réalisé sous anesthésie générale. Les traitements par injection seront faits toutes les 24h, 48h ou 72h et ce durant 15 jours (durée 30 secondes).

Impact sur les animaux

Les effets indésirables potentiels seront ceux liés à la présence de tumeurs uniques sur le flanc, sous la peau, ainsi que ceux liés aux traitements par injection ou administration orale.

Devenir

Tous les animaux de l’étude seront euthanasiés pour prélèvements d'organes et de tumeurs post-mortem.

Remplacement

Il n’existe pas actuellement de modèle in vitro permettant d’évaluer les interactions entre les différents compartiments cellulaires (cellules du système immunitaire, cellules tumorales, etc.). Ainsi, la faisabilité et l’efficacité d’une nouvelle approche à visée thérapeutique a recours à un modèle animal. Les modèles cellulaires alternatifs ne permettent pas d'appréhender le comportement tumoral dans toute sa complexité, en particulier les interactions avec le microenvironnement ou encore la réponse aux traitements impliquant souvent différents système au sein de l'organisme (systeme vasculaire, immunitaire...), l'utilisation des modèles appliqués in vivo reste donc indispensable. Ces modèles vont à la fois nous permettre d'étudier l'efficacité de nos molécules et leurs liens avec les mécanismes oncogéniques et metastiques des cancers mais également explorer et valider l'efficacitté de thérapies susceptibles d'être utilisées chez les patients.

Réduction

Une étude approfondie de la littérature a été menée avant d’initier ce projet pour s’assurer de l’absence de résultats publiés s’approchant des objectifs de notre étude. Le nombre d’animaux utilisé lors des expériences sera établi de façon à obtenir des résultats statistiquement significatifs. Le nombre d'animaux utilisé tient compte de la variabilité naturelle des réponses immunitaires et de la nécessité d'utiliser un nombre suffisant d'animaux pour que les données générées soient exploitables sur le plan statistique. Les analyses statistiques seront effectuées en utilisant des tests non-paramétriques dont l'application ne requiert pas la vérification préalable de la normalité incompatible avec les petits échantillons.

Raffinement

Les animaux sont surveillés chaque jour afin de détecter toute modification dans le comportement/déplacement de l'animal. Les zones implantées sont également observées quotidiennement afin de detecter précocement un developpement de la tumeur. Les procédures expérimentales peuvent engendrer une douleur modérée. Pour la limiter, nous avons établie une grille d’observation visant à définir des points limites précoces à partir desquels l’expérience sera arrêtée et cadrant les mesures prises à l’apparition des premiers signes de contrainte/ douleur. Si nous détectons des signes de stress ou de douleur anormaux, nous donnerions un antalgique morphinique pour soulager les animaux. Toutes les injections seront précédées d'une anesthésie locale. Les animaux seront stabulés en groupe, avec accès illimité à la nourriture et à la boisson. Un enrichissement du milieu est également apporté par des sizzlenests et de maisons en cartons.

Choix des espèces

Les modèles murins sont les modèles les plus utilisés pour étudier l’effet des médicaments sur la croissance tumorale. Dans ce projet, nous utiliserons des souris immunocompétentes ce qui nous permettra d’évaluer au mieux les coopérations entre les cellules immunitaires et les cellules tumorales. Nous utiliserons des souris jeunes (animaux âgés entre 4 et 6 semaines au début de protocole) au moment de l’injection des cellules tumorales. Nous utiliserons des souris jeunes afin de pouvoir etudier nos molécules sur des cancers pédiatriques.