Système immunitaire
- Autre recherche fondamentale
- Biologie du développement
- Éthologie / comportement / biologie animale
- Multisystémique
- Oncologie
- Organes sensoriels
- Système cardiaque
- Système endocrinien
- Système gastrointestinal
- Système musculosquelettique
- Système nerveux
- Système respiratoire
- Système urogénital
Utilisation d’agents d’imagerie TEP (radiotraceurs) dans le diagnostic et le suivi de traitements-MODIFICATION
- Recherche appliquée
- Cancers
- Diagnostic des maladies
- Recherche fondamentale
- Oncologie
- Organes sensoriels
- Système endocrinien
- Système gastrointestinal
- Système immunitaire
- Système nerveux
- Système respiratoire
Rats : 1100
1 100 souris et 1 100 rats reçoivent des injections de traceurs radioactifs sous anesthésie générale, puis passent des séances d'imagerie pouvant durer deux heures, jusqu'à six fois en six semaines. Ces procédures sont déclarées d'un niveau de souffrance léger et tous les animaux sont tués à l'issue, la mise à mort étant justifiée par une seule phrase sur des "analyses post-mortem". Le porteur qualifie la technique de "non invasive" et affirme qu'aucune toxicité n'a été mise en évidence sur la répétition des injections, tout en prévoyant d'examiner les images pour vérifier "des changements possibles". Le projet sert aussi à caractériser des modèles tumoraux, la souris pour les tumeurs spontanées, le rat pour les cancers de petits organes comme la prostate.
Objectifs
L'imagerie par Tomographie par Émission de Positons (TEP) en préclinique est une technique très précieuse pour la recherche biomédicale. Elle permet d'observer et de suivre en détail des radiotraceurs. Un radiotraceur est substance fixée à un atome radioactif. Cette substance est choisie parce qu’elle va se diriger vers un organe ou un tissu particulier. Une fois injectée dans le corps, elle émet de très faibles rayonnements qu’on peut détecter avec la TEP.. Ainsi, les chercheurs peuvent visualiser la distribution de substances radioactives dans le corps, ce qui est particulièrement utile pour étudier des maladies comme le cancer. Cette méthode offre une image précise en 3D, permettant d'évaluer l'efficacité de nouveaux traitements, de comprendre la progression des maladies, ou encore de tester de nouvelles molécules.La TEP est donc un outil essentiel pour faire avancer la recherche médicale de manière sûre et efficace, tout en réduisant la nécessité d'expériences invasives. La TEP est couplée à de l’imagerie de tomodensitométrie (TDM), permettant d’avoir une cartographie complète de la molécule dans l’organisme. L’utilisation de cette technique permet : • De révéler des mécanismes biologiques, comme le métabolisme glucidique ou lipidique ou encore la prolifération cellulaire • De révéler et de suivre la réponse aux traitements dans différentes pathologies • Etudier la biodistribution (c’est-à-dire la répartition de la molécule dans les différents organes) de médicaments Par aillleurs, cette technologie est aujourd’hui largement utilisée chez les patients atteints de cancer pour le diagnostic et le suivi de réponse au traitement. Cependant les radiotraceurs disponibles sont limités (le [18F]FDG est utilisé dans 90% des cas en clinique. Analogue du glucose, il permet de voir les cellules surconssomatrices de glucose mais son utilisation est limitée dans les organes où il y a une fixation physiologique, comme le cerveau . De plus le [18F]FDG peut marquer des cellules inflammatoires ou infectieuses donnant des faux positifs dans le cas de détection de cancer. Le développement de nouveaux radiotraceurs est donc nécessaire pour une meilleure prise en charge des patients atteints de cancers et d’autres pathologies.
Bénéfices attendus
L’imagerie TEP va permettre de valider des radiotraceurs pour leur utilisation à la fois dans les projets scientifiques précliniques et cliniques. Elle va participer à l’amélioration de l’exploration physiologique et fonctionnelle en recherche, à la détection de tumeur et à la visualisation des réponses tumorales suite aux traitements. Cela va permettre des avancées majeures dans la compréhension du vivant. Le développement de nouveaux radiotraceurs plus spécifiques que ceux déjà disponibles va permettre une meilleure prise en charge des patients. Il est essentiel pour améliorer le diagnostic et le traitement des cancers tout en augmentant la compréhension des mécanismes moléculaires impliqués dans diverses pathologies. Les cibles innovantes pour le développement de radiotraceurs en TEP se diversifient et s’adaptent aux besoins de détection et de traitement des maladies complexes. Nos recherches se concentrent sur des biomarqueurs et des mécanismes biologiques spécifiques pour permettre une imagerie plus précise, une détection précoce des maladies, et une meilleure évaluation de l'efficacité des traitements.
Procédures
Dans un premier lot d’animaux, un radiotraceur est injecté en intra-veineux aux animaux anesthésiés (1 fois par animal). Après injection du radiotraceur, l’animal est positionné sous la TEP/TDM (TDM, tomodensitomètre : scanner). Des images dynamiques (plusieurs acquisitions pouvant aller de 1h à 2h, réalisés une seule fois par animal) sont réalisées permettant d’évaluer et quantifier la distribution de la molécule marquée dans les organes au cours du temps (2h max) Dans un deuxième lot d’animaux, un radiotraceur est injecté en intra-veineux aux animaux anesthésiés, puis l’animal est réveillé. Après un intervalle de temps adéquat (défini grâce au premier lot d’animaux), l’animal est de nouveau anesthésié puis positionné sous la caméra pour un scanner, suivi de l’acquisition TEP (max 20min). Cette manipulation pourra être répétée 3 à 4 fois sur une période de 6 semaines maximum (avec administration de traitements ou non en parallèle), afin de suivre l’évolution des pathologies chez les animaux.
Impact sur les animaux
L’injection du radiotraceur par voie intraveineuse n’est pas douloureuse pour l’animal. Une gêne de courte durée liée à la piqûre elle-même est attendue. L’animal est imagé sous anesthésie générale pour avoir une parfaite immobilité, Les nuisances attendues sont celles d’une très légère hypothermie (contrecarrée par les systèmes de maintien de chaleur dans l’appareil d’imagerie.
Devenir
Les animaux sont mis à mort pour des analyses post-mortem.
Remplacement
En premier lieu, des expérimentations in vitro se déroulent sur des cellules ou des tissus isolés, pour tester la spécificité, la liaison et la stabilité du radiotraceur. Cela permet de vérifier que la substance fixée avec un atome radioactif cible bien toujours la molécule ou le récepteur d’intérêt, tout en gardant les mêmes propriétés. Les atomes radioactifs sont choisis afin de garantir une absence de toxicité de la molécule elle même. Des résultats satisfaisants in vitro conditionnent le passage à la phase in vivo, c’est-à-dire sur des modèles animaux. Cette étape permet d’observer comment le radiotraceur se comporte dans un organisme vivant : sa distribution dans les différents tissus, sa capacité à atteindre la cible, sa dégradation et son élimination par l’organisme. Cela donne une image plus réaliste de son efficacité et de sa sécurité, en tenant compte des processus physiologiques complexes. En résumé, le passage de l’in vitro à l’in vivo permet de valider la pertinence du radiotraceur dans un contexte biologique complet, étape essentielle avant toute application clinique. Des tests sur animaux sont nécessaires afin de caractériser la biodistribution de la molécule, son activité en lien avec le métabolisme de l’organisme et sa quantification dans les tissus cibles. Il n’y a pas d’approche à ce jour qui puisse se substituer à ce type d'imagerie.
Réduction
L’objet de la demande vise à valider l’utilisation de radiotraceurs pour de l’imagerie TEP préclinique et à aider à caractériser des modèles tumoraux de façon non invasive. Ce type d’imagerie permet la réduction d’animaux puisqu’elle permet un suivi longitudinal du même animal au cours du temps Pour réduire le nombre d’animaux utilisés tout en s’assurant de résultats fiables et statistiquement significatifs, nous avons déterminé le nombre d’animaux à inclure dans chaque groupe expérimental grâce à des approches statstiques robustes. A la fin de toutes les expériences, les tissus d’intérêt sont prélevés. Le maximum d’informations est récolté afin de répondre aux mieux aux questions scientifiques posées.
Raffinement
Les animaux seront suivis 3 fois par semaine afin d'assurer leur bien-être et mettre en place des soins si besoin. Les expérimentations seront arrêtées dès l’atteinte d’un point limite tel que décrit dans une grille de score. Lors de l’injection des radiotraceurs, les animaux sont maintenus sous anesthésie générale. Un tapis et un lit chauffant permettent un maintien continu de leur température corporelle, leur évitant ainsi une hypothermie. De plus, les constantes vitales des animaux sont mesurées des, facilitant le monitoring durant les phases d’acquisition des images (scanner et TEP). Cette technique est dite « non invasive », l’injection du radiotraceur est uniquement sous forme de « trace ». Les doses de traceurs injectés n’induiront pas d’effets néfastes sur les animaux car la quantité de molécule est trop faible pour induire une modification conséquente des mécanismes biologiques. MODIFICATION : Pour ce qu’il est de la doses de radioactivité injectées, pour le suivi d’un animal il peut être injecté jusqu’à 6 fois sur une période de 6 semaines maximum. Nous respecterons le plus souvent, un délais de 7 jours minimum entre chaque injection de radiotraceur. Dans la littérature (préclinique et clinique) et par notre expérience aucune toxicité n’a encore été mise en évidence sur la répétition d’injection sur 6 semaines. Cependant les images TEP et TDM seront étudiées pour s’assurer des changements possibles. Si une étude demande plus d’injection et / ou imagerie sur un temps plus long, alors un suivi accru sera réalisé pour vérifier l’induction d’une quelconque toxicité (étude des images TEP et TDM histologie).
Choix des espèces
Les rongeurs (rats et souris) sont particulièrement utilisés en cancérologie : les souches sont génétiquement caractérisées et la parenté biologique avec l’Homme va nous permettre d’obtenir des informations extrapolables à la pratique clinique humaine. Le choix du modèle murin ou rat sera dépendant de sa pertinence pour la question scientifique et son imagerie. Par exemple, les modèles de rat seront préferentiellement choisis lors de cancers ciblant des organes petits, comme la prostate ou dans l’étude de métastases. En revanche, dans le cas de tumeur spontanée développée sur un modèle murin mimant la pathologie humaine, alors la souris sera utilisée. Les études sont réalisées sur des animaux adultes afin de favoriser la reproductibilité des résultats (métabolisme différent à différents stades de développement, …)
Déterminer le mécanisme cellulaire de protection d’un vaccin contre le virus du Nil Occidental EU1/2
- Recherche fondamentale
- Système immunitaire
Exposées à la piqûre de plusieurs moustiques infectés à la fois, parce que leur taille le permet et que cela "maximise l'effet de l'infection", 1 540 souris vont être utilisées, dont 1 200 dans des procédures impliquant un niveau de souffrance sévère, toutes tuées à l'issue. Leur immunité cellulaire est d'abord altérée par des injections, puis elles reçoivent le vaccin candidat contre le virus du Nil occidental avant d'être infectées. Le porteur mentionne une douleur passagère aux points d'injection et des "troubles liés à l'infection par le virus", sans détailler ce que produit chez la souris une maladie qui atteint le système nerveux. Une partie est tuée pour prélever peau et ganglions lymphatiques, le reste parce que la réglementation interdit de garder vivants des animaux infectés.
Objectifs
Le projet de recherche permettra de soutenir une demande d’essais cliniques pour un candidat vaccin contre le virus du Nil Occidental. C'est un virus transmis par les moustiques. Il circule surtout chez les oiseaux, qui servent de réservoir naturel. Chez l’être humain, la plupart des infections ne provoquent aucun symptôme (environ 80 % des cas). Cependant, environ 20 % des personnes peuvent avoir de la fièvre et se sentir mal pendant quelques jours. Dans moins de 1 % des cas, le virus peut toucher le système nerveux et provoquer des complications plus graves, comme des inflammations du cerveau ou des méninges, voire une paralysie soudaine ou encore la mort. Ces formes graves sont plus fréquentes chez les personnes âgées ou dont le système immunitaire est affaibli. Il est présent dans de nombreuses régions du monde dont l’Europe. Il n’existe actuellement pas de vaccin contre cette maladie et le vaccin candidat que nous proposons pourra répondre à un besoin en santé publique mondiale. Le projet se déroulera dans 2 EU.
Bénéfices attendus
Le bénéfice à court terme est la compréhension des mécanismes cellulaires de protection du vaccin candidat. A long terme, les résultats soutiendront le développement d’un vaccin contre ce virus transmis par les moustiques. Le vaccin qui découlera de ce projet a le potentiel de sauver la vie de milliers de personnes chaque année et d’atténuer le fardeau sanitaire, social et économique de cette maladie transmise par les moustiques.
Procédures
Dans un premier temps, nous optimiserons les conditions pour explorer les mécanismes de l’immunité responsable de la protection vaccinale. Des prélèvements seront effectués pour permettre l’analyse de la réponse immunitaire et des acteurs impliqués. Nous évaluerons ensuite l’effet des facteurs immunitaires sur la protection conférée par le vaccin. Des souris avec les mêmes types de déficiences immunitaires que précédemment seront injectées avec le vaccin, puis exposées à la piqûre de moustiques infectés par le virus. Dans l’EU2 seront réalisés les protocoles de vaccination, d’injection des traitements et les prélèvements. Dans l’EU1 seront réalisées les protocoles d’infection par piqûre de moustique et toutes les procédures sur des animaux infectés.
Impact sur les animaux
Douleur passagère au niveau du site d’injection des traitements altérant l’immunité cellulaire, du candidat vaccin et de l’anesthésique. Douleurs légères au point des prélèvements sanguins. La piqûre de moustique se fera sous anesthésie donc sans douleur. Une faible irritation peut être attendue aux points de piqûres des moustiques. Troubles liés à l’infection par le virus. Les souris seront surveillées quotidiennement pour évaluer leurs éventuels symptômes.
Devenir
Les animaux utilisés pour l'étude de la localisation des cellules immunitaires seront euthanasiés afin de permettre la collecte de leur peau et de leurs ganglions lymphatiques. Tous les animaux infectés seront euthanasiés à la fin des procédures, conformément à l’obligation légale.
Remplacement
Dans notre cas, le modèle animal est incontournable. A ce jour, aucun modèle autre que le modèle animal ne permet d’évaluer la réponse immunitaire à un vaccin et la protection contre une infection par exposition à une piqûre de moustique infecté. Néanmoins, nous avons généré les données préliminaires nécessaires pour supporter notre hypothèse sur des modèles cellulaires. Ces travaux antérieurs nous on permit d’identifier notre vaccin candidat.
Réduction
Afin de réduire le nombre de souris, nous avons calculé le nombre limite nécessaire pour obtenir des résultats significatifs. Des travaux préliminaires ont été réalisés pour calculer ce nombre au plus juste. De plus, nous effectuerons les expériences suivant un arbre décisionnel qui validera ou non la poursuite des expériences à chaque étape pour limiter le nombre de souris utilisé.
Raffinement
Les souris auront un temps d’acclimatation (7 jours) avec visite quotidienne pour limiter le stress lié à la manipulation. Les souris seront hébergées de 3 à 5 individus/cage avec de la litière et des enrichissements variés, tels que des tunnels en carton, des abris en carton et en bois, des copeaux de carton pour fabriquer un nid et du carton rigide à ronger. Elles seront anesthésiées durant l’exposition aux moustiques pour limiter la gêne de la piqûre. Une grille de score évaluant l'état général des souris sera quotidiennement suivie. Cette grille permet d’observer différents signes de bien-être ou de malaise (comme l’apparence, l’activité, le comportement ou la perte de poids). Nous avons défini des seuils à ne pas dépasser pour garantir la santé et le bien-être des animaux. Si l’un de ces seuils est atteint, l’expérience sera immédiatement arrêtée afin d’éviter toute souffrance inutile.
Choix des espèces
Nous allons utiliser des souris avec lesquelles nous avons développé et évalué la stratégie vaccinale. Nous continuerons à documenter la protection conférée par notre vaccin candidat sur souris avant de tester le vaccin candidat sur des animaux plus grands pour soutenir une demande d’essais cliniques. Nous allons utiliser des souris adultes de 6-8 semaines car elles ont un système immunitaire mature permettant une réponse immunitaire adéquate. Leur taille permet aussi la piqûre simultanée par plusieurs moustiques, nécessaire pour maximiser l’effet de l’infection.
Influence des hormones sexuelles sur le développement et la fonction du système immunitaire : exploration du thymus à la peau.
- Recherche fondamentale
- Autre recherche fondamentale
- Biologie du développement
- Oncologie
- Système endocrinien
- Système immunitaire
Toute souris présentant une léthargie, une piloérection ou une perte de plus de 20 % de son poids est mise à mort immédiatement. 12 288 souris vont être utilisées dans ce projet, dont 10 224 dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, toutes tuées pour analyser leurs cellules immunitaires. Selon les groupes, elles subissent une ablation des ovaires, des testicules ou du thymus, une greffe de peau, la transplantation d'un lobe thymique sous la capsule du rein, des implants hormonaux, des injections de busulfan, une rupture de la barrière cutanée suivie d'une exposition à des micro-organismes, et un prélèvement de sang par semaine pendant onze semaines. L'objet déclaré est de comprendre comment les hormones sexuelles façonnent l'immunité du thymus à la peau, sans qu'aucun élément ne rende compte de l'écart entre cette question et un effectif de 12 288 individus.
Objectifs
L’objectif général de ce projet est de comprendre comment les hormones sexuelles modulent les réponses immunitaires à travers les interactions entre les organes centraux et périphériques, en se concentrant sur le thymus et la peau. Les réponses immunitaires diffèrent souvent entre les femelles et les mâles : les femmes développent généralement des réponses immunitaires plus fortes, ce qui se traduit par une incidence plus élevée de maladies auto-immunes, tandis que les hommes sont plus sensibles à certaines infections et à certains cancers. Cependant, les mécanismes sous-jacents à ces différences restent mal définis, notamment en ce qui concerne les contributions relatives des hormones sexuelles et des chromosomes sexuels, ainsi que le ou les moments critiques au cours du développement à partir duquel ces différences apparaissent. Ce projet poursuivra trois objectifs principaux : 1. Définir le rôle des androgènes et des oestrogènes dans la régulation du fonctionnement du thymus et des réponses immunitaires cutanées avant et après la puberté, à la suite d’une colonisation cutanée avec un microoganisme commensal, d’une infection ou d’une vaccination. 2. Évaluer la contribution du thymus à l’établissement des différences immunitaires liées au sexe dans les tissus périphériques (e.g. la peau). 3. Tester la plasticité du dimorphisme sexuel immunitaire par des interventions hormonales locales et systémiques afin de déterminer si ces différences peuvent être reprogrammées. En intégrant des approches développementales, endocriniennes et immunologiques, ce projet fournira un cadre mécanistique reliant la programmation immunitaire centrale dans le thymus à l’immunité fonctionnelle dans la peau. Il permettra d’identifier les fenêtres critiques du développement au cours desquelles les hormones influencent le système immunitaire, et de déterminer si les différences immunitaires entre les sexes sont fixes ou peuvent être modulées plus tard dans la vie. Les résultats attendus incluent le changement conceptuel d’une vision statique du dimorphisme sexuel immunitaire à une compréhension de celui-ci comme un processus dynamique et régulé par les hormones. Ces connaissances contribueront à une compréhension plus globale de la régulation immunitaire et orienteront le développment futur de stratégies thérapeutiques et vaccinales plus sûres, plus efficaces et tenant compte du sexe biologique.
Bénéfices attendus
Ce projet générera des connaissances fondamentales sur la manière dont les hormones sexuelles façonnent la fonction immunitaire, en se concentrant sur les interactions entre le thymus et la peau. Comprendre comment l’environnement hormonal influence le développement et le fonctionnement du système immunitaire est essentiel pour expliquer pourquoi les femmes et les hommes diffèrent dans leur susceptibilité aux infections, aux maladies auto-immunes et à certains cancers et identifier les mécanismes sous-jacents. En identifiant quand et où les hormones sexuelles agissent sur le système immunitaire, ce projet permettra de déterminer les fenêtres critiques du développement au cours desquelles le dimorphisme sexuel immunitaire s’établit. Il mettra en évidence si les signaux hormonaux agissent principalement via des mécanismes centraux (dans le thymus) ou par une régulation locale au niveau des tissus barrières tels que la peau. De plus, en testant les effets d’interventions hormonales, ce projet évaluera si les différences immunitaires entre les sexes sont réversibles, une question clé tant pour la biologie fondamentale que la médecine clinique. Les bénefices scientifiques attendus sont multiples : - définition des mécanisques permettant la traduction des signaux endocriniens en programmes immunitaires aux niveaux central et périphérique ; - identification de la façon dont la puberté et les transitions hormonales déterminent l’identité immunitaire à long terme ; - évolution de la vision du dimorphisme sexuel immunitaire, considéré non plus comme un trait fixe, mais comme un état dynamique régulé par les hormones. Ce projet aura également des retombées biomédicales majeures en améliorant la compréhension des différences entre les sexes face aux maladies auto-immunes, aux infections et à certains cancers. Il fournira aussi des bases scientifiques essentielles pour un usage plus sûr et efficaces des traitements hormonaux dans divers contextes médicaux, tels que la ménopause, la contraception, les troubles endocriniens ou les thérapies hormonales d’affirmation de genre. À long terme, il contribuera à promouvoir une approche plus inclusive et fondée sur des données objectives de la santé immunitaire contribuant à réduire les biais dans la recherche biomédicale et à favoriser des stratégies thérapeutiques plus personnalisées et équitables pour les deux sexes.
Procédures
- Ablation des ovaires : femelles anesthésiées, 10-20 min. - Ablation des testicules : mâles anesthésiées, 5-15 min. - Ablation du thymus : souris anesthésiées, 25-35 min. - Transplantation sous-capsulaire rénale d’un lobe thymique : souris anesthésiées, 25-35 min. - Greffe de peau : souris anesthésiées, 25-35 min. - Implantation sous-cutanée d’un granulé hormonal : souris anesthésiées, 5-10 min. - Injections : . sous-cutanée préopératoire de buprémorphine ou métacam : souris vigiles, quelques secondes. . intrapéritonéale de fentanyl/diazepan/médétomidine avant thymectomie ou transplantation thymique : souris vigilesl, quelques secondes. . sous-cutanée d’atipamézole ou flumazénil après thymectomie/transplantation thymique : souris anesthésiées, quelques secondes. . sous-cutanée de lidocaïne avant incision : souris anesthésiées, quelques secondes. . sous-cutanée post-opératoire de buprémorphine : souris vigiles, quelques secondes, renouvelable toutes les 8-12 hours pendant 24h si nécessaire. . intraveineuse unique de précurseurs thymiques : souris anesthésiées, quelques secondes. . intrapéritonéale de busulfan : souris vigiles, quelques secondes, jusqu’à 4 injections espacées de 24 heures. . intraveineuse unique de cellules de la moelle osseuse : souris anesthésiées, quelques secondes. . intrapéritonéale d’hormones sexuelles : souris vigiles, quelques secondes, répétée au minimum tous les 4 jours pendant 8 semaines maximum. . sous-cutanée unique d’hormones sexuelles ou d’inhibiteurs hormonaux : souris vigiles, quelques secondes. - Application topique cutanée . d’hormones sexuelles ou d’inhibiteurs hormonaux : souris vigiles, 1-2 min, quotidienne pendant 3 semaines maximum. . incluant les pavillons auriculaires d’une culture de micro-organismes : souris vigiles, 1-2 min, jusqu’à 4 applications espacées de 48 heures maximum. - Injection intradermique unique avec un micro-organisme : souris anesthésiées, quelques secondes. - Exposition cutanée unique avec un micro-organisme après rupture de la barrière cutanée (scarification ou tape stripping) : souris anesthésiées, 1 min. - Injection intradermique unique d’un vaccin : souris anesthésiées, quelques secondes. - Prélèvement sanguin : . au sinus sous-mandibulaire ou à la veine caudale latérale : souris vigiles, quelques secondes, au maximum 1 fois par semaine pendant 11 semaines maximum. . terminal au sinus sous-mandibulaire : souris anesthésiées.
Impact sur les animaux
Ce projet sera attentif aux 5 libertés individuelles de l’animal. Cependant, certaines procédures décrites dans ce projet peuvent induire divers effets indésirables, dont l’intensité et la durée dépendent de la nature de l’intervention. De manière générale, les effets les plus fréquemment observés sont la douleur postopératoire, l’inflammation locale, une détresse transitoire liée à la manipulation ou la contention, ainsi que des altérations temporaires de la mobilité, des comportements exploratoires et des comportements liés à la prise alimentaire et au toilettage. Ces effets sont habituellement de courte durée et compatibles avec un rétablissement complet en quelques jours. Les procédures chirurgicales listées dans ce projet (ablation des testicules, des ovaires, du thymus, transplantation sous-capsulaire rénale d’un lobe du thymus, greffe de peau; pose d’implants sous-cutanée) peuvent entraîner une douleur post-opératoire aigüe et une inflammation locale au niveau du site opératoire ; un inconfort fonctionnel temporaire ou une réduction de la mobilité souvent associés à une diminution transitoire de l’activité, du toilettage ou de la prise alimentaire ; une fatigue passagère particulièrement marquée après l’ablation du thymus, éventuellement aussi associée à un ralentissement ou une légère difficulté respiratoire durant les premières 24 à 48 heures. La phase de récupération post-opératoire s’étend en général sur 3 à 7 jours, période durant laquelle une légère perte de poids ou une diminution des interactions sociales peuvent également être observées. Les traitements hormonaux locaux (application topique) ou systémiques (injection ou implants sous-cutanés) peuvent entraîner un changement de l’aspect du pelage ainsi que des modifications progressives du comportement (irritabilité accrue), du niveau d’activité (légère léthargie) ou de la prise alimentaire avec pour conséquence des variations du poids corporel. Ces effets sont généralement réversibles dans un délai d’environ 7 jours après l’initiation ou l’arrêt du traitement.
Devenir
Toutes les procédures expérimentales nécessitent l’analyse des cellules immunitaires présentes dans diffréents organes. La seule façon d’effectuer ces analyses est de mettre les animaux à mort à la fin de chaque expérience.
Remplacement
Les objectifs scientifiques de ce projet nécessitent l’étude des systèmes immunitaire, endocrinien et épithélial et de leurs interactions qui ne peuvent être reproduites ni in vitro ni in silico. Des modèles de culture cellulaire, des organoïdes et des simulations informatiques pourront être utilisés pour apporter des informations complémentaires. Cependant, ils ne permettront pas de reproduire la dynamique systémique et développementale des signaux hormonaux sexuels sur le fonctionnement du thymus et sur l’immunité cutanée. En particulier, les questions liées au moment de l’intervention (prépuberté versus âge adulte), aux interactions entre tissus et à la plasticité à long terme du dimorphisme sexuel immunitaire ne peuvent être étudiées qu’in vivo. L’utilisation d’animaux vivants est donc indispensable à la réalisation de ces travaux.
Réduction
Le nombre d’animaux a été soigneusement déterminé à partir d’analyses de puissance statistiques basées sur des jeux de donnée antérieures, afin de garantir l’utilisation du nombre minimal d’animaux nécessaire pour obtenir des résultats valides et fiables. Des groupes témoins seront partagés entre différents procédures chaque fois que possible. Les lignées de souris génétiquement modifiées seront élevées de manière à limiter les surplus, et des animaux contrôles issus de la même portée seront utilisés afin d’optimiser les données recueillis pour chaque cohorte. Toutes les expériences seront réalisées avec un nombre suffisant de réplicats biologiques pour tenir compte de la variabilité, tout en évitant toute répétition inutile.
Raffinement
Toutes les interventions chirurgicales (ablation des testicules, des ovaires, du thymus ; transplantation sous-capsulaire rénale d’un lobe du thymus, greffe de peau; implantation sous-cutanée) seront réalisés sous anesthésie générale, complétée par une analgésie pré-, péri et postopératoire multimodale appropriée et optimisée afin de prévenir toute douleur peri- et post-opératoire. Les animaux feront l’objet d’un suivi rapproché pendant la période de récupération : maintien en température, soins locaux appropriés et observation quotidienne de l’état général, de l’activité, du comportement de toilettage et du poids corporel. Au besoin, des mesures d’optimisation du raffinement des conditions de vie (litière douce à base de cellulose, gel alimentaire, renforcement de l’enrichissement) seront mises en place pour aider les animaux en période de récupération. Pour les manipulations répétées (prélèvements sanguins, injections), des méthodes peu invasives seront privilégiées et les sites d’injection ou de prélèvement seront alternés afin de limiter les irritations locales. Des points limites précis, spécifiques et précoces pour chaque protocole experimentale seront établis : tout animal présentant des signes de détresse ou de douleur persistante (léthargie, piloérection, perte de poids supérieure à 20%) sera mis à mort immédiatement selon les procédures appropriées.
Choix des espèces
La souris est un modèle de choix pour étudier la modulation du fonctionnement du thymus et des réponses immunitaires cutanées par les hormones sexuelles, en raison de sa pertinence scientifique et de son utilisation largement répandue dans les domaines de l’immunologie et de l’endocrinologie. Les systèmes immunitaire et endrocrinien chez la souris sont bien caractérisés et présentent de nombreuses similitudes avec ceux de l’être humain. De plus, une large gamme de lignées de souris génétiquement modifiées est disponible, permettant d’examiner spécifiquement le rôle des hormones sexuelles dans le fonctionnement du thymus et des cellules immunitaires. La petite taille des souris facilite également la constitution de cohortes expérimentales de taille appropriée tout en limitant l’impact sur le bien-être animal, comparativement à des espèces de plus grande taille. Les souris seront utilisées à deux stades de développement : prépubère (3-5 semaines) et jeune adulte (7-10 semaines). Le stade prépubère est essentiel pour étudier l’influence des hormones sexuelles sur le développement thymique et sur l’établissement du dimorphisme immunitaire entre femelles et mâles à la puberté. Le stade adulte est nécessaire pour déterminer comment un environnement hormonal déjà établi et l’involution thymique affectent l’immunité cutanée et la plasticité du système immunitaire. L’utilisation de ces deux fenêtres développementales nous permettra de comprendre comment les programmes immunitaires spécifiques au sexe se mettent en place et s’il est possible de les modifier ultérieurement au cours de la vie.
Etude de la pénétration intestinale de nanoparticules chez la souris dans le cadre de la vaccination muqueuse
- Recherche fondamentale
- Système gastrointestinal
- Système immunitaire
Sur 1 232 souris, 714 subissent une ouverture de l'abdomen, une manipulation de leurs organes et une ligature de l'intestin sous une anesthésie pouvant durer une heure quarante-cinq, sans jamais se réveiller. Les 518 autres reçoivent un gavage unique après six heures de jeûne, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance légère. Toutes sont tuées pour prélever les organes et mesurer si des nanoparticules franchissent la muqueuse intestinale. Le vaccin à ARN messager pris par la bouche, qui justifie ces expériences, reste annoncé comme un bénéfice à long terme, aucun n'existant aujourd'hui.
Objectifs
Développer des vaccins plus efficaces contre les infections au niveau des muqueuses est un enjeu important, notamment celles qui commencent au niveau des muqueuses. Les muqueuses sont en effet la porte d’entrée de nombreux virus et bactéries. Parmi elles, la muqueuse intestinale est particulièrement intéressante, car elle contient de nombreux éléments du système immunitaire et peut déclencher une forte défense directement à l’endroit où l’infection débute. Cependant, administrer un vaccin par voie orale est difficile à cause de l’acidité de l’estomac, des enzymes digestives et de la couche de mucus qui protège l’intestin. La pandémie du Covid-19 a permis le développement de nouveaux vaccins utilisant l’ARN messager (ARNm), une molécule naturellement présente dans notre organisme qui donne aux cellules les instructions pour fabriquer des protéines. Cet ARNm est transporté par des nanoparticules composées de lipides. Néanmoins, il n’existe encore aucun vaccin à ARNm pouvant être pris par voie orale. Pour relever ce défi, des nanoparticules combinant des lipides et des polymères pourrait offrir une meilleure protection de l’ARNm et faciliter son passage jusqu’à la muqueuse intestinale. L’objectif de ce projet est donc d’évaluer si ces nanoparticules peuvent atteindre et traverser la muqueuse intestinale, que ce soit après une administration directe dans l’intestin ou après une administration orale.
Bénéfices attendus
Ce modèle expérimental permet d’étudier comment les nanoparticules peuvent traverser la paroi de l’intestin. De plus, la résistance des nanoparticules à l’environnement digestif et leur répartition dans l’intestin seront évaluées après administration orale. Cette étude vise également à mieux comprendre la relation entre la composition des nanoparticules et leur comportement au contact de la muqueuse intestinale, afin de sélectionner les vaccins candidats les plus prometteurs. Le bénéfice majeur du projet à long terme est le développement d’un vaccin à ARNm administré par voie orale, pouvant être adapté à différents agents infectieux touchant le système digestif.
Procédures
Un groupe de 714 souris sera soumis à une chirurgie abdominale sans réveil et recevra donc une anesthésie générale d’une durée maximale de 1h45. Un autre groupe, composé de 518 souris, recevra une administration orale par gavage (1 fois/animal, durée de moins d’une minute).
Impact sur les animaux
Six heures avant l’anesthésie, les souris seront mises à jeun, mais avec un accès libre à l’eau, ce qui entraîne un stress. Les effets liés à l’intervention chirurgicale comprennent : • l’injection d’un traitement contre la douleur ; • l’anesthésie générale ; • les effets d’une anesthésie générale : les troubles cardio-respiratoires, la baisse de température corporelle, une déshydration ou une sécheresse des yeux ; • l’ouverture de l’abdomen, la manipulation des organes, la ligature de l’intestin ; • la fermeture de l’abdomen et de la peau ; • la durée de l’intervention. Les effets attendus liés à l’administration par voir orale : • le stress lié à la contention de l’animal, • l’administration orale par gavage chez des animaux conscients, provoquant un stress et une possible gêne après administration.
Devenir
A l’issu des trois procédures, l’ensemble des animaux seront mis à mort afin de prélever les organes d’intérêts.
Remplacement
Avant de tester les nanoparticules chez l’animal, des expériences ont été réalisées sur des cellules intestinales et immunitaires, ainsi que sur un modèle en trois dimensions reproduisant partiellement l’intestin humain. Cependant, ces modèles ne reflètent pas entièrement la réalité du corps vivant et ne possèdent pas certaines structures de la paroi intestinale.
Réduction
Le nombre d’animaux utilisés a été limité au minimum nécessaire pour atteindre les objectifs scientifiques du projet tout en garantissant des résultats fiables. Au total, le projet prévoit l’utilisation de 1232 souris sur une période de 5 ans. Des tests préliminaires ont permis de sélectionner uniquement les formulations les plus prometteuses, ce qui réduit fortement le nombre d’animaux nécessaires. L’optimisation des conditions expérimentales permettra, si les résultats sont prometteurs, de diminuer encore ce nombre. Les formulations seront évaluées et comparées progressivement. Celles ne donnant pas de résultats satisfaisants seront écartées, afin de concentrer les études sur un nombre restreints de candidats. A terme, seules quatre formulations seront retenues pour les étapes finales. De plus, des temps d’étude optimisés seront sélectionnées afin de réduire davantage le nombre d’animaux utilisés. Cette approche progressive et sélective permettra de limiter au maximum le nombre d’animaux.
Raffinement
Pendant l’intervention, les souris seront placées sous anesthésie générale. Un médicament analgésique sera également administré avant la chirurgie. Une surveillance étroite des animaux sera assurée notamment pour vérifier la profondeur de l’anesthésie. Un tapis chauffant sera utilisé pour maintenir la température corporelle et un film protecteur recouvrira la zone afin de limiter la déshydratation. Un gel sera appliqué sur les yeux pour éviter leur dessèchement. Des points limites sont définis afin de repérer rapidement tout signe de souffrance ou de problème chez les animaux. Si l’un de ces critères est atteint, des mesures seront prises immédiatement, et si nécessaire, l’animal sera mis à mort sans délai afin d’éviter toute souffrance.
Choix des espèces
La souris est un modèle couramment utilisé dans la recherche afin d’étudier comment des nanoparticules traversent la muqueuse intestinale. Dans ce projet, des souris mâles et femelles seront utilisées afin d’analyser la pénétration et l’interaction des nanoparticules avec la muqueuse intestinale. Des souris de plus de 7 semaines seront utilisées afin d’assurer un système immunitaire mature.
Régulation des molécules antimicrobiennes par le microbiote intestinal chez la souris.
- Recherche fondamentale
- Système gastrointestinal
- Système immunitaire
Deux à trois secondes de biopsie au bout de la queue, une fois par animal : les gestes déclarés s'arrêtent là pour 1 080 souris, dont 160 relèvent d'une souffrance modérée, toutes tuées ensuite pour analyses. Les atteintes annoncées sont d'un autre ordre, avec une inflammation intestinale accompagnée de diarrhée et d'une possible perte de poids, et des lignées porteuses d'un phénotype dommageable qui apparaît après quatorze semaines. L'objet du projet est de modifier le microbiote intestinal de ces souris pour mesurer l'effet sur l'expression de molécules antimicrobiennes. Rien n'indique comment l'inflammation intestinale est provoquée, et le bénéfice tient en une phrase sur des approches thérapeutiques innovantes.
Objectifs
La flore intestinal (microbiote) joue un role crucial contre le développement de nombreuses maladies inflammatoires intestinales et extra-intestinales. Des études récentes montrent que le microbiote intestinal module l'expression de molécules antimicrobiennes dans différents organes qui peuvent jouer un role dans la protection contre ces maladies inflammatoires. Notre objectif est d'induire différents contextes intestinaux dans lesquels le microbiote est modifié et d'évaluer l'impact sur l'expression des molécules antimicrobiennes.
Bénéfices attendus
Notre étude révélera les mécanismes protecteurs du microbiote intestinal contre les maladies inflammatoires et ouvrira la voie à des approches thérapeutiques innovantes.
Procédures
- Biopsie de l'extrêmité de la queue sur souris vigile : 1 fois par animal, 2-3 secondes.
Impact sur les animaux
-Développement d'une inflammation intestinale associée à une diarrhée et une possible perte de poids. -les lignées à phénotype dommageable seront utilisées dans les procédures avant l'apparition de ce phénotype. -La contention et la biopsie peuvent provoquer un stress léger chez l’animal.
Devenir
Tous les animaux seront mis à mort pour analyses.
Remplacement
Pour étudier les interactions complexes entre le microbiote intestinal et les tissus, seuls les modèles in vivo sont relevants. Mise en place d’une veille bibliographique pour éviter toute répétition d’expérimentations déjà menées.
Réduction
les groupes ont été dimensionnés par une étude statistique adaptée. Une analyse de puissance statistique a été utilisée pour déterminer le nombre minimum d'animaux nécessaires.
Raffinement
-nombre d’individus par cage adapté pour préserver leurs interactions sociales et limiter les phénomènes de stress engendrés par une surpopulation; Surveillance de leur bien-être quotidien par le personnel de l’animalerie; Selon le plan d’action défini, par les expérimentateurs : Détermination de points limites précoces pour réduire la sévérité des procédures au maximum tout en préservant l’analyse scientifique.
Choix des espèces
Nous avons choisi la souris car leur microbiote intestinal est proche de celui de l'homme et peut être modifié. Les biopsies pour génénotypage de l’extrême pointe de la queue sont effectuées à l’âge de 10 jours âge assez avancé pour être sexés correctement et suffisamment précoce pour le système nerveux qui n’est pas encore parfaitement achevé pour permettre de procéder à l’identification et à la biopsie avec une douleur minimale. Les souris adultes de 8 à 14 semaines seront utilisées avant l'apparition de symptômes pour les lignées à phénotype dommageable qui se fait après 14 semaines d'age.
Evaluation de l’impact immunologique de produits de thérapie génique dans un modèle murin de la maladie de Pompe
- Recherche fondamentale
- Autre recherche fondamentale
- Oncologie
- Système immunitaire
- Système musculosquelettique
Toutes tuées pour prélever rate, ganglions, foie et muscles, 632 souris vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Elles portent une forme de la maladie de Pompe qui provoque une faiblesse musculaire progressive, une toxicité cardiaque et une espérance de vie raccourcie. Elles reçoivent un produit de thérapie génique, jusqu'à quatorze prélèvements de sang, des injections d'immunosuppresseurs et des tests mensuels de force musculaire, celles qui perdent plus de 20 % de leur poids étant mises à mort. Le porteur affirme que "seuls les animaux sont capables de mimer la complexité de la réponse immune" et qu'aucune méthode substitutive n'existe.
Objectifs
L’émergence des produits de thérapie génique basés sur l’utilisation de vecteur viraux apporte aux patients un espoir de traitement pour les maladies génétique. Cependant, les réponses immunitaires dirigées contre le vecteur ou la protéine qu’il exprime représentent un obstacle majeur qui limite l’efficacité thérapeutique, nécessitant ainsi la mise en place de stratégies d’immunosuppression adaptées. La maladie de Pompe est une affection génétique héréditaire causée par un déficit en alpha-glucosidase acide (GAA) entrainant une accumulation pathologique du glycogène (forme de stockage du sucre) dans les cellules et provoque une faiblesse musculaire et des problèmes respiratoires. L’unique traitement actuel, l’injection de GAA produite en laboratoire, est limité par l’apparition d’anticorps et ne permet pas d’éviter la mortalité chez les patients les plus atteints. La thérapie génique utilisant des vecteurs a montré son efficacité pour traiter cette pathologie. Toutefois, la réponse immunitaire induite par ce traitement pourrait compromettre son efficacité. En effet, notre système immunitaire a pour fonction de préserver l’intégrité de notre organisme en neutralisant les éléments qui viendraient perturber trop fortement l’équilibre maintenu avec notre environnement. Il est ainsi logique que l’administration d’un vecteur viral puisse pâtir d’une réponse immunitaire qui tente de contrôler voire d’éliminer les éléments nouveaux qui sont produits, telle la GAA. Notre objectif est d’analyser dans un modèle de souris malade comment certaines caractéristiques des vecteurs influent sur la réponse immune, quelles sont les conséquences de cette réponse en termes d’efficacité thérapeutique et d’effets indésirables et enfin de déterminer comment la co-administration d’immunosuppresseurs pourrait permettre de mieux contrôler cette réponse immune délétère.
Bénéfices attendus
Des médicaments à base de vecteurs viraux arrivent sur le marché et/ou sont en test clinique pour traiter la maladie de pompe. Cependant, quelques rares effets indésirables et graves sont apparus, dont la cause serait une réponse immune. L’objectif de ce projet est d’analyser l’influence de divers éléments du vecteur modifiés en laboratoire sur la réponse immune et l’efficacité thérapeutique. Cela permettra de déterminer les règles qui déterminent pourquoi le système immunitaire se met à répondre au vecteur dans telle ou telle condition. Outre l’aspect scientifique novateur, deux bénéfices principaux sont attendus : 1) la conception de médicaments de thérapie génique plus sûrs pour les patients, moins susceptibles de générer des effets indésirables, 2) des approches d’immunosuppression plus adaptées et moins lourdes pour les patients.
Procédures
Les souris recevront une injection du médicament de thérapie génique. Les animaux vigiles seront ensuite suivis sur une période allant de 3 à 12 mois avec : 1) Prélèvements de sang hebdomadaires sur 1 mois, puis mensuels entrainant une douleur légère passagère de 20 secondes (14 fois maximum pour les procédures les plus longues). 2) Tests comportementaux qui permettent d’évaluer la force musculaire, mensuellement à partir de 3 mois. Les tests fonctionnels entrainent un léger stress de quelques minutes. Une seconde injection d’agents déclencheurs de la réponse immune sera également administrée. Le temps de suivi sera choisi en fonction des résultats des premiers points de temps et déterminera le nombre total de prélèvements et tests de force. Les souris recevront X injections additionnelles de molécules immunosuppressives : durée (quelques jours à quelques semaines selon les molécules administrées.). Le temps de suivi sera choisi en fonction des résultats de la partie 1.
Impact sur les animaux
Injections répétées durant 5 secondes maximum entrainant une légère douleur passagère. Les tests fonctionnels entrainent un léger stress de quelques minutes. Le modèle murin de la maladie de pompe entraine une faiblesse musculaire progressive entrainant une toxicité cardiaque et une espérance de vie plus courte (représentatif de la pathologie chez les patients) qui devrait être corrigée grâce aux traitements testés
Devenir
L’étude de la réponse immunitaire passe par l’analyse des cellules du système immunitaire dans différents tissus (sang, rate, ganglions, foie…) et l’analyse de l’efficacité du traitement de thérapie génique (sur les muscles notamment). L’analyse de ces tissus (sauf le sang) ne peut se faire que sur animaux préalablement euthanasiés. De ce fait, dans chaque procédure, les animaux seront tous euthanasiés.
Remplacement
Des expériences en laboratoire ont permis de ne sélectionner que les candidats médicaments fonctionnels les plus prometteurs. De plus, les molécules cibles de la réponse immune seront sélectionnées grâce à des outils informatiques de prédiction adaptés. Néanmoins, les réponses immunes sont la résultante d’interactions complexes impliquant de multiples types cellulaires et se déroulant dans plusieurs organes (rate, ganglions lymphatiques, moelle osseuse, foie, muscle etc…) et avec des cinétiques particulières. Ainsi, seuls les animaux sont capables de mimer la complexité de la réponse immune et il n’existe pour le moment aucune méthode substitutive.
Réduction
(1) Afin d’utiliser un minimum d’animaux nous permettant de répondre à la problématique posée, nous avons utilisé une approche statistique pour calculer le nombre d’animaux nécessaire pour obtenir un résultat significatif. Ce nombre est respecté pour chaque procédure. (2) Dès que possible, nous effectuerons un suivi longitudinal de la réponse immune par prélèvement de sang sur les mêmes individus, ainsi que de la force musculaire sur animal vigile. Sur x point de temps, cela réduit le nombre d’animaux utilisés d’un facteur x. (3) De plus, nous analysons le maximum de tissus post-mortem afin de collecter le maximum d’informations sur chaque animal.
Raffinement
Durant les expériences, nous utiliserons des méthodes expérimentales adaptées par exemple lors des prélèvements de sang (anesthésie préalable, application éventuelle d’une compresse pour stopper d’éventuels saignements) ou lors de l’administration des produits (administration d’anesthésiques), suivi vigilant de l’état des animaux. L’endormissement plus ou moins profond de l’animal permet la réalisation du geste expérimental sans que celui-ci ne bouge et puisse se blesser. Après toute intervention, les animaux seront observés avec attention de façon quotidienne. Si des signes d‘inconfort ou de douleur venaient à apparaitre, l’animal sera surveillé plus fréquemment et pesé. En absence d’amélioration sur une semaine, ou en cas de perte de poids supérieure à 20% du poids initial, la souris sera mise à mort.
Choix des espèces
Le model murin de la maladie de Pompe est un excellent moyen de déterminer l’efficacité thérapeutique de notre candidat puisque les souris n’ayant pas de GAA présente une forme pathologique proche de celui observé chez l’homme : absence de GAA dans l’organisme, accumulation du glycogène, diminution de la force musculaire et une réponse immunitaire contre la GAA est observée en cas d’injection de constructions immunogéniques. Lors de nos précédentes études, nous avons démontré qu’il était possible de traiter ces symptômes via l’injection d’un de nos vecteurs. En fonction des disponibilités, les animaux seront utilisés entre 3 et 8 semaines d’âge, âge auquel le système immunitaire est mature.
Étude de la synérgie entre l’exercice physique et les traitements anticancéreux sur la croissance tumorale et son microenvironnement dans des modèles murins de cancer colorectal
- Formation professionnelle
- Recherche fondamentale
- Oncologie
- Système immunitaire
Une partie des souris sert d'abord à faire répéter au personnel les gestes de contention, d'injection dans la veine de la queue et de gavage, deux fois par semaine pendant deux semaines. 266 souris femelles vont être utilisées au total, toutes tuées à l'issue, dont 242 dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Chaque souris reçoit une greffe de cellules tumorales sous la peau du flanc, des gavages quotidiens ou des injections hebdomadaires, et court chaque jour sur un tapis équipé d'une grille qui délivre une stimulation électrique dès qu'elle s'arrête. Le porteur reconnaît des ulcères et des nécroses possibles sur la peau au niveau de la tumeur, et présente l'exercice physique comme un adjuvant "sans effet indésirable" pour les patients.
Objectifs
Ce projet a pour objectif d’étudier l’effet de l’exercice physique réalisé avant l’administration de l’immunothérapie et de la chimiothérapie sur l'évolution de la taille de la tumeur dans un modèle de souris de cancer colorectal dans le but d’améliorer l’efficacité des traitements contre le cancer.
Bénéfices attendus
Les bénéfices attendus de ce projet concernent directement la santé humaine. Il vise à mieux comprendre comment l’exercice physique peut améliorer l’efficacité des traitements contre le cancer. Les résultats obtenus pourraient permettre d’intégrer l’activité physique comme adjuvant thérapeutique dans la prise en charge de certains cancers, offrant une approche complémentaire, non médicamenteuse et sans effet indésirable pour la santé des patients.
Procédures
Les procédures expérimentales prévues comprennent l’injection sous la peau de cellules tumorales (réalisée sous anesthésie), la contention, l’administration de traitements par gavage oral tous les jours (administration orale à l’aide d’une petite sonde) ou par injections une fois par semaine (sous cutanée et intra-caudales soit une injection réalisée dans une veine superficielle de la queue) chez des animaux éveillés, ainsi que la mise en place d’un programme d’exercice physique sur tapis de course tous les jours précédent les traitements, comprenant une phase d’habituation au tapis et des séances répétées. Ces interventions d’exercice et de traitement par injection ou gavage dureront au total 3 semaines. Certaines souris seront également utilisées dans le cadre d’une courte formation destinée à l’apprentissage des gestes techniques (contention, injections, gavage) par le personnel expérimentateur, avant le début des procédures expérimentales. Les gestes seront réalisés deux fois par semaine pour une durée de deux semaines pour chaque animal.
Impact sur les animaux
Les animaux recevront une injection sous la peau de cellules tumorales, réalisée en quelques secondes au niveau du flanc droit, ce qui peut provoquer un stress lié à la contention et une douleur légère à l’injection. La tumeur peut parfois provoquer des lésions locales, telles que des plaies ou zones endommagées de la peau (ulcères et nécroses). Dans ce modèle de souris, aucune métastase (migration de cellules tumorales à distance) n’a été observée avant l’atteinte du volume tumoral maximal autorisé. Pendant les séances d’exercice, les souris courront sur un tapis de course équipé d’une grille de stimulation, qui délivre un léger stimulus uniquement lorsqu’un animal cesse de courir, afin de l’encourager à reprendre sa course. Pour limiter au maximum l’exposition à cette stimulation, un dispositif de protection constitué de petits bâtons sera installé juste en amont de la grille. Ce dispositif mobile limite le contact direct avec la grille tout en permettant aux animaux de poursuivre leur activité en toute sécurité. Certains animaux seront soumis à une période de formation où ils subiront des injections en sous-cutané et en intra-caudale (injection réalisée au niveau d’une veine superficielle sur la queue), des gavages oraux (administration orale à l’aide d’une petite sonde). La contention durant ces sessions peut induire le stress de l’animal et les injections et les gavages qui pourront être répétés deux fois par jour sur le même animal peuvent induire une légère irritation.
Devenir
Tous les animaux impliqués dans ces procédures seront mise à mort à la fin des expérimentations afin de pouvoir récolter les tumeurs pour des analyses biologiques.
Remplacement
Le but de ce projet est d’étudier comment la croissance de la tumeur, les traitements combinés et l’exercice physique interagissent, en particulier sur le système immunitaire, la circulation du sang dans la tumeur et le manque d’oxygène (hypoxie) dans la tumeur. Ces phénomènes doivent être étudiés dans tout l’organisme et ne peuvent pas être remplacés par des expériences en laboratoire sur des cellules ou par des simulations informatiques.
Réduction
Nous utiliserons le plus petit nombre de souris possible tout en garantissant des résultats fiables. L’objectif est de comparer la croissance des tumeurs entre les groupes ayant fait de l’exercice et ceux qui n’en ont pas fait. Le nombre d’animaux a été calculé pour être suffisant afin de détecter de vraies différences si elles existent, tout en évitant d’utiliser plus d’animaux que nécessaire.
Raffinement
Plusieurs mesures seront mises en place pour minimiser le stress, la douleur et l’inconfort des animaux. Une période d’acclimatation d’une semaine et une familiarisation au tapis de course avant le début des protocoles d’exercice et de traitement seront envisagés afin de réduire le stress au moment des séances expérimentales. Après l’inoculation de la tumeur, les souris seront surveillées quotidiennement afin de détecter rapidement tout signe de douleur ou de souffrance. En cas de douleur un traitement analgésique est prévu. Les anti-inflammatoires non stéroïdiens ne seront pas utilisés afin de ne pas modifier la réaction du système immunitaire et de ne pas biaiser les résultats. Durant l’exercice physique, un dispositif de bâtons sera installé sur la grille électrique du tapis de course pour limiter l’exposition des animaux aux stimulations électriques tout en les incitant à continuer l’exercice. Des points limites ont été définis concernant l'état de l'animal et de la tumeur, et seront appliqués afin d'éviter la souffrance. Les souris seront hébergées dans des cages à enrichissement classique durant la période d’acclimatation et de familiarisation. Après l’inoculation de la tumeur, l’enrichissement sera adapté avec de la cellulose qui remplacera les copeaux de litière pour éviter les irritations qui peuvent survenir sur la peau au niveau de la tumeur.
Choix des espèces
Ce projet utilisera des souris femelles, un modèle que nous connaissons bien dans notre laboratoire. Tous les outils nécessaires sont déjà optimisés pour cette espèce : le tapis de course pour l’exercice, le modèle de cancer, les traitements et leur administration, ainsi que les analyses immunologiques à la fin de l’étude. Cela permet de réduire le nombre d’animaux, de limiter les tests préliminaires et de garantir des résultats fiables. Les souris auront 5 semaines à leur arrivée à l’animalerie. Les 2 premières semaines seront consacrées à une période d’acclimatation et d’habituation avec le tapis de course. La greffe de tumeur et les expériences débuteront à l’âge de 7 semaines, âge auquel la prise de greffe est facilitée et le muscle est complètement développé.
analyse de la biodistribution de vaccins ARNm par imagerie IRM
- Recherche fondamentale
- Système immunitaire
Pour suivre par IRM où se logent les vaccins à ARN messager après injection dans le muscle, 90 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Chacune est anesthésiée jusqu'à neuf fois, dont quatre fois une heure pour l'imagerie, et subit cinq prélèvements sanguins submandibulaires entre le jour 0 et le jour 28. Le porteur reconnaît que les ponctions répétées peuvent blesser, et alterne les côtés de prélèvement pour cette raison. La méthode est présentée comme un progrès parce qu'elle évite la mise à mort et les biopsies de ganglions, alors que toutes les souris du projet sont tuées à la fin pour vérifier la distribution du vaccin dans ces mêmes ganglions.
Objectifs
Le projet consiste à suivre la biodistribution de vaccins ARNm après injection intramusculaire dans un modèle murin. Plus particulièrement, nous voulons connaître la cinétique d'accumulation dans les ganglions drainants qui est cruciale pour l'effet vaccinal. A cette fin, nous allons ajouter des propriétés d'imagerie IRM à des formulations d'ARNm de composition similaire aux vaccins COVID19. Nous mesurerons également les taux sériques d'anticorps pour établir un lien entre signal IRM dans les ganglions et activité immunologique. L’intérêt est que nous allons doser les anticorps anti-Spike (protéine du COVID19) et pour avoir une relation entre signal IRM dans les ganglions et anticorps circulants.
Bénéfices attendus
Ce projet permettra de mieux comprendre les cinétiques de distribution des vaccins dans les ganglions après injection intramusculaire et d'établir des relations entre présence des formulations ARNm dans les ganglions et activité vaccinale. En effet, les méthodes existantes nécessitent la mise à mort ou des biopsies de ganglions pour quantifier la présence de vaccins dans les ganglions. La méthode proposée permettra un suivi non invasif et sans biopsies de la biodistribution des vaccins dans les ganglions.
Procédures
Nous prélèverons le sang à J0, J7, J14, J21 et J28 pour quantifier les anticorps induits par test ELISA. Chaque souris sera anesthésiée au maximum 9 fois: 5 fois pour les prélèvements submandibulaires, 2 fois pour les injections intramusculaires et 4 fois pour l'IRM. Les anesthésies dureront 5 minutes maximum pour les injections et prélèvements et une heure pour l'imagerie IRM.
Impact sur les animaux
Nous ne nous attendons pas à une douleur suite à l’injection des formulations mis à part la douleur induite lors de l'injection liée à l'aiguille. L'injection de formulations ARNm par voie intramusculaire peut entraîner une réaction inflammatoire. Nous avons déjà administré des vaccins ARNm sans 19F chez la souris sans observer de réactions allergiques ou de douleur. Les ponctions de sang répétées peuvent être aussi à l’origine de blessures.
Devenir
Tous les animaux sont mis à mort en fin de procédure afin d'effectuer des prélèvements qui permettront d’analyser différents paramètres immunologiques et histologiques notamment de confirmer la distribution des formulations dans les ganglions.
Remplacement
Des études sur l'animal entier sont nécessaires pour tenir compte des interactions de l'organisme avec les formulations ARNm et établir un lien entre accumulation dans les ganglions et activité immunologique. Etant donné la complexité des processus mis en jeu, aucune méthode de remplacement fiable n’est disponible. Les méthodes existantes utilisent la radioactivité avec une résolution spatiale inférieure à l'IRM et une toxicité cumulative des radioélements qui limite la généralisation de ces approches pour un suivi chronique par exemple.
Réduction
L’effectif des souris mis en oeuvre est limité au strict minimum permettant d’obtenir des résultats exploitables statistiquement. Les mêmes souris seront utilisées pour l'imagerie IRM et prélèvements de sérum ce qui permettra de diminuer le nombre d'animaux. Nous réaliserons des tests statistiques (ANOVA). L’imagerie permet un suivi longitudinal et donc de réduire l’utilisation d’animaux
Raffinement
Des points limites prédictifs avec une grille de scoring seront mis en place. Les animaux seront suivis quotidiennement dès leur arrivée. les souris seront anestésiées durant les injections, durant l'imagerie IRM et durant les prélèvements de sang. Pour les injections intramusculaires, les souris recevront une injection sous cutanée d'antalgique 10 minutes avant l'injection intramusculaire. Nous alternerons le côté de prélèvement submandibulaire pour éviter les blessures dues aux ponctions répétées de sang.
Choix des espèces
Le modèle souris permet d'évaluer les capacités des formulations ARNm dans une espèce à cycle de vie court où les mécanismes immunitaires sont les mêmes que chez l'Homme mais à des échelles de temps compatibles avec un criblage des formulations ARNm. Nous utiliserons des souris Balb/c car c'est ce modèle qui a été utilisé dans nos expériences précédentes de vaccination ARNm et dans les expériences publiées avec les vaccins ARNm de référence. Les souris BALB/c sont un modèle standard crucial dans la recherche immunologique en raison de leur système immunitaire bien caractérisé et de leur réponse régulière aux antigènes, ce qui permet de tester efficacement l’immunogénicité et la sécurité des vaccins ARNm avant les phases cliniques humaines. Des souris adultes (à partir de 8 semaines) ayant un système immunitaire mature seront utilisées.
Impact du métabolisme sur la fonction cardiaque
- Recherche fondamentale
- Système cardiaque
- Système immunitaire
13 160 souris vont être utilisées, dont 6 320 subissant un rétrécissement chirurgical de l'aorte abdominale puis son rétablissement, et 880 la pose d'un implant de télémétrie. 3 520 d'entre elles sont opérées sous anesthésie et tuées avant tout réveil, les autres relevant de procédures impliquant un niveau de souffrance léger à modéré. Le protocole ajoute un régime gras et sucré destiné à installer une maladie du foie, des prélèvements mandibulaires sous anesthésie, des mises à jeun, jusqu'à trois isolements de 24 heures, et une mise à mort à 15 % de perte de poids. Les bénéfices avancés, de nouveaux traitements immunitaires contre l'insuffisance cardiaque, sont au conditionnel et à long terme, quand la maladie hépatique et cardiaque installée chez 13 160 souris est, elle, l'effet indésirable principal reconnu par le porteur.
Objectifs
Comment un foie malade peut rendre votre cœur fragile. Pour bien fonctionner, le coeur a besoin d'un apport d'énergie constant. Quand cet apport se dérègle, le cœur devient vulnérable, facilitant les maladies cardiovasculaires (MCV) mais les mécanismes responsables restent mal connus. L'obésité, le diabète et l'hypertension ne sont pas de simples "risques" pour le cœur ; ce sont des maladies interconnectées qui induisent directement et accélèrent les complications cardiaques. Une maladie du foie appelée MASH (Stéatohépatite associée à un dysfonctionnement métabolique, souvent liée à l'accumulation de graisse) est devenue une préoccupation majeure. Elle touche 15 % de la population mondiale et est fortement liée à une forme grave d'insuffisance cardiaque : l'HFpEF (Insuffisance Cardiaque à Fraction d'Ejection Préservée). L'HFpEF est dangereuse car elle provoque un "remodelage cardiaque" : le cœur se déforme et devient moins souple et moins efficace comme pompe. Comment un problème au foie affecte-t-il le cœur, un organe anatomiquement éloigné ? Nous pensons que l'intermédiaire clé est l'inflammation chronique de bas grade et, surtout, le système immunitaire. Quand le foie est atteint de MASH, les conséquences sont multiples ; non seulement les cellules hépatiques sont atteintes mais aussi les cellules immunitaires dans l’organisme entier et notamment des cellules immunes spécifiques ; les monocytes, et les macrophages. Le foie atteint de MASH produit également des facteurs pro-inflammatoires dans le sang. Ces cellules immunitaires et ces messagers inflammatoires atteignent le cœur y provoquant des dommages, de la fibrose (tissu cicatriciel) et le remodelage cardiaque pathologique. Notre hypothèse Principale : Les changements inflammatoires et immunitaires causés par la MASH déforment le cœur et l'empêchent de se réparer correctement. Notre Projet : Décrypter le Dialogue Foie-Cœur. Nous explorerons ce lien en utilisant des modèles de souris: Nous administrerons un régime induisant le MASH aux souris et étudierons comment les altérations immunitaires de ces souris MASH affectent la déformation et la fonction de leur cœur. Nous évaluerons si le ciblage du système immunitaire permet d’améliorer la fonction cardiaque après une complication. L'objectif final est de trouver de nouvelles pistes de traitement pour l’insuffisance cardiaque pour laquelle les options de soins actuelles sont insuffisantes.
Bénéfices attendus
Ce projet cherche à comprendre comment le "foie gras" sévère (appelé MASH) cause des problèmes cardiaques. Nous pensons que le système immunitaire est un messager entre les deux organes. Les personnes ayant des problèmes de métabolisme (comme le diabète ou le "foie gras" sévère) développent souvent maladies cardiaques. Ce projet explore la façon dont le foie malade envoie des signaux au cœur. Nous faisons l'hypothèse que le système immunitaire, et l'inflammation est un médiateur entre le foie et le cœur. Les résultats nous aideront à identifier précisément ces signaux et ces mécanismes. Si nous confirmons que l'immunité est le moteur de ces complications cardiaques, cela ouvrirait de larges perspectives thérapeutiques. Actuellement, les traitements qui régulent le système immunitaire ne sont pas utilisés dans les pathologies cardiaques consécutives au MASH. Ce projet pourrait ouvrir la voie à de nouveaux traitements ciblant le système immunitaire pour traiter à la fois le cœur et le foie, des maladies que l'on considérait jusqu'à présent comme événements indépendants. Toutes nos découvertes seront publiées pour la communauté scientifique, présentées dans des conférences, mais aussi expliquées au grand public et aux patients.
Procédures
Les souris seront placées sous régime MASH. Au cours de ce régime, les souris seront soumises des prélèvements mandibulaires sous anesthésie afin de vérifier les paramètres métaboliques. Une partie des souris (304 souris) sera également soumis à un test de tolérance au glucose (gavage oral < 1min) et à une mesure de la fonction rénale (débit de filtration glomérulaire) (IV
Impact sur les animaux
Les animaux pourront être soumis à un régime alimentaire spécifique et à des tests de suivi réguliers (prises de sang de faible volume, mesures cardiaques sous anesthésie). L'effet indésirable principal est le développement d'une pathologie métabolique et cardiaque, surveillée quotidiennement pour s'assurer qu'elle reste dans des limites de sévérité modérée. Certaines procédures peuvent entraîner un stress chez l’animal malgré l’utilisation d’anesthésiques et analgésiques appropriés notamment lors des procédures chirurgicales : - Douleur courte et légère liée à la biopsie pour le génotypage ainsi que le marquage avec une bague - Stress et douleur léger et court le temps de l’injection pour les injections intrapéritonéale et en intra-veineuse - Stress léger et court lors d’un prélèvement sanguin, ou d’un gavage - Stress métabolique léger suite à une alimentation enrichie en graisse et en sucre - Stress léger lié à la mise à jeun des animaux pendant 4h - Douleur légère et de courte durée après les interventions chirurgicales (pour la constriction de l’aorte abdominale et sa suppression ainsi que la pose des implants de télémétrie). Il n’est pas attendu que les procédures décrites causent des pertes de poids, des altérations de l’activité ou de manière générale des altérations comportementales. De tels événements peuvent néanmoins survenir de manière inopinée.
Devenir
A l'issue de de chaque enchaînement de procédure, les animaux seront mis à mort afin de récupérer des tissus en vue de réaliser les analyses histologiques cellulaires et moléculaires, lesquelles nous fourniront des informations cruciales sur l’implication du système immunitaire dans le remodelage cardiaque lors d’une MASH.
Remplacement
Dans un contexte de maladie multi-organe, il n'est pas possible de remplacer les modèles animaux pour cette étude. La souris a été choisie en raison de la disponibilité de nombreuses lignées d’animaux génétiquement modifiés nécessaires pour l’élucidation des mécanismes cellulaires et moléculaires sous-tendant la pathologie. La physiologie du cœur murin est très similaire à celle de l'humain, tout comme le développement de maladies chroniques du foie et les procédures proposées telles que la constriction de l’aorte abdominale sont réalisables. L'utilisation d'animaux vivants revêt donc un caractère de stricte nécessité avec le développement d’approches de physiologies intégrées.
Réduction
Le nombre maximal d’animaux nécessaire pour ce projet d’une durée de 5 ans à venir est estimé à 13 160 souris. Cette utilisation maximise les données obtenues pour chaque animal, ce qui permet de limiter ou d’éviter l’utilisation subséquente d’animaux supplémentaires, et ce sans compromettre le bien-être animal. La réduction du nombre d’animaux utilisés est obtenue par trois moyens principaux : - Optimisation des groupes expérimentaux : Le nombre d’animaux par groupe est déterminé sur base de notre expérience antérieure et du nombre d’animaux nécessaires pour la mesure de chaque paramètre ou groupe de paramètres. Un nombre maximal de paramètres est mesuré sur chaque animal en tenant compte du fait que la taille des cœurs de souris (150-200 mg) impose des contraintes : la plupart des analyses nécessitent un demi cœur pour obtenir une quantité suffisante de matériel biologique. De plus, un maximum d'organes sera prélevé sur chaque animal afin d'obtenir un maximum de paramètres pour chaque expérience et ainsi éviter la répétition d'expériences pour l'obtention d'organes non initialement ciblés. - Optimisation des élevages : Nous éviterons la production d'animaux inutiles notamment en utilisant des animaux contrôle issus des mêmes portées que les animaux présentant les altérations souhaitées. Formation adéquate : Assurer une formation optimale des personnes manipulant les animaux afin de maîtriser les gestes techniques et minimiser le stress des animaux. La maîtrise technique permet de réduire la variabilité inter-individuelle et, par conséquent, le nombre d'animaux nécessaires pour confirmer statistiquement un effet biologique. Une prévision du nombre d’animaux total nécessaire par groupe est réalisée pour respecter le principe des 3R basée sur notre expérience au laboratoire, sur la littérature.
Raffinement
Les procédures seront réalisées dans des conditions optimales pour minimiser la douleur et la souffrance, avec l'utilisation systématique d'anesthésie et d'analgésie.Les animaux seront hébergés dans un environnement enrichi et leur bien-être surveillé régulièrement. Les souris seront hébergées par groupe de 6, dans des cages ventilées avec de l’enrichissement (maison rouge, coton pour nidification) pour réduire le stress des animaux et aucun nouvel animal ne sera introduit dans des groupes déjà formés. Lors de la mise sous régime des souris, la fréquence de change de la litière et de la cage est augmentée. L’utilisation de techniques non invasives, des produits anesthésiques et analgésiques optimaux, et la dextérité du personnel contribuent à réduire le stress des animaux durant l’expérimentation. La définition précise des points limites précoces associés à chaque procédure, ainsi qu’une surveillance pendant tout le protocole permettront de limiter l’apparition d’une souffrance ou d’une atteinte de l’état général de l’animal. Nous remplirons une feuille d'évaluation des points limites dans laquelle chacun des points critiques sera évalué de 0 (aucun signe) à 3 (signes graves de malaise). Si ces limites sont atteintes, diverses mesures seront prises. Exemple : Suite à une perte de poids supérieure à 10 %, du gel nutritif sera mis à disposition dans les cages et un suivi individuel plus fréquent sera fait pour voir si l'animal reprend ou maintient ce poids. Si la limite de 15 % de perte de poids est observée, l'animal sera exclu de l'expérience et il sera euthanasié. En cas d’atteinte d’un point limite de niveau 3 ou si le score total des points limites ≥6, les animaux seront sortis de l’étude et seront mis à mort.Concernant les modèles de chirurgie, le raffinement est crucial pour la survie et la réduction de la souffrance. Les souris sont maintenues dans un environnement sanitaire de haute protection pour garantir leur santé et la fiabilité des résultats. Nous utiliserons systématiquement des champs stériles, gants stériles et instruments autoclavés pour minimiser les risques d’infection post-opératoires. Nous utiliserons également des fils résorbables pour le plan musculaire et la peau, réduisant la nécessité de manipulation et le stress de retraits des sutures.Après chirurgie, les souris seront ensuite remises dans leur groupe social (si toutes les souris ont été opérées), et nous utiliserons des techniques de contention douces pour minimiser la douleur.
Choix des espèces
Pour étudier les dysfonctions cardiaques et la communication inter-organe, il est essentiel d'utiliser un modèle animal. C'est le seul moyen de reproduire de manière fidèle et globale les modifications métaboliques et immunitaires qui sous-tendent ces pathologies, ainsi que les symptômes observés chez l'humain. Les souris peuvent développer des pathologies telles que l’obésité, la MASH et les maladies cardio-vasculaires. La physiologie de leur cœur est très similaire à celle de l'humain, ce qui en fait un modèle fiable pour l'étude des maladies cardiaques. La souris est le modèle de mammifère dans lequel les modifications génétiques sont les plus simples à réaliser et pour lequel il existe déjà un grand nombre de lignées génétiquement modifiées. De plus, il existe une vaste base de données scientifiques sur cette espèce. Cela nous permet de croiser nos résultats avec la littérature existante et, par conséquent, de réduire le nombre d'animaux nécessaires à notre projet. Le régime MASHogène est un modèle de maladie chronique de l'adulte, souvent associée au syndrome métabolique, au vieillissement ou à des facteurs génétiques qui se manifestent pleinement à l'âge adulte. L'utilisation de souris adultes permet de : - Reproduire la physiopathologie humaine : Les souris juvéniles n'auraient pas le temps de développer les lésions hépatiques et les complications métaboliques (résistance à l'insuline, diabète, fibrose) caractéristiques de la MASH ou du syndrome métabolique. - Stabiliser le métabolisme : Le métabolisme des souris juvéniles est en pleine croissance et est extrêmement variable, ce qui compromettrait la fidélité du modèle. - Fonction cardiaque stable : Les mesures ECG et de pression artérielle sont destinées à évaluer une physiologie cardiaque mature ou des changements pathologiques. La fréquence cardiaque, la pression artérielle, et le développement cardiaque changent rapidement pendant la croissance. L'utilisation de souris adultes garantit un état de base stable pour les enregistrements télémétriques. - Récupération chirurgicale : Les souris adultes ont une meilleure capacité à gérer le stress chirurgical majeur et le long processus de récupération nécessaire. En résumé, nous utiliserons des souris adultes car elles sont les seules à remplir les critères de validité scientifique pour nos études
Evaluation de l’efficacité de nouvelles molécules thérapeutiques et études de nouvelles cibles thérapeutiques dans un modèle murin d’arthrite rhumatoïde
- Recherche fondamentale
- Système immunitaire
- Système musculosquelettique
1 800 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger à modéré. Une arthrite leur est déclenchée par injection, puis elles reçoivent jusqu'à 120 administrations de composés, subissent cinq prises de sang sur animal vigile et jusqu'à 45 mesures de leurs poignets et chevilles gonflés. La mise à mort sert à prélever articulations et organes pour l'analyse immunologique et histologique. Sur le remplacement, le porteur affirme qu'aucun modèle in vitro ni aucune modélisation informatique ne peut remplacer "l'animal entier" pour tester des molécules candidates, et qualifie ce test de "nécessaire" avant une phase clinique.
Objectifs
La polyarthrite rhumatoïde est une maladie auto-immune qui touche entre 0,5 et 1 % de la population adulte, avec une incidence constante à travers le monde. Si la maladie peut survenir à tout âge, elle apparaît généralement entre 30 et 50 ans. Elle est deux à trois fois plus fréquente chez les femmes que chez les hommes, une différence probablement en partie due à un effet des œstrogènes sur la fonction immunitaire. La polyarthrite rhumatoïde se manifeste au départ le plus souvent par un enraidissement douloureux et le gonflement de plusieurs articulations, généralement au niveau des poignets, des mains et des doigts. Par la suite, la maladie évolue sous la forme de poussées, entrecoupées de rémissions plus ou moins complètes. Au bout de plusieurs années d’évolution, la polyarthrite rhumatoïde finit par provoquer des déformations articulaires et des destructions des tendons. La chirurgie orthopédique est alors nécessaire pour réparer, et souvent remplacer les articulations par des prothèses. Ce projet a pour but d’étudier l'effet de nouvelles cibles thérapeutiques potentiellement inhibitrices de l’inflammation articulaire dans un modèle in vivo d'arthrite rhumatoïde. D'autre part ce projet a pour but d'étudier l'implication de différentes sous population de leucocytes dans un modèle d'arthrite chez des souris modifiées génétiquement pour avoir des gènes non fonctionnels. Ces modèles permettront d’évaluer l’implication de la sérotonine dans les érosions osseuses de la polyarthrite rhumatoïde et d’étudier les mécanismes de l’inflammation. Nous proposons 3 modèles d’induction de l’arthrite (CIA : collagen-Induced Arthritis, CAIA (Arthitomab : cocktail d’anticorps) et K/BxN). Le choix de l’un de ces 3 modèles se fera selon l’objectif de l’étude. Il y a 3 phases dans la maladie : la phase de tolérance (le système immunitaire fonctionne correctement), phase d’auto-immunité (le système immunitaire se trompe de cible) et phase effectrice (inflammation). Le modèle CIA étudie la perte de tolérance et l’auto immunité. Le modèle K/BxN étudie le passage de l’auto-immunité à l’inflammation et le modèle CAIA étudie la phase effectrice.
Bénéfices attendus
Ce projet a donc pour but d’étudier et de valider l’effet de nouvelles molécules thérapeutiques dans un modèle in vivo d’arthrite rhumatoïde. Les thérapies ciblées sont le plus souvent très bien tolérées mais elles réduisent les défenses immunitaires des patients. Le risque de rechute est important, avec la possibilité que les mêmes médicaments ne soient pas aussi efficaces par la suite. Notre projet de recherche se porte sur la sérotonine et sa potentielle implication dans l’érosion osseuse ainsi que l’autophagie, modulateur majeur de l’inflammation dans les pathologies articulaires. Les premiers résultats obtenus sont encourageant et doivent être approfondis, ce projet est la continuité du précédent projet clôturé.
Procédures
induction de la maladie: 2 administrations maximum selon le protocole (30 secondes max/souris). Prélèvements de sang : maximum 5 prélèvements (1 fois par semaine maximum, 30 secondes max/souris) sur animaux vigiles et un prélèvement de sang en terminal sous anesthésie gazeuse (30 secondes max/souris). Administrations de composés : maximum 120 administrations (30 secondes max/souris ; dans le cas de 2 administrations/jour pendant 60 jours). Mesures des poignets/chevilles (45 mesures max au cours des études, 1x/jour, 30 secondes max pour les 4 membres).
Impact sur les animaux
Ce modèle induit des douleurs inflammatoires à l'animal liées au développement de la pathologie. La douleur pourra générer une perte de poids. L’administration de traitement par injections répétées pourra provoquer de petits hématomes au niveau du site de la piqûre. La contention de l'animal ainsi que la piqure de l'aiguille pour l'injection des traitements entraînent une douleur légère, de courte durée (quelques secondes). Aucun effet ou nuisance inattendue n’a été observé sur le précédent projet clôturé. Les animaux OGM seront préalablement génotypés chez le fournisseur.
Devenir
Tous les animaux sont mis à mort afin d'effectuer des prélèvements qui permettront d’analyser différents paramètres immunologiques et histologiques.
Remplacement
Nous proposons dans ce projet de mettre en place un modèle d’inflammation, polyarthrite rhumatoïde, chez la souris afin de pouvoir tester in vivo l’efficacité de nouvelles thérapies dans le cadre d’une monothérapie ou d’une combinaison thérapeutique. Ces nouvelles thérapies sont en premier lieu testées et validées sur des lignées cellulaires afin de sélectionner les doses à appliquer in vivo pour l'étude d'efficacité. Cependant, les méthodes substitutives à l’expérimentation animale ne peuvent être utilisées ici puisque nous testons des molécules « candidat médicament », test nécessaire avant l’initiation d’une phase clinique. Aucun modèle expérimental in vitro ou aucune modélisation informatique n’est à même de remplacer l’animal entier pour étudier l’efficacité de molécules thérapeutiques et les interactions entre les différents acteurs cellulaires et moléculaires des réponses inflammatoires.
Réduction
Le nombre d’animaux utilisé sera réduit au minimum nécessaire pour obtenir des résultats pertinents, reproductibles et statistiquement significatifs évitant ainsi de refaire plusieurs fois les mêmes expérimentations. Les tests statistiques utilisés permettront soit de comparer 2 groupes indépendants entre eux en prenant en compte 1 variable ou bien de comparer 2 groupes indépendants entres eux en prenant en compte 2 variables. Le nombre d’animaux a été déterminé par une estimation de puissance statistique (10 animaux par groupe) visant à détecter une réduction cliniquement pertinente des scores de la maladie avec un risque alpha = 5% et une puissance de 80%, tout en respectant la réduction des 3R. Dans ces conditions, on s’attend à une diminution d’un score de la maladie d’environ 25-35%. Ce nombre garantit des résultats exploitables sans l’utilisation excessive d’animaux. Ce calcul est basé sur les résultats des études réalisées sur le précédent projet.
Raffinement
Les animaux sont observés quotidiennement afin de détecter tout signe de douleur et agir rapidement pour les limiter. Dès le début de l’étude, des croquettes non humidifiées avec de l’hydrogel seront disposés dans les cages. Si des animaux présentent des signes de souffrance au cours de l'étude, un analgésique sera administré et des croquettes humides seront ajoutés dans les cages. Des points limites suffisamment prédictifs et spécifiques au projet seront appliqués. Les mesures mises en place sur le projet précédent ont été efficaces (croquettes humides, hydrogel, pour pallier à la perte de poids) et seront maintenues dans ce nouveau projet.
Choix des espèces
Le choix de la souris pour la réalisation des expériences envisagées se justifie par des raisons d’ordre scientifiques, pratiques et éthiques : _ Nos modèles d'études ont été développés sur les souches de souris C57BL/6, BALB/c dont les génomes possèdent 99% de similitude avec le génome humain, et ne présentent aucun gène manquant ou supplémentaire pouvant modifier l’intensité de la réponse immunitaire attendue. _ La souris est un animal pour lequel les outils génétiques, les anticorps spécifiques permettent la caractérisation des réponses immunitaires au niveau cellulaire/moléculaire sont les plus développés. _ Manipulation, coût, animalerie disponible sur place, nombreuses publications avec des protocoles validés (Le modèle d’arthrite rhumatoïde est très bien décrit dans la littérature chez la souris). _ Le bien-être animal est suivi, contrôlé (suivi journalier avec des points limites établis) et justifié par un potentiel bénéfice sur la recherche pré-clinique. Les animaux sont utilisés au stade adulte (7 semaines minimum) afin de disposer d’un organisme avec un processus de développement terminé et dont le système immunitaire est mature.
Développement d’un protocole d’immunothérapie de l’endométriose
- Recherche fondamentale
- Système immunitaire
- Système urogénital
7 254 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, certaines pouvant recevoir jusqu'à sept administrations de traitement par semaine. Une partie subit une castration, puis une chirurgie d'implantation destinée à reproduire une endométriose, dont les lésions peuvent provoquer des douleurs abdominales pendant les 63 jours de la procédure. S'y ajoutent un prélèvement sanguin hebdomadaire et jusqu'à trois tests comportementaux par animal, dont un test d'hypersensibilité viscérale et une mesure de la capacité à faire son nid qui suppose quinze heures d'isolement. Le calcul d'effectif cité aboutit à dix souris par groupe pour des expériences reproduites deux fois, sans que le passage à 7 254 animaux soit expliqué.
Objectifs
Ce projet a un objectif principal : mettre au point un protocole d’immunothérapie de l’endométriose. Il permettra aussi de mieux comprendre l’importance de la composante immunitaire dans les mécanismes qui conduisent à l’endométriose.
Bénéfices attendus
L'endométriose est un trouble œstrogèno-dépendant fréquent chez les femmes en âge de procréer (10%). Cette pathologie se caractérise principalement par la présence de tissu endométrial à l'extérieur de l'utérus. Bien que les mécanismes qui conduisent à l’endométriose (pathogénèse) ne soit pas complètement décrits, on sait que le système immunitaire joue un rôle central dans son étiologie, sa pathophysiologie et les morbidités associées de douleur, d'infertilité. Il est maintenant admis que l'endométriose est une maladie inflammatoire chronique. Nous avons montré que cibler la réponse immunitaire peut diminuer l’installation et le développement des lésions. Nous avons identifié plusieurs médicaments en cours de développement dans des protocoles d’immunothérapie antitumorale qui pourraient permettre de moduler la réponse immunitaire et ainsi induire la disparition des lésions d’endométriose. L’objectif de ce projet est donc de developper un protocole de traitement et définir l’impact des traitements sur l’initiation et le développement des lésions d’endométriose, sur les cellules immunitaires et sur la douleur induite par l’implantation et le développement des lésions. Dans un deuxième temps et en fonction de toutes les premières observations, nous définirons les meilleurs protocoles d’administration de ces molécules dans le traitement de l’endométriose. Pour tout ce projet, nous utiliserons un modèle expérimental de référence déjà décrit dans la littérature et maîtrisé dans notre laboratoire. Globalement, ce projet permettra de contribuer à identifier les mécanismes cellulaires et moléculaires impliqués dans l’origine et le développement de l’endométriose. Ces mécanismes pourraient être exploités pour découvrir d’autres pistes thérapeutiques innovantes.
Procédures
Les animaux pourront subir : - Une castration, réalisée chez des animaux sous anesthésie générale (injection, 30 sec), opération qui dure moins de 10 min par souris -Chirurgie pour modélisation de l'endométriose sous anesthésie générale (injection 30 sec)- des administration de traitement (durée moins de 1 min) au maximum 7 fois par semaine - - des prélèvements veineux de sang - 1 min - au maximum 1 fois/semaine pendant la procédure -des tests comportementaux: test du niveau d'anxiété 10 minutes, une fois par semaine, test des comportements compulsifs: 30 minutes, une fois par semaine, test d'hypersensibilité, 5 minutes, une fois par semaine, test d'hypersensibilité viscerale, 5 minutes une fois par semaine, capacité à faire son nid (représentatif de la douleur) 15h d'isolement, une fois par semaine. Tous les animaux ne seront pas soumis à tous les tests comportementaux (pas plus de trois tests par animal).
Impact sur les animaux
Une partie des animaux subira une castration. Les animaux récupèrent parfaitement de cette opération. Cependant, la chirurgie peut induire des douleurs abdominales modérées post-opératoires (48 h maximum). Les injections réalisées aux animaux sont associées à des douleurs locales modérées et transitoires (moins de 5 minutes) au point d’injection. La croissance des lésions d’endométriose peut induire des douleurs abdominales pendant toute la durée de l'expérience (63 jours maximum). Ces douleurs potentielles seront évaluées quotidiennement par observation du comportement des souris dans les cages et avec des tests comportementaux. En cas de douleur, les souris recevront un analgésiant. De plus, un stress peut être généré chez l’animal par les manipulations répétées (contention lors des injections) (durée maximum 5 minutes). les injections hebdomadaires peuvent induire un stress transitoire lié à la contention, une douleur brève au point d’injection (5 minutes maximum) et, occasionnellement, une réaction inflammatoire locale modérée (24h maximum). Les effets systémiques attendus sont limités aux variations physiologiques liées à la stimulation hormonale, sans altération durable de l’état général lorsqu’elles sont administrées aux doses usuelles.
Devenir
Tous les animaux seront mis à mort à la fin de chaque procédure
Remplacement
Les réponses immunes dans l’endométriose sont complexes. Elles nécessitent l’implication de plusieurs types de cellules immunitaires qui agissent de manière coordonnée dans le temps (avec des cinétiques précises) et dans l’espace (l ésions, liquide péritonéal et ganglions lymphatiques drainant). Ces différentes étapes ne peuvent pas être mimées/reproduites in vitro.
Réduction
Une étude approfondie de la littérature a été réalisée. Elle nous a permis de choisir les modèles les mieux adaptés pour répondre à nos questions scientifiques mais aussi d’adapter le nombre minimal d’animaux nécessaires. Nous avons analysé les résultats déjà obtenus sur ce projet et nous avons réalisé un calcul d'effectif avecun logiciel qui aide à calculer le nombre minimum d’animaux nécessaires pour une expérience en se basant sur des études statistiques afin d’obtenir des résultats fiables tout en évitant d’en utiliser plus que nécessaire. Ce calcul nous a donné une valeurs de 10 souris par groupe Les expériences seront reproduites 2 fois (5 souris par groupe et par expérience). Un maximum d’étude sera réalisé sur le même animal.
Raffinement
Toutes les procédures seront réalisées par du personnel formé à l'expérimentation animale et détenteur du diplôme de chirurgie expérimentale quand cela le nécessite (ovariectomie, castration). Lors de la réalisation des procédures, des précautions et mesures adaptées seront prises pour réduire au mieux le stress et la souffrance des animaux. Afin de limiter les risques d'infection des animaux, les animaux seront placés dans des cages placées sur portoir ventilé et les expérimentateurs seront munis de protection personnelle (combinaison, masque, charlotte, surchaussures, gants). L’environnement de toutes les cages sera enrichi (matériel permettant la nidification, rouleaux en carton) et de la nourriture/eau gélifiée rajoutée dans la cage si nous notons que les souris perdent du poids sans que les points limites ne soient atteints. Du sérum physiologique tiédi pourra être injecté en cas de déshydratation. Une molécule permettant l'anesthésie locale sera administrée en intradermique au point d'incision pour limiter la douleur. Durant l’opération du gel oculaire sera appliqué afin d’éviter tout dessèchement de la cornée. Durant et après la chirurgie, les animaux sont placés sur un tapis chauffant afin de limiter l’hypothermie et ce jusqu’à leur réveil. En péri-opératoire (avant et après la chirurgie), les animaux seront analgésiés pendant 24 heures (injection intraveineuse d'une molécule analgésique). Une surveillance accrue pendant les 3 jours post-chirurgie sera réalisée afin de détecter tout signe de douleur et de détresse. Des points limites spécifiques ont été établis et sont décrits pour chaque procédure. S’ils devaient être atteints, les animaux seront mis à mort.
Choix des espèces
Les acteurs de la réponse immunitaire chez la souris sont très similaires à ceux de l'Homme. A ce jour, la souris représente le meilleur modèle animal pour étudier la réponse immunitaire qui est une réponse intégrée dans le temps (précoce avec la réponse immunitaire innée, plus tardive avec la réponse immunitaire adaptative) et dans l'espace (sur le site d’implantation des lésions ou dans les organes lymphoïdes). Les souris seront utilisées entre 6 et 12 semaines d’âge correspondant à un système immunitaire fonctionnel
Effets de nanocorps-Fc ciblant un récepteur de l’immunité sur la réponse immunitaire anti-tuberculeuse dans le modèle murin
- Recherche fondamentale
- Système immunitaire
1 290 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dont 1 176 dans des procédures impliquant un niveau de souffrance sévère. Elles sont infectées par la tuberculose au moyen d'un dispositif d'inhalation, séance qui peut durer 45 minutes, puis reçoivent six injections de nanocorps sur quatorze jours et quatre antibiotiques par voie orale chaque jour pendant la même période. L'infection peut provoquer perte de poids, perte de pelage, isolement social et difficultés respiratoires, effets que le porteur classe lui-même en intensité sévère. Il affirme utiliser une dose faible et une souche peu virulente afin de "minimiser l'intensité des symptômes", alors que 1 176 des 1 290 souris sont déclarées en souffrance sévère.
Objectifs
Causant près de 2 millions de décès par an, la tuberculose représente la première cause de décès dans le monde par maladie infectieuse, et constitue ainsi un enjeu majeur de santé publique. Cette maladie infectieuse peut causer une importante inflammation des poumons pouvant les détruire. Les antibiotiques habituellement utilisés pour traiter la tuberculose ciblent la bactérie causant l’infection, mais n’agissent pas sur l’inflammation. Notre équipe a montré qu’un récepteur de notre système immunitaire régule l’inflammation dans les poumons de souris infectées par la tuberculose. Ainsi, cibler ce récepteur pourrait être utile pour favoriser la réponse immunitaire anti-tuberculeuse et limiter l’inflammation pulmonaire, en conjonction avec les traitements antibiotiques. A partir de libraries d’anticorps, nous avons sélectionné 4 anticorps de petite taille (appelés nanocorps) ciblant spécifiquement le récepteur immunitaire d’intêret, qui ont été modifiés afin d’augmenter leur effet biologique. Au total, nous disposons de 8 nanocorps ciblant notre récepteur d’intérêt. L’objectif de ce projet est d’évaluer si ces nanocorps sont capables de diminuer la charge bactérienne et l’inflammation pulmonaire chez des souris susceptibles à l’infection par la tuberculose, et ainsi être utilisés dans le futur comme des traitements contre cette maladie infectieuse dévastatrice.
Bénéfices attendus
Les bénéfices directs attendus du projet sont, à court terme, de mieux comprendre le rôle joué par notre récepteur immunitaire d’intérêt dans l’immunité anti-tuberculeuse, et à long terme, de générer de nouveaux traitements pour la tuberculose. Cette approche s’inscrit parmi les priorités de recherche 2025 de l’ANRS Maladies Infectieuses Emergentes (« nouvelles approches thérapeutiques pour la tuberculose »), et dans l’objectif de l’Organisation Mondiale de la Santé de mettre fin à la tuberculose d’ici 2030. Ce projet ouvre également des perspectives pour évaluer l’intérêt de nos nanocorps dans d’autres maladies impliquant notre récepteur immunitaire d’intérêt, notamment des maladies auto-immunes telles que la polyarthrite rhumatoïde ou les maladies inflammatoires chroniques intestinales. L’effet des nanocorps dans ces maladies inflammatoires sera étudié dans le cadre d’autres projets.
Procédures
- Infection par la tuberculose : La bactérie est administrée par voie inhalée à des animaux vigiles une fois en début d’expérience. Le procédé prend au maximum 45 minutes. - Injections de nanocorps : A partir du 7e jour d’infection, les souris recevront un nanocorps d’intérêt par injection, 3 fois par semaine pendant 14 jours (soit 6 injections au total). Le geste sera réalisé sur animal vigile, et l’injection dure environ 10 secondes par souris. - Administration d’antibiotiques anti-tuberculeux : A partir du 7e jour d’infection, les souris recevront 4 antibiotiques par voie orale, en 2 fois (un premier antibiotique d’abord, puis une heure après, les 3 autres antibiotiques ensemble), tous les jours pendant 14 jours. Les souris seront vigiles, et chaque administration dure environ 10 secondes par souris.
Impact sur les animaux
L’infection à la tuberculose peut causer un stress aux souris. Cette nuisance est jugée d’intensité légère. Lorsque l’infection se développe, elle peut causer des symptômes aux souris, tels que la perte de poids ou de pelage, l’isolement social ainsi que des difficultés respiratoires. Ces nuisances sont jugées d’intensité sévère, et seront surveillées de près. Un stress et une douleur liées aux injections de nanocorps sont attendus (nuisances d’intensité légère). De manière très rare, il pourrait aussi survenir une inflammation locale, voire une augmentation de volume de l’abdomen (nuisances d’intensité sévère). Enfin, en ce qui concerne le traitement antibiotique anti-tuberculeux, un stress lié à l’administration orale (nuisance d’intensité légère) est attendu. De manière très rare, il pourrait aussi survenir des effets indésirables médicamenteux (notamment des diarrhées pouvant entraîner une moins bonne hydratation et prise alimentaire ; nuisances d’intensité modérée).
Devenir
Tous les animaux seront mis à mort à l'issue de chaque procédure car le poumon doit être analysé comme point final.
Remplacement
Nous étudions l'impact de la modulation d’un récépteur immunitaire sur la réponse immunitaire anti-tuberculeuse. Pour étudier la réponse immunitaire, il existe des modèles cellulaires de laboratoire que nous utiliserons pour étudier l’effet de nos nanocorps avant de réaliser les expériences sur des souris infectées. Néanmoins, les réactions induites in vivo en réponse à un pathogène ou un traitement ne sont que partiellement, voire pas du tout, prévisibles par les modèles cellulaires in vitro. En particulier, le modèle souris permet d’accéder à la mise en place d'une réponse immunitaire dans un système intégré, et à des informations que ne peuvent pas nous délivrer des cellules isolées en culture, ou des structures multicellulaires artificielles de type « organoïde ».
Réduction
Afin de s’inscrire dans la logique de réduction, nous avons intégré 4 étapes dans notre raisonnement. Tout d’abord, les expériences réalisées font suite à des étapes préalables de validation dans des modèles cellulaires ayant montré un effet des nanocorps et une absence de toxicité in vitro. Ainsi les expériences proposées seront réalisées au stade où les méthodes alternatives à l’expérimentation animale auront été exploitées, et s’avèreront suffisamment prometteuses pour utiliser le modèle intégré murin. Ensuite, certaines étapes de nos projets pourront être suivies de décisions de poursuite ou d’arrêt en fonction des promesses offertes par les résultats. Ces décisions sont ainsi susceptibles de réduire le nombre final d’animaux utilisés. Par exemple, si nous observons une toxicité avec un nanocorps particulier, celui-ci ne sera pas utilisé dans la suite du projet. De même, seuls les nanocorps montrant un effet biologique significatif continueront la suite des études. En outre, nous disposons d’une expertise dans les thérapies ciblant l’hôte et l’étude de leurs effets immunologiques en modèles murins. Ceci nous a permis de développer des approches expérimentales permettant d’analyser sur un même lot d’animaux, des paramètres qui étaient avant mesurés sur des lots d’animaux séparés. Ainsi, nous pourrons réaliser sur le même échantillon pulmonaire à la fois la mesure de charges bactériennes et de l’ensemble de l’immunité. Ceci permet également une réduction du nombre total d’animaux utilisés. Enfin, le nombre d’animaux utilisés par groupe a été défini comme le nombre minimum nécessaire pour être en mesure de mettre en évidence une différence statistiquement significative sur les paramètres étudiés. Ce nombre minimal par groupe a été calculé en utilisant un logiciel spécifique dédié à l’expérimentation animale.
Raffinement
Afin de minimiser le risque d’infection cutanée, une désinfection du site d’injection sera réalisée préalablement à l’injection des nanocorps. Dans les jours post-injection, nous serons particulièrement attentifs à la survenue éventuelle de plaies, rougeur, chaleur, écoulement, et à l’état général de l’animal. En ce qui concerne l’infection de souris à la tuberculose, un soin particulier sera porté afin de réduire le stress de chaque animal préalablement à l’infection. Les animaux seront placés dans le dispositif d’inhalation par des opérateurs expérimentés, et attentivement surveillés pendant l’infection. Nous utiliserons une dose faible et une souche peu virulente de tuberculose afin de minimiser l’intensité des symptômes et la gravité de la maladie. Post-infection, nous surveillerons quotidiennement la survenue de signes respiratoires et l’état général de l’animal. Les antibiotiques anti-tuberculeux seront administrés aux souris aux doses pharmacologiquement validées, à un débit lent et régulier. Il est attendu que ces antibiotiques aient un effet bénéfique et réduisent l’intensité des symptômes de tuberculose chez les souris infectées. La survenue éventuelle d’effets indésirables sous antibiotiques sera attentivement surveillée, notamment le risque de diarrhée, de moins bonne prise hydrique et alimentaire, de déshydratation. En cas de diarrhées, la nourriture sera pré-hydratée pour favoriser la prise alimentaire, et l’eau de boisson pourra être supplémentée avec du sucre pour favoriser la prise hydrique. En cas de déshydratation, une réhydratation orale ou par injection pourra être pratiquée.
Choix des espèces
Il existe de nombreux modèles de tuberculose chez l'animal : du primate non-humain au poisson zèbre en passant par les rongeurs. Nous utilisons la souris car ce modèle est prédictif de ce qui se passe chez l'homme en termes d'immunité et de pathologie. Nous n’utiliserons pour ce projet que des souris adultes âgées entre 6 et 12 semaines au début des procédures. En effet, à ce stade de développement, les souris ont un système immunitaire suffisamment mature.