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
Elevage de lignées murines présentant une inflammation chronique
- Maintien des lignées génétiquement modifiées
- Recherche fondamentale
- Oncologie
- Système endocrinien
- Système immunitaire
Aucun animal porteur du phénotype dommageable n'est gardé au-delà de vingt semaines, et tout individu atteignant un point limite est tué aussitôt. 2 880 souris vont être utilisées dans cet élevage de lignées à inflammation chronique, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, toutes tuées à la fin. Le phénotype produit une mort prématurée, un poids réduit et des difficultés respiratoires, et les souris qui ne l'expriment pas rejoignent les groupes témoins. L'élevage alimente un projet sur le métabolisme des lipides dans le syndrome d'Aicardi-Goutières, et le porteur écrit que les animaux développeront une inflammation chronique vers vingt semaines tout en affirmant que les conditions d'élevage seront adaptées pour qu'ils ne développent pas de symptômes.
Objectifs
L’objectif de ce projet est d’élever des animaux spécialement conçus pour nos expériences scientifiques. Grâce à ces expériences, nous cherchons à comprendre comment le métabolisme des lipides influence certaines maladies inflammatoires chroniques (ici par exemple le syndrome d'Aicardi-Goutières).
Bénéfices attendus
Ce projet permettra de découvrir des solutions thérapeutiques pour alléger les symptômes présents chez les patients souffrant d’inflammation chronique.
Procédures
Les animaux développeront aux alentours de 20 semaines d'âge une inflammation chronique liée à leur phénotype dommageable.
Impact sur les animaux
Les nuisances liées à l'inflammation chronique dans ces modèles sont une mort prématurée, un poids réduit et des difficultés respiratoires. Les animaux ne seront pas maintenus plus de 20 semaines, les conditions d'élevage seront donc adaptées pour qu'ils ne dévellopent pas de symptômes.
Devenir
Les animaux issus de l'élevage seront soit utilisés pour renouveler les accouplements soit utilisés pour les expérimentations dans le cadre d'une utilisation continue sur site. Les animaux ne présentant pas le phénotype dommageable seront intégrés dans les groupes "contrôles". Tous les animaux seront utilisés. A la fin, ils seront tous euthanasiés.
Remplacement
L'objectif du projet scientifique associé à ces élévages nécessite l'utilisation de modèles animaux. Les méthodes substitutives notamment l'utilisation de modèle in vitro ne permet pas d'étudier la communication inter-organes.
Réduction
Afin de réduire le biais associé au sexe, des groupes équivalents d’animaux des deux sexes seront utilisés dans les protocoles expérimentaux proposés. Tous les animaux issus des accouplements seront conservés pour l'expérimentation.
Raffinement
Toutes les mesures susceptibles de prévenir tout effet impactant le bien être des individus seront mise en oeuvre durant la durée du projet. Les animaux seront sous surveillance quotidienne. Des points limites ont été établis afin de pouvoir surveiller au plus près les altérations dues à la délétion génétique dommageable. Les animaux manifestant au moins un des points limites identifiés seront systématiquement euthanasiés. De plus les besoins sociaux et biologiques des modèles murins sont bien connus et parfaitement maîtrisés, permettant de minimiser tout effet indésirable, douleur, souffrance ou tout dommage durable. De fait, afin de combler les besoins physiologiques et comportementaux des animaux, les animaux seront placés en cage 3 individus (trio d'accouplements) avec pour enrichissement une maisonnette en carton et du coton pour la nidification. Les animaux avec un phénotype dommageable ne seront pas gardés en vie au delà de 20 semaines d'âge.
Choix des espèces
Les modèles murins, sont les plus utilisés dans les procédures expérimentales visant à étudier l’immunité et le métabolisme et en particulier l’impact de régimes alimentaires spécifiques sur les processus biologiques. La communauté scientifique bénéficie d’un large éventail de modèles génétiquement modifiés permettant l’obtention de résultats robustes et des comparaisons avec d’autres études préalables. Les animaux seront utilisées pour l'élevage, les animaux seront donc mis en accouplement entre 7 et 8 semaines et les animaux à phénotype dommageable seront maintenus en accouplements pour une durée maximale de 12 à 13 semaines ( âge maximum des animaux 20 semaines).
Comprendre le rôle de l’histone variant H2A.X dans le processus mnésique et son ciblage contre la maladie d’Alzheimer
- Recherche fondamentale
- Éthologie / comportement / biologie animale
- Oncologie
- Système immunitaire
- Système nerveux
Pour savoir si la réparation de l'ADN dans les neurones commande la mémoire et si elle peut être ciblée contre la maladie d'Alzheimer, 1 368 souris vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, toutes tuées pour prélever des organes et alimenter une biobanque. 1 152 d'entre elles subissent une chirurgie cérébrale de moins de 40 minutes, 360 une infection chronique dont la phase d'invasion provoque un syndrome fébrile de sept jours, et 216 des injections hebdomadaires pendant treize semaines. Toutes passent des tests cognitifs sur quinze jours, dont un labyrinthe de Barnes qui impose un hébergement individuel, et le porteur fixe la mise à mort à deux signes de souffrance parmi perte de poids supérieure à 20 %, déshydratation, léthargie et absence de toilettage. Les bénéfices annoncés restent de l'ordre de "mieux cerner la stratégie thérapeutique de demain", quand la fièvre, les chirurgies et l'isolement sont déjà programmés.
Objectifs
Des modifications épigénétiques notamment liées aux dommages causés à l'ADN jouent un rôle majeur dans les mécanismes liés à l'apprentissage et la mémoire. Dans ce cas, les dommages sont transitoires et efficacement réparés par des mécanismes encore mal compris dans les neurones. Des dérégulations de ces processus épigénétiques, qui aboutissent à leur signalisation chronique contribuent directement aux troubles mnésiques dans la maladie d'Alzheimer (AD), ainsi qu'au cours d'infections. Le projet a pour objectifs de déterminer l’importance de la détection ou de la réparation des dommages dans les processus mnésiques et comportementaux normaux, ainsi que dans le processus de neurodégénérescence liée à l'AD. L'étude utilisera un modèle trangénique entrainant les symptômes de la maladie d'Alzheimer, et l'infection subclinique ou l'expression combinée avec un modèle transgénique permettant de modifier le processus épigénétique dans des régions cérébrales d'intérêt.
Bénéfices attendus
Comprendre l'impact d'infections latentes communes (de seroprevalence 30-70% chez l'humain et qui augmente avec l'âge) sur la réponse au traitement contre la maladie d'Alzheimer est un enjeu clé pour mieux définir les stratégies thérapeutiques futures. Comprendre par quels mécanismes le senseur épigénétique contribue au processus mnésiques et à leurs altérations et évaluer par preuve de concept son potentiel thérapeutique contre la maladie d'Alzheimer permettront de mieux cerner ensuite la stratégie thérapeutique de demain concernant sa manipulation.
Procédures
Les interventions concerneront: i) des injections répétées hebdomadairement pendant 13 semaines, sur animaux vigiles (216 souris, chaque injection prend quelques secondes); ii) une infection chronique réalisée par une seule injection de l'agent infectieux, dont la phase d'invasion peut engendrer un syndrome fébrile d'une durée de 7 jours, avant de devenir asymptomatique (360 souris, une injection de quelques secondes); iii) un type de chirurgies sous anesthésie générale de moins de 40 minutes par animal ( 1152 animaux, 40 minutes); iv) une évaluation comportementale de l'anxiété et de l'activité locomotrice (une seule session de 10 minutes par animal), des processus cognitifs ( toutes les souris (1368), sur 15 jours au total, tests d'objets (3 sessions chacune de 10 minutes d'exploration libre sur 2 jours par animal), test d'apprentissage et de mémoire spatiale (chaque souris testée une fois pendant 7 jours consécutifs, à raison de 3 essais d'exploration libre sur la table de 3 minutes maximum (selon la performance de l'animal) chacun par jour)), v)un prélèvement sanguin à la veine caudale pour test sérologique (360 animaux, quelques secondes).
Impact sur les animaux
Dans le cas d'infection, les animaux présentent un syndrome fébrile qui peut durer jusqu'à 7 jours et peut entraîner une perte de poids, et de l'anxiété. Les chirurgies peuvent parfois entrainer une angoisse ou une prostration pendant les 48 premières heures post-chirurgie. Seul durant la semaine de labyrinthe de Barnes, où les souris doivent être hébergées individuellement, des mesures d'enrichissiment du milieu et de nidification sont renforcées pour limiter l'anxiété potentielle, et l'isolement est limité à 14 jours maximum.
Devenir
A l'issue des 3 procédures, les 1368 souris seront euthanasiées par anesthésie profonde et irréversible, afin de réaliser le prélèvement d'échantillons d'organes, pour réaliser des analyses biochimiques, cellulaires ou moléculaires ou réaliser une biobanque.
Remplacement
Le recours à l’expérimentation animale dans le cadre de cette étude intervient après de nombreuses études in vitro utilisant des modèles cellulaires qui ont démontré l’impact de facteurs produits par des pathogènes et de l’inflammation sur l’activation des cascades conduisant aux dommages de l’ADN. Le principe de remplacement n’est pas applicable à ce projet car ces études in vitro ne permettent pas d’étudier l’importance des manipulations proposées sur le comportement et la cognition. De plus, seule l'utilisation de l'animal permet d'étudier la coordination des différentes régions du cerveau entre elles. Par conséquent les études in vitro ne permettent pas l’obtention de résultats scientifiques exploitables et pertinents de la pathologie humaine.
Réduction
Les expériences sont organisées de manière à réduire au maximum le nombre d’animaux, tout en permettant une analyse statistique valide des résultats. Des études sur des modèles animaux similaires ont montré que des groupes de 15 animaux par expérience comportementale étaient nécessaires lors d'infection et de 12 dans le groupe non infecté. En outre, un même groupe d'animaux pourra être utilisé pour plusieurs tests comportementaux et nous reproduirons chaque expérience 2 fois de manière indépendante. La variabilité interindividuelle ne nous permet pas de diminuer davantage le nombre d’animaux par groupe pour obtenir des résultats interprêtables.
Raffinement
Les conditions d’expérimentation font l’objet d’une procédure de suivi du bien être animal. Les animaux seront suivis quotidiennement à l’initiation du modèle. Un animal sera euthanasié s’il atteint un point limite caractérisé par l'atteinte d'au moins deux des 4 signes de souffrance décrits dans la section dédiée. Ces signes, nous les avons défini en accord avec le comité local de suivi du bien-être animal pour limiter la douleur, la souffrance ou l’angoisse de l’animal. Ces signes sont: perte de poids >20% du poids initial, déshydratation, léthargie, absence de toilettage. Les souris sont préalablement familiarisées avec le gel diet dans les jours précédant une chirurgie ou l'infection, ce qui optimise leur convalescence. Les chirurgies seront menées sous anesthésie générale accompagnée d'une analgésie opiacée en périopératoire et maintenue pendant 48h en post-opératoire. Des mesures seront prises pour limiter l’anxiété et l’impact environnemental sur les souris (amélioration de l'enrichissement par de petites maisonnettes, tubes en carton et bâtons de bois à ronger, et ajouts de coton pour la confection de nids) . Une surveillance journalière, par observation directe de l'attitude des souris dans la cage et leur pesée, par le personnel animalier ou expérimentateur permettra de déterminer l’éventuelle souffrance des animaux (comme précisé pour chacune des expériences). Enfin, les tests comportementaux sont choisis et menés en respectant les besoins écologiques des modèles: la recherche spatiale est motivée par récompense positive, les souris sont acclimatés à tous les tests et habituées aux dispositifs au moins une semaine avant chaque test. Les test ne requièrent que mobilité, exploration d'objets.
Choix des espèces
La souris offre la possibilité de développer de nombreux modèles mimant les pathologies humaines. La souris est l’hôte naturel de l'agent infectieux que nous étudions, ce qui nous permettra d’étudier les mécanismes physiopathologiques de la réponse aux dommages dans l'ADN des neurones dans le cadre d’une infection pertinente. De plus, notre projet de recherche est basé sur l’utilisation des animaux génétiquement modifiés ( modèles exprimant les protéines humaines responsable de la pathologie Alzheimer). Aucune autre espèce d’animaux pour ces modifications géniques n’est disponible. Il est également important de souligner que nous disposons chez la souris d’outils précieux (anticorps monoclonaux, plasmides, etc …) qui sont indispensables pour comprendre les mécanismes cellulaires et moléculaires impliqués. Seuls des animaux adultes d'âge supérieur à 6 semaines seront utilisés. Les recherches s'intéressent à l'impact de manipulations sur un système nerveux central mature et adulte, avec un impact de l'âge.
Etude des réponses immunitaires et de la diminution de l’infection chez des souris vaccinées contre Besnoitia besnoiti
- Recherche fondamentale
- Système immunitaire
73 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Sur animal vigile, chacune subit quatre prises de sang, quatre pesées, deux ou trois instillations nasales et parfois une ou deux injections intradermiques, certaines étant identifiées au poinçon à l'oreille. Le vaccin testé vise les bovins, chez qui la besnoitiose provoque infertilité, atteintes cutanées et jusqu'à 10 % de mortalité dans les troupeaux, et le porteur reconnaît qu'aucun modèle animal, bovins compris, ne reproduit la maladie. Pour le remplacement, il écrit en une phrase qu'aucun modèle ne reproduit la complexité du système immunitaire.
Objectifs
La besnoitiose, causée par le parasite unicellulaire Besnoitia besnoiti (B. besnoiti), représente une menace significative pour l’élevage bovin. Cette maladie entraîne des conséquences graves telles que l’infertilité, des atteintes cutanées, une perte de poids et une mortalité jusqu’à 10% au sein des troupeaux. Maladie ré-émergente en Europe, la besnoitiose progresse du sud vers le nord en France. Les parasites présents dans la peau peuvent être transmis par l’intermédiaire d’insectes ou d’aiguilles avec une progression jusqu’à 20% de nouveaux animaux infectés par an dans les troupeaux touchés. Une transmission par ingestion de parasites présents dans l’environnement sous forme d’oocystes est également suspectée. Aucun traitement curatif n’est disponible en Europe et les moyens de lutte sont limités au dépistage et à l’élimination des animaux malades ou à l’application d’insecticides. Le développement d’un vaccin efficace offrirait aux éleveurs une meilleure stratégie de contrôle de cette maladie. Le but de ce projet est d’évaluer l’immunogénicité et l’efficacité d’un vaccin sous-unitaire à administration nasale et dermique contre la besnoitiose. Ce vaccin est constitué de protéines et de glycolipides de B. besnoiti associés à un muco-excipient à base d’amidon. Les souris seront immunisées par voie nasale seule ou par voie nasale puis par voie intradermique afin de déterminer la meilleure stratégie d’administration pour déclencher une réponse immunitaire optimale, tant systémique que locale (cutanée). En effet, la voie nasale d’administration du vaccin devrait déclencher une réponse immunitaire muqueuse, notamment du système respiratoire et de l’intestin, permettant une protection contre une infection orale. Cependant, il n’est pas certain que cette voie d’administration déclenche une réponse immunitaire protectrice contre une infection cutanée. Dans ce cas, une administration intradermique pourrait être nécessaire. Au total, 73 souris adultes seront nécessaires. Puisque le remplacement par des méthodes in vitro n'est pas envisageable en raison de la complexité du système immunitaire et de la nécessité d'étudier l'ensemble de ses réponses, le nombre de souris a été réduit au minimum requis pour obtenir des résultats significatifs. Les souris seront hébergées conformément aux directives européennes, avec un enrichissement (cachette, matériaux à ronger, renforcement positif alimentaire). Toute médication interférant avec la réponse immunitaire est proscrite.
Bénéfices attendus
Les bénéfices attendus sont la mise en évidence du développement d’une immunité protectrice contre Besnoitia besnoiti associée à un effet protecteur contre une infection par le parasite. Ces résultats sont essentiels pour envisager une vaccination de bovins, cibles du vaccin anti-besnoitiose.
Procédures
Les animaux vigiles subiront 4 prises de sang et 4 pesées à 2 semaines d’intervalle et recevront 2 ou 3 instillations par voie nasale à 2 semaines d’intervalle. Certains animaux seront soumis à 1 ou 2 administrations intradermiques à deux semaines d’intervalle et certains animaux seront identifiés une fois à l'oreille. Chacune de ces interventions dure moins d’une minute.
Impact sur les animaux
La contention nécessaire pour les administrations nasales et intradermiques ainsi que pour les prises de sang peut engendrer du stress. L’identification des animaux par poinçon à l’oreille peut entrainer une douleur locale temporaire. Les prises de sang peuvent entrainer un hématome ainsi qu’une douleur localisée temporaire. L’injection intradermique peut entrainer une douleur locale temporaire. L’administration du vaccin peut entraîner une inflammation.
Devenir
Les animaux seront mis à mort afin d'étudier les réponses immunitaires cellulaires induites par les différentes formulations vaccinales, de déterminer la capacité du parasite à se multiplier in vivo et de déterminer la protection induite par la vaccination en terme de réduction de la charge parasitaire.
Remplacement
Il n'existe actuellement aucun modèle de remplacement capable de reproduire la complexité du système immunitaire et d'étudier l'ensemble des réponses immunitaires suite à une vaccination.
Réduction
Le nombre d’animaux est calculé au plus juste à l’aide d’outils statistiques en s’appuyant sur les données de la littérature et l’expérience acquise sur des projets de vaccination contre des parasites de la même famille. Les analyses statistiques seront faites sur les dosages des molécules produites par les cellules du système immunitaire et sur le nombre de parasites.
Raffinement
Les souris seront hébergées en accord avec les directives européennes sur des portoirs ventilés à raison de 4 maximum par cage, dans un environnement enrichi permanent (de type igloo pour se cacher) ou ponctuel (de type carré en cellulose pouvant être dépouillé pour la confection d’un nid) après chaque procédure. Une habituation à la prise en main sera réalisée avant le début du protocole. Un renforcement positif sous forme de récompense alimentaire (par exemple : rondelle de banane séchée, popcorn…) sera appliqué après chaque utilisation d’aiguille. Les responsables du projet ont l’habitude de pratiquer les procédures mises en place. Des points limites sont déterminés en vue de mettre fin à d'éventuelles souffrances.
Choix des espèces
Les rares essais d’infection expérimentale par Besnoitia besnoiti sont peu concluants puisqu’aucun modèle animal, même chez les bovins, ne permet de reproduire la pathologie. De plus, le parasite n’est pas détecté chez tous les individus infectés lors d’une même expérience. Le choix de la souris peut se justifier par le fait que Besnoitia besnoiti a déjà été détecté chez la souris sauvage, que les parasites ont été localisés dans la cavité péritonéale et les organes internes après infection intrapéritonéale de souris et que les parasites présentaient la même morphologie chez des souris expérimentalement infectées que chez des bovins naturellement infectés. Animaux adultes. Cette expérience ne nécessite pas un stade de développement particulier.
Anse intestinale chez la souris pour évaluer l’entrée des particules vaccinales dans le cadre de la vaccination muqueuse
- Recherche fondamentale
- Système gastrointestinal
- Système immunitaire
Mises à jeun, anesthésiées, ouvertes au niveau de l'intestin pendant vingt minutes, 436 souris sont réveillées sous anti-douleur puis maintenues en vie six heures au maximum. Les procédures relèvent d'un niveau de souffrance modéré, et une partie des souris génétiquement modifiées subit en plus une biopsie de l'oreille pour être identifiée. Le porteur justifie le recours aux animaux par des modèles de tissus respiratoires reconstitués qui ne reproduisent ni la structure complète ni le microbiote, alors que le projet porte sur la muqueuse intestinale, et il annonce en une ligne que l'étude "permettra de développer des vaccins par voie orale plus efficaces". Toutes sont tuées au terme des six heures, le temps de prélever l'anse intestinale et d'y chercher les particules vaccinales.
Objectifs
Développer des vaccins plus efficaces contre les infections intestinales est un enjeu majeur dans le domaine de la vaccination. La vaccination par voie orale est une stratégie prometteuse pour avoir des réponses vaccinales protectrices plus efficaces contres les pathogènes bactériens ou viraux intestinaux. Un des point clé est de mieux comprendre l'entrée des particules vaccinales au niveau de la muqueuse intestinale et d'essayer d'ameliorer leur entrée avec differentes stratégies de type vecteur ou en modificant le microbiote localement. Le modèle de l'anse intestinale est le modèle idéal pour caractériser l'entrée des particules vaccinales dans des conditions physiologiques.
Bénéfices attendus
Ce projet permettra de développer des vaccins par voie orale plus efficaces.
Procédures
Les souris seront anesthesiées et elles subiront une intervention chirurgicale au niveau de l'intestin qui dure 20 min. Les souris resteront sur un tapis chauffant durant toute l'intervention et jusqu'à leur réveil. Les souris pourront être maintenues en vie au maximum 6 heures après l'intervention et elles recevront des anti-douleurs. La même intervention sera réalisée sur des souris modifiées mais sans que ça n'amène de souffrance. Ces souris pourront subir une petite biopsie à l'oreille sous anesthesie plusieurs semaines avant l'intervention (durée 1 minute) ou les selles seront prélévées (durée 20 min), afin de les identifier génétiquement.
Impact sur les animaux
Avant la chirurgie, les souris seront mises à jeun. Après la chirurgie, les souris pourront ressentir des douleurs au niveau du ventre mais un anti-douleur sera administré. Pour les souris modifiées, celles-ci pourront ressentir une petite douleur à l'oreille après la biopsie.
Devenir
Afin d'analyser l'entrée des particules vaccinales dans la muqueuse intestinale, il faut prélever l'anse intestinale après la mise à mort. Ainsi tous les animaux seront mis à mort à la fin de la procédure.
Remplacement
Le passage des antigènes dans la muqueuse est préalablement étudié dans des modèles de tissus respiratoires reproduits en laboratoire. Cependant, ces modèles ne reproduisent pas complètement les conditions physiologiques notamment parce qu'il n'y a pas la structure complète des tissus permettant de générer des réponses immunitaires et il n'y a pas non plus de microbiote.
Réduction
En se basant sur notre experience de cette technique chirurgicale, les expériences seront optimisées pour réduire le nombre d'animaux au minimum. Des tests statistiques seront utilisés pour déterminer les différences dans l'entrée des particules vaccinales.
Raffinement
Les souris seront sous anesthesie durant la chirurgie et un anti-douleur sera administré afin que le réveil ne soit pas trop douloureux. Des point limites ont été mis en place et seront appliqués après la chirurgie.
Choix des espèces
La souris est le modèle de predilection pour étudier le système immunitaire humain car il ressemble beaucoup au sytème immunitaire humain. De plus, ce modèle animal est parmi les plus aisé à manipuler. Seules des souris adultes de plus de 7 semaines seront utilisées car elles ont un système immunitaire mature. Des souris transgéniques adultes seront aussi utilisées pour déterminer l'impact de certains facteurs immunitaires sur l'entrée des particules vaccinales dans la muqueuse.
Étude des altérations visuelles dans un modèle murin d’AVC ischémique.
- Recherche appliquée
- Troubles nerveux
- Recherche fondamentale
- Biologie du développement
- Oncologie
- Organes sensoriels
- Système immunitaire
- Système nerveux
2 000 souris vont être utilisées, chacune pouvant recevoir une prothèse crânienne, subir un accès chirurgical à l'artère cérébrale moyenne, un AVC provoqué, puis six séances d'imagerie fonctionnelle d'une heure étalées jusqu'au quatre-vingt-dixième jour. Les procédures sont déclarées d'un niveau de souffrance sévère et toutes les souris sont tuées à J+90, le porteur estimant que les maintenir en vie plus longtemps entraînerait une souffrance chronique. Les déficits fonctionnels et cognitifs consécutifs à l'ischémie cérébrale sont eux-mêmes classés sévères, et la mise à mort intervient dès une perte de poids supérieure à 20 % ou un score de grimace supérieur à 7. Le même document affirme pourtant que les acquis du laboratoire montrent des animaux qui se déplacent et s'alimentent normalement, prennent soin de leur pelage et n'émettent aucun son audible.
Objectifs
L'accident vasculaire cérébral (AVC) ischémique, caractérisé par l'obstruction d'un vaisseau sanguin cérébral, induit des lésions cérébrales séquentielles : les premières atteintes touchent le compartiment vasculaire, suivies d'une altération de la barrière hémato-encéphalique et de lésions du parenchyme cérébral. Bien que l'injection intraveineuse de l'activateur tissulaire du plasminogène recombinant (rtPA) soit le traitement de référence pour les AVC aigus, les séquelles neurologiques, notamment au niveau du cortex somatosensoriel, restent importantes. De nombreux travaux ont mis en évidence que l'ischémie cérébrale induit des lésions neurologiques sévères, notamment au niveau du cortex somatosensoriel de la souris. Ces lésions, consécutives à l'occlusion vasculaire, altèrent significativement la plasticité cérébrale et entraînent des déficits sensoriels persistants. Ces résultats soulignent l'importance du cortex somatosensoriel dans la perception tactile et la localisation spatiale, ainsi que sa vulnérabilité face à l'ischémie. Si les conséquences d'un AVC sur le cortex somatosensoriel ont été largement étudiées, celles sur le cortex visuel demeurent méconnues. Cette lacune souligne l'importance d'une caractérisation approfondie des atteintes visuelles post-AVC. De plus, l'utilisation d'anesthésiques chez les modèles animaux, bien que nécessaire, peut influencer les résultats expérimentaux. Ainsi, notre étude vise à combler ces lacunes en caractérisant les atteintes visuelles structurelles et fonctionnelles consécutives à un AVC, ainsi qu'à évaluer la récupération fonctionnelle du cortex visuel et du cortex barrel. Nous porterons une attention particulière à l'intégrité du système vasculaire, notamment sous traitement thrombolytique associé ou non à un neuroprotecteur, en évaluant leur potentiel prédictif des altérations cérébrales à long terme. Cette approche originale permettra d'améliorer notre compréhension des mécanismes sous-jacents aux atteintes visuelles post-AVC et d'identifier de nouvelles cibles thérapeutiques. À notre connaissance, une telle caractérisation approfondie n'a pas encore été réalisée, soulignant ainsi l'originalité et l'importance de ce projet.
Bénéfices attendus
D’un point de vue scientifique, cette étude va nous permettre d’acquérir des données fondamentales mais aussi translationnelles ou appliquées menées pour différentes pathologies (AVC, Sclérose en plaques ; SEP et processus inflammatoires). En effet, une meilleure compréhension de cette interaction permettra de développer des stratégies thérapeutiques adéquates, permettant d’envisager d’améliorer les performances de patients dans ces différentes pathologiques.
Procédures
Procédure 1 (n=500) : Modèle d’AVC 1 & Procédure 2 (n=500) : Modèle d’AVC 2. - J0 : Induction de l‘AVC +/- Traitements à 20 minutes ou 4 heures (durée : 50 minutes). - J+1, J+5 : Evaluation du devenir cérébral (lésions, transformations hémorragiques, recanalisation) post-AVC par IRM (durée : 10 minutes). - J+1, J+3, J+7, J+15, J+30, J+90 : Evaluation par Imagerie par fUS (durée : 1 heure). - J+1, J+3, J+7, J+15, J+30, J+90 : Etude de la récupération fonctionnelle des animaux (durée : 10 minutes/test). - J+90 : mis à mort par surdosage anesthésique/dislocation cervicale. Procédure 3 (n=500) : Modèle d’AVC vigile 1 & Procédure 4 (n=500) : Modèle d’AVC vigile 2. - J-11 : Pose d’une prothèse crânienne (durée : 45 minutes). - J-6/J-2 : Habituation (durée : 15-30 minutes). - J-1 : Accès à l'artère cérébrale moyenne (durée : 30 minutes). - J0 : Induction de l‘AVC +/- Traitements à 20 minutes ou 4 heures (durée : 50 minutes). - J+1, J+5 : Evaluation du devenir cérébral (lésions, transformations hémorragiques, recanalisation) post-AVC par IRM (durée : 10 minutes). - J+1, J+3, J+7, J+15, J+30, J+90 : Evaluation par Imagerie par fUS (durée : 1 heure). - J+1, J+3, J+7, J+15, J+30, J+90 : Etude de la récupération fonctionnelle des animaux (durée : 10 minutes/test). - J+90 : mis à mort par surdosage anesthésique/dislocation cervicale.
Impact sur les animaux
Les nuisances et effets indésirables étant susceptibles d’apparaître seraient, selon leurs degrés de gravité du stress pour l’ensemble des procédures : Leger. Une perte de poids pour l’ensemble des procédures, une hypothermie lors des phases d’anesthésies : Modéré. Des douleurs post-opératoires, des déficits fonctionnels et /ou cognitifs dans le cadre de l’ischémie cérébrale : Sévère.
Devenir
Maintenir en vie des animaux ayant subi un AVC ischémique sur le long terme pourrait engendrer une souffrance chronique et une qualité de vie altérée, rendant la mise à mort éthiquement préférable pour minimiser leur douleur et préserver leur bien-être. Ainsi, l'ensemble des animaux utilisés dans ce projet feront l'objet d'une mise à mort à la fin de chaque procédure.
Remplacement
Les procédures expérimentales pour réaliser ce projet ont un caractère de stricte nécessité et ne peuvent pas être remplacées par d'autres méthodes expérimentales n'impliquant pas l'utilisation d'animaux vivants car des techniques de remplacement ne sont pas susceptibles d'apporter le même niveau d'information. En effet, des approches in silico ne permettent pas d’obtenir le même niveau de sensibilité. De même, les approches in vitro ne permettent pas de reproduire la complexité d’un modèle in vivo. Avant de procéder à une telle étude, nous nous sommes assurés d’utiliser le nombre minimal d’animaux adéquat pour atteindre le résultat souhaité afin de souscrire au principe de réduction. Le projet est justifié d’un point de vue scientifique car il permettra des recherches fondamentales, translationnelles et/ou appliquées pour le diagnostic et le traitement d’une pathologie humaine neurovasculaire : l’AVC. Nous avons sélectionné le modèle présentant le meilleur compromis entre pertinence scientifique et sensibilité de l’espèce. L’ensemble des acquis et des connaissances dont nous disposons rend cette espèce particulièrement intéressante dans le cadre de notre étude.
Réduction
Notre projet ne nous permet pas d’utiliser d'autres moyens que l’expérimentation animale. Avant de procéder à une telle étude, nous nous sommes assurés d’utiliser le nombre minimal d’animaux adéquat pour atteindre le résultat souhaité. Ainsi, les procédures expérimentales décrites dans ce projet ont un caractère de stricte nécessité et ne peuvent pas être remplacées par d’autres méthodes expérimentales n’impliquant pas l’utilisation d’animaux vivants et susceptibles d’apporter le même niveau d’information disponible. De plus, des méthodes d’études non invasives telle que l’IRM sont utilisées dans ce projet afin de faire un suivi longitudinal des animaux, permettant de recueillir de nombreuses données sans augmenter le nombre d’animaux. Dans ce projet aucune approche statistique n'a été réalisée, le nombre minimum d’animaux a été défini en fonction de la spécificité/sensibilité des méthodes utilisées, à partir de nos expériences précédentes, de nos données sur chaque modèle et des données disponibles dans la littérature. En fonction de l'aisance des expérimentateurs (habileté, expérience, prédisposition pour ce type de gestes), le nombre d'animaux pourra être revu à la baisse. L’ensemble des échantillons collectés permettra également un partage de tissus, une réutilisation et donc une réduction du nombre d'animaux nécessaires.
Raffinement
Les principes éthiques et les standards de raffinement seront utilisés pendant tout le projet. Les animaux seront hébergés par groupes sociaux stables (n=5) avec un enrichissement minimum (maison en carton, produits de nidification tels que des lanières de papier kraft et/ou des carrés de coton nestlets) dans des cages standards aux normes européennes (type IV). Nous utiliserons une litière plus douce et variée et moins poussiéreuse et allergisante, permettant de réduire le niveau de stress des animaux. Le bien-être des animaux sera contrôlé 7j/7 par du personnel qualifié, ce qui permettra de détecter tout signe clinique de souffrance et d’agir rapidement pour mettre fin à une éventuelle détresse. L’ensemble des connaissances et des acquis dont nous disposons au laboratoire montre que les animaux se déplacent et s'alimentent normalement, prennent bien soin de leur pelage, n’émettent aucun son audible à l'oreille humaine et ne présentent aucun « sickness behavior syndrom ». Les animaux seront pesés tous les jours pour surveiller leur poids et mis à mort si une perte de poids de plus de 20% est observée et/ou si un score sur l’échelle de la douleur (Mouse Grimace Scale) est supérieur à 7 pendant les 48h critiques au modèle. Tout le matériel et consommables utilisés dans cette procédure expérimentale seront neufs (comme les seringues et aiguilles), soigneusement nettoyés et désinfectés pour les réutiliser (pinces métalliques). Durant la mise en place des modèles, les souris seront sous anesthésie générale et sous analgésie. Les animaux recevront également une anesthésie locale sur la peau au niveau de l'artère cérébrale moyenne (ACM). Les yeux des souris seront couverts afin de ne pas les éblouir avec la lampe de la loupe binoculaire et prévenir de la déshydratation. Après chirurgie, les souris disposeront de croquettes humides dans une coupelle sur le sol de leur cage pour faciliter la prise de nourriture et l'hydratation. Un système de pastilles à code couleur collé sur la cage permettra d’identifier les animaux les plus « à risque ».
Choix des espèces
La souris (Mus musculus) est l’espèce animale la plus étudiée dans le domaine du neurodéveloppement, les AVC, les modèles de SEP et les techniques employées sont bien connues. L’anatomie du SNC murin et la physiologie de la souris sont également bien connues et sont proches de celles de l’Homme, ce qui fait des modèles utilisés dans ce projet des approches expérimentales fiables. L’ensemble des connaissances et des acquis dont nous disposons au laboratoire et dans la littérature rend cette espèce particulièrement intéressante pour cette étude. Qui plus est, il n’existe pas de modèle fiable utilisant des vertébrés moins sensibles ou des invertébrés, compte tenu de leur anatomie et de leur physiologie très différentes de l’Homme. Concernant l’ensemble des procédures, seuls des animaux adultes âgés de 6-12 semaines seront nécessaires. Cette tranche d'âge correspondant à un stade de développement de "jeunes adultes" chez la souris, est cruciale pour assurer la comparabilité de nos résultats avec les données existantes au sein de notre laboratoire. En effet, nos modèles d'AVC ischémique ont été largement caractérisés et étudiés sur cette tranche d'âge spécifique. De plus, cette fenêtre développementale est fréquemment utilisée dans la littérature scientifique étudiant l'AVC et ses mécanismes physiopathologiques. L'utilisation d'animaux adultes de 6 à 12 semaines est justifiée par le fait qu'ils ont atteint une maturité physiologique et neurologique stable.
Sclérodermie systémique : Rôle des macrophages et thérapies ciblées
- Recherche appliquée
- Troubles immunitaires
- Recherche fondamentale
- Multisystémique
- Oncologie
- Système immunitaire
Deux injections par jour, cinq jours par semaine, six semaines de suite: chaque souris de ce protocole reçoit une soixantaine d'injections destinées à lui faire développer une sclérodermie. 496 souris vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, toutes tuées pour prélever leurs organes. Le projet cherche à savoir quels macrophages entretiennent la fibrose et à tester des vésicules issues de cellules stromales, une piste jamais essayée dans cette maladie. Le modèle a été retenu parce que la sclérodermie se déclenche chez 100 % des souris qui y sont soumises, et le porteur décrit les blessures cutanées obtenues comme réversibles à l'arrêt des injections.
Objectifs
La sclérodermie systémique (SSc) est une maladie rare où le corps attaque ses propres organes, comme la peau, les poumons et le cœur. Cela cause une cicatrisation excessive (fibrose), des problèmes de vaisseaux sanguins et un mauvais fonctionnement des défenses du corps (le système immunitaire). Même si des progrès ont été fait, on ne comprend pas encore bien ce qui déclenche ces problèmes ni pourquoi ils persistent. Les macrophages, qui sont des cellules du corps jouant un rôle important pour se défendre et réparer les tissus, semblent très impliqués dans cette maladie. Il existe plusieurs types de macrophages : certains vivent déjà dans les tissus (on les appelle "résidents"), et d'autres viennent du sang pour aider quand il y a un problème (on les appelle "recrutés"). On ne sait pas encore bien lequel de ces types de macrophages est le plus impliqué dans la maladie. Aujourd'hui, les traitements pour la sclérodermie ne sont pas très efficaces. Mais il existe des cellules appelées "cellules stromales mésenchymateuses" (CSM), qui produisent des vésicules contenant des substances utiles (elles sont appelées "vésicules extracellulaires" ou VE). Ces vésicules pourraient peut-être aider à réparer les macrophages et à réduire les cicatrices et l'inflammation, mais cela n'a pas encore été testé dans cette maladie. Notre projet a donc pour objectif : 1. De mieux comprendre les différents types de macrophages dans les organes touchés par la sclérodermie. 2. De savoir si ce sont les macrophages "résidents" ou "recrutés" qui jouent un rôle plus important dans la maladie. 3. De tester si les vésicules des CSM peuvent aider à réparer les macrophages malades. 4. Et de rendre ces vésicules encore plus efficaces pour traiter la maladie. Pour cela, nous allons utiliser un modèle de souris qui imite la sclérodermie humaine. Ce modèle nous permettra d’étudier les phases de la maladie, comme l’inflammation et la cicatrisation, et de tester les effets des vésicules sur les macrophages. Nous espérons ainsi mieux comprendre cette maladie et développer un traitement plus ciblé et efficace.
Bénéfices attendus
Ce projet pourrait apporter plusieurs bénéfices importants : 1. Mieux comprendre la maladie : La sclérodermie systémique est une maladie rare et grave dont on connaît encore mal les causes. Cette étude pourrait nous aider à mieux comprendre pourquoi elle apparaît et comment elle évolue. 2. Trouver un traitement : Actuellement, il n'existe pas de traitement efficace pour cette maladie, qui est mortelle. Ce projet pourrait permettre de développer un médicament capable d’aider les personnes atteintes à vivre mieux et plus longtemps. 3. Améliorer les connaissances scientifiques : En étudiant les macrophages et en utilisant des vésicules extracellulaires, les chercheurs pourraient découvrir une nouvelle façon de soigner non seulement cette maladie, mais peut-être aussi d’autres maladies.
Procédures
Pour mener ce projet, nous utilisons des souris afin d'étudier la maladie. Voici comment cela fonctionne : 1. Créer la maladie chez l'animal : Les souris vigiles reçoivent deux injections par jour, 5 jours par semaine pendant 6 semaines, cette injection dure 30 secondes. Cela permet de reproduire les symptômes de la sclérodermie pour les étudier. 2. Suivre les macrophages : Pour voir comment les macrophages se comportent, on injecte une molécule qui les rendent fluorescents. Cette injection d’une durée de 10 secondes est répétée à 3 reprises sur la souris vigile, elle permet de suivre les macrophages et de mieux comprendre leur rôle. 3. Tester le traitement : Une fois les vésicules extracellulaires prêtes, elles sont injectées dans la souris, cette injection unique est réalisé sur la souris vigile et dure 10sec. Cela permet de voir si le traitement peut réduire les symptômes de la maladie.
Impact sur les animaux
Pour réaliser cette étude, les souris reçoivent des injections permettant de reproduire la maladie. Voici comment cela se passe : 1. Injections rapides : Les souris sont contentionnées pour les injections, qui durent 30 secondes. Ces injections peuvent causer une douleur légère à modérée d’environ 1min, les souris ne montrent plus de signes d’inconfort après s’être habituées aux manipulations quotidiennes. 2. Effets sur la peau : Le modèle peut parfois provoquer des petites blessures sur la peau, mais celles-ci s’améliorent lorsque les injections sont arrêtées ou après avoir reçu le traitement. Si des blessures apparaissent et ne guérissent pas spontanément, les injections sont suspendues pour laisser le temps à la peau de cicatriser. Ces précautions permettent de limiter la douleur et d’assurer le bien-être des souris tout au long de l’étude. Cela est important pour obtenir des résultats fiables tout en respectant les animaux utilisés.
Devenir
À la fin de l’étude, toutes les souris seront euthanasiées. Cela est nécessaire pour permettre de récupérer les organes et d’analyser les effets du modèle expérimental et des traitements testés.
Remplacement
À ce jour, il n'existe aucune alternative non animale permettant d’étudier de manière complète l’origine et le rôle des macrophages dans les tissus malades. Également, avant de proposer un traitement pour les humains, il est crucial de prouver que les vésicules extracellulaires sont à la fois efficaces et sûres en utilisant un modèle pré-clinique qui ressemble le plus possible à la réalité. Bien que des tests en laboratoire (modèles in vitro) soient effectués en amont, ces tests ne suffisent pas à évaluer correctement l’efficacité des traitements dans un organisme vivant, où la situation est beaucoup plus complexe. En effet, les modèles in vitro actuels ne parviennent pas encore à recréer fidèlement les interactions complexes entre les organes et les systèmes biologiques d’un organisme vivant.
Réduction
Nous avons utilisé les résultats d'expériences précédentes menées au laboratoire et avons calculé que l'inclusion de 16 souris par groupe expérimental est suffisante pour obtenir des résultats fiables et significatifs tout en réduisant au maximum le nombre d’animaux utilisés. Ce nombre de souris nous permet d’avoir confiance dans les résultats obtenus avec notre traitement pour le proposer par la suite chez les patients.
Raffinement
Les souris sont examinées quotidiennement pour détecter d’éventuelles lésions cutanées et s’assurer qu’il n’y a pas d’infections. On cherche aussi des signes de douleur ou de souffrance, en utilisant des méthodes validées d’évaluation de la douleur. Par exemple en surveillant la perte de poids ou les changements dans leur comportement. Si les lésions cutanées ne guérissent pas, les injections seront arrêtées jusqu'à ce que la cicatrisation soit complète, et des médicaments contre la douleur seront administrés pour soulager les animaux. En cas de perte de poids, les injections seront arrêtées et de la nourriture enrichie sera donnée.
Choix des espèces
Le modèle de souris utilisé pour la sclérodermie systémique a été choisi parce qu'il reproduit de manière très fidèle les caractéristiques de la maladie observées chez l’être humain et est largement reconnu comme une référence pour étudier cette pathologie. Les souris utilisées dans l’étude ont entre 8 et 12 semaines, c'est-à-dire qu'elles ont atteint leur maturité sexuelle. Les tests de mise en place du modèle ont montré que la sclérodermie se développe chez 100 % des animaux utilisés.
Prélèvement de tissus pour la caractérisation d’animaux génétiquement altérés utilisé dans l’étude de la mécano-biologie
- Maintien des lignées génétiquement modifiées
- Recherche fondamentale
- Système cardiaque
- Système immunitaire
- Système nerveux
Nées dans les lignées génétiquement modifiées de l'établissement, 2 000 souris subissent l'amputation de deux millimètres de leur queue ou de leur oreille, à l'âge de deux à quatre semaines, pour que leur génotype soit identifié. La procédure dure cinq secondes et se fait sans anesthésie, le porteur estimant qu'une anesthésie générale ajouterait une nuisance non justifiée au regard d'un niveau de souffrance qu'il déclare léger. Aucune n'est tuée au titre de ce seul projet. Leur sort se décide au vu du résultat du génotypage : entrée dans l'expérience d'un autre projet, maintien de la lignée, ou mise à mort avec ou sans prélèvement d'organes.
Objectifs
Les animaux génétiquement modifiés constituent des modèles puissants pour étudier la fonction des gènes et comprendre leur rôle dans le cadre de projets scientifiques au bénéfice de la santé humaine et animale ou de l’environnement. Dans le cadre des projets scientifiques utilisant des animaux à fins scientifiques (soumis indépendamment à cette demande d’autorisation de projet), des modèles d'animaux génétiquement modifiés sont développés et élevés. Dans ce but, il est important d’avoir un élevage adapté et des animaux dont les caractéristiques génétiques sont bien déterminées pour constituer les lots expérimentaux et maintenir une production régulière et adaptée aux besoins. La gestion de l'élevage de l'ensemble des lignées génétiquement modifiées de notre établissement utilisateur répond à des programmes établis en amont par les responsables des projets dans lesquels elles sont nécessaires. Les programmes de reproduction (effectifs de reproducteurs, rythme de production) sont adaptés aux besoins des équipes de recherche en prenant en compte les caractéristiques propres à chaque modèle pour l’obtention des cohortes nécessaires (taux de fertilité, tailles des portées, résultats des génotypages). Pour ce faire, il est nécessaire de caractériser les animaux génétiquement modifiés afin de sélectionner les animaux d’intérêt pour les procédures expérimentales de projets autorisés en utilisation continue et ceux nécessaires au maintien des lignées lorsqu’elles sont régulièrement utilisées. Il n’est cependant pas toujours possible de réaliser des biopsies de tissus selon des méthodes non invasives ou couplées à une méthode d’identification des animaux. L’objectif de ce projet est de présenter les méthodes de biopsie utilisées au sein de notre équipe pour le génotypage des lignées d'animaux génétiquement modifiés à phénotype non dommageable, utilisées à des fins scientifiques dans le cadre de nos projets et thématiques.
Bénéfices attendus
Ce projet de prélèvements de tissus pour génotypage permet une sélection des animaux d’intérêt et ainsi d'optimiser la gestion et l’élevage des modèles d'animaux génétiquement modifiés qui seront mis à disposition des utilisateurs pour des projets autorisés dans le cadre d’une utilsation continue. De plus le génotypage par biopsie de l’extrémité de la queue ou au niveau de l’oreille constitue une méthode de génotypage de gravité légère, fiable et minimisant les risques de contaminations entre échantillons.
Procédures
Prélèvement de 2mm de l’extrémité de la queue ou de 2mm de tissu à l’oreille x 5 secondes x 1 par animal
Impact sur les animaux
Les nuisances engendrées sont le stress léger inhérent à la préhension et à la contention des animaux, la douleur légère lors du prélèvement de tissus.
Devenir
Tous les animaux sont gardés en vie à l'issue de ces uniques procédures. Leur devenir dépendra du résultat du génotypage : a/ Utilisés dans une procédure expérimentale d’un projet autorisé dans le cadre d’une utilisation continue b/ Utilisés pour le maintien de la lignée c/ Mis à mort avec ou sans prélèvements post mortem.
Remplacement
Il n’existe aucune alternative à la biopsie de tissus pour avoir accès au matériel génétique afin de le caractériser in vitro. Ce projet est nécessaire pour la production et la mise à disposition d’animaux modèles génétiquement modifiés utilisés dans le cadre d’une utilisation continue dans d’autres projets.
Réduction
L’enjeu et l’objectif majeur d’une réduction consiste à optimiser les élevages pour limiter la production du nombre d’animaux au strict nécessaire, à leur utilisation dans les projets scientifiques ou pour le maintien des lignées. Dans cette perspective, plusieurs stratégies sont mises en œuvre : - seules les lignées en cours d’utilisation dans des projets sont maintenues. Les autres sont conservées congelées. - Les lignées génétiquement modifiées sont maintenues sur des fonds génétiques homogènes de référence. - La nomenclature est harmonisée pour éviter les redondances et la duplication de lignées proches ou identiques. - Les schémas d’accouplement sont adaptés pour limiter au maximum la génération d’animaux au génotype non pertinent ou la nécessité d’avoir à génotyper et donc d’avoir à effectuer des prélèvements sur les animaux (croisement en individu de même génotype). - Développer et favoriser le recours à des méthodes de biopsies non invasives chaque fois que cela est compatible avec les impératifs scientifiques des projets.
Raffinement
Les méthodes utilisées sont éprouvées, précises, rapides et standardisées permettant de minimiser les nuisances causées aux animaux par leur manipulation et par prélèvement lui-même. Une anesthésie générale constituerait une nuisance additionnelle non justifiée au regard du niveau de gravité de la procédure. Une fois le prélèvement réalisé, l’animal est remis dans sa cage et un suivi de la cicatrisation au point de prélèvement est assuré.
Choix des espèces
La souris est un mammifère qui présente de nombreuses similitudes biologiques, structurales et fonctionnelles avec l’être humain qui permettent d’adresser de nombreuses questions scientifiques dans tous les domaines de la recherche en biologie (fondamentale, environnementale, santé humaine et animale), avec un degré élevé d’extrapolation à d’autres espèces (dont l’être humain) ou systèmes biologiques. De nombreux outils moléculaires et génétiques ont été développés avec les rongeurs, et en particulier chez la souris, qui permettent de mieux comprendre les mécanismes de nombreuses pathologies (cancers, maladies neurodégénératives…). Les prélèvements à l’oreille sont réalisés en routine sur des animaux de 2 à 4 semaines. Le développement de l’oreille n’atteint sa forme définitive qu'a l'age de deux semaine, permettant de réaliser des biposies sans risques hémorragiques. Les prélèvements de l’extrêmité de la queue peuvent être réalisés jusqu'a 4 semaines après la naissance, à des âges auxquels la zone est peu ossifiée et peu vascularisée, ce qui rend le prélèvement réalisable sans anesthésie car peu douleureux avec des risques hémorragiques extrêmement réduits.
Etude des mécanismes permettant aux cellules B régulatrices induites de soigner la sclérose en plaques chez la souris
- Recherche appliquée
- Troubles immunitaires
- Troubles nerveux
- Recherche fondamentale
- Système immunitaire
4 283 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, 2 387 dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger et 1 896 un niveau sévère. Une paralysie partielle leur est provoquée par deux injections sous-cutanées qui déclenchent une attaque de leur propre système nerveux central, et elles subissent par ailleurs quatre gavages, des prélèvements de sang, une biopsie de la queue dès l'âge de sept jours et plusieurs injections. L'enjeu déclaré est de comprendre comment des cellules B régulatrices, transférées en grand nombre, ramènent la maladie en rémission, avec l'espoir d'un traitement contre la sclérose en plaques. Le porteur affirme qu'aucune alternative n'existe, la migration des cellules immunitaires vers le système nerveux central n'étant pas modélisable in vitro à ce jour.
Objectifs
L'objectif du projet est de mieux caractériser l'effet protecteur d’une thérapie cellulaire utilisant des cellules B dans différents modèles de sclérose en plaques. La sclérose en plaques est une maladie inflammatoire du système nerveux central. Elle est la première cause de déficit neurologique chez le jeune adulte. Les femmes sont atteintes deux fois plus que les hommes et le coût socio-économique de la sclérose en plaques est le second après les traumatismes dans ce groupe d’âge. Il n’y a actuellement pas de traitement curatif pour la sclérose en plaques qui est donc une maladie chronique persistant tout au long de la vie du patient. Certains traitements permettent d’en ralentir la progression chez certains patients. La sclérose en plaques implique des cellules du système immunitaire qui attaquent le système nerveux central. L’activation des cellules pathogènes est normalement inhibée par un autre type de cellules immunitaires appelées cellules B régulatrices. Les cellules B régulatrices sont déficitaires chez les patients atteints de sclérose en plaques si bien qu’elles ne bloquent plus l’activation des cellules qui causent la maladie. Il y a un grand espoir qu’il soit possible de traiter la sclérose en plaques en transférant des cellules B régulatrices chez ces patients. Des cellules B régulatrices peuvent être produites en grand nombre en utilisant un protocole récemment établi. La sclérose en plaques peut être modélisée chez la souris, et il a été démontré dans ce modèle que les cellules B régulatrices étaient essentielles à la rémission de la maladie. En utilisant un modèle de sclérose en plaques chez la souris, ces cellules sont capables de contrôler le développement de la pathologie ainsi que d’en induire la rémission. Nous souhaitons dorénavant mieux comprendre le mode d'action des cellules B régulatrices ainsi que de raffiner leur utilisation.
Bénéfices attendus
Le bénéfice attendu est l’optimisation d'une nouvelle approche de thérapie cellulaire basée sur les cellules B régulatrices pour traiter la sclérose en plaques, et la compréhension des mécanismes moléculaires impliqués dans l'effet thérapeutique de ces cellules immunorégulatrices au niveau de l'organe atteint dans cette maladie, le système nerveux central. Ce modèle est prédictif de la sclérose en plaques, et a déjà servi à la mise en place des traitements principaux aujourd'hui utilisés pour cette maladie.
Procédures
Identification d'un animal : ~10 secondes. Biopsie caudale : ~5 secondes. Prélèvement sanguin : ~15 secondes. Gavage x4 : ~20 secondes/gavage. Anesthésie : ~15 minutes. Deux injections sous cutanées : ~30 secondes. Injection intra-péritonéale : ~10 secondes/injection. Une injection intra-veineuse : ~45 secondes. Anesthésie x2 par voie intra-péritonéale : ~15 minutes. Les injections sous-cutanées se font sur animaux anesthésiés. Les autres interventions se font sur animaux vigiles.
Impact sur les animaux
Injection intra-péritonéale = douleur légère, de courte durée et localisée. Injection sous-cutanée = douleur légère, de courte durée et localisée. Injection intra-veineuse = douleur légère, de courte durée et localisée. Contention dans un tube adapté à la taille de la souris pouvant induire un léger stress de manière transitoire. Gavage = contention soutenue, introduction de la sonde dans l’œsophage et jusqu’à l’estomac pouvant induire un léger stress de manière transitoire. Prélèvement sanguin = douleur légère, de courte durée et localisée. Biopsie caudale = douleur modérée, de courte durée et localisée. Identification = douleur légère, de courte durée et localisée. Nuisance liée au modèle EAE=paralysie partielle et transitoire.
Devenir
Tous les animaux seront mis à mort pour permettre le prélèvement des tissus d'intérêt.
Remplacement
Ce projet vise à caractériser l’effet de lymphocytes B dans deux modèles de sclérose en plaques. Les réponses immunitaires se développent dans les organes lymphoïdes secondaires, et impliquent des processus d’interactions entre différents types cellulaires et de migrations cellulaires entre différents organes qui ne sont pas modélisables in vitro actuellement. Les maladies auto-immunes du systèmes nerveux central impliquent également la migration des cellules du système immunitaire dans le système nerveux central, puis l’interaction de ces cellules avec des cellules résidentes du système nerveux central. Ces processus ne sont actuellement pas étudiables in vitro. Il n’y a donc pas d’alternative au fait de conduire les investigations décrites chez l'animal.
Réduction
Le protocole d'induction du modèle expérimental de sclérose en plaques a été optimisé de manière à ce que la maladie se développe de manière homogène chez les souris identiques génétiquement, ce qui permet de réduire le nombre de souris utilisées tout en permettant d'obtenir des résultats statistiquement valides. Le nombre de souris utilisées est réduit au minimum pour avoir des résultats statistiquement interprétables. Ces estimations sont basées sur notre expérience, et les estimations obtenues avec un programme d'analyse de puissance statistique. Les effectifs sont déterminés et les résultats analysés avec des tests statistiques adaptés. Une veille bibliographique sera effectuée dans ce contexte scientifique afin d'éviter la duplication inutile de travaux.
Raffinement
Le protocole d'induction du modèle expérimental de sclérose en plaques a été raffiné de manière à ce que les souris entrent en rémission après un court épisode de paralysie afin de réduire la souffrance des animaux. Nous avons établi pour chaque procédure des points limites adaptés qui permettent d'éviter toute souffrance indésirable et inutile des souris. Les animaux sont suivis de manière quotidienne par le personnel de l'animalerie formé au bien-être animal ainsi que par le/les expérimentateur(s). Le score clinique et le poids sont mesurés quotidiennement. les animaux sont hébergés par groupes sociaux et dans un environnement enrichi.
Choix des espèces
Le modèle expérimental de sclérose en plaques chez la souris a été utilisé pour le développement de thérapies aujourd’hui utilisées chez les patients. Il s'agit donc d'un modèle pertinent pour le développement et la compréhension de nouvelles pistes thérapeutiques pour cette pathologie humaine. Utilisation de souris à partir de l’âge de 7 jours pour effectuer les gestes d'identification ainsi que le prélèvement pour la biopsie. Utilisation des souris à partir de 4 semaines pour effectuer un prélèvement pour génotypage ou pour effectuer un gavage. Cet âge est requis afin de s’assurer que les souris aient une taille appropriée et suffisante pour effectuer les gestes susmentionnés sans porter atteinte à leur intégrité physique. A partir de 6 semaines d’âge et jusqu'à 16 semaines d’âge, les souris pourront être immunisées pour induire l'encéphalomyélite autoimmune expérimentale parce que cela correspond à l'âge pendant lequel la maturité du système immunitaire est adaptée pour étudier la pathogenèse de la maladie.
Etude des relations tumeur système immunitaire
- Recherche fondamentale
- Système immunitaire
Irradiées sous anesthésie pendant trente minutes puis greffées avec des cellules de moelle osseuse et des cellules tumorales, 200 souris receveuses subissent ensuite trois prélèvements sanguins à une semaine d'intervalle. Avec les 40 donneuses de moelle, 240 souris vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger pour 40 d'entre elles et modéré pour les 200 autres, toutes tuées pour le prélèvement de la rate, du foie et de la moelle. L'objet est de tester le rôle de gènes exprimés par les cellules Natural Killer, repérés lors d'un criblage in vitro que le porteur juge trop éloigné des conditions réelles. Il écrit que les prises de sang sont douloureuses, tout en concluant qu'il n'attend le développement d'aucun phénotype susceptible d'induire une souffrance.
Objectifs
Les cellules Natural Killer (NK) ont des propriétés anti-tumorales. Lors d'un cancer, la persistance de la tumeur tue les cellules NK, ce qui conduit à une perte du contrôle de la tumeur par ces cellules. L'objectif de ce projet est de tester le rôle (positive ou négatif) dans ce processus de certains gènes exprimés par les cellules NK et identifiés comme potentiellement impliqués lors d'expériences préliminaires in vitro. Nous modifierons in vitro des cellules NK que nous réintroduirons dans des souris receveuses afin de remplacer leur population de cellules NK. L'impact de ces gènes sur la survie de cellules NK sera ensuite mesuré dans ces souris après transfert de cellules tumorales.
Bénéfices attendus
Ce projet permettra de mieux définir l'impact de la pousse tumorale sur la régulation de l’activité anti-tumorale des cellules NK. Etant donné le rôle des cellules NK dans la réponse anti-tumorale, ces résultats pourraient à terme conduire à des développements en santé humaine.
Procédures
Les souris donneuses de moelle subiront une injection après anesthésie gazeuse (40 souris, 1 injection par souris, 2 minutes). Les souris receveuses seront anesthésiées (200 souris, 1 injection par souris, 1 minute) puis irradiées (200 souris, 30 minutes, transport compris). Elles seront ensuite transférées sous anesthésie gazeuse (200 souris, 1 injection par souris, 2 minutes). Les animaux receveurs seront greffés avec les cellules tumorales (200 souris, 1 injection par souris, 2 minutes). Après anesthésie gazeuse, 3 prélèvements de sang seront ensuite effectués à une semaine d'intervalle (200 souris, 3 prélèvements par souris, 3 minutes).
Impact sur les animaux
L'injection d'une molécule permettant de conditionner les cellules hématopoiétiques est en elle-même peu douloureuse. Nous n’attendons pas le développement de phénotype dommageable, les animaux étant mis à mort rapidement après le traitement. L'opération d'irradiation aux rayons X provoque peu de stress ou de douleur à l'animal, anesthésié durant l'irradiation. L'anesthésie peut provoquer un déssèchement des yeux qui sera prévenu par application d'un produit protecteur. L'injection des cellules de la moelle osseuse et les prélèvements sanguins ne provoquent initialement pas de douleur ou d'inconfort autre que le stress et la douleur liés à l'injection. Nous n’attendons pas le développement de phénotype pouvant induire une souffrance suite à la greffe. En effet, la prise de greffe se déroule bien dans >90% des cas, d'autre part, les cellules NK modifiés au cours de ce protocole sont redondantes d'autres types cellulaires et ne sont pas connues pour induire de phénotype préjudiciable. Le risque est de voir se développer une infection opportuniste avant que le système immunitaire ne se reconstitue. Les prises de sang (avant et après transfert des cellules tumorales) sont douloureuses. L'injection des cellules tumorales est faiblement douloureuse, mais ces cellules forment des métastases disséminées, les animaux seront mis à mort avant que ces métastases ne soient source de souffrance pour l'animal.
Devenir
Tous les animaux seront mis à mort en vue d'effectuer des prélèvements d'organe post-mortem (rate, foie, moelle) afin d'effectuer des analyses phénotypiques et fonctionnelles des cellules Natural Killer.
Remplacement
Les gènes dont l'importance sera testée au cours de cette procédure ont été sélectionnés lors d'un screen in vitro. Ce screen a mis en évidence leur implication dans la régulation de la survie des cellules NK mises face à des tumeurs in vitro. Ce modèle expérimental est cependant limité, ne reproduisant qu’imparfaitement les conditions rencontrées in vivo. Il nous est donc maintenant nécessaire de mettre en place un modèle animal.
Réduction
L'âge des souris donneuses produites par notre établissement utilisateurs et utilisées dans ce protocole étant assez étendu et leur sexe indifférent, tous les animaux produits dans notre établissement seront utilisés, évitant ainsi la mise à mort d'animaux inutiles. Nous utiliserons des méthodes d'analyses de pointe permettant de réaliser de multiples analyses et cela sur les cellules d’un même animal. D'autre part, nous pouvons comparer dans une même expérience jusqu'à 5 gènes d'intérêt et, au sein d'un même animal receveur, des cellules NK exprimant ou non notre gène d'intérêt. Cette capacité permet de réduire la variation expérimentale inhérente à la réalisation d’expériences indépendantes. Tout cela nous permettra ainsi de réduire le nombre d'animaux utilisés.
Raffinement
L'irradiation des animaux ainsi que les injections intraveineuses se feront sous anesthésie gazeuse, la douleur liée aux injections ou prélèvements sera combattue à l'aide d'un anesthésique local. La mesure d'un marqueur circulant permet de mesurer précisément la pousse tumorale. Cette connaissance nous permet de prédire le moment auquel les cellules tumorales auront affecté les cellules NK et ainsi de mettre à mort les animaux avant l'apparition de signes cliniques liés à la pousse tumorale, ce qui limite la souffrance des animaux. Cependant, afin de parer à toute éventualité, les expérimentateurs se tiendront prêts à réaliser l'expérience les jours précédant la date prédite en cas de dégradation inattendue de l'état des animaux. Les animaux seront suivis tous les jours pendant les trois jours qui suivront l'irradiation et la reconstitution puis une fois par semaine jusqu'à la mise à mort. En ce qui concerne les analyses que nous ferons, nous utiliserons des méthodes permettant de recueillir un maximum d'informations tout en minimisant le nombre de cellules (et donc d'animaux) nécessaires.
Choix des espèces
Les cellules NK ne sont présentes que chez les mammifères. Parmi ceux-ci, la souris est un modèle de choix. D'une part, et bien qu'il existe certaines différences entre l'immunologie murine et humaine, d'innombrables découvertes chez la souris sont transposables chez l'homme. D'autre part, la richesse des souches murines génétiquement modifiées et des réactifs disponibles permettent une compréhension très approfondie des phénomènes mis en jeu du niveau moléculaire au niveau de l'organisme, un atout déterminant dans notre projet. Des souris âgées de 8 à 28 semaines seront utilisées. En effet, c'est à partir de l'âge de 8 semaine que les souris ont un système immunitaire mature. D'autre part, la réponse anti-tumorale ne varie pas sur la tranche d'âge considérée. Nous utiliserons de cette façon tous les animaux produits, évitant ainsi la mise à mort d'animaux inutiles.
Approches thérapeutiques d’une double agression infectieuse séquentielle chez la souris
- Recherche fondamentale
- Système immunitaire
- Système respiratoire
1 332 souris vont être utilisées, 1 152 d'entre elles dans des procédures impliquant un niveau de souffrance sévère, toutes tuées après sept à vingt-huit jours de suivi ou dès l'atteinte d'un point limite. Elles subissent une chirurgie de dix minutes qui provoque une péritonite, puis une instillation de bactéries directement dans les poumons, avec douleurs sévères, difficultés respiratoires, difficultés à boire et à manger, perte de poids et déshydratation. Une perte de poids supérieure à 20 % déclenche la mise à mort. L'enjeu déclaré est de restaurer les défenses pulmonaires de patients fragilisés par une première infection, et le porteur conclut que l'utilisation d'animaux vivants est "nécessaire" pour évaluer ces thérapies.
Objectifs
Les infections bactériennes sévères représentent un problème croissant de santé publique et représentent une cause majeure de décès. Grâce aux progrès de la réanimation, la plupart des patients pris en charge pour des infections graves survivent à la phase initiale mais présentent ensuite une susceptibilité particulière aux infections nosocomiales (acquises à l'hôpital), et notamment des infections pulmonaires liées à des bactéries souvent multi-résistantes aux antibiotiques. L'objectif de ce projet est de restaurer les défenses contre les infections pulmonaires chez des animaux fragilisés par une première infection, sur la base de modèles de deux infections successives, d'abord extra-pulmonaire (péritonite) puis pulmonaire.
Bénéfices attendus
Les infections nosocomiales représentent un enjeu majeur de santé publique, notamment chez les patients fragilisés pris en charge en réanimation. Ces travaux expérimentaux visant à reproduire cette situation clinique particulière ont pour but d'investiguer les défenses pulmonaires des patients fragilisés, et identifier ainsi de nouvelles approches thérapeutiques applicables à l’homme.
Procédures
Injections intra-péritonéales d'antalgiques: 8 à 10 fois, durée 10 s par injection Injections intra-péritonéales de traitement ou de solution : 1 fois, durée 10 s par injection Intervention chirurgicale : 1 fois, durée 10 minutes, sous anesthésie générale médicamenteuse Instillation pulmonaire: 1 fois, durée 15 s, après anesthésie générale gazeuse de 5 min Injection intra-veineuse: 1 fois, durée 30 s, sous anesthésie générale gazeuse.
Impact sur les animaux
Injections intra-péritonéales (antalgiques, médicaments immunomodulateurs): stress, douleur légère Intervention chirurgicale: stress de l'anesthésie et de la chirurgie, douleurs sévères, difficultés à boire et manger, perte de poids, déshydratation Inoculation intra-trachéale: stress de l'anesthésie et de l'instillation, difficultés respiratoires, difficultés à boire et manger, perte de poids, déshydratation Injection intra-veineuse: stress de l'anesthésie et de la ponction.
Devenir
mise à mort après atteinte de points limites ou de manière programmée pour prélèvements d'organes et de tissus, ou à la fin de la période de suivi pour l'expérimentation (7 à 28 jours)
Remplacement
L’objectif global de ce projet de recherche est d’appréhender les conséquences et les mécanismes régulateurs des dysfonctions immunitaires induites par un sepsis sur les fonctions de défense pulmonaire. Le sepsis étant défini par une infection généralisée responsable de défaillances multi-organes, l’utilisation d’animaux vivants est nécessaire afin d’investiguer les conséquences de l’immunodépression induite par le sepsis sur une pneumonie bactérienne secondaire, et d'évaluer le potentiel immunomodulatuer de thérapies médicamenteuses ou cellulaires. Cependant, certaines expériences de modulation fonctionnelle peuvent être effectuées à l’aide de lignées cellulaires ou de cellules primaires manipulées ex vivo qui viennent compléter des résultats obtenus par l’expérimentation in vivo. Ainsi le T2AA a déjà fait l'objet d'évaluations fonctionnelles et mécanistiques in vitro sur des polynucléaires neutrophiles isolés.
Réduction
La procédure 1 a pour but d'optimiser les conditions d'administration intra-pulmonaire des cellules souches et ainsi réduire le nombre d'animaux utilisés dans la procédure 2. Les efforts de réduction impliquent la calibration de la sévérité des modèles en fonction des objectifs poursuivis, l’utilisation d’animaux de lignée, d’âge et de poids similaires, obtenus chez le même fournisseur. Dans la mesure du possible, les prélèvements d’organes et les investigations sont regroupées de manière à réduire au maximum le nombre d’animaux utilisés. Une technique d’inoculation est utilisée pour induire une pneumonie, très fiable pour contrôler la dose de bactéries effectivement instillées en intra-pulmonaire, et de fait réduit la variabilité du modèle. Des tests statistiques adaptés ont été utilisés pour calculer au mieux le nombre d'animaux nécessaires, en prenant en compte la variabilité inhérente à ce type de modèle.
Raffinement
L'induction d'une péritonite, ainsi que la chirurgie contrôle seront réalisées sous anesthésie générale suivie d'une analgésie et d'une réhydratation systématiques biquotidienne pendant 72h. La technique d’instillation pour induire une pneumonie est réalisée par les voies naturelles sous une brève mais profonde anesthésie générale gazeuse. Les animaux seront soumis à une surveillance rapprochée avec établissement de points-limites justifiant la mise à mort anticipée de l'animal. La chirurgie se fera sous analgésie et sous anesthésie générale. Les animaux seront maintenus en milieu enrichi. En collaboration avec le vétérinaire, des points-limites stricts et spécifiques au projet ont été introduits. Ces points limites sont simples et reproductibles sous la forme de la perte de poids (>20%) et d’un score de douleur et d’inconfort adapté à ces actes expérimentaux. En cas de perte de poids intermédiaire (10 à 20% du poids initial) un diet gel sera mis à disposition sur le sol de la cage pour assurer une hydratation et prise alimentaire.
Choix des espèces
Les souris sont les animaux les plus utilisés en immunologie, car dotées d'un système immunitaire de mammifères proche du système immunitaire humain. Les modèles murins de péritonite polymicrobienne, de choc endotoxinique et de pneumonie bactérienne miment des infections communes observées chez l'Homme. Nous utiliserons des souris âgées de 8-16 semaines (souris adultes avec système immunitaire mature), afin d’obtenir un poids relativement homogène (17-23g).
Etude de l’influence de composés pharmaceutiques dans l’engagement des cellules NK dysfonctionnelles en contexte tumoral.
- Recherche fondamentale
- Oncologie
- Système immunitaire
Un score de douleur compris entre trois et huit déclenche des mesures correctives, en dessous de trois aucune mesure n'est prise. 6 341 souris vont être utilisées, dont 4 841 dans des procédures impliquant un niveau de souffrance sévère, toutes tuées à l'issue. Elles reçoivent une injection de cellules tumorales, par voie intraveineuse pour disséminer la tumeur dans tout l'organisme ou en sous-cutané, puis entre cinq et vingt injections de composés répétées tous les trois jours jusqu'au soixantième jour. Le porteur décrit un développement tumoral dans le foie et le cerveau pouvant provoquer une paralysie, l'objet du projet étant d'évaluer des immunothérapies censées réactiver des cellules tueuses naturelles devenues dysfonctionnelles.
Objectifs
Le cancer est un fléau mondial qui touche des dizaines de millions de personnes dans le monde chaque année et qui est l'une des principales causes de mortalité. Les immunothérapies ont considérablement amélioré la prise en charge des patients et leur espérance de vie. La compréhension du système immunitaire, portée par l'utilisation de différents modèles murins, est à l'origine du développement de ces immunothérapies et de leur application à l'Homme. Les principales immunothérapies ciblent des lymphocytes de l'immunité adaptative. Cependant, les taux de réponse observés chez les patients restent hétérogènes et des effets secondaires importants, pouvant entraîner la mort des patients, sont observés. Ainsi, la recherche se penche sur des stratégies alternatives. Certaines cellules tueuses naturelles, des lymphocytes de l'immunité innée sont spécialisées dans l'élimination des cellules tumorales. Récemment, de nouvelles immunothérapies ciblant ces cellules se sont montrées extrêmement prometteuses. Ces nouvelles molécules sont des structures favorisant l'interaction entre les cellules cellules tueuses naturelles et les cellules tumorales en créant un pont moléculaire. A l'aide d'un modèle murin de lymphome, nous avons montré que la stimulation chronique de ces cellules tueuses naturelles par les cellules tumorales entraîne leurs dysfonctions et que le contrôle des cellules tumorales était moins efficace dans des organes tels que le foie, la moelle ou encore les poumons. Les dysfonctions de ces cellules tueuses naturelles sont observées dans de nombreux cas de cancers chez l'Homme mais ne sont jamais prises en compte dans le développement et l'évaluation de l'efficacité des nouvelles immunothérapies. De plus, la dissémination des cellules tumorales dans l'organisme (métastases) est caractéristique d'un mauvais pronostic clinique. Il est donc important de déterminer si ces nouvelles immunothérapies peuvent engager les cellules tueuses naturelles dysfonctionnelles et améliorer la prévention de la dissémination des cellules tumorales. Il s’agit de questions centrales dans la compréhension de l’efficacité de ces nouvelles immunothérapies. Cela permettra d’adapter l’utilisation thérapeutique de ces molécules en fonction de leur capacité ou non à favoriser le contrôle tumoral dans différents organes colonisés par des métastases ou dans le but de prévenir leur apparition qui corrèle avec un mauvais pronostic pour les patients.
Bénéfices attendus
Les immunothérapies ont révolutionné le traitement des cancers mais leur efficacité reste hétérogène et de nombreux patients (10 millions en 2022) meurent encore de cancers. Il est donc important d'améliorer l'efficacité et la compréhension des immunothérapies afin d'améliorer le taux de succès et donc d'impacter significativement l'espérance de vie des patients. Ce projet permettra d'obtenir à court terme une vue d'ensemble du panel d'action de ces nouvelles immunothérapies dans le contrôle tumoral médié par les cellules tueuses naturelles dans différents organes et leur capacité d’action sur ces cellules dysfonctionnelles. Ainsi, cela permettra à plus long terme 1/ d'adapter l'utilisation de ces immunothérapies en fonction de la localisation de la tumeur ciblée, 2/ d’utiliser ces molécules en combinaison avec des thérapies ciblant préférentiellement la tumeur primaire et 3/ d'améliorer la compréhension de l'efficacité des traitements à base de ces nouvelles immunothérapies pour une utilisation la plus efficace chez l'Homme.
Procédures
Les cellules tumorales seront injectées en intraveineuse sur souris vigile (1 injection) ou en sous-cutané sur souris anesthésiées (1 injection). Les composés thérapeutiques seront administrés par voie intraveineuse sur souris vigile (tous les 3 jours jusqu'à la fin de la procédure soit entre 1 et 20 injections maximales). Une population de cellules immunitaires sera éliminée se fera par injection intra-péritonéale (1 injection). Le prélèvement sanguin unique ou encore la mesure de la charge tumorale (tous les jours jusqu'à la fin de la procédure) se fera sur souris anesthésiées. L'ensemble de ces gestes seront réalisés par un personnel formé, compétent et expérimenté. Ainsi, chacun de ces gestes durera moins d'une minute.
Impact sur les animaux
L'injection des cellules tumorales par voie intraveineuse caudale, réalisée sur souris vigile peut être source de stress et de légère douleur. Lors de l'injection des cellules tumorales par voie sous-cutanée, les souris seront anesthésiées afin de réduire leur stress et douleur. L'injection des immunothérapies par voie intraveineuse réalisée sur animal vigile peut être source de stress et de légère douleur. Les animaux inclus dans cette étude subiront entre 5 injections intraveineuses (pour les molécules non efficaces) et 20 injections intraveineuses (Début à J1 et fin à J60, pour les molécules efficaces). La manipulation des souris pour les pesées, la répartition aléatoire des souris dans les groupes de traitements, ou encore la contention représentera un stress de courte durée pour les souris. Certains animaux subiront un prélèvement sanguin unique réalisé sous anesthésie gazeuse juste avant leur mise à mort. Le développement des tumeurs elles-mêmes peut entraîner des douleurs chez les animaux. En effet, l'injection par voie intraveineuse des cellules tumorales entraîne leur dissémination dans tous l'organisme ce qui favorise le développement tumoral dans des organes vitaux (foie, cerveau) pouvant entrainer une paralysie (atteinte moelle osseuse). D’après l’expérience et notre connaissance du modèle, nous pouvons anticiper des signes très précoces de souffrance grâce à un test simple d’agrippement et mettre fin à l’expérience avant l’atteinte des points limites. D'autres effets indésirables peuvent être observés tels qu'une perte de poids, une modification du comportement (prostration) dans les modèles sous-cutané et intraveineux ou encore une inflammation/irritation de la tumeur (tumeur en sous-cutanée). Enfin, d'après notre expérience, l'utilisation de ces immunothérapies n'entraîne pas d'effets indésirables importants mais peut entrainer une perte de poids ainsi qu'une modification comportementale transitoire.
Devenir
Les animaux seront mis à mort car chaque procédure implique des prélèvements d'organes ainsi qu'un développement tumoral entrainant l'atteinte de points limites justifiant leur euthanasie.
Remplacement
L'étude de l'efficacité d'un composé thérapeutique ciblant la réactivation des cellules tueuses naturelles dysfonctionnelles implique de se placer dans un système biologique complexe tel que le microenvironnement tumoral. De plus, l'efficacité de ces molécules peut dépendre de leur métabolisation et de leur distribution dans l'organisme, il est donc nécessaire d'utiliser un modèle animal afin que l'ensemble de ces caractéristiques soient présentes. En effet, il n'est, dans l'état actuel des connaissances, pas possible de prendre en compte l’ensemble de ces paramètres dans des modèles vitro ou ex vivo. Cependant, l'ensemble des molécules auront été préalablement testées in vitro afin de vérifier leur fonctionnalité.
Réduction
Afin de limiter l'utilisation d'animaux, les molécules testées auront été préalablement testées in vitro. De par l'utilisation d'un modèle adapté à la génération de grandes quantités de cellules tueuses naturelles dysfonctionnelles, nous pourrons réaliser la plupart des analyses à partir des mêmes échantillons et donc sur un même animal. Cela contribue à réduire l'utilisation inutile d'animaux supplémentaires. Au cours d’une procédure pilote, nous déterminerons l'efficacité de ces molécules in vivo, la dépendance des cellules tueuses naturelles ainsi que la concentration optimale d'utilisation dans ces modèles tumoraux, ce qui permettra de calibrer l'utilisation de ces molécules dans ce projet. Cela permettra de réduire la quantité d'animaux utilisés lors de l'ensemble de ce projet. En se basant sur les données de la littérature ainsi que sur notre expérience, des groupes de 5 animaux maximum seront requis par groupe pour les tumeurs injectées par voie intraveineuse (ou 3 pour des technologies de pointe à l’échelle de la cellule unique). Afin de prendre en compte la variabilité de pousse des tumeurs sous-cutanée, des groupes de 10 animaux maximum seront nécessaires. Si et seulement si les expérimentations tendent à montrer une différence biologique avec l'utilisation des immunothérapies , alors elles seront répétées 2 fois (pour un total de trois expérimentations) afin d'assurer la fiabilité, la robustesse et la significativité des résultats pour publication dans une revue scientifique. Les molécules ne montrant pas d’efficacité dans la procédure pilote seront éliminées dans le reste du projet, ce qui pourra contribuer à réduire le nombre d’animaux utilisés.
Raffinement
Afin de réduire le stress des animaux, un temps d'acclimatation minimum d'une semaine sera respecté après l'arrivée des animaux à l'animalerie avant le lancement de toute procédure expérimentale. Toutes les procédures expérimentales du projet seront réalisées en tenant compte du bien-être animal dans le strict respect des règlementations en vigueur et en étroite collaboration avec la structure du bien-être animal et le vétérinaire référant de notre établissement. Un suivi journalier des animaux sera effectué par les expérimentateurs puis une surveillance accrue, matin et soir, sera réalisée les 3 jours précédents la date de mise à mort des animaux dans le but d'anticiper le moindre signe de souffrance. La connaissance approfondie du modèle étudié que nous avons développé, nous permet de prédire les jours auxquels nous obtenons des cellules tueuses naturelles dysfonctionnelles tout en limitant au maximum la souffrance des animaux. Nous nous baserons sur un tableau de notation relatif à la douleur des animaux permettant de déterminer des points limites précis afin d'éviter toute dégradation sévère de l'état général des animaux. Pour cela nous suivrons des signes précoces tels que l'apparence, le comportement, l'aspect ou le volume de la tumeur, la perte de poids, des troubles locomoteurs (agrippement). Si le score cumulé est compris entre 0 et 3, aucune mesure ne sera prise témoignant de l’absence de souffrance. Si le score cumulé est compris entre 3 et 8 alors des mesures correctives seront prises. Ces mesures correctives seront adaptées à la situation et comprennent l’introduction d'enrichissements supplémentaires, une surveillance accrue, une mise à disposition de nourriture humidifiée ou gélifiée, une pulvérisation de spray cicatrisant et antiseptique sur les lésions cutanées ou une mise à mort précoce. Si l'un des paramètres observés atteints le plus haut degré d'évaluation ou que le score cumulé est supérieur à 9 alors les animaux seront mis à mort. Certains gestes seront réalisés sous anesthésie gazeuse pour limiter le stress et la douleur (injection sous-cutanée ou prélèvement sanguin). Les injections intraveineuses et intrapéritonéales réalisées sur animaux vigiles seront effectuées par du personnel compétent et expérimenté de réduire au maximum le stress et la douleur liés à ces gestes techniques.
Choix des espèces
Les cellules tueuses naturelles ne sont présentes que chez les mammifères. Parmi ceux-ci, les souris sont choisies comme modèle in vivo de par le haut niveau de similarité de sa biologie par rapport à l'Homme. Bien qu'il existe certaines différences entre l'immunologie murine et humaine, d'innombrables découvertes réalisées chez la souris sont transposables à l'Homme. De plus, les outils et les structures disponibles pour la manipulation des souris, couplé au temps de gestation et de sevrage courts, en font un modèle de choix. Enfin, la richesse des souches murines génétiquement modifiées et des réactifs disponibles permet une compréhension approfondie des phénomènes mis en jeu et ce du niveau moléculaire au niveau de l'organisme entier. Les souris utilisées auront un âge compris entre 7 et 30 semaines lors de leur entrée dans l'étude, âge auquel le système immunitaire de l'animal est décrit comme mature.
Rôle des lymphocytes T dans la fonction anti-bactérienne du foie dans le modèle souris
- Recherche fondamentale
- Système immunitaire
Toutes tuées pour la collecte de leurs organes, 412 souris vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger pour 112 d'entre elles et modéré pour les 300 autres. Elles reçoivent une injection intraveineuse par voie rétro-orbitale sous anesthésie, certaines une seconde dix semaines plus tard, et une partie subit une irradiation totale du corps suivie d'une greffe de moelle osseuse. D'autres ingèrent pendant sept jours une molécule qui déclenche une inflammation intestinale, avec diarrhées et perte de poids, puis reçoivent des bactéries. Le porteur reconnaît que des données humaines et des expériences in vitro existent déjà, mais conclut que le modèle animal reste "nécessaire" à ce stade pour établir le rôle des lymphocytes T du foie.
Objectifs
Les lymphocytes T sont des cellules immunitaires qui jouent des rôles centraux dans les défenses contre les agents pathogènes, mais aussi dans les interactions symbiotiques avec les bactéries commensales colonisant les muqueuses et la surface du corps. Dans ce projet de recherche fondamentale, nous nous intéressons à une population de lymphocytes T reconnaissant des composés (aussi appelés antigènes) bactériens fabriqués par de nombreuses bactéries intestinales. Ces lymphocytes présentent un fort interet car ils sont très abondants chez l'humain et sont impliqués dans de nombreuses maladies telles que les infections, l’obésité, la sclérose en plaque, le diabète, les maladies inflammatoires de l’intestin et le syndrome métabolique. Leur rôle dans le foie, où ils représentent jusqu'à 40% des lymphocytes T, reste inconnu à ce jour. Le foie a notamment comme fonction d'éliminer les bactéries commensales qui ont atteint le système sanguin, en particulier lors d'une rupture de la barrière intestinale. Ce projet vise à tester l'hypothèse que les lymphocytes T du foie contribuent à cette fonction pare-feu en éliminant les bactéries commensales présentes dans la circulation sanguine.
Bénéfices attendus
Ce projet permettra de mieux comprendre le role dans le foie de lymphocytes T très abondants chez l'humain et impliqués dans de nombreuses pathologies. Le projet peut donc conduire à de nouvelles opportunités thérapeutiques pour améliorer le traitement de pathologies telles que le diabete, l'inflammation intestinale chronique ou encore l'obésité.
Procédures
Les animaux recevront une injection intra-veineuse par voie rétro-orbitale sur animaux anesthésiés par inhalation (environ 1 minute, 1 fois au cours de l'expérience). Certains animaux recevront une irradiation totale suivie d'une injection intraveineuse par voie rétro-orbitale sur animaux anesthésiés par inhalation (environ 1 minute). Certaines souris recevront une deuxième injection rétro-orbitaire après anesthésie par inhalation (1 minute environ) 10 semaines après la première injection. Certains animaux recevront une molécule dans l’eau de boisson pendant 7 jours, suivi d'une administration orale sur animaux vigiles (geste d'environ 10 secondes réalisé une fois au cours de l'expérience).
Impact sur les animaux
L’inflammation intestinale peut causer des diarrhées entrainant une perte de poids. Le poids initial est retrouvé 2-7 jours après la fin du traitement. Le développement d'une immunodépression induite par l'irradiation peut engendrer une perte de poids. Le poids initial est retrouvé environ 1 semaine après administration de moelle osseuse. L'administration de E. coli non-pathogène peut entrainer une perte de poids. Le poids initial est retrouvé environ 4 jours plus tard. Le développement de suppurations des yeux peut apparaitre suite aux injections rétro-orbitales. En cas d'apparition, un gel anti-septique sera immédiatement appliqué.
Devenir
Tous les animaux sont euthanasiés pour des analyses post-mortem : collecte des organes et analyses.
Remplacement
Les données obtenues chez l'humain montrent une fréquence élevée de lymphocytes T dans le foie. In vitro, les lymphocytes T sont activés par différentes lignées de cellules du foie en présence d'E. coli. Ces informations sont utiles mais ne permettent pas de conclure quant à la réponse des lymphocytes T et quant à l'identité des cellules qui les activent in vivo en présence de E. coli. Le rôle des lymphocytes T dans la clairance de bactéries commensales ne peut pas non plus être déterminé dans des modèles in vitro ou ex vivo. Le modèle animal reste donc nécessaire à ce stade.
Réduction
Le nombre minimum d’animaux qu’il faut utiliser pour répondre aux questions posées a été calculé en utilisant un test statistique (t-test de student). Ce nombre a été calculé pour obéir aux minima nécessaires à des analyses statistiques valides, condition nécessaire pour une interprétation biologique des résultats. Le projet est conçu en 2 phases: certaines procédures ne seront réalisées qu'en fonction des résultats obtenus, de façon à réduire le nombre d'animaux au minimum. Enfin, une étude pilote est prévue pour s'assurer de la bonne re-constitution du compartiment hématopoeitique (et notamment des lymphocytes T dans les tissus) après greffe de moelle.
Raffinement
Les animaux seront hébergés en groupe sociaux et non isolés. Ils bénéficieront de matériel d’enrichissement (igloos, tunnels). L’inflammation intestinale est induite par administration de produits chimiques et peut causer des diarrhées. En cas de déshydratation, les souris seront réhydratées par voie intra-péritonéale et un gel hydratant sera placé dans la cage. Nous utiliserons une grille de score pour évaluer de façon objective l’état des animaux et des points limites adaptés aux signes cliniques associés à l’inflammation intestinale.
Choix des espèces
La souris est l'espèce dans laquelle les lymphocytes MAIT ont été largement étudiés (en dehors de l’humain) et pour laquelle nous disposons d’outils moléculaires et génétiques permettant leur étude. La souris est également le modèle de choix pour l’étude de l’inflammation intestinale et des réponses immunes associées, du fait de l’existence de modèles bien définis, de la similarité de la flore intestinale, et de la parenté génétique avec l’humain. -Les souris seront utilisées à l’âge adulte (8 à 14 semaines). -Nous utiliserons des souris adultes car nous souhaitons que les souris aient un système immunitaire et un microbiote matures.