Système immunitaire
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- Biologie du développement
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- Organes sensoriels
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- Système endocrinien
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Rôle d’un canal exprimé par des cellules du système immunitaire dans la capacité du gras à produire de la chaleur chez la souris
- Recherche fondamentale
- Oncologie
- Système endocrinien
- Système immunitaire
688 souris sont hébergées à des températures dérogatoires, 344 pendant 24 heures et 344 pendant sept jours, la moitié d'entre elles seules dans leur cage. 864 subissent en plus un prélèvement sanguin éveillées, dans un ensemble de 1 032 souris utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Toutes sont tuées à la fin pour prélever leur graisse brune, l'objectif déclaré étant de savoir si une protéine des macrophages, TRPV4, leur permet de détecter la chaleur produite par ce tissu. Sur le remplacement, le porteur écrit que les cultures cellulaires ne reproduisent pas "les interactions complexes qui existent entre les différents types cellulaires présents dans la graisse brune", et en conclut que seul le recours à des souris vivantes répond à la question.
Objectifs
Les macrophages sont des cellules du système immunitaire présentes partout dans notre corps. On les connaît surtout pour leur rôle de « nettoyeurs » : ils éliminent les microbes, les cellules mortes et les déchets. Mais, ils ont aussi des fonctions beaucoup plus spécialisées selon l’endroit où ils se trouvent dans l’organisme. Dans la graisse brune (un type de graisse qui sert à produire de la chaleur et à brûler de l’énergie, surtout quand il fait froid) les macrophages jouent un rôle important. Ils aident à contrôler les nerfs qui activent cette graisse et influencent ainsi la capacité du corps à produire de la chaleur et à gérer son énergie. Cependant, une question reste ouverte : ces macrophages sont-ils capables de détecter eux-mêmes la chaleur produite par la graisse brune ? Des analyses ont montré qu'ils possèdent une protéine appelée TRPV4, connue pour être sensible à la chaleur. Le but de ce projet est donc de comprendre si cette protéine permet aux macrophages de « sentir » la chaleur produite par la graisse brune et d’influencer la capacité du corps à gérer son énergie et à maintenir sa température lorsque l’organisme est exposé au froid.
Bénéfices attendus
Ce projet pourrait permettre de mieux comprendre des fonctions encore peu connues des macrophages, au-delà de leur rôle habituel de "nettoyeurs". Il aidera aussi à mieux comprendre comment ces cellules influencent le fonctionnement de la graisse et la gestion de l’énergie par le corps. À plus long terme, ces découvertes pourraient ouvrir la voie à de nouvelles approches pour améliorer la santé métabolique et lutter contre certaines maladies comme l’obésité ou le diabète.
Procédures
688 animaux seront hébergés à des températures dérogatoires pendant 24h (344 souris) ou 7 jours (344 souris) dont la moitié sera hébergée individuellement (172 souris pendant 24h et 172 souris pendant 7 jours). Un prélèvement sanguin sera réalisé sur 864 animaux vigiles.
Impact sur les animaux
L’exposition au froid induit un stress physiologique et une augmentation de la dépense énergétique qui entraîne une hausse de la prise alimentaire. L’isolement social peut induire un stress. Les prises de température peuvent induire un stress léger et un inconfort transitoires. Le prélèvement sanguin provoque une douleur légère.
Devenir
Tous les animaux seront mis à mort à la fin des procédures afin de prélever la graisse brune dans le but de l’analyser.
Remplacement
Les études in vitro seront réalisées sur des lignées cellulaires. Cependant, pour comprendre le rôle des macrophages dans la régulation de la production de chaleur par la graisse brune, il est indispensable de réaliser des études in vivo car les études in vitro ne permettent pas de reproduire les interactions complexes qui existent entre les différents types cellulaires présents dans la graisse brune et entre les différents organes.
Réduction
Nous utiliserons des schémas de croisement qui permettent d’éviter la génération d’animaux inutiles. Chaque procédure sera réalisée sur un nombre d'animaux minimum mais nécessaire pour réaliser des études statistiques pertinentes.
Raffinement
Nous serons particulièrement attentifs à tout changement physique ou de comportement. Nos visites quotidiennes permettront de déceler précocement tout signe de douleur, de souffrance ou d’angoisse et d'appliquer les points limites que nous avons définis. Des critères d’arrêt précis et précoces ont été définis pour chaque procédure.
Choix des espèces
Nous avons choisi d’utiliser la souris car notre expertise nous permet d’avoir des locaux d’hébergement et des conditions d’expérimentation appropriées à cette espèce. D’autre part, la similitude de son patrimoine génétique avec celui de l’humain nous permet, dans la mesure du possible, d’extrapoler les résultats et en tirer des conclusions valables pour l’humain. De plus, nous étudions le rôle des macrophages dans le tissu adipeux et nous disposons déjà du modèle de souris permettant d’enlever TRPV4 dans les macrophages. Enfin, les données in vivo de la littérature sont obtenues essentiellement sur des souris. Il s’agit donc de l’espèce la plus appropriée pour ce projet. L’ensemble des procédures se fera sur des souris adultes (âgées d’au moins 8 semaines).
Comprendre le rôle des cellules immunitaires cérébrales dans le développement de l’obésité
- Recherche fondamentale
- Système immunitaire
- Système nerveux
Quarante-cinq minutes de neurochirurgie pour 800 souris, quatorze injections directement dans le cerveau pour 480 d'entre elles : 2 980 souris vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, toutes tuées à l'issue pour prélever le cerveau et d'autres tissus. Un régime gras leur est imposé, avec une prise de poids que le porteur estime ne pas devoir dépasser le double du poids initial, alternée avec des jeûnes de 4 ou 24 heures et un hébergement individuel quand la prise alimentaire doit être mesurée souris par souris. L'objectif déclaré est de comprendre le rôle des cellules immunitaires de l'hypothalamus dans l'obésité, les pistes thérapeutiques étant renvoyées au long terme et "si les résultats obtenus vont dans ce sens". 1 200 souris passent des tests comportementaux de mesure de l'anxiété, de dix à quarante minutes, dont le résumé ne dit pas lesquels.
Objectifs
L’obésité est un fléau dans nos sociétés modernes. Cette maladie chronique touche presque un quart de la population mondiale et s’accompagne de nombreuses comorbidités (diabète, maladies cardio-vasculaires, anxiété, cancers…). Afin d’envisager de nouvelles thérapies pour lutter contre l’obésité, il est notamment nécessaire de mieux connaître les phénomènes biologiques qui régulent la prise alimentaire et le poids corporel. Le cerveau orchestre cette régulation en engageant une « communication » avec les différents organes du corps. Pour cela, il reçoit des signaux les renseignant sur l’état énergétique de l’organisme. Ces signaux sont captés par des neurones spécialisés du cerveau. Outre les neurones, certaines populations de cellules immunitaires du cerveau sont aussi impliquées dans la régulation du poids corporel. On peut imaginer que c’est un peu comme quand les cellules immunitaires réagissent à un microbe. Cette inflammation est néfaste à long-terme car elle dérègle le fonctionnement des neurones, et donc le contrôle du poids corporel. Dans ce projet, nous souhaitons mieux comprendre comment fonctionnent les différentes cellules immunitaires hypothalamiques dans le développement de l’inflammation en réponse à un régime qui déclenche l’obésité.
Bénéfices attendus
Les résultats de ce projet permettront de mieux comprendre comment certaines cellules du système immunitaire présentes dans le cerveau participent au développement de l’obésité et des troubles du métabolisme en réponse à une alimentation riche en calories. Ils aideront également à mieux caractériser les phénomènes d’inflammation dans cette région du cerveau. À plus long terme, ces travaux pourraient contribuer à identifier de nouvelles pistes pour agir sur ces cellules et ainsi limiter ou prévenir les troubles métaboliques, si les résultats obtenus vont dans ce sens.
Procédures
1) Analyse de la composition corporelle sur tous les animaux vigiles : 5 min, entre 2 et 5 fois. Nombre d’animaux : 3220. 2) Neurochirurgie sous anesthésie et antalgie, 45 min, 1 fois. Nombre d’animaux : 800. 3) Test de tolérance au glucose sur animaux vigiles : Entre 4 et 6 mesures de glycémie sur une goutte de sang. Chaque mesure dure 10sec, espacées de 10 min, répétée 2 fois. Nombre d’animaux : 800. 4) Injections intracérébrales de composés pharmacologiques, sur animaux vigiles : Durée : 3-4 min (contention d’une minute maximum). Répétition : 1 ou 14. Nombre d’animaux : 480 pour le groupe « 14 fois » et 160 pour le groupe « 1 fois ». 5) Injections intrapéritonéales de composés pharmacologiques, sur animaux vigiles : Durée : 30 sec max, entre 1 et 9 injections. Nombre d’animaux concernés : 1280. 6) Tests comportementaux de la mesure de l’anxiété. Durée : entre 10 et 40 min, répété 1 fois pour chaque test, espacé de 2 jours. Nombre d’animaux : 1200.
Impact sur les animaux
1. Stress induit par l’hébergement individuel : ceci ne sera réalisé uniquement lorsque la prise alimentaire individuelle est nécessaire. 2. Stress de contention lors de l’analyse de composition corporelle. Ce stress est cependant d’une durée limitée, l’analyse ne prenant que 5 minutes au maximum. 3. Prise de poids consécutive au régime gras. La prise de poids estimée (basée sur nos études antérieures) ne devrait pas dépasser le double du poids initial. 4. Perte de poids consécutive au jeûne (4h ou 24h). 5. Perte de poids/appétit post-opératoire. Suite aux incisions chirurgicales, une douleur post-opératoire est attendue. La reprise de poids est attendue dès le deuxième à troisième jour post-opératoire (basée sur nos études antérieures). 6. Stress induit par les tests comportementaux. La durée réduite de chacun des tests (moins d’une heure, sans manipulation) n’induit pas de nuisances (pas de perte de poids attendue).
Devenir
À l’issue de chaque procédure, les animaux seront mis à mort et des tissus seront récupérés (cerveaux ou autres), pour des études réalisées post-mortem.
Remplacement
Le but de ce projet est de comprendre le rôle des cellules immunitaires hypothalamiques sur le poids, et la régulation de la glycémie. Dans ce contexte, la région cérébrale que nous étudions n’est pas isolée, et interagit avec d’autres structures du cerveau mais également avec des organes périphériques (foie, pancréas, tissu adipeux…). Les effets que nous étudions sont donc la résultante de cette communication entre divers réseaux de neurones et la périphérie. Des interactions aussi complexes ne peuvent être modélisées in vitro, et certains des effets étudiés comme le comportement alimentaire nécessitent un animal vivant. De même, il n’existe aucun modèle informatique qui pourrait remplacer l’animal dans le cadre de cette étude.
Réduction
Ce projet a fait l’objet d’études réalisées in vitro afin de tester les voies de signalisation impliquées dans notre hypothèse. Nous avons utilisé un test de puissance pour déterminer le nombre minimum d’animaux nécessaire pour obtenir des résultats exploitables statistiquement. Afin de réduire le nombre d’animaux utilisés, nous avons regroupé dans la mesure du possible nos différents tests sur les mêmes animaux, de manière à obtenir un maximum d’information à partir des mêmes animaux. La production d’animaux transgéniques est rationalisée en choisissant un schéma d’accouplement permettant de n’obtenir que des animaux dont les génotypes ont un intérêt pour le projet. Pour l’analyse des résultats, nous comparerons les différents groupes expérimentaux avec de tests statistiques adaptés
Raffinement
Nous avons défini différents points de raffinement tout au long de l’étude : 1) Période d’habituation avant utilisation en expérimentation de 1 semaine minimum. La surveillance des animaux sera quotidienne et renforcée durant les périodes expérimentales et au constat de dégradation du bien-être /souffrance des animaux. 2) L’evaluation de la prise alimentaire necessite parfois l’hébergement des animaux en cages individuelles. Pour compenser le manque d’interactions sociales, les cages, transparentes et enrichies, seront rapprochees au maximum les unes des autres. 3) Notre étude nécessite des chirurgies qui seront réalisées sous anesthésie générale avec un protocole analgésique ainsi que des mesures de maintien du bien-être animal. 4) Des points limites appropries ont ete definis avec l’utilisation d’un tableau (arbre décisionnel pour chaque composante étudiée, anatomique, physiologique, comportementale). Si le bien-être animal venait à se dégrader, il sera mis en place des mesures conservatoires et des critères d’arrêt des souffrances, en accord avec notre vétérinaire.
Choix des espèces
La régulation du poids corporel, le comportement alimentaire et le metabolisme glucidique sont depuis longtemps etudies chez la souris, qui represente donc une espece adaptee a ce type d’etudes. De tres nombreux modeles d’obesites ont ete developpes chez la souris. De nombreux modèles génétiquement modifiés existent et permettent l’étude de mécanismes moléculaires précis. De plus, la souris est une espèce de prédilection pour la création d’animaux transgéniques, d’autant que son cycle de reproduction court permet d’avoir un nombre suffisant d’animaux rapidement. Enfin, la forte proximite biologique entre l’homme et la souris en ce qui concerne le controle de la prise alimentaire fait de la souris un bon modele predictif. En particulier, dans le cadre de cette étude, la neuroinflammation hypothalamique induite par un régime obésogène est retrouvé à la fois chez la souris et chez l’Homme. Toutes les souris de cette étude seront adultes lors des procédures. Elles arriveront entre 3 et 7 semaines d’âge dans notre animalerie (3-4 semaines pour les souris transgéniques ; 7 semaines pour les autres), mais nous ne commencerons les expériences qu’à partir de l’âge de 8 semaines. Les souris seront à un stade post- puberté (hormones sexuelles stables). De plus, cet âge est celui auquel on estime que le crâne a fini sa croissance.
Rôle des macrophages synoviaux dans un modèle d’arthrose du genou chez la souris
- Recherche fondamentale
- Système immunitaire
- Système musculosquelettique
Une ou deux injections et une prise de sang sur souris éveillées, puis deux injections sous anesthésie générale : 672 souris vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Le résumé annonce une étude de l'arthrose du genou sans décrire comment la maladie est provoquée, et signale que les injections peuvent entraîner un saignement, un gonflement de l'articulation et, plus rarement, une infection articulaire avec boiterie. Sur le remplacement, le porteur écrit qu'il est "indispensable de réaliser des études in vivo", les cultures cellulaires ne reproduisant pas selon lui les interactions entre cartilage, os, ligaments et tissu synovial. Toutes sont tuées à la fin des procédures pour prélever l'articulation du genou et l'analyser.
Objectifs
L’arthrose est une maladie des articulations liée à l’usure progressive du cartilage avec le temps. L’arthrose du genou concerne des millions de personnes dans le monde et constitue l’une des principales causes de douleurs chroniques et de perte de mobilité. Aujourd’hui, les traitements disponibles permettent surtout de soulager la douleur et d’améliorer la qualité de vie, mais ils ne ralentissent pas réellement l’évolution de la maladie. Lorsque l’arthrose devient très sévère, la pose d’une prothèse totale du genou est souvent la dernière solution. Il est donc essentiel de mieux comprendre les mécanismes de la maladie afin de développer des traitements capables de prévenir son apparition ou de freiner sa progression. L’arthrose du genou ne se limite pas à l’usure du cartilage. Elle s’accompagne également de changements dans le tissu synovial, un tissu qui tapisse l’intérieur de l’articulation et produit le liquide nécessaire à son bon fonctionnement. Une inflammation légère mais persistante de ce tissu semble jouer un rôle important dans le développement et l’aggravation de la maladie. Parmi les cellules présentes dans le tissu synovial, des cellules du système immunitaires appelées macrophages occupent une place centrale. Ces cellules participent normalement à la protection et à l’entretien des tissus. Cependant, dans l’arthrose, elles peuvent produire des substances favorisant l’inflammation et la dégradation du cartilage. Des recherches récentes ont montré qu’il existe plusieurs types de macrophages dans le tissu synovial. Deux grandes familles de macrophages ont été identifiées dans la membrane synoviale. La première forme une couche protectrice à la surface du tissu synovial. Ces cellules semblent contribuer à maintenir l’équilibre de l’articulation et à limiter l’inflammation. La seconde famille, appelée macrophages interstitiels, est située plus en profondeur dans le tissu synovial. Cependant, on sait encore très peu de choses sur la localisation exacte, le comportement et les fonctions de ces macrophages interstitiels dans l’arthrose du genou. L’objectif de ce projet est donc d’étudier le rôle de ces macrophages dans le développement de l’arthrose du genou chez la souris.
Bénéfices attendus
Ce projet vise à mieux comprendre le rôle de certaines cellules immunitaires, appelées macrophages interstitiels synoviaux, dans le développement de l’arthrose du genou. En étudiant leurs caractéristiques et leur fonctionnement au sein de l’articulation, nous espérons découvrir de nouveaux mécanismes impliqués dans le développement de la maladie. Ces travaux pourraient permettre d’identifier de nouvelles pistes de traitement ciblant plus précisément l’inflammation présente dans l’articulation. A terme, cette meilleure compréhension de la maladie pourrait contribuer au développement de thérapies innovantes capables de ralentir la progression de l’arthrose, voire de prévenir les dommages articulaires avant qu’ils ne deviennent irréversibles.
Procédures
672 animaux seront soumis aux interventions suivantes : 1 ou 2 injections (20 secondes chacune) et un prélèvement sanguin (30 secondes) sur animaux vigiles ainsi que 2 injections (10 secondes chacune) réalisées sous anesthésie générale.
Impact sur les animaux
Les injection et les prélèvements sanguins peuvent provoquer une douleur légère. Les injections peuvent occasionner une hémorragie se manifestant par une saignement et/ou un gonflement localisé de l’articulation, susceptible d’entraîner une douleur modérée transitoire. Dans de rares cas, une infection articulaire peut survenir. Les signes cliniques associés incluent une boiterie, de la rougeur et un gonflement de l’articulation.
Devenir
Tous les animaux seront mis à mort à la fin des procédures afin de prélever l’articulation du genou dans le but de l’analyser.
Remplacement
Pour comprendre le rôle des macrophages dans l’arthrose, il est indispensable de réaliser des études in vivo car les études in vitro ne permettent pas de reproduire les interactions complexes qui existent entre les différents tissus de l’articulation (cartilage, os, ligaments et tissu synovial) ainsi que les différents types de cellules qui les composent.
Réduction
Nous utiliserons des schémas de croisement qui permettent d’éviter la génération d’animaux inutiles. Chaque procédure sera réalisée sur un nombre d'animaux minimum mais nécessaire pour réaliser des études statistiques pertinentes.
Raffinement
Nous serons particulièrement attentifs à tout changement physique ou de comportement. Dans les différentes procédures, le suivi pondéral des souris sera également un bon indicateur de leur état général. Nos visites régulières (au moins 3 fois par semaine) permettront de déceler précocement tout signe de douleur, de souffrance ou d’angoisse et d'appliquer les points limites que nous avons définis. Des critères d’arrêt précis et précoces ont été définis pour chaque procédure.
Choix des espèces
Nous avons choisi d’utiliser la souris car notre expertise nous permet d’avoir des locaux d’hébergement et des conditions d’expérimentation appropriées à cette espèce. D’autre part, la similitude de son patrimoine génétique avec celui de l’humain nous permet, dans la mesure du possible, d’extrapoler les résultats et en tirer des conclusions valables pour l’humain. De plus, nous étudions le rôle des macrophages dans l'arthrose du genou et nous disposons déjà du modèle génétique murin permettant de cibler ces cellules. Enfin, les données in vivo de la littérature sont obtenues essentiellement sur des souris. Aucune autre espèce ne peut donc être utilisée. L’ensemble des procédures se fera sur des souris adultes (âgées d’au moins 8 semaines).
Décontamination de lignées de souris génétiquement modifiées/altérées (GM/GA)
- Recherche fondamentale
- Oncologie
- Organes sensoriels
- Système endocrinien
- Système gastrointestinal
- Système immunitaire
- Système musculosquelettique
- Système nerveux
- Système respiratoire
10 880 souris vont être utilisées dans des procédures impliquant des niveaux de souffrance léger à modéré, pour redériver des lignées génétiquement modifiées vers un statut sanitaire donné. 700 mâles sont vasectomisés par voie scrotale sous anesthésie, 3 000 femelles juvéniles reçoivent deux injections hormonales pour produire un grand nombre d'ovocytes, 2 000 femelles adultes sont opérées pour recevoir des embryons, et 5 000 nouveau-nés sont tatoués aux doigts ou subissent une résection de phalanges en vue du génotypage. Les mâles vasectomisés sont tués à la fin de leur vie de reproducteur, les femelles donneuses au moment du recueil des ovocytes, les receveuses au sevrage des petits. Le devenir déclaré porte 10 880 morts, alors que le résumé écrit que les nouveau-nés porteurs des bons génotypes sont "utilisés ensuite pour le maintien de lignées".
Objectifs
Le recours à l’utilisation de lignées murines génétiquement modifiées ou altérées (GM/GA) dans les projets scientifiques est justifié dans le cadre de chacun des projets autorisés. La redérivation vers le statut sanitaire d’intérêt avant l’entrée en élevage est nécessaire pour répondre aux besoins expérimentaux et pour assurer le maintien des animaux dans des conditions optimales. Les élevages des lignées au statut sanitaire approprié (Exempts d'un certain nombre d'agents Opportunistes et Pathogènes Spécifiques à l’espèce étudiée selon une liste d’exclusion internationale, ou au statut axénique ou « germ-free », en lien avec les thématiques de recherche de l’EU) sont déjà effectués de façon centralisée dans des zones d’élevages dédiées. Le regroupement de ces élevages après redérivation dans une organisation centralisée, gérés par du personnel formé, compétent et affecté à cette mission de façon permanente, dans une zone d’élevage dédiée de très haut statut sanitaire, apporte une solution optimale au bon respect de la règle des 3R, en particulier l’ajustement du nombre d’animaux produits rapporté aux besoins de chaque unité utilisatrice.
Bénéfices attendus
Les lignées murines génétiquement modifiées ou altérées (GM/GA) sont obtenues suite à la modification de leur matériel génétique soit par une technique de manipulation génétique (GM) soit par l’apparition de mutations spontanées (GA), ce qui leur confère une caractéristique nouvelle. Les nouvelles lignées GM/GA importées sont redérivées pour pouvoir être élevées dans les meilleures conditions sanitaires possibles de façon à préserver leur bonne santé. Ceci est encore plus important pour les lignées immunodéficientes à phénotype dommageable (leur élevage post-redérivation est assuré dans le cadre d’un autre projet autorisé). Le bénéfice de ce projet est à rapporter à ceux autorisés de chacune des entités de recherche ayant recours à des lignées murines GM/GA pour leurs projets expérimentaux spécifiques en vue de répondre à une ou plusieurs hypothèses scientifiques dans le domaine de recherche scientifique fondamentale/biomédicale concerné. Ces modèles de souris GM/GA sont indispensables pour l’étude de la fonction et de la régulation de gènes au cours de processus biologiques physiologiques (développement embryonnaire, vieillissement…) et pathologiques (infections, cancers, maladies immunitaires, maladies neurologiques…). Ils sont aussi utilisés par la communauté scientifique pour tester les concepts permettant de développer de futures thérapies innovantes.
Procédures
Les nuisances prévues sont les suivantes : - 700 mâles adultes seront vasectomisés par voie scrotale, sous anesthésie, à raison de 15-20 min d’intervention chirurgicale/animal en 1 fois ; - 3000 femelles juvéniles recevront 2 injections hormonales à l’état vigile à raison de quelques secondes/animal afin d’obtenir un grand nombre d’oocytes pour la réalisation d’une fécondation in vitro ; - 2000 femelles adultes receveuses seront réimplantées avec des embryons, sous anesthésie, à raison de 15-20 min d’intervention chirurgicale/animal en 1 fois ; - 180 femelles adultes recevront une injection hormonale à J17.5 de gestation, à raison de quelques secondes/animal ; - 5000 nouveau-nés des deux sexes, seront identifiés et prélevés à l’état vigile en vue de génotypage, soit par tatouage au niveau des doigts (quelques secondes) et par prélèvement tissulaire au niveau de l’oreille ou de la queue (quelques secondes) ; soit par un prélèvement tissulaire unique par résection de phalanges (quelques secondes) ; soit à un prélèvement tissulaire au niveau de l’oreille (quelques secondes) et à un prélèvement sanguin au niveau de la veine faciale (quelques secondes).
Impact sur les animaux
Les effets indésirables prévus sont : - l’administration des hormones/médicaments peut induire un stress léger lors de la contention ainsi qu’une courte douleur au point d’injection liée à la piqûre elle-même, - les opérations de chirurgie (vasectomie pour les mâles et transfert embryonnaire pour les femelles) peuvent induire une désorientation et un stress des animaux lors du réveil de l’anesthésie, ainsi qu’une douleur locale post-chirurgie, - la contention et la réalisation de prélèvements en vue de l’identification et du génotypage des animaux, peut induire un stress et une douleur locale brève et transitoire. Les douleurs peuvent être classées en deux types : - légère (équivalente à l’introduction d’une aiguille) pour les injections d’hormones ou lors du tatouage et des biopsies tissulaires ou du prélèvement sanguin pour identification/génotypage, - modérée à la suite de l’opération chirurgicale, avec des douleurs localisées au niveau du scrotum chez les mâles vasectomisés et au niveau du plan musculo-péritonéal chez les femelles réimplantées.
Devenir
L’ensemble des animaux inclus dans chacune des 4 procédures (P1 à P4) sont mis à mort : - à la fin de sa vie de reproducteur pour les mâles vasectomisés (performance au coït en baisse voire absente nécessitant un renouvellement après réforme), - au moment du recueil des ovocytes pour les femelles donneuses, - au moment du sevrage pour les femelles receveuses (une intervention chirurgicale unique sur l’appareil reproducteur) des petits nés issus des lignées murines GM/GA à décontaminer, - au moment du prélèvement d’utérus pour les femelles d’intérêt. Ces animaux ne peuvent être ni réutilisés, ni replacés, ni adoptés. Les animaux de la procédure 5 sont soit mis à mort (animaux ne portant pas les génotypes d‘intérêt) soit utilisés ensuite pour le maintien de lignées (animaux porteurs des bons génotypes).
Remplacement
En amont du projet, les entités de recherche effectuent des analyses préalables de l’existence de méthodes alternatives NAMs (Non-Animal Methods) : culture cellulaires in vitro, organoïdes, organes-on-chip et modélisation computationnelle pour éviter l’utilisation d’animaux. Cependant encore aujourd’hui, seul un organisme intégré (entier) permet d’étudier, de récapituler et de comprendre les interactions entre les cellules dans les tissus, l’ensemble des organes et plus largement les différents systèmes physiologiques. Le recours à l’animal est justifié au niveau des projets de recherche des entités souhaitant utiliser les différentes lignées importées.
Réduction
Pour la décontamination, le nombre d’adultes donneurs et de femelles receveuses nécessaires au succès de l’opération varie sensiblement d’une lignée à une autre. Nous procédons toujours par étapes en produisant par fécondation in vitro (FIV), un premier lot d’embryons en attendant de voir les résultats du transfert (nombre de petits nés) avant de produire un second lot. De même lors de redérivation par hystérectomie aseptique nous attendons de voir les résultats d’adoption de la 1ère séance avant de démarrer une seconde séance. Notre expérience a permis de revoir à la baisse le nombre de femelles donneuses d’ovocytes sans compromission des résultats de la FIV. La très grande majorité (90%) des lignées murines qui nous sont confiées sont redérivées après 1 seule session de décontamination. La cryopréservation et l’évaluation systématique depuis fin 2024, de la semence des mâles donneurs de sperme de provenance extérieure permet de qualifier selon des critères précis et définis le mâle et/ou la quantité de sperme à utiliser préférentiellement pour la FIV Le nombre des femelles receveuses est ajusté au plus juste au regard du statut génétique attendu des embryons à réimplanter issus de la FIV. Aussi, des embryons de plusieurs lignées sont réimplantées le même jour pour que les problèmes éventuels avec les embryons d’une lignée soient compensés par les meilleurs résultats obtenus avec une autre et/ou que des embryons de lignées différentes puissent être groupés dans une même femelle. Le marquage et le génotypage précoce sur nouveaux nés permet d’identifier les animaux de façon unique non ambiguë et d’obtenir un bout de tissu, qui servira pour extraire l’ADN de l’animal et l’amplifier ensuite par réaction de polymérisation en chaîne (PCR). L’ensemble est réalisé précocement (7-10j) afin d’avoir les résultats très rapidement et avant le sevrage. Cela permet de ne pas conserver des animaux non utiles et de savoir très vite si un second round de décontamination doit être mis en place ou non.
Raffinement
L’ensemble des procédures nécessitant de la chirurgie se fait sous anesthésie générale gazeuse couplée à une analgésie multimodale permettant de prendre en charge de manière complète la douleur liée à ces actes chirurgicaux. Un fluide réhydratant réchauffé à 37°C est systématiquement injecté en fin d’opération chirurgicale palliant une éventuelle déshydratation tout en offrant une bonne reprise de l’homéostasie et un réveil rapide de qualité. L’utilisation d’une litière douce avant et après l’intervention particulièrement pour les mâles vasectomisés limite l’inconfort en favorisant la cicatrisation. Les souris opérées sont placées sur un plateau chauffant jusqu’à leur réveil et reçoivent des graines de tournesol disposées au fond de la cage avant stabulation. Les animaux sont évalués pendant les 48h suivant l’opération pour vérifier que la cicatrisation se passe bien. Il est rarissime d’observer des complications dans ce type de procédures. En cas d’observation d’une souffrance chez un animal post-opératoire qui n’est pas résolue en 48h l’animal est mis à mort. Les mâles vasectomisés une fois cicatrisés sont très rapidement accompagnés par une femelle du même âge durant toute leur vie afin de conserver le caractère grégaire de l’espèce, sans nuire à leur libido tout en vérifiant le maintien de sa stérilité au cours du temps. Nous réalisons pour la vasectomie des mâles une chirurgie scrotale qui est moins invasive, mieux tolérée et permet d’éviter des complications liées à la chirurgie abdominale pratiquée traditionnellement, comme par exemple la péritonite, et par conséquent induisant moins de souffrance. De surcroît, si lors de la procédure de chirurgie en vue de réimplantation d’embryons la femelle receveuse n’est pas en état de pseudo gestation par constatation de l’absence d’ampoule au niveau de l’oviducte, alors nous procéderons à une stérilisation par ovariectomie en lieu et place d’une mise à mort de l’animal. Ainsi, cette femelle pourra jouer le rôle de « femelle accompagnatrice » par ajout dans la cage d’un mâle et éviter un hébergement individuel.
Choix des espèces
La souris en tant que mammifère est le modèle de choix pour les expériences menées en recherche fondamentale et biomédicale. En effet, le génome des rongeurs de laboratoire à 99% proche de celui de l’humain est facilement modifiable à façon. Grâce à la performance, en perpétuelle évolution, des outils de transgénèse, il existe plusieurs milliers de lignées murines GM/GA qui sont parfaitement caractérisées/définies et présentent de grandes similarités avec les systèmes humains ce qui permet de transposer les découvertes du modèle murin chez l’humain. La pertinence du choix de la souris pour ces projets est justifiée dans les projets scientifiques eux-mêmes. - Les mâles donneurs de sperme sont des adultes. - Les femelles donneuses d’ovocytes sont des juvéniles, généralement prépubères répondant mieux au traitement hormonal de la superovulation. - Les mâles vasectomisés, les femelles receveuses et gestantes d’intérêt sont des adultes. - Des jeunes (2 sexes) seront identifiés et génotypés pour sélection des animaux d’intérêt à conserver post-sevrage.
Modèle murin de sepsis (ligature du caecum) pour le développement de thérapies innovantes immunomodulatrices et anti-infectieuses
- Recherche appliquée
- Maladies infectieuses
- Recherche fondamentale
- Système immunitaire
Rats : 160
Soumis à une ligature et une ponction du cæcum qui déclenchent une septicémie polymicrobienne, 480 rongeurs, 320 souris et 160 rats, vont être utilisés dans des procédures impliquant un niveau de souffrance sévère. Le porteur attend une douleur abdominale aiguë, une léthargie, une perte de poids rapide, une déshydratation, un choc septique et des défaillances d'organes dans les cas graves, ainsi qu'une mortalité partielle liée à la longueur de la ligature et au calibre de la perforation. Les composés testés sont administrés une à quatre fois par jour pendant dix jours au plus, avec pesée quotidienne et une prise de sang hebdomadaire sous anesthésie. Tous seront tués à la fin de chaque procédure pour mesurer la charge microbienne et les paramètres inflammatoires dans leurs organes.
Objectifs
Le projet utilise le modèle de ligature et ponction du cæcum chez la souris pour évaluer l’efficacité de composés anti-infectieux et immunomodulateurs dans le contexte d’une d’une septicémie polymicrobienne d’origine abdominale. Les objectifs principaux de ce protocole sont : Evaluer l’efficacité thérapeutique des petites molécules, peptides, anticorps, vaccins ou immunomodulateurs pour réduire la charge bactérienne systémique. Étudier l’impact sur la réponse immunitaire : modulation de l’inflammation, prévention du choc septique et restauration de l’homéostasie immunitaire. Mesurer la protection des organes et tissus face aux dommages induits par l’infection abdominale. Comparer différentes stratégies thérapeutiques en situation de septicémie abdominales pour identifier les interventions les plus efficaces. Valider un modèle préclinique représentatif des infections polymicrobienne d’origine abdominale humaines pour le développement de traitements innovants contre les bactéries résistantes et les infections graves. Ce protocole est particulièrement adapté pour tester des traitements dans un contexte de septicémie polymicrobienne, où les modèles cellulaires ou tissulaires classiques ne permettent pas d’évaluer simultanément l’efficacité anti-infectieuse et l’impact immunomodulateur.
Bénéfices attendus
Les bénéfices attendus du projet sont multiples avec un impact significatif sur la santé humaine et animale. Il permet de compréhension des mécanismes de l’infection systémique : le CLP reproduit la septicémie polymicrobienne humaine, permettant d’étudier comment les bactéries déclenchent l’inflammation, le choc septique et la dysfonction organique. Permet également d’évaluer la réponse immunitaire en mesurant les effets immunomodulateurs des nouvelles molécules, anticorps ou vaccins, d’identifier des biomarqueurs de gravité de l’infection ou de réponse thérapeutique. Permet de la validation préclinique de nouveaux composés anti-infectieux, optimisation des stratégies thérapeutiques en situation de septicémie sévère, infections localisées. A plus large échelle, il permettra d’améliorer la prise en charge des infections graves en prévenant de la mortalité liée à la septicémie et au renforcement du pipeline thérapeutique.
Procédures
Le projet implique une chirurgie pour ligaturer et ponctionner le caecum. Cette procédure est réalisée sous anesthésie chimique et analgésique. Les traitements avec les composés testés sont de 1 à 4 fois par jour pendant 10 jours maximum. Ce geste n'excède pas 10 secondes par animal. Pour l'ensemble des protocoles, des pesées journalières sont réalisées ; pour chaque souris, une contention de 20 secondes maximum est nécessaire pour cette mesure. Enfin, des prélèvements sanguins sous anesthésie gazeuse (pendant 1 minute) sont pratiqués pour la mesure des paramètres inflammatoires. En prenant en compte le temps de récupération des souris, le nombre maximum de prélèvement est de 1 fois par semaine pour l'ensemble des procédures. 1 minutes avant le prélèvement, un traitement avec un analgésique est pratiqué pour réduire la douleur .
Impact sur les animaux
Pour un projet utilisant le modèle de ligature et ponction du cæcum (CLP) les nuisances et effets indésirables attendus chez les animaux, sont les suivants : La chirurgie provoque une douleur abdominale aiguë et les infections induites peuvent entraîner douleur diffuse, malaise, léthargie et perte d’appétit. Les animaux peuvent présenter des signes de stress tels que poils hérissés, posture recroquevillée ou mobilité réduite. Le sepsis peut provoquer un choc septique dans les cas sévères et défaillance organique possible. Une diarrhée, une perte de poids rapide et une déshydratation. Certains composés testés peuvent entraîner toxicité hépatique, rénale ou hématologique. Le CLP est un modèle de septicémie sévère ; une mortalité partielle est attendue en fonction de la longueur de la ligature et du calibre de la perforation.
Devenir
A la fin de chaque procédure tous les animaux sont mis à mort et des prélèvements d'organes et de sang sont réalisés pour des mesures de charge microbienne, de paramètres inflammatoires et des études d'histologie.
Remplacement
Préalablement à toute utilisation d'animal, nous intègrons dans nos projets des modèles in vitro, tissulaires et des organoïdes, afin de réduire le nombre d'animaux utilisés et d’optimiser les essais précliniques. Il existe plusieurs alternatives non animales dans la recherche sur les maladies infectieuses et inflammatoires, mais elles ne peuvent pas remplacer totalement les tests sur les animaux utilisés dans ce projet. 1. Modèles in vitro : Les cultures cellulaires humaines ou animales permettent d’étudier des interactions cellulaires et les réponses inflammatoires. Cependant, elles ne peuvent pas reproduire la complexité d'un organisme entier, notamment les interactions multicellulaires complexes et la réponse immunitaire systémique. 2. Modèles ex vivo : Les tissus humains ou animaux (biopsies, organes) permettent d’étudier des processus biologiques en conditions plus réalistes, mais il manque des interactions entre plusieurs systèmes organiques, essentiels pour comprendre les maladies infectieuses et inflammatoires. 3. Modèles organoïdes et organes sur puce : Ces systèmes imitent des organes comme les poumons ou les reins pour étudier les réponses biologiques. Cependant, ils ne peuvent pas reproduire la réponse systémique d'un organisme complet. 4. Modélisation informatique : Les simulations informatiques peuvent modéliser certaines interactions pathogènes et immunitaires, mais elles ne peuvent pas simuler toutes les réactions biologiques complexes d'un organisme vivant. Ces alternatives ne peuvent pas complètement remplacer les animaux, pour les raisons suivantes : • Complexité biologique : Les modèles non animaux ne peuvent pas reproduire la complexité d’un organisme vivant complet, limitant leur capacité à simuler des réponses biologiques globales. • Interactions systémiques : Les maladies infectieuses et inflammatoires nécessitent l'étude des interactions complexes entre les systèmes biologiques, ce qui ne peut être simulé sans un modèle vivant.
Réduction
Les modèles in vitro et tissulaires permettent de tester les composés anti-infectieux et immunomodulateurs sur des cultures cellulaires et tissulaires, évaluant leur efficacité, leur innocuité et leurs mécanismes d’action avant tout essai in vivo. Les organoïdes reproduisent des structures d’organes spécifiques, comme les poumons, la vessie et les reins, permettant d’étudier la réponse des tissus aux infections et traitements dans un environnement plus réaliste. En combinant ces approches, nous contribuons à la réduction des expérimentations animales, tout en garantissant la précision des résultats. Cette approche permet d'identifier les composés les plus prometteurs et de maximiser l'efficacité des traitements contre les infections virales, bactériennes et fongiques. De façon systématique des analyses statistiques sont effectuées afin de déterminer le nombre d’animaux optimal afin de produire des résultats robustes pour chaque point de mesure ; généralement la charge virale, bactérienne ou fongique dans les organes ciblés, analyse des signes cliniques, mesure de biomarqueurs (exemple: biomarqueur hépatique) et évaluation de l'inflammation (cytokines, chimiokines ou histologie).
Raffinement
La fréquence de surveillance des animaux est essentielle pour garantir leur bien-être. Les signes de détérioration de l’état de santé, tels que la perte de poids, fièvre, modifications de la mobilité, ou respiration laborieuse, sont particulièrement surveillés par l'observation de points limites (voir annexe) en raison des effets des infections et inflammations. Après l'infection ou l'administration de traitements, une surveillance plus rapprochée (toutes les 2 à 4 heures) est mise en place dans les premières 12 heures, pour détecter rapidement des signes de détresse, comme une perte de poids importante (plus de 20%) ou une diminution de l'activité. Des critères d'arrêt stricts et précoces sont définis pour éviter la souffrance excessive des animaux. L’objectif est de garantir que l’état de l’animal est constamment suivi et que des soins vétérinaires sont fournis dès que nécessaire. La prévention du stress est intégrée au protocole expérimental par l'utilisation d'une anesthésie gazeuse (isoflurane) et administration d'analgésique au préalable des gestes douloureux (injection par piqure...).
Choix des espèces
Le CLP est un modèle standardisé de septicémie polymicrobienne, largement validé dans la littérature. Les réponses physiopathologiques chez la souris et le rat (inflammation systémique, choc septique, dysfonction d’organes) reproduisent de manière fiable les principales caractéristiques de la septicémie humaine. La variabilité génétique contrôlée chez les souris permet une reproductibilité expérimentale élevée. Les souris sont suffisamment petites pour une manipulation chirurgicale délicate avec un minimum de matériel et de stress. Les rats, plus grands, permettent des prélèvements sanguins répétés, des mesures hémodynamiques et des interventions plus complexes sans compromettre leur survie. Les modèles murins et ratins permettent d’étudier simultanément la charge bactérienne systémique, la réponse immunitaire innée et adaptative et l’inflammation et lésions tissulaires dans différents organes. Aucun modèle in vitro ou tissulaire ne permet de reproduire cet ensemble d’événements physiopathologiques de manière intégrée. Les animaux utilisés dans le cadre des modèles de pathologies infectieuses sont des jeunes adultes, âgées de minimum de 6 à 10 semaines. Ce stade de développement correspond à une maturité immunologique, métabolique et physiologique optimale, ce qui en fait un modèle préclinique pertinent et standardisé pour l’étude des maladies infectieuses et inflammatoires humaines. A partir de la 6e semaine, les souris présentent un système immunitaire complet (réponses innée et adaptative), permettant une réponse fiable aux agents pathogènes étudiés (bactéries, virus, champignons). Les animaux sont sevrés, stabilisés, et moins sujets aux fluctuations hormonales ou de croissance rapides, ce qui renforce la reproductibilité expérimentale. La morphologie permet des manipulations techniques précises (voies d’infection, prélèvements sanguins, administration de traitements). La majorité des publications scientifiques et des recommandations réglementaires utilisent ce stade pour modéliser des infections polymicrobienne d'origine abdominale.
Etude de l’effet de nouvelles cibles thérapeutiques dans un modèle de péritonite induite par l’administration par voie intrapéritonéale de LPS ou de zymosan A chez la souris
- Recherche fondamentale
- Système gastrointestinal
- Système immunitaire
Le protocole repose sur des composés fournis par des clients, qui s'engagent à en faire valider la toxicité in vitro avant le passage in vivo. 1 620 souris vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger à modéré, toutes tuées à l'issue pour des analyses immunologiques et histologiques. Une injection intrapéritonéale de LPS ou de zymosan déclenche une péritonite aiguë, suivie de trente-quatre administrations au maximum par souris pendant dix-sept jours, de cinq prises de sang au plus sur animal vigile, et d'un prélèvement terminal. Le porteur écrit que les molécules testées devraient "améliorer le bien-être des animaux" en réduisant les douleurs inflammatoires que le protocole leur a lui-même infligées.
Objectifs
La péritonite est une inflammation aiguë du péritoine, localisée ou généralisée, dont la cause est le plus souvent infectieuse. La réaction locale puis générale peut rapidement entraîner le décès. Le diagnostic doit donc être rapide et le traitement est une urgence chirurgicale. Actuellement, la péritonite est parmi les dix premières causes de mortalité dans les unités de soins intensifs. Le projet a pour objectif d’évaluer l’efficacité pharmacologique et les mécanismes d’action de molécules candidates dans des modèles murins de péritonite aiguë induite par le lipopolysaccharide (LPS) ou le zymosan. L’inflammation aiguë constitue un mécanisme central de nombreuses pathologies infectieuses et inflammatoires. Les modèles de péritonite induite par le LPS ou le zymosan permettent de reproduire une activation contrôlée de l’immunité innée, caractérisée notamment par le recrutement de cellules inflammatoires dans la cavité péritonéale, la production de cytokines pro-inflammatoires et l’activation de voies de signalisation impliquées dans la réponse immunitaire. Le projet vise à caractériser la réponse inflammatoire, évaluer les effets anti-inflammatoires ou immunomodulateurs des molécules testées, améliorer la compréhension des mécanismes physiopathologiques impliqués dans les processus inflammatoires aigus. Les analyses reposeront sur le recrutement cellulaire péritonéal, des dosages de médiateurs inflammatoires et des analyses histologiques.
Bénéfices attendus
Les résultats attendus pourraient contribuer à l’identification et au developpement de nouvelles cibles thérapeutiques dans des pathologies inflammatoires aiguës ou systémiques et contribuer à l’amélioration des stratégies thérapeutiques visant à limiter les conséquences délétères d’une réponse inflammatoire excessive. Ce projet fournira également des données précliniques nécessaires à l’évaluation de l’efficacité de nouvelles molécules avant une éventuelle transposition vers des études cliniques chez l’Homme. À plus long terme, ces travaux pourraient contribuer à améliorer la prise en charge de pathologies associées à une inflammation aiguë non contrôlée, telles que les péritonites infectieuses, le sepsis ou certaines maladies inflammatoires systémiques.
Procédures
Les animaux vont être soumis des administrations de l'inducteur (1 administration/souris; 30 secondes) et de composés (maximum 34 administrations/souris, d’une durée de 30 secondes, répété 1-2 fois/jour durant 17 jours) ainsi que maximum 5 prélèvements de sang sur animaux vigiles durant l'étude et un prélèvement terminal sous anesthésie (30 secondes/prélèvement).
Impact sur les animaux
Ce modèle induit des douleurs inflammatoires chez l’animal, pouvant entraîner une perte de poids. L’administration des traitements par injections répétées (1 à 2 fois/jour pour les injections sous-cutanées, 1 fois/jour pour les injections intrapéritonéales, 2 fois/semaine pour les injections intraveineuses ou 1 fois/semaine pour les injections intramusculaires) nécessite une contention de l’animal et entraîne une douleur légère et transitoire liée à la piqûre de l’aiguille (quelques secondes). Les injections intraveineuses peuvent être réalisées soit dans la veine caudale, soit au niveau du système veineux orbital. Elles peuvent provoquer une légère douleur lors de la ponction, un stress lié à la contention ainsi que, de façon occasionnelle, un petit hématome au point d’injection. Les injections intramusculaires peuvent entraîner une douleur légère à modérée au moment de l’injection ainsi qu’une sensibilité locale transitoire. De rares petits hématomes ou une légère inflammation locale peuvent être observés au site d’injection. Les administrations par voie intranasale réalisées sous anesthésie gazeuse peuvent provoquer une gêne passagère liée au dépôt du produit dans les cavités nasales, pouvant s’accompagner d’éternuements. Elles induisent également un léger stress lié à la contention. Ces effets sont de courte durée. Les administrations par voie intratrachéale sont réalisées sous anesthésie gazeuse. Aucune douleur n’est attendue pendant la procédure. Les traitements administrés par voie orale (gavage) peuvent entraîner un léger stress lié à la contention et une gêne transitoire lors de l’introduction de la sonde (quelques secondes). Les prélèvements sanguins réalisés sur animaux vigiles induisent une douleur légère et transitoire liée à la ponction ainsi qu'un léger stress lié à la contention. Des prélèvements submandibulaires pourront être réalisés selon les études, dans la limite de deux prélèvements par semaine. Ils peuvent entraîner une douleur légère au moment de la ponction, un faible saignement local et, occasionnellement, un petit hématome transitoire. Un prélèvement sanguin terminal pourra être réalisé au niveau du sinus rétro-orbitaire sous anesthésie gazeuse immédiatement avant la mise à mort. Aucune douleur n'est attendue. Les molécules administrées ont pour objectif de réduire les douleurs inflammatoires induites par le modèle et devraient ainsi améliorer le bien-être des animaux en fonction de leur efficacité.
Devenir
Tous les animaux sont mis à mort afin d'effectuer des prélèvements qui permettront d’analyser différents paramètres immunologiques et histologiques. Ces prélèvements permettront de vérifier l'efficacité des candidats médicaments sur la maladie.
Remplacement
Nous proposons dans ce projet de mettre en place un modèle de péritonite chez la souris afin de pouvoir tester in vivo l’efficacité de nouvelles thérapies dans le cadre d’une monothérapie ou d’une combinaison thérapeutique. Ces nouvelles thérapies sont en premier lieu testées et validées sur des lignées cellulaires afin de sélectionner les doses à appliquer in vivo pour l'étude d'efficacité. Cependant, les méthodes substitutives à l’expérimentation animale ne peuvent être utilisées ici puisque nous testons des molécules candidat médicament, tests nécessaires avant l’initiation d’une phase clinique. Aucun modèle expérimental in vitro ou aucune modélisation informatique n’est à même de remplacer l’animal entier pour étudier l’efficacité de molécules thérapeutiques et les interactions entre les différents acteurs cellulaires et moléculaires des réponses inflammatoires. Nos clients s'engagent à ce que la toxicité des composés ainsi que du véhicule fourni soit validée in vitro sur des modèles pertinents avant leur passage en étude in vivo. Ils s’engagent également à recourir au modèle animal car il n’existe pas à leur connaissance d’autre modèle à même d’évaluer l’efficacité de leur molécule.
Réduction
Le nombre d’animaux utilisé sera réduit au minimum nécessaire (12 souris/groupe) pour obtenir des résultats pertinents, reproductibles et statistiquement significatifs évitant ainsi de refaire plusieurs fois les mêmes expérimentations. Les tests statistiques utilisés permettront de comparer 2 groupes indépendants entre eux en prenant en compte 1 variable ou bien de comparer 2 groupes indépendants entre eux en prenant en compte 2 variables. Le nombre d’animaux a été minimisé tout en garantissant une puissance statistique suffisante pour détecter l’effet biologique attendu entre le groupe contrôle sain et les groupes malades, caractérisé par une différence significative.
Raffinement
Les animaux sont observés quotidiennement pour s’assurer de leur bien-être et pour détecter la douleur au moment de l’expérimentation. De plus, si des animaux présentent des signes de souffrance au cours de l'étude, un analgésique sera administré et des croquettes humides seront ajoutées dans les cages. Des points limites suffisamment prédictifs et spécifiques au projet seront appliqués, prenant en compte la perte de poids de la souris, son aspect général ainsi que sa posture et mobilité.
Choix des espèces
Le choix de la souris pour la réalisation des expériences envisagées se justifie par des raisons d’ordre scientifiques, pratiques et éthiques : - Nos modèles d'études ont été développés sur les souches de souris dont les génomes possèdent 99% de similitude avec le génome humain, et ne présentent aucun gène manquant ou supplémentaire pouvant modifier l’intensité de la réponse immunitaire attendue. - La souris est un animal pour lequel les outils génétiques, les anticorps spécifiques permettent la caractérisation des réponses immunitaires au niveau cellulaire/moléculaire sont les plus développés. Les animaux sont utilisés au stade adulte (7 semaines minimum) afin de disposer d’un organisme avec un processus de développement terminé et dont le système immunitaire est mature
Modulation de la réponse immune après transfert de gène à l’aide d’AAV recombinant dans un modèle de rats
- Recherche fondamentale
- Système immunitaire
Un groupe de rats reçoit vingt-quatre injections intrapéritonéales, un autre six, en plus d'une injection intraveineuse de vecteur viral et de cinq prélèvements sanguins sous anesthésie gazeuse. 92 rats vont être utilisés dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Le porteur reconnaît une douleur légère à modérée dont l'intensité varie selon la fréquence des injections, tout en affirmant que le prélèvement sanguin terminal dans la veine cave "n'engendrera pas de stress ou de douleur pour les animaux". Tous seront tués à la fin de la procédure pour des études post-mortem.
Objectifs
La thérapie génique consiste à introduire un gène thérapeutique dans des cellules pour traiter une maladie. Pour véhiculer ce gène, les vecteurs viraux, et en particulier les virus adéno-associés constituent des outils de choix. Une seule injection d'un virus adéno-associés permet une expression à long terme du gène thérapeutique. Néanmoins, malgré de nombreux succès, un des facteurs majeurs pouvant limiter l’efficacité du transfert de gène in vivo est la réponse immunitaire dirigée contre ce vecteur et/ou le produit du transgène. En effet, les réponses immunes dirigées contre le vecteur et/ou le gène thérapeutiques ont été décrites comme pouvant être responsables d’une inefficacité du transfert de gène à long terme, d’effets indésirables ou encore empêcher l’administration du vecteur en cas d’immunité préexistante. Contrôler cette immunotoxicité est aujourd’hui un défi majeur pour le succès en clinique de la thérapie génique. A ce jour, l’une des molécules que nous allons injecter est utilisée comme traitement préventif en transplantation, est utilisée comme immunosuppresseur dans les protocoles de thérapie génique chez le patient. Bien que ce traitement permette, dans la majorité des cas, de maintenir une expression du transgène thérapeutique, il ne permet pas la réadministration du vecteur. L’autre molécule est utilisée dans le traitement de maladies auto-immunes. Une étude préliminaire réalisée chez la souris a montré que ce traitement pouvait moduler la réponse immune dirigée contre le vecteur et permettre sa ré-administration. Ce projet vise à évaluer l’effet d'un immunosuppresseur sur l’initiation d’une réponse anti-vecteur et anti-transgène dans un modèle de rat qui, contrairement à la souris, présente ces deux réponses après injection d'un virus adéno-associés par voie intraveineuse .
Bénéfices attendus
Le projet devrait permettre de prévenir la réponse immunitaire après injection de vecteur de virus adéno associés dans le but de développer des stratégies de thérapie génique plus sûres et plus efficaces pour le patient.
Procédures
Les 92 rats subiront une injection par intraveineuse de vecteur ou de sérum physiologique et 5 prélèvements sanguins. Des protocoles d'anesthésie et d’analgésie seront mis en place selon la procédure. Les injections et les prélèvements sanguins se dérouleront sous anesthésie gazeuse de courte durée (environ 5 à 10min). Les rats du groupe 3 recevront 6 injections d’une molécule en intrapéritonéale. Les rats du groupe 4 recevront 24 injections d’une autre molécule en intrapéritonéale. Une injection en intrapéritonéale se réalise en moins de 1 minute.
Impact sur les animaux
Les animaux ressentiront au réveil, une légère douleur au point du prélèvement sanguins et au point d’injection de l’intraveineuse, due à la pénétration de l’aiguille. Les animaux ressentiront également une douleur légère à modérée, dont l’intensité pourra varier selon le groupe expérimental et la fréquence des injections, en raison de l’insertion de l’aiguille lors des injections intrapéritonéales .
Devenir
Tous les animaux seront euthanasiés à la fin de la procédure pour des études post-mortem.
Remplacement
L’enjeu majeur des protocoles de thérapies géniques développés à l’aide des virus adéno-associés consiste à s’affranchir de la réponse immunitaire anti-vecteur observée chez l’humain. À ce jour, il n’est pas possible de reproduire in vitro un système immunitaire et encore moins de le combiner avec des cellules d’autres organes. Le modèle animal demeure donc incontournable. Pour ce protocole précis, nous avons choisi un modèle de rat, car c’est le seul modèle de petit animal, qui développe une réponse immunitaire anti-virus adéno associés et anti-transgène ainsi qu’une hépatotoxicité similaire à celle observée chez l’humain.
Réduction
Chez l’Homme, l’apparition et l’intensité d’une réponse immune dirigée contre le vecteur de thérapie génique varient d’un individu à l’autre. Cette variabilité a également été observée dans une étude précédente réalisée au laboratoire chez des rats. Le nombre de 10 animaux par groupe a été déterminé. Pour comparer la réponse immunitaire entre les différents groupes de l’étude, nous utiliserons une méthode statistique permettant d’identifier d’éventuelles différences entre eux. Les analyses sont conçues pour détecter de manière fiable des effets importants, tout en limitant le risque de conclure à tort qu’une différence existe. Ce choix repose sur des résultats préliminaires montrant une forte réaction immunitaire dans le foie ainsi que sur l’efficacité déjà observée d'un immunosuppresseur pour moduler la réponse immunitaire chez la souris.
Raffinement
Toutes les interventions sur les animaux se feront sous anesthésie générale et locale renforcée si nécessaire par des compléments analgésiques appropriés, pour réduire la contrainte imposée aux animaux.Pour l'euthanasie, le prélèvement sanguin terminal au niveau de la veine cave n’engendrera pas de stress ou de douleur pour les animaux, puisque cet examen sera réalisé sous anesthésie générale renforcée par une analgésie ce qui limitera une éventuelle douleur liée au geste invasif. Le bien-être animal passera également par : 1) de bonnes conditions d'hébergement selon la réglementation en vigueur (animaux hébergés à plusieurs par cage, dans la limite réglementaire ; accès à la nourriture et à l’eau ad libitum) avec un enrichissement du milieu (mise à disposition d’éléments d'enrichissement des tunnels en carton et des morceaux de bois) 2) un suivi régulier des animaux (observations quotidiennes, pesées régulières, analyse du comportement) 3) l'instauration de points limites pertinents et la mise en place de mesures adaptées si nécessaire (anesthésies, traitements analgésiques ou autre, ou euthanasie si pas d'autre alternative). 4) Une grille de scoring de la douleur sera mise en place dès que celle-ci s'avère nécessaire afin de pouvoir détecter précocement tout point limite et mettre en place les actions adéquates 5) la mise en place de mesures adaptées en fonction des interventions éventuelles (anesthésie et analgésie si nécessaire).
Choix des espèces
Dans la majorité des études de thérapie génique ou d'immunologie, une espèce mammifère est requise pour avoir une pertinence clinique. Nous utilisons un modèle de rat dans lequel nous observons une réponse cellulaire après injection de fortes doses d'un virus adéno associés. Ce modèle semble reproduire les effets secondaires observés chez l’homme dans les essais cliniques après injection d'un virus adéno associés à forte dose. L'utilisation du rat est donc justifiée par la preuve de concept de modélisation de la réponse immune. De plus, l’utilisation du modèle rat permet de constituer des groupes suffisamment larges pour effectuer des analyses statistiques. Les rats seront injectés entre 7 et 8 semaines, à l’âge adulte afin d’avoir un système immunitaire mature.
Nanomédecine pour la transplantation d’organes : évaluation de la tolérance induite par les nanoparticules dans un modèle porcin de transplantation hépatique.
- Recherche appliquée
- Troubles gastrointestinaux
- Troubles immunitaires
- Recherche fondamentale
- Système gastrointestinal
- Système immunitaire
Un carré de peau prélevé sur le flanc d'un porc donneur est greffé à un porc receveur pour le sensibiliser, et quatorze jours plus tard le foie du donneur lui est transplanté par ouverture de l'abdomen. 52 porcs, 26 donneurs et 26 receveurs, vont être utilisés dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré à sévère, l'intervention de transplantation durant deux heures trente. Les receveurs subissent ensuite des prélèvements de sang quotidiens pendant sept jours puis hebdomadaires, et jusqu'à huit d'entre eux une biopsie du foie sous anesthésie générale au trentième jour. Les donneurs sont tués immédiatement après le prélèvement de leur foie, les receveurs au plus tard quatre-vingt-dix jours après leur réveil, pour des prélèvements post-mortem.
Objectifs
A l’heure actuelle, la transplantation d’organes est limitée par l’utilisation d’une immunosuppression à vie (pour éviter les rejets de greffe) ce qui entraîne de nombreux effets indésirables parfois mortels tels qu’une plus grande susceptibilité aux infections, une fréquence accrue de maladies cardiovasculaires, et certaines formes de cancers. Le présent projet a été proposé pour explorer l’effet d’un traitement par nanoparticules pour induire une tolérance de l’organe transplanté afin d'éviter le rejet sans utiliser d’immunosuppresseur au long cours. Il s’agit ainsi dans un premier objectif d’évaluer un nouveau type de nanoparticules (nanoparticules d’oxyde de fer recouvertes de protéines capables de se lier à certains globules blancs) comme candidat médicament pour bloquer la réaction immune de rejet et induire la tolérance du greffon hépatique chez le modèle porcin. Ce projet a comme second objectif d’observer le bon fonctionnement des nanoparticules en recherchant la formation de cellules spécifiques du système immunitaire sous la forme de globules blancs aux propriétés anti-inflammatoires.
Bénéfices attendus
Il n’est pas possible actuellement de réaliser une greffe d’organe sans avoir recours à un traitement immunosuppresseur à vie. S’il s’avère efficace dans l’induction d’une tolérance durable, le traitement par nanoparticules faisant l’objet de ce projet pourrait transformer les suites à long terme de la greffe d’organes en supprimant les nombreux effets indésirables parfois mortels des immunosuppresseurs.
Procédures
Chez les animaux donneurs, sous anesthésie générale, prélèvement d’un carré de peau sur le flanc droit qui sera greffé au receveur pour le sensibiliser, puis 14 jours plus tard prélèvement du foie par laparotomie (incision de l’abdomen) qui sera greffé au receveur. Deux interventions (30 minutes et 1 heure). Chez les animaux receveurs, sous anesthésie générale, greffe du carré de peau prélevé sur le donneur. Ceci aura pour effet de sensibiliser le receveur à son donneur et favoriser la réaction de rejet. 14 jours plus tard, transplantation hépatique par laparotomie. Deux interventions (30 minutes et 2 heures 30 minutes). Des échantillons de sang de 5 mL environ seront prélevés après la procédure, puis tous les jours pendant 7 jours, via un cathéter spécifiquement mis en place afin d’éviter de multiplier les piqûres, une fois par semaine jusqu'au terme de la période de suivi. Chez 8 receveurs au maximum, une biopsie hépatique sous anesthésie générale sera réalisée en cours de suivi (30 jours). En fin de période d’observation, biopsie du greffon par laparotomie sous anesthésie générale avant euthanasie par surdose d’anesthésique (30 minutes).
Impact sur les animaux
Douleur modérée post-opératoire (laparotomie). Toxicité éventuelle du produit injecté pouvant induire un stress physique (les nombreuses études sur modèle murin utilisant ces nanoparticules aussi bien que des composés similaires n’ont mis en évidence aucun effet secondaire local ou systémique ; aucun effet de l’injection n’est donc attendu sur modèle porcin, d'autant plus qu'un précédent projet sur cette espèce n'a mis en évidence aucun effet secondaire du produit, mais dans l’hypothèse où cela se produirait, les points limites décrits par ailleurs seront respectés). Stress psychosocial léger du fait de l’hébergement initial en cages individuelles (même si les animaux ont toujours des contacts avec les congénères voisins).
Devenir
Tous les animaux sont mis à mort soit immédiatement après chirurgie de prélèvement hépatique sous anesthésie générale (animaux donneurs de foie, N=26), soit 90 jours maximum après le réveil post-transplantation (animaux receveurs, N=26) afin de pratiquer des prélèvements post-mortem à des fins d'analyses biologiques.
Remplacement
Les objectifs de ce projet sont d’une part d’évaluer l’effet thérapeutique in vivo d’un candidat médicament, et d’autre part de confirmer le mécanisme d’action de ce médicament au travers d’un modèle de transplantation hépatique. Le mécanisme d’action a déjà été montré expérimentalement dans un modèle in vitro. Avant d’envisager des études cliniques chez l’humain ce nouveau traitement doit impérativement être testé et montrer une efficacité sur un modèle in vivo pertinent. Le porc est l’animal de référence pour l’expérimentation médicale sur les greffes d’organes ; en effet son système digestif, son anatomie et sa physiologie générale sont proches de ceux de l’humain.
Réduction
Nous avons décidé d’inclure un nombre raisonnable d’animaux nécessaires pour obtenir une puissance statistique suffisante pour observer une différence significative entre les groupes expérimentaux en matière de rejet aigu ainsi que pour pallier d’éventuels imprévus (N=13 par groupe au total). Les différences entre les groupes seront analysées à l’aide de statistiques descriptives et de tests statistiques spécifiques à ce type d’étude. Chaque animal receveur sera associé à un animal donneur de même sexe. Les donneurs ne pourront pas servir à leur tour de receveur dans une optique de réduction car le foie doit être prélevé largement avec des vaisseaux les plus longs possibles empêchant la survie du donneur et l’implantation d’un foie en lieu et place de celui prélevé. De même, le foie explanté chez le receveur ne peut pas servir de greffon car les vaisseaux sont laissés les plus longs possible du côté du receveur pour permettre l’implantation du greffon.
Raffinement
Les techniques d’anesthésie et de chirurgie employées utilisent des appareillages de pointe et seront réalisées par des chirurgiens spécialistes de la transplantation hépatique chez l’humain, avec l’aide de personnels compétents en anesthésie et analgésie porcine. Le suivi et l’analgésie post-opératoires des animaux seront effectués par des personnels compétents de manière à réduire la douleur et la souffrance des animaux. Toutes les interventions chirurgicales seront réalisées sous anesthésie générale et respecteront la charte nationale d’éthique sur l’expérimentation animale. Une prise en charge de la douleur per- et post-opératoire sera effectuée avec un traitement analgésique adapté à l'espèce et aux procédures. Des points limites précis ont été établis et une grille optimisée pour l'évaluation de la douleur et du bien-être animal sera utilisée.
Choix des espèces
Le porc est le modèle gros animal de référence pour l’expérimentation médicale sur les greffes d’organes. Son système digestif, son anatomie et sa physiologie générales sont proches de ceux de l’humain. Des porcs en croissance (30-40 kg) seront utilisés ca modèles porcins publiés dans le domaine de la transplantation et de la conservation des organes l’ont été sur ce type d’animaux.r les modèles porcins publiés en ischémie et transplantation hépatique l'ont été sur ce type d'animaux.
Modèle d’infection à Chlamydia trachomatis et évaluation comparative de l’immunogénicité et de l’efficacité protectrice de candidats vaccins chez le macaque cynomolgus
- Recherche appliquée
- Maladies infectieuses
- Recherche fondamentale
- Système immunitaire
Chacune des 96 femelles macaques à longue queue utilisées est anesthésiée une quarantaine de fois, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. S'y ajoutent, par macaque, une infection vaginale par Chlamydia trachomatis, une à six injections de vaccin ou de placebo, l'implantation d'une puce de télémétrie, une quarantaine de prélèvements de sang, une trentaine d'écouvillonnages vaginaux, quinze biopsies vaginales et sept biopsies ganglionnaires. Le porteur attend des diarrhées, un amaigrissement, une cervicite avec écoulement purulent, une anémie transitoire et des infections cutanées aux sites de prélèvement, et prévoit des phases d'hébergement individuel dont il reconnaît qu'elles peuvent provoquer stress et ennui. Cinquante-deux macaques seront tuées pour analyse des organes cibles de l'infection, les quarante-quatre autres gardées en vie et réutilisées après vérification de leur état sanitaire par le vétérinaire.
Objectifs
Ce projet vise à mieux comprendre une infection sexuellement transmissible fréquente causée par la bactérie Chlamydia trachomatis, et à tester de nouvelles stratégies de vaccination pour essayer de la prévenir. Cette infection est très répandue dans le monde. Elle passe souvent inaperçue, en particulier chez les femmes, car elle ne provoque pas toujours de symptômes. Pourtant, elle peut avoir des conséquences graves, notamment sur la fertilité, en augmentant le risque de douleurs chroniques, de grossesse extra-utérine ou d’infertilité. Les traitements antibiotiques permettent de soigner l’infection, mais ils ne suffisent pas toujours à empêcher la propagation de l’infection dans la population ni à éviter certaines complications. Le développement d’un vaccin pourrait donc représenter un progrès important pour la santé publique. Le projet a pour objectif de mieux comprendre la manière dont cette infection se développe dans l’organisme et d’évaluer de nouveaux vaccins potentiels. Les nouveaux modèles d’infection développés dans ce projet permettront d’étudier une situation plus proche de celle observée chez l’être humain. Les candidats vaccins ayant montré des résultats satisfaisants chez le primate non humain pourront ensuite faire l’objet d’évaluations complémentaires en vue d’un possible développement clinique chez l’être humain. À plus long terme, ces travaux pourraient contribuer au développement de nouvelles approches de prévention pour réduire les conséquences de cette infection dans la population.
Bénéfices attendus
Le modèle d’infection développé dans ce projet aidera à mieux comprendre comment la bactérie Chlamydia trachomatis infecte l’organisme et s’y développe. Il permettra de disposer d’un outil proche de ce qui se passe chez l’être humain pour tester de futurs vaccins. Les candidats vaccins les plus prometteurs, après des résultats encourageants chez l’animal évalué au cours de ce projet, pourraient ensuite être utilisés chez l’être humain. À plus long terme, ces recherches pourraient contribuer à développer de nouvelles méthodes de prévention contre cette infection, avec pour objectif de réduire ses effets sur la santé publique
Procédures
Les interventions seront réalisées sous anesthésie générale (40 fois environ , entre 5 et 30 minutes sur tous les animaux) Les différentes interventions dans ce projet sont : - Injection des vaccins ou placebo (1 à 6 fois, tous les groupes vaccinés et contrôles, 5 min) - Infection vaginale avec la bactérie Chlamydia trachomatis (1 fois, tous les animaux, 15 min) - Prélèvement de sang (40 fois environ, tous les animaux, 5min) - Ecouvillonnage vaginal (30 fois environ, tous les animaux, 5 min) - Implantation d’une puce de télémétrie (1 fois, tous les animaux, 20 min) - Biopsies ganglionnaires (7 fois environ, 20 minutes, tous les animaux) - Biopsies vaginales (15 fois environ, 20 minutes, tous les animaux)
Impact sur les animaux
Dans ce projet, des nuisances ou effets indésirables pourront être observés selon les interventions : Nuisances liées aux vaccinations et aux biopsies (peu attendues) : Réaction locale, démangeaisons/douleur dans les heures/jours suivant l’administration ou les prélèvements. Nuisances liées à l’infection : diarrhée, amaigrissement, cervicite avec écoulement purulent (peu attendus). Nuisances liées aux anesthésies et prélèvements de sang : troubles de l’appétit avec plus ou moins de pertes de poids mineures, anémie transitoire (légère à modérée), hématome au niveau du site du prélèvement, infection cutanée dans les jours qui suivent le prélèvement. Nuisances liées à l’implantation de puces de télémétrie : réaction locale au site d’incision : gonflement, suintement de la plaie (rare), démangeaisons, durée de 1 à 5 jours. Nuisances liées à l’hébergement individuel : l’hébergement individuel peut entrainer un stress ou de l’ennui.
Devenir
En fonction des résultats obtenus, certains animaux pourront être euthanasiés à la fin de la procédure pour des analyses plus approfondies des organes cibles de l’infection. Les autres animaux seront gardés en vie à la fin de l’étude et réutilisés une fois que l’état sanitaire des animaux aura été vérifié par le vétérinaire compétent.
Remplacement
Dans le cadre de ce projet, l’utilisation de l’animal de laboratoire est nécessaire pour mimer la pathologie observée chez l’être humain suite à l’infection par Chlamydia trachomatis. En effet, ce modèle animal permet de reproduire la réponse immunitaire induite par la vaccination et par l’infection dans un organisme entier, ce qui n’est pas réalisable avec les modèles ne recourant pas à l’animal de laboratoire (in vitro, in silico et ex vivo). Le primate non humain étant proche physiologiquement de l’être humain, son utilisation permet une meilleure extrapolation des résultats chez celui-ci.
Réduction
Le nombre d’animaux est réduit au minimum nécessaire à une analyse statistique fiable des résultats. Il a été ajusté au strict minimum nécessaire pour permettre une interprétation robuste des effets des conditions expérimentales, tout en prenant en compte la variabilité entre individus.
Raffinement
Les animaux seront suivis tous les jours, par une équipe dédiée. En cas d’atteinte d’un point limite, des mesures seront prises (arrêt des interventions, traitement, sortie d’étude), selon avis du vétérinaire et de la structure chargée du bien-être animal. En cas d’apparition de douleurs ou de signes cliniques liés aux prélèvements ou à l’infection, un traitement symptomatique pourra être mis en place. L’ensemble des interventions et les prélèvements seront regroupés au maximum et réalisés sous anesthésie générale des animaux. Les prélèvements sanguins, l’implantation de puces de télémétrie ou l’administration de vaccins peuvent entraîner des réactions locales (douleur, gonflement ou irritation). Si nécessaire, des soins appropriés, tels qu’une désinfection et un traitement contre la douleur, seront mis en place sur avis vétérinaire. Des phases d’hébergements en individuel seront nécessaires au cours du projet. Cet hébergement individuel pourrait entrainer un stress qui sera compensé par un programme défini par la cellule « bien-être animal » de l’établissement pour l’enrichissement de leur milieu de vie (distribution 2 fois/semaine d’enrichissements destructibles ou sachet surprise au lieu d’1 pour les hébergements en groupe). Cet hébergement individuel est nécessaire pour l’évaluation de certains paramètres biologiques notamment la température corporelle et pour limiter la surexposition bactérienne.
Choix des espèces
Seuls les primates non humains présentent des caractéristiques anatomiques et biologiques en termes de réponse immunitaire et vaccinale suffisamment proches de l’être humain pour permettre une étude pertinente de l’infection par Chlamydia trachomatis et de l’immunité. Nous avons choisi le macaque cynomolgus, modèle d’infection pour la bactérie d’intérêt déjà utilisé dans des études scientifiques précédentes et chez qui les techniques et outils d’exploration du système immunitaire sont disponibles et maitrisés. Notre étude, qui s’intéresse à l’infection vaginale par Chlamydia trachomatis nécessite d’avoir accès à des femelles adultes et matures.
Étude de l’impact des expositions prénatales sur la susceptibilité au cancer colorectal chez la souris.
- Recherche appliquée
- Cancers
- Recherche fondamentale
- Autre recherche fondamentale
- Oncologie
- Système gastrointestinal
- Système immunitaire
Issues de lignées génétiquement modifiées élevées sur place, avec des témoins pris dans les mêmes portées et des "surplus" que le porteur dit limiter, 18 732 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger à modéré. Les femelles gestantes sont infectées par gavage avec la bactérie Yersinia pseudotuberculosis, ou soumises à un régime expérimental pendant treize semaines, tandis que leur descendance reçoit des injections intrapéritonéales, des inoculations intra-rectales sous anesthésie, des gavages répétés et jusqu'à quatre injections d'un marqueur de prolifération cellulaire, avec récolte de fèces une fois par semaine pendant neuf semaines. Un cancer colorectal est induit génétiquement chez une partie d'entre elles, la mise à mort intervenant dès une perte de poids supérieure à 20 %. Le porteur écrit employer des cultures cellulaires, des organoïdes intestinaux et des approches computationnelles en complément, et conclut que "l'utilisation d'animaux vivants demeure indispensable" pour atteindre les objectifs du projet.
Objectifs
L’objectif de ce projet est de mieux comprendre comment certains événements survenant chez la mère pendant la grossesse et la lactation, comme une infection, une modification du régime alimentaire ou une réaction inflammatoire, peuvent influencer le développement de l’intestin chez la descendance et modifier, plus tard dans la vie, le risque pour la descendance de développer un cancer du côlon et du rectum. L’intestin est un organe particulièrement sensible au début de la vie, car il se construit très tôt et de nombreux éléments importants s’y mettent en place de façon progressive et coordonnée. Des études menées chez l’être humain suggèrent que des événements précoces peuvent avoir des conséquences durables sur la santé, y compris sur le risque de certaines maladies à l’âge adulte, comme le cancer du côlon et du rectum. Cependant, on comprend encore mal comment ces effets apparaissent, et en particulier quelle est l’importance respective de la grossesse et de l’allaitement dans leur apparition et leurs conséquences. Ce projet poursuivra quatre objectifs principaux : 1. Caractériser les changements durables provoqués (ou les « empreintes tissulaires » laissées) dans l’intestin de la descendance par des événements survenant chez la mère pendant la grossesse ou l’allaitement. 2. Comprendre comment ces événements modifient, au cours du développement, le fonctionnement et les interactions entre les différents types de cellules présentes dans l’intestin. 3. Vérifier si ces changements sont encore présents à l’âge adulte et déterminer à quel moment du début de la vie ils se mettent en place, pendant la grossesse ou pendant l’allaitement. 4. Étudier les conséquences de ces changements sur le bon fonctionnement de l’intestin et sur le risque de développer plus tard in cancer du côlon et du rectum. Ce projet permettra de mieux comprendre comment l’environnement maternel au tout début de la vie peut laisser des effets durables sur l’intestin de la descendance. Il contribuera à identifier les périodes les plus sensibles du développement ainsi que certains facteurs liés au mode de vie ou à l’environnement sur lesquels il serait possible d’agir. À plus long terme, les résultats pourraient contribuer à mettre en place des actions de prévention dès les premières étapes de la vie et à mieux comprendre pourquoi les cancers du côlon et du rectum semblent devenir plus fréquents chez les jeunes adultes.
Bénéfices attendus
Ce projet générera des connaissances fondamentales sur la manière dont l’environnement au tout début de la vie peut influencer durablement la fonctionnalité des différents types de cellules présentes dans l’intestin. Il permettra d’identifier à quels moments précoces l’exposition à certains facteurs environnementaux de la mère enceinte ou du jeune enfant peut modifier, de façon durable, le développement normal de l’intestin et sa susceptibilité aux maladies au cours de la vie. En déterminant quand et sur quelles cellules les expositions maternelles, notamment inflammatoires, infectieuses et nutritionnelles, agissent sur le tissu intestinal au cours du développement, ce projet permettra d’identifier les fenêtres critiques au cours desquelles la susceptibilité au cancer colorectal est établie. Il précisera si ces effets résultent principalement de mécanismes mis en place pendant la grossesse ou de processus postnataux mis en place durant la lactation. De plus, ce projet évaluera si certaines altérations précoces peuvent être modulées, une question importante pour la biologie du développement et la prévention des maladies. Les bénéfices scientifiques attendus sont multiples : - mieux comprendre comment l’exposition précoce au cours de la vie à des facteurs environnementaux influence durablement le développement et le fonctionnement des cellules de l’intestin ; - identifier les périodes de la vie (prénatales ou postnatales) pendant lesquels les cellules de l’intestin sont le plus sensible à ces influences ; - améliorer les connaissances sur les origines précoces de certaines maladies intestinales, en particulier sur la compréhension du risque de cancer colorectal, envisagé non plus uniquement comme une maladie d’apparition tardive, mais potentiellement comme un processus influencé dès le développement durant la grossesse. Ce projet aura également des retombées biomédicales importantes en contribuant à expliquer pourquoi le risque de cancer colorectal varie selon les individus et pourquoi l’incidence de cette maladie semble augmenter chez les adultes de plus en plus jeunes. Les connaissances acquises fourniront des bases scientifiques pour identifier des facteurs de risque évitables et orienter, à terme, des stratégies de prévention ciblées dès les premières étapes de la vie.
Procédures
- Injection intrapéritonéale (dans la cavité abdominale) unique d’hormone: souris vigiles, quelques secondes. - Inoculation orale unique par gavage de bactérie: souris vigiles, quelques secondes. - Injection intrapéritonéale unique d’une molécule utilisée principalement dans le traitement et la prévention du cancer du sein: souris vigiles, quelques secondes. - Inoculation intra-rectale unique d’un dérivé d’une molécule utilisée principalement dans le traitement et la prévention du cancer du sein: souris anesthésiées, 1 min. - Injection intraveineuse unique de différentes molécules messagères de l’immunité : souris anesthésiées, quelques secondes. - Injection intrapéritonéale d’une molécule outil de choix pour étudier la prolifération cellulaire: souris vigiles, quelques secondes, jusqu’à 4 injections espacées de 24 heures. - Traitement avec une molécule outil de choix pour étudier la prolifération cellulaire dans l’eau de boisson : souris vigiles, pendant 7 jours maximum. - Prélèvement sanguin: souris vigiles, quelques secondes, 2 prélèvements espacés de 48 heures. - Injection intrapéritonéale de molécule utilisée principalement dans le traitement et la prévention du cancer du sein: souris vigiles, quelques secondes, jusqu’à 3 injections espacées de 48 heures maximum. - Inoculation orale par gavage de molécule utilisée principalement dans le traitement et la prévention du cancer du sein: souris vigiles, quelques secondes, jusqu’à 3 inoculations espacées de 48 heures maximum. - Récolte de fèces frais : souris vigiles, 5-10 minutes, répétée au minimum une fois par semaine pendant 9 semaines maximum. - Administration ad libitum d’un régime alimentaire expérimental ou contrôle : souris vigiles, pendant 13 semaines maximum. - Prélèvement sanguin terminal: souris anesthésiées.
Impact sur les animaux
Ce projet sera attentif aux 5 libertés individuelles de l’animal. Cependant, certaines procédures décrites dans ce projet peuvent induire divers effets indésirables, dont l’intensité et la durée dépendent de la nature de l’intervention. De manière générale, les effets les plus fréquemment observés sont une douleur et/ou un inconfort de courte durée liée aux différentes administrations (gavage, injections intrapéritonéales, intra-rectales ou intraveineuses), ainsi qu’aux prélèvements sanguins et à la collecte de fèces. L’infection intestinale des souris gestantes par la bactérie Yersinia pseudotuberculosis n’entraîne pas de signes cliniques majeurs (tels que léthargie, prostration, poil hérissé ou déshydratation), ni de mortalité. Elle peut toutefois induire une diminution modérée et transitoire du gain pondéral entre les jours 5 et 8 post-infection, avec un retour à la normale à partir du jour 11. L’infection reste localisée au tractus intestinal, sans dissémination systémique à d’autres organes, et est spontanément résolue avec une élimination bactérienne dans les fèces vers le jour 7 post-infection. Aucun passage transplacentaire n’est observé. Par conséquent, la taille des portées ainsi que la viabilité des nouveau-nés ne sont pas affectées. Le développement du cancer colorectal sera induit génétiquement par l’administration d’une substance chez des souris transgéniques. Cette procédure est susceptible d’entraîner des effets indésirables transitoires, notamment liés à l’administration d’une substance (altération temporaire de l’état général, perte de poids modérée) ainsi qu’aux premières étapes de l’induction tumorale. Toutefois, les analyses expérimentales seront réalisées à des stades précoces du développement tumoral, avant l’apparition d’une charge tumorale importante ou de signes cliniques marqués, limitant ainsi l’impact sur le bien-être des animaux.
Devenir
Toutes les procédures expérimentales nécessitent l’analyse de cellules présentes dans le tissu intestinal. La seule façon d’effectuer ces analyses est de mettre les animaux à mort à la fin de chaque expérience.
Remplacement
Les objectifs scientifiques de ce projet impliquent l’étude conjointe des systèmes immunitaire et épithélial intestinaux dans leur contexte physiologique et développemental intact. Les interactions systémiques complexes intervenant au cours de la vie prénatale et postnatale précoce – notamment les échanges mère-fœtus, la colonisation par le microbiote et la maturation progressive du système immunitaire – ne peuvent être reproduites de manière fiable par des approches alternatives. Des méthodes substitutives seront néanmoins mises en œuvre chaque fois que possible. Des cultures cellulaires, des organoïdes intestinaux et des approches computationnelles seront utilisées en complément afin d’explorer certains mécanismes moléculaires et de limiter le recours aux animaux. Toutefois, ces modèles ne permettent pas d’étudier de façon intégrée le dialogue entre cellules épithéliales et immunitaires in vivo, ni d’évaluer l’impact à long terme d’expositions précoces sur l’homéostasie intestinale et la susceptibilité au cancer colorectal. En l’état actuel des technologies disponibles, l’utilisation d’animaux vivants demeure indispensable pour atteindre les objectifs scientifiques de ce projet.
Réduction
Le nombre d’animaux a été soigneusement déterminé à partir d’analyses de puissance statistiques basées sur des jeux de donnée antérieures et sur des études comparables, afin de garantir l’utilisation du nombre minimal d’animaux nécessaire pour obtenir des résultats valides et fiables. Les effectifs ont été estimés pour permettre la comparaison de plusieurs groupes expérimentaux à l’aide de tests statistiques appropriés, Les protocoles expérimentaux ont été conçus afin d’optimiser l’utilisation de chaque cohorte. Lorsque cela est scientifiquement justifié, les groupes témoins seront mutualisés entre différents objectifs et procédures, chaque fois que possible. Le nombre d’animaux utilisés pour chaque cohorte et le nombre de répétitions de chaque expérience sont décrits et justifiés en détails pour chaque procédure expérimentale décrite dans ce projet. Des études pilotes préalables permettront d’affiner les conditions expérimentales (par exemple pour la modification des régimes alimentaires) et de limiter le risque d’échec lors des expérimentations à plus grandes échelles. Les lignées de souris génétiquement modifiées seront élevées de manière à limiter les surplus, et des animaux contrôles issus de la même portée seront utilisés afin d’optimiser les données recueillies pour chaque cohorte. Toutes les expériences seront réalisées avec un nombre suffisant de réplicats biologiques pour tenir compte de la variabilité, tout en évitant toute répétition inutile.
Raffinement
Les modifications du régime alimentaire seront réalisées au moyen d’aliments purifiés spécialement formulés et nutritionnellement définis, administrés ad libitum aux animaux sans procédure invasive. Pour les manipulations répétées (prélèvements sanguins, injections), des méthodes peu invasives seront privilégiées et les sites d’injection ou de prélèvement seront alternés afin de limiter les irritations locales. Les modèles expérimentaux de cancer colorectal utilisés sont conçus pour étudier les phases précoces de l’initiation tumorale, en réduisant au maximum la durée d’exposition et la charge tumorale. Les protocoles d’induction seront optimisés pour permettre l’analyse des mécanismes précoces de dysrégulation des cellules souches dans des délais compatibles avec les objectifs scientifiques. Les expérimentations seront interrompues dès l’atteinte de points limites prédéfinis, sans laisser évoluer les animaux vers des stades avancés de la maladie. Un suivi clinique régulier sera assuré (état général, activité, comportement, poids) avec une surveillance renforcée en période de gestation, de lactation, et après infection ou induction du cancer colorectal. En cas de besoin, des mesures de raffinement supplémentaires seront mises en œuvre afin d’optimiser le bien-être des animaux. Celles-ci incluront notamment la mise à disposition d’une litière douce, d’éléments supplémentaires pour l’enrichissement du milieu (éléments à ronger par exemple), le maintien de conditions thermiques appropriées (avec apport de chaleur si nécessaire grâce à des chaufferettes placées sous la cage, en particulier pour les animaux fragilisés ou les nouveau-nés), ainsi que l’administration de supports nutritionnels adaptés (gel nutritif). Une attention particulière sera également portée aux portées, incluant la sélection de femelles présentant de bonnes aptitudes maternelles et, si nécessaire, la mise en place d’adoptions croisées afin d’assurer la survie et le bon développement des nouveau-nés. Des points limites précis, spécifiques et précoces pour chaque protocole expérimental seront établis : tout animal présentant des signes de détresse ou de douleur persistante (léthargie, piloérection, perte de poids supérieure à 20%) sera mis à mort immédiatement selon les procédures appropriées.
Choix des espèces
La souris est un modèle particulièrement pertinent pour étudier l’impact d’expositions précoces au cours de la vie sur la susceptibilité au cancer colorectal à l’âge adulte. Son développement prénatal et postnatal, ainsi que l’organisation de son système immunitaire et de son épithélium intestinal, présentent des similarités importantes avec ceux de l’être humain. De plus, la gestation courte et la maturation rapide permettent d’explorer efficacement les effets d’expositions survenues pendant la vie fœtale ou l’allaitement et d’en évaluer les conséquences à long terme. De nombreux modèles murins de cancer colorectal sont bien caractérisés et reproduisent les étapes précoces de l’initiation tumorale. Une large gamme de lignées de souris génétiquement modifiées est disponible pour étudier finement les mécanismes impliqués. La petite taille des souris facilite également la constitution de cohortes expérimentales de taille appropriée tout en limitant l’impact sur le bien-être animal, comparativement à des espèces de plus grande taille. Les souris seront utilisées entre 2 et 12 semaines de vie. Les points temporels précoces (avant sevrage à 3 semaines) sont essentiels pour analyser comment le régime alimentaire maternel, l’inflammation et l’exposition au microbiote programment les cellules immunitaires et la niche des cellules souches intestinales durant cette fenêtre critique du développement gastro-intestinal. L’étude au stade adulte (à partir de 6-7 semaines de vie) est nécessaire pour déterminer si ces programmations précoces persistent à l’âge adulte et influencent l’homéostasie intestinale ainsi que la susceptibilité au cancer colorectal. L’étude de ces différentes fenêtres développementales permettra d’identifier le moment où survient l’empreinte au niveau de l’intestin et d’évaluer si une programmation inadaptée établie précocement peut être modifiée ultérieurement au cours de la vie.
Nouvelle stratégie de thérapie photodynamique avec un nouveau PS de 3ème génération pour le ciblage de la NRP1 dans le CPNPC
- Recherche appliquée
- Cancers
- Troubles immunitaires
- Recherche fondamentale
- Oncologie
- Système immunitaire
Les souris utilisées sont immunodéficientes, privées de rate par ablation chirurgicale, et porteuses de cellules immunitaires et tumorales humaines greffées : 297 d'entre elles vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Après la splénectomie viennent une injection intrapéritonéale de cellules immunitaires humaines et une injection sous-cutanée de cellules tumorales, puis une injection intraveineuse d'un photosensibilisateur suivie trois heures plus tard d'une illumination de trente minutes, des injections intraveineuses hebdomadaires d'immunothérapie, des prélèvements de sang chaque semaine et des mesures de la tumeur au pied à coulisse. Dans les groupes témoins et chez les souris que le traitement ne freine pas, le porteur écrit que la tumeur continuera de croître jusqu'au point limite. Il conclut que "ces nécessités, éthiques et scientifiques" justifient la mise à mort des souris en fin de procédure, après avoir écrit : "Aucune mesure invasive ne sera ainsi faite".
Objectifs
Le cancer du poumon non à petites cellules (CPNPC) est un cancer fortement immunogène. Le traitement de première intention repose sur des thérapies ciblées quand cela est possible ou des chimiothérapies de sels de platines avec ou sans immunothérapies. Cependant certains patients échappent au traitement. Dans ce contexte, il est indispensable de trouver de nouvelles cibles thérapeutiques et de nouvelles thérapies.
Bénéfices attendus
Il s'agit pour nous d'évaluer l'efficacité de nouveaux traitements dirigés contre le CPNPC humain. Les paramètres de PDT-Neptune testées ont préalablement été sélectionnés sur un ensemble d'expériences réalisées sur les modèles cellulaires en laboratoire. Il s'agira donc de confirmer l'efficacité de la PDT-Neptune dans le cadre d'un être vivant complet humanisé. Les bénéfices à long terme seront de pouvoir mettre sur le marché un nouveau traitement et d'aider dans la lutte contre le CPNPC. L'analyse de l'importance de la réponse immunitaire sur leur mode d'action fait que ces futurs traitements pourront s'intégrer dans des programmes adaptés à chaque patient au bénéfice d'une médecine personnalisée.
Procédures
Toutes les procédures ont en commun la mise en place du modèle et pour cela les animaux subiront une chirurgie sous anesthésie générale (10 min entre l’endormissement et le réveil). Une semaine après, les animaux subiront l’injection de cellules humaines (immunitaires en IP avec une seringue de 1 mL et une aiguille de 26G (0.45 x 13 mm) et tumorales SC avec une seringue de 1 mL et une aiguille de 23G (0.6 x 25 mm). Le modèle en place permettra de tester les traitements. Pour la PDT, les animaux auront une injection intra veineuse du PS Neptune et seront illuminées (extracorporel) 3h après pendant 30 min. L’immunothérapie sera ajoutée par une injection IV qui sera répétée toutes les semaines (1 fois par semaine) avec un cathéter 24G (0.7 x 19 mm) dans la veine caudale. Pour le suivi immunologique, un prélèvement de sang sera réalisé préalablement à tout traitement, puis une fois par semaine. Le suivi de la croissance se fera par 2 méthodes. Pour les procédures il s’agira d’utiliser les propriétés du modèle cellulaire et de faire un suivi par imagerie. Ce dernier nécessite l’endormissement sous anesthésie gazeuse des animaux, puis l’injection IP du substrat lumineux avec une seringue de 1 mL et une aiguille de 26G (0.45 x 13 mm). Toutes les souris auront également le suivi régulier de la croissance par le pied à coulisse. En fin de protocole, l’ensemble des animaux sera euthanasié, le sang, la tumeur et les organes vitaux seront récupérés pour analyse complémentaires
Impact sur les animaux
Plusieurs nuisances ou effets indésirables peuvent être relevés sur ce projet lors de nos interventions : - injections / prélèvement sanguins / pesées ; ces actions nécessitent une contention qui peut générer un stress léger de courte durée mais répété - anesthésie; les anesthésies notamment gazeuses à l'Isoflurane peuvent également générer un stress léger de courte durée mais répété - acte chirurgical pour la splénectomie; peut générer un problème lors de la cicatrisation notamment une légère démangeaison pendant un maximum de 5 jours – la croissance tumorale: les cellules tumorales sont injectées en un point précis prévu pour ne gêner en rien le comportement normal de l'animal, un risque de gène du déplacement pourrait être observable au cours des 4 semaines mais cela sera strictement géré (cf. points limites).
Devenir
Tous les animaux auront reçu l'injection d’une masse tumorale suivi ou non d'un traitement expérimental. Selon l’efficacité des traitements la croissance de la tumeur sera ralentie voire disparaitra, dans le cas contraire et pour les groupes témoins, la tumeur continuera de croitre jusqu'au point limite critique pour son bien-être. Nous pouvons ajouter également que pour des raisons scientifiques, nous devons procéder à la récupération des tissus (sang, tumeur, organes vitaux) qui nous serviront à confirmer l'efficacité du traitement et confirmer son mode d'action. L'ensemble de ces nécessités, éthiques et scientifiques, justifient le sacrifice des animaux en fin de procédure.
Remplacement
Notre objectif est de tester l’efficacité anti tumorale de la PDT-Neptune (qui de plus est immuno-activatrice) seule ou en combinaison avec des Immunothérapies (réduction des mécanismes immunorégulateurs). Des travaux préalables ont été réalisés sur les modèles de lignées cellulaires. Ces résultats mettent en évidence la faisabilité du projet au travers de la validation de l'application de la PDT et/ou des Immunothérapies in-vitro ; dont plusieurs paramètres ont été ainsi fixés. Cependant, s'agissant de développer une nouvelle approche thérapeutique, il est primordial que celle-ci soit également évaluée dans un système physiologique complet, en ce sens un modèle in- vivo est le plus adéquat, voire nécessaire. Le suivi par bioluminecence permet de diminuer le nombre d'animaux, néanmoins, une validation de l'efficacité nécessite d'emblée que plusieurs groupes expérimentaux soient présents, notamment les groupes contrôles (PS Neptune seul ; pour la PDT), non traité, et traitement unique ou traitement combiné de manière à limiter quantitativement les expérimentations. Dans la mesure où la modélisation expérimentale cellulaire ou in-silico est trop imparfaite, ce type de modèle demeure indispensable à la validation de ces futurs traitements.
Réduction
Grâce à notre expérience nous bénéficierons de protocoles déjà approuvés et mis en place au laboratoire, ce qui permet de ne pas avoir à faire de mise au point. L'ensemble des animaux ne servira uniquement que pour l'étude de l'effet des traitements. Néanmoins, dans un souci de conservation de la fiabilité des résultats et pour ainsi éviter d'avoir à refaire les expériences, nous réaliserons des groupes d'étude suffisamment solides d'un point de vue biostatistique (validé grâce à l'outils de l'EDA). Ainsi, pour des modèles humanisés des groupes de 5 souris pour 5 reconstitutions seront suffisants. Le suivi de croissance tumorale se fera de manière externe sans nécessité de recours à une dissection, permettant ainsi un suivi longitudinal optimisé sans sacrifice. Enfin, il s'agira de ne tester que les molécules déjà présélectionnés pour leur efficacité dans les modèles précliniques in-vitro. Aucune mesure invasive ne sera ainsi faite. Enfin, l'étude préalable du nombre d'animaux strictement nécessaire (grâce aux outils de l'EDA), nous permettra d'obtenir des résultats en quantité suffisante pour ne pas avoir à réitérer des lots expérimentaux.
Raffinement
Afin de limiter au minimum toute souffrance, stress ou angoisse des animaux, ces derniers seront hébergés selon les recommandations établies à raison de 5 animaux maximum par cage, dans un environnement enrichi (maison, carré de coton) et dans des conditions classiques de stabulation (température régulée, cycles jour/nuit). Avant toute manipulation, les animaux seront acclimatés 7 à 10 jours dans leur salle d'hébergement. Concernant le projet, nous avons cherché à optimiser l'expérimentation en mettant en place une méthodologie d'étude courte et efficace : suivi de tumeur sur un temps limité (4 semaines maximum), tout en minimisant les douleurs ou détresse. Nous avons ainsi choisi des modèles de souris dont nous connaissons les comportements et la capacité de prise de greffe. Les animaux plus jeunes, seront manipulés régulièrement et ainsi entrainés en vue d'une réduction du stress. En cours d'expérimentation, nous avons choisi de faire les greffes tumorales uniquement sous-cutanées (au flanc) de manière à ne gêner en rien la vie de l'animal (locomotion, alimentation), le suivi sera ainsi facilité par mesure manuelle externe sur animal vigile (mesure au pied à coulisse), ou grâce à un système d'imagerie par bioluminescence (l'animal sera alors sous anesthésie dans l'appareil à +37°C et aura préalablement reçu une injection de luciférine). Aucune mesure invasive ne sera ainsi faite. Enfin, l'étude préalable du nombre d'animaux strictement nécessaire (grâce aux outils de l'EDA), nous permettra d'obtenir des résultats en quantité suffisante pour ne pas avoir à réitérer des lots expérimentaux.
Choix des espèces
Les souris sont des petits rongeurs qui permettent de réaliser des groupes cohérents et limités pour l'étude efficace des effets des molécules thérapeutiques testées en faibles quantités. Nous utilisons des souris SCID pour permettre la xénogreffe de cellules humaines (tumorales et immunitaires). Par ailleurs le campus dispose d'outils performants spécialement adaptés à la souris (Imagerie du petit animal). Les souris entreront en phase expérimentales à partir de l’âge de 7 semaines. Elles seront déjà sevrées et sexées. A ce stade de développement elles seront suffisamment robustes pour supporter les traitements et suffisamment grande pour supporter les injections et le développement des cellules tumorales.
Impact des pièges extracellulaires sur la fonction neuromusculaire chez la souris
- Recherche fondamentale
- Système immunitaire
- Système nerveux
- Système respiratoire
Toutes tuées après des évaluations fonctionnelles terminales, sans qu'aucune soit maintenue en vie ni réutilisée, 818 souris vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Chacune subit une injection intrapleurale d'un traceur, puis une chirurgie d'environ quarante-cinq minutes sous anesthésie générale ouvrant l'accès à la moelle épinière cervicale, où sont injectés des pièges extracellulaires produits en laboratoire. La perte de poids attendue va jusqu'à 10 % du poids initial dans la semaine suivant l'opération, y compris chez les souris du groupe témoin, opérées sans injection. Le porteur affirme qu'aucune méthode de remplacement ne permet d'observer à la fois ces pièges dans la moelle épinière, leur effet sur les cellules nerveuses qui commandent le diaphragme et les conséquences musculaires dans un "organisme entier".
Objectifs
Ce projet cherche à mieux comprendre comment une inflammation générale dans l’organisme peut aussi provoquer une inflammation de la moelle épinière et perturber le fonctionnement des muscles, en particulier ceux impliqués dans la respiration. Parmi les mécanismes étudiés figurent les « pièges extracellulaires », des structures libérées par certaines cellules immunitaires. Ces structures jouent normalement un rôle de défense, mais lorsqu’elles sont produites en excès, elles peuvent entretenir l’inflammation et endommager les tissus. L’objectif est de déterminer si la présence de ces pièges extracellulaires dans la moelle épinière peut, à elle seule, provoquer une inflammation locale et altérer la fonction neuromusculaire. Pour cela, des pièges extracellulaires produits en laboratoire à partir de différentes cellules immunitaires (neutrophiles, macrophages et microglies) seront injectés dans la moelle épinière de souris saines. Cela permettra de comparer leurs effets respectifs sur l’inflammation et sur le fonctionnement des muscles respiratoires.
Bénéfices attendus
Les bénéfices attendus de ce projet sont une meilleure compréhension des liens entre une inflammation générale de l’organisme, l’inflammation de la moelle épinière et l’apparition de troubles musculaires et respiratoires. Nos premiers résultats suggèrent que les « pièges extracellulaires », produits par certaines cellules immunitaires, pourraient jouer un rôle dans ces altérations, mais leur effet exact reste encore mal connu. Ce projet permettra de déterminer si la présence de ces structures dans la moelle épinière est suffisante pour provoquer à elle seule une inflammation locale et perturber le fonctionnement neuromusculaire, en particulier celui du diaphragme, principal muscle respiratoire. Il permettra aussi de comparer les effets de pièges extracellulaires provenant de différents types cellulaires, afin de mieux comprendre si certains ont des effets plus délétères que d’autres. À plus long terme, ces travaux pourraient aider à identifier de nouvelles pistes thérapeutiques pour limiter les conséquences neurologiques, musculaires et respiratoires associées à une inflammation systémique, notamment dans certaines maladies graves comme le sepsis.
Procédures
Les souris seront soumises à une chirurgie sous anesthésie générale (chirurgie durant environ 45 minutes), permettant d’atteindre la moelle épinière cervicale et d’y injecter des « pièges extracellulaires » produits par des cellules en laboratoire. Cette chirurgie sera précédée de quelques jours par une injection intrapleurale quasi non-invasive (5 minutes) d’un traceur moléculaire permettant d’identifier les cellules permettant la contraction du muscle diaphragmatique, et localisées dans la moelle épinière cervicale. Ces souris seront ensuite soumises à des tests fonctionnels terminaux.
Impact sur les animaux
Les nuisances attendues ou effets indésirables pouvant être attendus sur les animaux sont : - Stress et douleur potentiellement induits par l’administration du traceur en intrapleuraléritonéal. - Perte de poids jusqu’à 10% du poids initial durant la première semaine après la chirurgie et l’injection dans la moelle épinière des pièges extracellulaires. Les animaux du groupe contrôle pourront, eux aussi, présenter des effets passagers liés à la chirurgie contrôle sans injection de pièges extracellulaires.
Devenir
Tous les animaux seront mis à mort à l’issue de chaque procédure, après les évaluations fonctionnelles terminales. Les tissus et organes d’intérêt, notamment la moelle épinière cervicale, le diaphragme et, selon les analyses prévues, d’autres tissus associés, seront ensuite prélevés pour des analyses histologiques, immunohistochimiques, cytométriques et moléculaires. Aucun animal ne sera maintenu en vie ou réutilisé à l’issue de la procédure.
Remplacement
À l’heure actuelle, il n’existe pas de méthode de remplacement permettant d’étudier en même temps les effets des pièges extracellulaires dans la moelle épinière, leur impact sur les cellules nerveuses qui commandent le diaphragme, et les conséquences sur le fonctionnement musculaire. Les études réalisées uniquement sur des cellules ou des tissus isolés ne permettent pas de reproduire toute la complexité des interactions entre le système nerveux, le système immunitaire et les muscles dans un organisme entier. L’utilisation de l’animal est donc nécessaire pour répondre à cette question de recherche.
Réduction
Le nombre d’animaux sera réduit au minimum nécessaire pour obtenir des résultats scientifiques fiables. L’organisation de l’étude repose sur l’expérience du laboratoire, sur des données préliminaires, et sur les analyses prévues à la fin des expériences. Le choix de plusieurs groupes et de plusieurs temps d’observation est nécessaire pour comparer correctement les effets étudiés, mais a été limité afin d’éviter toute utilisation excessive d’animaux. Cette stratégie permet d’obtenir des résultats exploitables tout en respectant le principe de réduction.
Raffinement
Une attention particulière sera portée au bien-être des animaux pendant toute l’étude. Les interventions seront réalisées sous anesthésie générale, avec des mesures adaptées pour limiter la douleur et l’inconfort. Les conditions opératoires seront soigneusement contrôlées afin de réduire au maximum les risques liés aux injections et aux manipulations. Après chaque intervention, les animaux seront surveillés attentivement jusqu’à leur réveil complet puis de façon régulière pendant toute la durée de l’étude. Leur état général, leur déplacement, leur poids, leur température et l’aspect de la zone opérée seront contrôlés à l’aide de grilles de suivi. Si nécessaire, les animaux seront pris en charge de manière adaptée. L’isolement (dans un environnement enrichit) ne sera utilisé qu’en cas de besoin lié aux soins ou à l’état de l’animal.
Choix des espèces
La souris a été choisie car c’est une espèce largement utilisée en recherche biomédicale pour étudier les interactions entre inflammation, système nerveux et fonction musculaire. Les modèles murins de neuroinflammation sont bien connus et permettent d’obtenir des résultats comparables à ceux d’autres études. La souris est aussi adaptée aux techniques utilisées dans ce projet, comme les injections dans la moelle épinière, le marquage de certaines cellules nerveuses et les analyses des tissus en fin d’expérience. Sa petite taille, son cycle de vie court et la disponibilité de lignées élevées dans des conditions standardisées permettent de bien contrôler les conditions expérimentales et de limiter la variabilité entre animaux. De plus, la souris partage avec l’humain plusieurs caractéristiques importantes du fonctionnement des systèmes nerveux, musculaire et immunitaire, ce qui en fait un modèle pertinent pour ce type de recherche. Les animaux utilisés seront de jeunes adultes mâles, âgés d’au moins 8 semaines. Ce choix permet d’éviter les effets liés à la croissance et au développement, qui pourraient influencer les résultats. Il permet aussi d’étudier ces mécanismes dans une situation plus proche de celle observée chez l’adulte humain.