Système immunitaire
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Evaluation de l’effet thérapeutique de la molécule soluble CSF1R-Fc dans des modèles murins de xénogreffe de cellules tumorales de mélanome.
- Recherche fondamentale
- Oncologie
- Système immunitaire
178 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, chacune portant sous la peau une greffe de cellules de mélanome mesurée au pied à coulisse deux à trois fois par semaine. Une fois la tumeur passée 50 mm3, les injections de traitement se succèdent tous les deux jours, avec une séance de bioluminescence hebdomadaire sous anesthésie. La molécule testée bloque un récepteur immunitaire, dans l'espoir déclaré d'un transfert vers la clinique pour les patients en échec thérapeutique. Le projet déclare un niveau de souffrance léger, tout en indiquant qu'une tumeur à un stade avancé peut gêner les déplacements des animaux.
Objectifs
Des études ont montré que les patients atteints de mélanome malin avancé présentaient des concentrations sériques élévées de la protéine CSF1, et une corrélation de cette expression avec la progression de la maladie. L'analyse de biopsies de mélanomes primaires et métastatiques ont révélé une corrélation de l’expression de cette protéine CSF1 et de son récepteur avec l'abondance de lymphocytes T spécifiques de la tumeur. Des études in vitro ont également montré que les lymphocytes T spécifiques de la tumeur, induisaient après activation, la sécrétion de CSF1 par divers types de cellules du microenvironnement tumoral. Enfin, des études précliniques ont montré que le blocage du récepteur du CSF1 combiné au blocage d'un point de controle immunitaire retardaient la croissance tumorale dans certains modèles de cancer de souris, dont le mélanome. L’ensemble de ces données suggère que l'induction de la protéine CSF1 dans le mélanome représente un mécanisme de résistance adaptatif conservé déclenché par des lymphocytes T activés, qui est corrélé à la progression de la maladie. L’objectif de cette étude est donc d’évaluer l’efficacité thérapeutique d'une molécule soluble bloquant le CSF1 Récepteur dans deux modèles de mélanomes, réfractaires à d'autres thérapies.
Bénéfices attendus
Les bénéfices attendus de ce projet sont dans un premier temps la mise en place d’un modèle de mélanome le plus représentatif de la pathologie et de la problématique thérapeutique qui permettra l’évaluation thérapeutique de notre molécule bloquant le CSF1R mais qui pourra également par la suite servir à tester d’autres stratégies en développement dans notre équipe ou par des collaborateurs. L’étude de l’efficacité de notre molécule soluble bloquant le CSF1 Récepteur nous permettra dans un premier temps de l’optimiser en fonction des résultats obtenus puis dans un second temps d’envisager un transfert vers la clinique afin de proposer un nouveau traitement au patients atteints de mélanome, particulièrement ceux en échec thérapeutique.
Procédures
Injection des cellules tumorales en sous-cutané (15 minutes par souris, animaux anesthésiés). Suivi de la croissance tumorale 2-3 fois par semaine par mesure avec un pied à coulisses et prise de poids (animaux anesthésiés). Injection des traitements tous les 2 jours lorsque la tumeur est >50mm3 (animaux vigiles). Suivi de la croissance tumorale par mesure bioluminescence 1 fois par semaine (animaux anesthésiés).
Impact sur les animaux
Les effets indésirables attendus sont principalement liés à l’implantation de la tumeur. L’implantation de la tumeur, bien que réalisée sous anesthésie et analgésie, peut conduire à une douleur légère et de courte durée aux animaux. Une fois la tumeur développée à un stade avancé il est possible qu’elle provoque une gêne aux déplacements des animaux mais sans conséquence sur leur alimentation …. Les points limites de l’expérience seront bien sûr adaptés dans le cas, peu probable, où le développement de la tumeur induirait un changement important du comportement lié à la douleur ou autre. De plus, la réalisation du traitement nécessitera de multiples injections qui peuvent également induire une douleur légère et éphémère ainsi qu’un stress.
Devenir
Les souris seront euthanasiées à l'atteinte de points limites. Des prélèvements sanguins et post-mortem (tumeur, rate) seront effectués sur l'ensemble des animaux afin de réaliser une analyse comparative entre les groupes, et ainsi évaluer les effets de notre molécule sur les réponses anti-tumorales intervenant dans ce modèle.
Remplacement
La nature de cette étude ne permet pas de s’affranchir de l’utilisation d’animaux ; le même niveau d’information ne pouvant être apporté par des études in vitro ou in silico, étant donné la complexité de la réponse immune. Toutefois, l’utilisation d’animaux démarrera seulement une fois que notre molécule sera parfaitement caractérisée et son efficacité validée in vitro dans plusieurs modèles en 2D de mélanome.
Réduction
Afin de limiter au maximum le nombre d’animaux utilisés, chaque étape sera réalisée successivement et les modèles/protocoles les plus pertinents seront finement sélectionnés à chaque étape. Chaque protocole sera réalisé dans un premier temps sur un petit nombre d’animaux avec le nombre minimum de groupe. Si la stratégie fonctionne, elle sera alors reproduite pour confirmer les résultats et le cas échéant des groupes contrôles seront ajoutés et le nombre d'animaux augmenté à 10 animaux final par groupe. Ce nombre est suffisant pour réaliser des tests statistiques pour évaluer la survie des animaux. D’autres tests statistiques seront également réalisés sur les données de mesure au pied à coulisse, de bioluminescence ainsi que les analyses sur organes en fin de protocole, afin d’exploiter au maximum les résultats obtenus.
Raffinement
Afin de prévenir au maximum le stress des animaux, les souris sont maintenues en groupe sociaux, dans un environnement enrichi (frisottis + tunnels) et observées quotidiennement afin d’identifier tout changement de comportement lié au stress ou à la douleur et sacrifiées en cas de souffrance. L’implantation des cellules tumorales et le suivi des animaux par bioluminescence seront réalisés sous anesthésie générale et analgésie locale. Les points limites seront définis sur de nombreux critères incluant le poids et le comportement des animaux en plus de la taille/aspect de la tumeur et résumé dans un tableau pour obtenir la définition des poids limites la plus précise possible et éviter toute souffrance inutile aux animaux.
Choix des espèces
Les souris sont de bons modèles d'étude, notamment pour évaluer le bénéfice de nouvelles stratégies antitumorales, de par leur facilité d’entretien, de stabulation, de manipulation, et leurs similitudes physiologiques avec l’espèce humaine. L'utilisation préalable de ces animaux par des équipes scientifiques internationales permet à d’autres travaux de recherche de débuter avec une base solide (connaissances théoriques, modèles, équipement,...). Ce projet sera réalisé sur des souris immunocompétentes afin de pouvoir analyser le système immunitaire infiltrant la tumeur. Les souris seront utilisées à l’âge adulte (8-12 semaines) pour des raisons de maturité du développement squelettique et nerveux, facilitant les gestes liés aux greffes de cellules tumorales, à la réalisation du traitement et renforçant également la pertinence des effets thérapeutiques (transfert clinique chez des patients adultes).
Développement et évaluation de l’effet thérapeutique de cellules immunitaires modifiées pour l’immunothérapie dans des modèles de tumeurs solides chez la souris
- Recherche appliquée
- Autres troubles humains
- Cancers
- Diagnostic des maladies
- Troubles immunitaires
- Recherche fondamentale
- Multisystémique
- Oncologie
- Système cardiaque
- Système immunitaire
- Système nerveux
7 969 souris vont être utilisées, 7 744 d'entre elles dans des procédures impliquant un niveau de souffrance sévère, chacune recevant une greffe de cellules tumorales dans le cerveau ou dans le vitré des deux yeux. Après une chirurgie d'une heure trente sous anesthésie, certaines portent un dispositif intracérébral relié à une pompe implantée dans le dos, et toutes passent deux à trois séances d'imagerie par semaine, avec trois ponctions de liquide céphalorachidien de trente minutes et une prise de sang toutes les deux semaines. La perte de vision provoquée par les tumeurs oculaires est présentée comme sans conséquence, la vue n'étant pas l'organe sensoriel prédominant chez les rongeurs, et les deux yeux sont greffés pour diviser par deux le nombre d'animaux. Les bénéfices annoncés pour les patients atteints de lymphome cérébral primitif ou de glioblastome restent renvoyés à des travaux précliniques que le porteur reconnaît nécessaires, toutes les souris étant tuées pour des analyses post-mortem.
Objectifs
Le système immunitaire est l’ensemble des éléments du corps qui surveillent et détruisent les cellules anormales. Malheureusement les cellules cancéreuses arrivent souvent à passer outre ce système. L’immunothérapie a été développée ces dernières années afin de réactiver le système immunitaire contre les tumeurs et de très bons résultats cliniques ont été rapportés. En utilisant une technique appelée thérapie cellulaire adoptive, nous permettons à certaines cellules du système immunitaire de reconnaitre spécifiquement la tumeur. Elles sont ensuite perfusées chez les patients cancéreux dans le but de reconnaître, de cibler et de détruire les cellules tumorales. L'immunothérapie cellulaire a montré récemment des résultats extrêmement prometteurs en utilisant des cellules modifiées et particulièrement dans le cas des cancers hématologiques (certains lymphomes et leucémies). Cependant, des résultats moins encourageants ont été observés dans certains cancers. Dans ce projet, nous allons génétiquement modifier les cellules immunitaires afin de les rendre plus efficaces et élargir leur utilisation à d’autres cancers. Les expériences proposées vont permettre d’identifier de nouveaux mécanismes anti-tumoraux et de nouvelles méthodes de traitement qui seront directement applicables dans le domaine d’immunothérapie des cancers.
Bénéfices attendus
De façon générale, la thérapie cellulaire adoptive correspond à l’expansion in vitro de cellules qui reconnaissent spécifiquement les tumeurs avant leur réinjection chez les patients. Ce nouveau type de stratégie thérapeutique anti-cancéreuse a montré des résultats prometteurs dans les essais cliniques récents mais des améliorations doivent encore être apportées pour notamment augmenter l'activité et la persistance des cellules immunitaires modifiées en évitant les effets indésirables tels l'épuisement (rendant les cellules insensibles à une activation ultérieure) Dans notre laboratoire, nous avons identifié un gène agissant comme un régulateur clé de la différenciation et formation de la mémoire immunologique de ces cellules. Nous avons observé que des cellules modifiées où ce gène a été génétiquement désactivé, sont beaucoup plus efficaces pour éradiquer des cellules tumorales dans un modèle de leucémie aigüe. Dans ce projet, nous souhaitons étudier les bénéfices de ces modifications, dans des modèles de tumeurs solides. Dans un premier temps, nous travaillerons sur des tumeurs associées à un mauvais pronostic chez les patients : comme le lymphome cérébral primitif (LCP) et le glioblastome. Les cellules modifiées que nous allons développer dans cette étude représentent une option thérapeutique intéressante pour ces patients mais des travaux précliniques restent nécessaires. Le projet permettra de faire des avancées majeures dans le domaine de la thérapie cellulaire adoptive dans le but d’améliorer le pronostic des patients atteints par ces cancers.
Procédures
Dans un premier groupe d’animaux, des cellules tumorales seront injectés dans le cerveau des animaux anesthésiés (durée anesthésie 30min). Ces animaux seront ensuite traités par voie intraveineuse (injection unique sur animal vigile – durée du geste inf à 20sec) Dans un second groupe d’animaux, des cellules tumorales seront injectées dans le cerveau des animaux anesthésiés. Au cours de cette chirurgie, un dispositif intracérébral sera installé (durée de l’anesthésie environ 1h30). Une semaine après l’intervention, les souris vigiles recevront des traitements directement dans le cerveau grâce au dispositif intracérébral (injection unique – durée du geste 5 min) Dans un troisième groupe d’animaux, des cellules tumorales seront injectées dans le cerveau des animaux anesthésiés. Au cours de cette chirurgie, un dispositif intracérébral relié à une pompe sous-cutanée implantée au niveau du dos de l’animal seront installés (durée de l’anesthésie environ 1h30). Ces animaux seront ensuite traités par voie intraveineuse (injection unique sur animal vigile – durée du geste inf à 20sec) Les trois groupes d’animaux seront suivis par imagerie à raison de 2 à 3 imageries/semaine. Les imageries seront réalisées sur animaux anesthésiés et dureront environ 15 min. De plus, nous prélèverons du liquide céphalorachidien sous anesthésie générale (3 prélèvements à au moins deux semaines d’intervalle, durée du geste 30 min) ainsi que du sang sur animal vigile (1prélèvement toutes les deux semaines, durée du geste inférieur à 20sec) Concernant les greffes intraoculaires de cellules tumorales, les cellules seront injectées dans le vitré, sous anesthésie générale et avec antalgie adaptée. La procédure dure entre 10 et 15 minutes par œil. L’évaluation de la croissance tumorale sera réalisée de façon non invasive, soit par examen ophtalmologique (ophtalmoscopie indirecte ou par photographie du fond d’œil, quotidiennement pendant 3 jours après la greffe puis 1 fois par semaine, durée de l’examen 15 min) soit par bioluminescence (2 fois par semaine, durée de l’examen 15 min), sous anesthésie. Le traitement sera délivré 1 fois par voie intraveineuse sur animal vigile (durée du geste inf à 20 sec), ou par injection intravitréenne sur animaux anesthésiés ((durée 15 min). L’évaluation de la réponse au traitement sera réalisée de façon identique à l’évaluation de la croissance des cellules tumorales greffées.
Impact sur les animaux
Les animaux greffés avec des cellules tumorales au niveau du cerveau vont développer des tumeurs. Les souris peuvent perdre du poids dans les jours qui suivent la chirurgie et/ ou présenter, dans de rares cas, des troubles moteurs (comportement rotatoire et/ou troubles de l’équilibre). Le traitement des souris par voie intraveineuse provoque uniquement la douleur de l’aiguille utilisée pour l’injection. Dans certains cas, des dermatites peuvent se développer 3 semaines après l’injection provoquant une perte de poils à long terme. Le traitement des souris par voie intracérébrale peut provoquer des douleurs ainsi qu’une légère perte de poids durant 2-3 jours. Le prélèvement sanguin provoque la douleur de l’aiguille et dans de rares cas une perte de poids de l’animal. Le prélèvement de liquide céphalo-rachidien peut provoquer des douleurs ainsi qu’une légère perte de poids durant 2 jours. Les animaux greffés au niveau de l’œil développeront une tumeur dont la croissance n’est pas douloureuse mais qui entrainera une baisse de la vision. Cette baisse de la vision n’aura pas de conséquence sur les animaux (sociabilisation, alimentation), ni sur le poids de l’animal, la vue n’étant pas l’organe sensoriel prédominant chez les rongeurs. Dans de rares cas, des réactions inflammatoires ou infectieuses pourront être observées suite à la greffe ou l’administration de traitements
Devenir
Les animaux sont mis à mort pour des analyses post-mortem
Remplacement
Ce projet découle de résultats obtenus in vitro à l'aide de lignées cellulaires en culture. En résumé, on a découvert que certaines modifications comme l’inactivation d’un gène spécifique induit une survie prolongée de certaines cellules immunitaires, appelés les lymphocytes T. L’association de plusieurs modifications génétiques sur ces cellules devrait améliorer l’effet antitumoral des cellules modifiées. D’autre part, un grand nombre d’études ont montré l’effet délétère de certains messagers, appelés cytokines, sur le système immunitaire . Le fait de bloquer certains de ces messagers, en ajoutant des inhibiteurs de cytokines au traitement, devrait améliorer, in vivo, l’effet antitumoral des cellules modifiées. Pour valider cette hypothèse, le modèle animal est nécessaire. En effet, après la validation in vitro des bénéfices de ces traitements par différents types de cellules, il est nécessaire de les évaluer dans un système plus physiologique avant d'envisager une application clinique chez l'homme en thérapie cellulaire. A ce stade, l’utilisation d’animaux est indispensable pour valider les mécanismes de régulation et d’action de ces traitements, ainsi que la toxicité éventuelle de cette thérapie cellulaire.
Réduction
Le nombre de souris par groupe est de 10 afin que les résultats obtenus puissent présenter une puissance statistique suffisante, car de notre expérience, il y a toujours une certaine hétérogénéité entre souris. Ce nombre d’animaux tient compte de la nécessité d'utiliser le moins de souris possible et de pouvoir effectuer des statistiques fiables pour valider les effets biologiques observés. Pour finir, le suivi de croissance tumorale et évaluation de la réponse au traitement se fait in vivo, par imagerie de façon longitudinale et répétée, ce qui évite de devoir prévoir des animaux pour différents time points précis. Les deux yeux sont greffés afin de diminuer par deux le nombre d’animaux utilisés.
Raffinement
Pour limiter le stress des animaux, un délai minimal de 7 jours est respecté entre la réception des animaux et la mise en place des procédures expérimentales pour leur permettre de s’adapter à leur nouvel environnement. Les interventions chirurgicales seront réalisées sous anesthésie générale associée à des analgésiques adaptés aux interventions chirurgicales mises en place. Toutes les expérimentations sont réalisées sur tapis chauffant, et le réveil est réalisé sur tapis chauffant ou sous lampe chauffante. Pour les animaux ayant subis une chirurgie cérébrale ou une injection intraoculaire des soins pré et post-opératoires sont appliqués pour prévenir et/ou gérer la douleur. Un supplément alimentaire hydratant est mis à disposition dans les cages jusqu’au rétablissement complet de la souris (récupération du poids, absence de signes extérieurs de souffrance, absence de troubles moteurs). Pour limiter les effets secondaires dus à l’injection des cellules modifiées, comme les dermatites, nous étudierons l’effet de la délétion d’un gène potentiellement responsable de ces effets secondaires. Ces animaux sont surveillés quotidiennement pour évaluer leur état général et deux à trois fois par semaine pour mesurer la taille de la tumeur afin d'appliquer les points limites décrits dans une grille bien définie. Cette grille de score permet d’évaluer, de façon objective et spécifique, l’état global de l’animal (poids, état physique général, comportement moteur). Elle est adaptée à chaque type de procédure. En cas d’atteinte d’un point-limite tel que décrit dans la grille de score, l’animal est mis à mort.
Choix des espèces
La souris est le modèle de choix pour les expériences menées en recherche en immunologie anti-cancéreuse car la connaissance complète du génome murin permet d'utiliser de nombreux outils bien caractérisés, dont les souris génétiquement modifiées pour des protéines spécifiques d’intérêt ainsi qu’un grand nombre de modèles de tumeurs transplantées.
Études thérapeutiques contre l’infection par Aspergillus
- Recherche fondamentale
- Système immunitaire
9 680 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger à modéré. Elles reçoivent deux injections intrapéritonéales et deux instillations intranasales sous anesthésie, par lesquelles Aspergillus fumigatus leur est inoculé après un traitement qui affaiblit leurs défenses immunitaires, l'infection provoquant poil hérissé, mobilité réduite et perte de poids. Dans la majorité des expériences, les souris sont tuées avant l'apparition des signes d'infection, et celles qui atteignent le score limite sont mises à mort. Le porteur justifie ce recours par le fait que l'effet des molécules à l'étude reste inconnu "à l'intérieur, dans la vie réelle", et qualifie l'expérimentation animale d'"indispensable".
Objectifs
Les objectifs de ce projet sont d'identifier les molécules (endogènes ou exogènes) qui peuvent améliorer l'issue de l'infection à Aspergillus. Il a été démontré que les facteurs humoraux de l'immunité innée sont importants dans l’élimination d'Aspergillus dans les poumons, et certains de ces facteurs disparaissent des poumons chez les patients infectés. L’un de ces facteurs, la protéine surfactante SP-D, a montré un potentiel thérapeutique dans le modèle pré-clinique d’aspergillose invasive pulmonaire (IPA) chez la souris, améliorant l’issue fatale sans toutefois offrir une protection totale. Dans ce projet nous allons combiner différentes approches incluant des molécules ayant un effet antifongique direct et des molécules importantes pour la réponse immunitaire mais qui sont absentes chez les patients immunodéprimés infectés, afin d’obtenir un maximum de protection. Le premier objectif de ce projet est de déterminer si les traitements à effet immunodépresseur pris par les personnes à risque d’Aspergillose affectent les molécules de l'hôte essentielles au contrôle des premiers stades de l'infection. En l’absence d’infection, nous comparerons donc les facteurs présents dans les poumons de souris recevant le traitement à effet immunodépresseurs à ceux de souris recevant la solution véhicule. Le deuxième objectif est d'évaluer de nouvelles molécules thérapeutiques dans un modèle d'infection d'aspergillose invasive. La résistance à l’infection sera surveillée, et les marqueurs de résistance à l’infection (charge fongique, dommage des tissus, marqueurs immunologiques) seront mesurés dans les poumons. Toutes ces études ne peuvent être remplacées par des techniques in vitro et sont essentielles pour le développement de toute nouvelle thérapie ou application médicale.
Bénéfices attendus
Le projet identifiera les facteurs humoraux de l'immunité de l'hôte susceptibles d'être régulés différemment sous traitement à effet immunodépresseur, ce qui pourrait fournir des informations cruciales sur la reconstitution possible de ces facteurs humoraux en tant que stratégies thérapeutiques pour l'aspergillose pulmonaire. Le projet fournira également des résultats pré-cliniques de molécules antifongiques dans l'aspergillose pulmonaire.
Procédures
Certains animaux auront, selon les procédures : 2 injections intrapéritonéales par animal (moins de 10 secondes) 2 instillations intranasales par animal sous anesthésie (de 20 à 30 secondes)
Impact sur les animaux
Une nuisance légère de courte durée sans incidence significative sur le bien-être ou l’état général des animaux sera associée aux injections intrapéritonéales. Les dommages escomptés dans ces expériences sont liés à l’objectif visant à identifier les molécules (endogènes ou exogènes) qui peuvent améliorer l'issue de l'infection à Aspergillus. Aspergillus fumigatus sera inoculé aux souris et induira des signes cliniques d’infections (poil hérissé, mobilité réduite, perte de poids). Dans la majorité des expériences, les animaux seront mis à mort avant que les signes d’infections apparaissent.
Devenir
Tous les animaux seront mis à mort à la fin de chaque procédure car ils ne peuvent être ni réutilisés, ni replacés, ni adoptés car nous devrons prélever en fin de procédures certains organes vitaux pour analyse.
Remplacement
Le recours à l’expérimentation animale est indispensable, car bien que nous ayons étudié in vitro l’effet des molécules à potentiel thérapeutique chez l’homme, nous ne connaissons toujours pas comment elles fonctionnent « à l’intérieur », dans la vie réelle, ce qui est essentiel pour envisager des traitements thérapeutiques contre l’infection d’aspergillose invasive du poumon (IPA). De plus, comprendre les mécanismes « in vivo » nécessite l’utilisation de mammifères possédant un système immunitaire, une anatomie et une pathogenèse similaire à l’homme, excluant l’utilisation des invertébrés. En effet, ces derniers peuvent être utilisés dans certaines études d’infections systémiques, mais notre étude nécessite la présence de poumons et d’un système respiratoire, couplé au système vasculaire circulatoire, ainsi qu’un système immunitaire complexe. Enfin, le modèle mammifère pré-clinique d’IPA développé par la communauté scientifique mime l’IPA humaine, n’affectant les souris qu’après traitement à effet immunodépresseur . D’importance, les défenses immunitaires de la souris lors de l’Aspergillose sont proches de celles de l’homme et la maladie est très similaire à l’aspergillose invasive humaine. Ce modèle a d’ailleurs été utilisé pour les études de traitement contre l’IPA et nos résultats seront donc conformes et comparables aux autres études.
Réduction
Le nombre de souris nécessaires à ce projet est évalué à 9680 sur 5 ans. Ce nombre a été déterminé après analyses statistiques préalables permettant de déterminer à partir de combien de sujets une mesure est exploitable scientifiquement, et ce dans le souci de n’utiliser que le strict nécessaire d’individus tout en récupérant le maximum d’information par animal. Lorsque la technique d’analyse des tissus le permet, nous combinons un même animal pour plusieurs analyses inflammatoires et infectieuses (l’analyse protéomique des réponses inflammatoires et de la charge fongique peuvent être effectue sur les mêmes poumons).
Raffinement
Le suivi des animaux, selon une liste de signes cliniques, permettra d’attribuer un score quantitatif du bien-être des animaux tel que décrit par la structure du bien-être animal. Des aides alimentaires (type gel hydrique) et une réhydratation sous-cutanée avec de la solution saline seront mises en place au besoin. Si un animal atteint le score limite, il sera mis à mort.
Choix des espèces
L’aspergillose expérimentale chez la souris reproduit la pathologie observée chez l’homme, avec un développement pulmonaire qui se produit exclusivement lorsque l’animal est immunodéprimé, comme c’est le cas après un traitement par un immunodépresseur transitoire. Ce modèle développé par la communauté scientifique et clinique étudiant A. fumigatus permets l’étude de traitement thérapeutique en phase pré-clinique. Les souris utilisées seront adultes, âgées de 7 à 11 semaines. Le choix de ce stade de développement permet d'avoir des souris dont le système immunitaire est complètement développé et dont les poumons ont atteint leur taille définitive.
Etude de l’effet de l’hypoxie intermittente sur un modèle de rétinopathie induite par l’oxygène dans un modèle murin
- Recherche appliquée
- Troubles immunitaires
- Troubles sensoriels
- Recherche fondamentale
- Organes sensoriels
- Système immunitaire
3 360 souris vont être utilisées, chacune passant cinq jours en hyperoxie puis quatre à dix jours en hypoxie intermittente, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger à modéré. Certains souriceaux reçoivent dès huit jours de vie une injection dans l'œil sous anesthésie, et subissent jusqu'à cinq examens d'imagerie rétinienne également sous anesthésie, un régime alimentaire particulier pouvant durer quatre mois. Les bénéfices annoncés se limitent à mettre en évidence de "potentielles" cibles thérapeutiques contre la rétinopathie du prématuré, quand le porteur reconnaît que le retour à l'air ambiant est mal supporté et peut provoquer une détresse respiratoire. Les mères sont tuées dès la sortie du caisson pour cette raison, les souriceaux étant confiés à des femelles Swiss présentées comme de bonnes mères adoptantes avant d'être tués à leur tour pour les prélèvements.
Objectifs
La rétinopathie du prématuré (ROP) est un trouble oculaire potentiellement cécitant qui affecte les prématurés. Elle survient lorsque les vaisseaux sanguins de la rétine se développent anormalement. Chez les prématurés, les vaisseaux sanguins de la rétine ne sont pas complètement formés à la naissance et, par conséquent, ils peuvent être perturbés par des facteurs tels que l'oxygénothérapie et d'autres traitements médicaux L'hyperoxie fait référence à un état d'augmentation des niveaux d'oxygène ou à une concentration d'oxygène supérieure à la normale. L'hypoxie se caractérise par des niveaux d'oxygène réduits ou une concentration d'oxygène inférieure à la normale. La concentration normale d’oxygène dans l’air ambiant (normoxie) est de 20.9 pourcent. La rétinopathie désigne toute lésion de la rétine des yeux pouvant entraîner une déficience visuelle. La rétinopathie fait souvent référence à une maladie vasculaire rétinienne ou à des lésions de la rétine causées par un flux sanguin anormal. L'angiogenèse est le processus physiologique de formation de nouveaux vaisseaux sanguins à partir de vaisseaux sanguins préexistants. La néovascularisation fait référence à la formation de nouveaux vaisseaux sanguins, en particulier à une croissance anormale ou excessive des vaisseaux.
Bénéfices attendus
La rétinopathie du premature (ROP) est un trouble de la rétine qui peut entraîner une perte de vision importante chez les prématurés. La rétinopathie du prématuré est le résultat de perturbations du développement déclenchées par plusieurs facteurs, dont le niveau d'oxygénation. En France et en Europe, environ 30 pourcent des prématurés de moins de 31 semaines d'âge gestationnel développent une ROP. Le projet permettra de mieux comprendre pourquoi le risque de maladies rétiniennes sévères chez les individus prématurés est augmenté lorsqu’ils souffrent d'apnée du sommeil. Elle permettra de définir les mécanismes et les expressions géniques qui entrent en jeu. Cela permettra de mettre en évidence de potentielles cibles thérapeutiques chez l’Homme.
Procédures
Les animaux seront soumis à des variations de concentrations d’oxygène (hyperoxie pendant 5 jours et hypoxie intermittente pendant 4 ou 10 jours). Certains recevront des injections intraoculaires (qui durent entre 2 et 3 minutes), une fois, sous anesthésie. Des tests d'imagerie rétinienne et fonctionnelle (5-10 min par test) seront réalisés sous anesthésie (2 ou 5 fois par animal, selon le groupe, avec un intervalle minimum d’une semaine). Certains animaux recevront un régime particulier pendant maximum 4 mois.
Impact sur les animaux
Les animaux seront soumis à une stabulation dans un environnement modifié (hyperoxie ou hypoxie). Le modèle d’hyperoxie peut induire chez les adultes une difficulté de réadaptation en conditions standard, ce qui peut provoquer une détresse respiratoire. Certains souriceaux subiront une injection intraoculaire. Dans de rare cas, cela peut induire une inflammation localisée de l’œil. L'anesthésie générale peut entrainer chez la souris une hypothermie avec un possible arrêt cardio-respiratoire. La contention légère de l'animal pour les injections intra péritonéales et les examens de l'œil peuvent entrainer un léger stress des animaux. Les injections intrapéritonéales entrainent également une douleur légère de courte durée liée à la piqure de l’aiguille. Le changement d’environnement des animaux (mise en chambre noire la veille de l’électrorétinogramme, changement de régime alimentaire) peut aussi générer un léger stress chez ces derniers.
Devenir
L’ensemble des animaux seront euthanasiés à l’issu de chaque procédure. Des prélèvements et analyses sont nécessaires post-mortem sur les souriceaux, cela implique donc leur euthanasie. Les mères, ne pouvant être replacées, seront également euthanasiées.
Remplacement
Les études in vitro ne permettent pas l’étude des signes cliniques de la pathologie de l’oeil en particulier ; la souris est une des espèces les plus appropriées pour ce type d’étude. Ces modèles permettent d’étudier la maladie dans un organisme entier, qui ne peut pas être reproduit en utilisant des cultures de cellules isolées provenant de différents tissus.
Réduction
Pour cette étude nous utiliserons un total de 3360 souris. Nous devons répéter les expériences (5 expériences/groupe expérimental) en raison de la grande variabilité dans le développement de la pathologie entre les souris d'un même lot. Nous avons limité au maximum le nombre d’animaux nécessaire pour obtenir des résultats statistiquement interprétables selon nos précédentes expériences (variabilité inter- animal/ inter - expériences). Le nombre de 6 animaux défini par groupe est le minimum requis pour obtenir des résultats interprétables et atteindre l’objectif scientifique défini dans ce projet, selon nos expériences antérieures.
Raffinement
Les animaux sont hébergés par portée dans des cages ventilées ou caissons d’expérimentation. Les cages comportent plusieurs cotons et une petite maisonnette pour pouvoir faire leur nid. Les animaux sont hébergés avec alimentation et abreuvement à volonté. Lors des expériences de d’hyperoxie et d’hypoxie, les animaux sont stabulés dans des cages ayant les mêmes dimensions qu’en stabulation normale, avec les mêmes enrichissements. Les animaux seront examinés quotidiennement par les expérimentateurs et/ou le personnel qualifié de l’animalerie et seront hébergés dans les conditions conformes à la règlementation. Une signalétique particulière des animaux en expérimentation est utilisée. Elle permettra une surveillance adaptée des animaux en fonction des points limites définis à chaque procédure afin de s’assurer de leur bien-être. Suite à l’hyperoxie, le retour en condition de normoxie est mal supporté par les mères et peut induire une détresse respiratoire, afin d’éviter cela nous euthanasions les mères dès le retour en normoxie. Les souriceaux bénéficieront d’une mère adoptante swiss à la sortie du caisson. En effet, les souris Swiss sont connues pour être de bonnes mères adoptantes. Certains souriceaux subiront une injection intraoculaire sous anesthésie générale et anesthésie locale. L’animal est placé sur tapis chauffant durant l’anesthésie pour prévenir le risque d’hypothermie.
Choix des espèces
Les souris sont utilisées pour ces expériences car elles constituent un modèle bien établi pour étudier les pathologies de la rétine. La souris est un animal petit, facilement manipulable, qui se reproduit bien. En outre, l’étude des mécanismes physiopathologiques conduisant à la dégénérescence rétinienne sur la souris a été validée par de nombreuses publications, et ce modèle offre l’avantage de multiples options pour les analyses. De plus, notre projet nécessite l'utilisation de souris car c'est l'espèce dans laquelle a été développé le modèle de rétinopathie induite par l’oxygène et l’hypoxie intermittente. Pour le modèle de rétinopathie induite par l’oxygène, les animaux seront utilisés dès 8 jours de vie. En effet, chez la souris la vascularisation rétinienne se développe à la naissance jusqu’à 21 jours. Les variations d’oxygénation déclenchent une néovascularisation que pendant la vasculogenèse rétinienne qui a lieu les 3 premières semaines de vie de la souris. L’hyperoxygénation entre 8 et 13 jours de vie entraine une perte des vaisseaux. Au retour en normoxie à 13 jours l’hypoxie relative mène à une néovascularisation pathologique.
Déchiffrer le code de compatibilité entérofécal après transplantation de microbiote fécal pour contourner la resistance aux inhibiteurs des points de contrôle immunitaires
- Recherche fondamentale
- Oncologie
- Système endocrinien
- Système gastrointestinal
- Système immunitaire
Une tumeur implantée, deux administrations orales de matières fécales murines, jusqu'à quatre injections d'immunothérapie et des prises de sang hebdomadaires: 1 508 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Une partie d'entre elles subit en plus une intervention chirurgicale de cinq minutes sous anesthésie générale pour l'injection d'un traceur. Le porteur ramène les contraintes à une douleur et une gêne modérées liées à l'implantation de la tumeur, à un inconfort lors du gavage fécal et à une perte de poids possible. Il ne précise ni la nature du traceur, ni les immunothérapies employées, ni le calcul qui aboutit à cet effectif, dont il indique seulement qu'il découle d'un "nombre maximal théorique d'animaux par groupe".
Objectifs
Des précédentes études ont montré l'impact de la composition du microbiote intestinal (MI) sur la réponse immunitaire et la réponse aux traitements par immunothérapies contre le cancer. Il a d’abord été montré que la prise d’antibiotiques (ATB), en créant une dysbiose intestinale, est associée à une diminution de l’efficacité de ces immunothérapies dans de nombreux types de cancers. Puis, des compositions spécifiques du microbiote intestinale ont été mises en évidence comme étant associées à la réponse ou à la résistance aux immunothérapies. Ensuite, des travaux sur des modèles de souris ont permis de démontrer que la transplantation de microbiote fécal (TMF) à partir de selles de patients répondeurs ou résistants aux immunothérapies conduisait à la réponse ou à la résistance aux immunothérapies chez ces souris, respectivement. Finalement, la transplantation de microbiote fécal chez les patients parait être une approche efficace pour contourner la résistance aux immunothérapies induite par une dysbiose intestinale. Malgré des résultats prometteurs en clinique, il est nécessaire de comprendre les mécanismes qui expliquent la réussite ou l'échec de la transplantation de microbiote fécal à contourner la résistance aux immunothérapies. L'objectif principal de ce projet est de décrire les effets de la transplantation de microbiote fécal sur le système immunitaire et son implication dans la réponse antitumorale.
Bénéfices attendus
Ce projet a pour objectif de comprendre les mécanismes expliquant la réussite ou l'échec de la transplantation de microbiote fécal à contourner la résistance aux immunothérapies. Cela permettra par la suite de mieux sélectionner les donneurs pour la transplantation, ainsi que de mieux sélectionner les patients pouvant recevoir la transplantation de microbiote fécal. De plus, ce projet apportera plus de compréhension sur les liens existants entre le microbiote intestinale, le cancer et la réponse aux immunothérapies. Enfin, par la compréhension des ces mécanismes, les patients ayant une dysbiose intestinale et résistants aux immunothérapies pourront bénéficier d'une tranplantation de microbiote fécal afin de contourner cette résistance.
Procédures
Les interventions prévues seront pour certaines procédures l'implantation d'une tumeur (une fois, d'une durée d'1 minute), l'administration orale de matières fécales murines (2 fois, durée 1 minute), l'administration de traitements d'immunothérapie (4 fois maximum, durée 1 minute), l'injection au niveau de la queue (une fois, durée 1 minute, anesthésie locale). De plus, il est prévu pour certaines procédures d'utiliser un traceur pour suivre la migration cellulaire, nécessitant une procédure chirurgicale, sous anesthésie générale, d'une durée de 5 minutes (une fois). Enfin, des prélèvements de sang seront réalisés, au maximum 1 fois par semaine (durée 5 minutes). Les injections seront réalisées sous anesthésie locale.
Impact sur les animaux
Les contraintes principales pour les animaux seront pour certaines procédures une douleur et une gêne modérée liée à l'implantation d'une tumeur, un inconfort lié à l'administration de matières fécales par voie orale au moment de l'administration, ainsi qu'une potentielle perte de poids liée à la tumeur, aux traitements et à l'administration des matières fécales.
Devenir
Tous les animaux seront euthanasiés à la fin de chaque procédure, afin de prélever les organes pour analyser les tissus, les cellules, doser des protéines ou de l'ADN.
Remplacement
Pour la réalisation de ce projet, l’utilisation d’animaux vivants est indispensable car seul un animal vivant, entier, peut permettre d’étudier dans leur globalité, l’immunité antitumorale, intestinale et périphérique et l’effet de la transplantation de microbiote fécal sur l'immunité et la réponse antitumorale, avec toutes les interactions nécessaires, impossibles à reproduire in vitro ou ex vivo.
Réduction
Pour la réalisation de cette étude, nous chercherons à regrouper les expérimentations dans le but de réduire le nombre d’animaux contrôles. Par la suite, l’étude est divisée en plusieurs procédures séquentielles, dont certaines dites "GO-NO-GO", et sera arrêtée si une des procédures invalide l’hypothèse de travail ; le nombre de souris sera ainsi diminué. Le nombre d’animaux est scrupuleusement contrôlé afin de respecter la règle des 3R. Notre critère de jugement principal est le suivi de la croissance tumorale. D'après nos études antérieures avec des lignées tumorales, nous avons défini un nombre maximal théorique d'animaux par groupe. Cela a permis de définir le nombre d'animaux nécessaire et suffisant pour observer l'effet recherché. L'analyse des résultats sera faite en utilisant des méthodes statistiques.
Raffinement
Les animaux seront hébergés dans le respect de leur bien-être : stabulation conventionnelle, régime alimentaire normal et de l’eau ad libitum, ainsi qu’un enrichissement adapté. Les animaux seront acclimatés pendant une semaine avant le début de l’expérimentation. La surveillance régulière quotidienne permettra le suivi clinique de la souris ainsi que de son comportement, permettant l’éventuelle mise en place de mesures d'analgésie. Toutes les injections seront réalisées sous anesthésie locale. Les souris auront un examen clinique quotidien et des pesées régulières. Les points limites précoces seront strictement appliqués et des soins seront prodigués en cas de besoin en accord avec le vétérinaire.
Choix des espèces
Le choix de la souris pour la réalisation de ce projet se justifie par des raisons d’ordres scientifiques, pratiques et éthiques. La génétique et l'immunotlogie sont proches de celle de l’Homme et bien connues. La souris est l’animal de laboratoire le plus couramment utilisé par la communauté scientifique internationale et pour les études précliniques, la plus susceptible d’apporter les résultats satisfaisants pour nous au vu des objectifs du projet. Les modèles de tumeur existants sont issus de lignées cellulaires murines et leur implantation dans la souris est indispensable pour étudier l’immunité, l’effet des traitements sur la réponse antitumorale dans leur globalité et les effets des bactéries et de la transplantation de microbiote fécal sur l’immunité et la réponse antitumorale. Les animaux seront utilisés au stade adulte, à partir de 6-7 semaines de développement, les cancers cibles touchant l’adulte. De plus, à cette âge là, les animaux sont matures du point de vue immunologique.
Etude d’efficacité de nouveaux vecteurs AAV chez le macaque fascicularis
- Recherche fondamentale
- Système immunitaire
Choisis pour la proximité de leur système immunitaire avec celui de l'humain, deux jeunes macaques crabiers de deux ans et demi sont utilisés dans des procédures d'un niveau de souffrance modéré, puis tués. Chacun subit une prise de sang sous anesthésie dans le mois précédant l'essai, un traitement immunosuppresseur la veille sous anesthésie d'une heure, l'injection intraveineuse du produit sous anesthésie de trois heures, enfin une dernière prise de sang avant la mise à mort, sept jours plus tard. Le porteur affirme que la complexité des réactions immunitaires exclut toute méthode substitutive, et désigne l'humain, dans son texte, comme le "Primate Humain". L'essai consiste à injecter un mélange de trois bibliothèques de capsides virales fabriquées au laboratoire, pour repérer en une seule fois lesquelles s'accumulent dans le cœur et le muscle plutôt que dans le foie.
Objectifs
Les troubles neuromusculaires et musculo-squelettiques sont parmi les principales causes d’handicap en Europe. Les thérapies géniques représentent la seule approche permettant de développer un traitement curatif pour ces affections, qui résultent d'un défaut génétique ou d'une mutation. Toutefois, pour que les gènes thérapeutiques soient efficacement transférés, il est crucial de disposer d'outils de transfert de gènes qui soient à la fois sûrs, efficaces et spécifiques aux cellules ou organes visés. Dans cette étude, nous nous concentrons sur les vecteurs dérivés des virus adéno-associés (AAV). Ces vecteurs sont les plus utilisés en thérapie génique. Les vecteurs AAV de première génération, présentent une affinité pour différents types de cellules et nécessitent des doses élevées pour atteindre des niveaux thérapeutiques. Au sein de notre Laboratoire, nous optimisons ces vecteurs pour améliorer leur affinité envers des cellules cibles, réduisant ainsi la dose de vecteur, la charge antigénique et le risque d'effets secondaires. Nous visons aussi à limiter les effets sur les cellules non-ciblées, augmentant ainsi la sécurité de la thérapie génique. Nous avons créé trois nouvelles bibliothèques d’enveloppes protectrices (capsides) de ces AAV. Ces bibliothèques seront injectées en tant que mélange 1:1:1 par voie intraveineuse et analysées ensuite pour identifier les variantes s'accumulant dans les cellules cibles souhaités (cellules cardiaques, cellules musculaires) ainsi que les cellules hors cibles (cellules hépatiques). La combinaison des trois bibliothèques de capsides AAV avec une analyse des tissus cible et hors cible, nous permettra de révéler des capsides optimisées et identifier ainsi des nouvelles variantes prometteuses en un seul essai.
Bénéfices attendus
En général, les vecteurs AAV présentent une affinité pour différents types de cellules et nécessitent des doses élevées pour atteindre des niveaux thérapeutiques. Toutefois, l'optimisation de ces vecteurs grâce aux nouvelles stratégies développées permettra d'augmenter l'efficacité du traitement au niveau des cellules et organes cibles. Cette optimisation permettra de : - Réduire la dose de vecteur nécessaire. - Diminuer les risques d'effets secondaires pour les patients. - Réduire, voire éviter, les effets sur les cellules non ciblées. - Améliorer la sécurité des thérapies géniques de manière générale.
Procédures
Les animaux de cette étude seront soumis aux interventions suivantes : - Dans le mois avant l’injection, les 2 animaux auront 1 prélèvement sanguin, sous anesthésie de courte durée (15-20 min) afin d’obtenir des valeurs de base concernant leur suivi médical et leur sérologie. - La veille de l’injection (J-1) et en fonction de la sérologie ; un traitement immunosuppresseur et antihistaminique par voie intraveineuse. Le tout sous anesthésie (maximum 1 heure) - Le jour de l’injection (J0) : une injection par voie intraveineuse lente du vecteur testé. Le tout sous anesthésie (maximum 3 heures) - A 7 jours post-injection (J7) : un prélèvement sanguin sous anesthésie (entre 15 et 30 min), avant euthanasie.
Impact sur les animaux
L’administration intraveineuse de vecteurs AAV chez le macaque entraîne les effets indésirables suivants : La piqûre d'aiguille pour l’injection et les prélèvements sanguins entraîne une douleur légère de courte durée. L'anesthésie avant les manipulations peut provoquer une nausée légère de courte durée. Le jeûne préalable à l’anesthésie peut entraîner une sensation de faim légère de durée limitée (maximum 12 heures). La contention nécessaire pendant les manipulations peut provoquer un stress léger de courte durée. Ces interventions sont effectuées en accord avec la classe de gravité des procédures, et les effets indésirables sont réduits au minimum grâce aux raffinements apportés.
Devenir
Les 2 animaux concernés par cette procédure seront suivis pendant 7 jours après l’injection du vecteur thérapeutique puis euthanasiés pour des prélèvements de tissus en post-mortem. L’euthanasie des 2 animaux est nécessaire pour obtenir ces prélèvements sur lesquels s’appuieront plusieurs types d’analyse essentielles pour le projet.
Remplacement
Les études réalisées chez le Primate Non Humain apportent les meilleures connaissances transposables à l’homme en termes de toxicité, d’efficacité et d’immunogénicité (capacité de déclencher un réponse immunitaire) de l’AAV. La complexité des réactions en jeu ne permet pas le recours à des méthodes substitutives et justifie donc notre recours à des animaux. Les résultats obtenus sont transposables en terme de biodistribution et tolérance et permettent d'envisager de futurs essais cliniques chez l'homme (Primate Humain).
Réduction
Le nombre d’animaux utilisé dans ce projet est réduit à son minimum tout en assurant une exploitation possible et des résultats significatifs et fiables. Ce nombre d’animaux est basé sur des études précédentes en thérapie génique et sur ce sujet spécifiquement. Ce nombre réduit nous permettra d’identifier des nouvelles variantes de capsides d’AAV de grandes valeurs transgéniques, grâce à un seul essai sur des organismes vivants.
Raffinement
L’état général et l’alimentation des animaux seront surveillés quotidiennement tout le long du projet (techniciens animaliers et vétérinaire). Des protocoles anesthésiques seront mis en place selon la procédure à réaliser. Les administrations expérimentales (injections intraveineuses de vecteur AAV associé à une immunosuppression par voie orale et intraveineuse) se dérouleront sous anesthésie générale. Les prélèvements sanguins seront effectués sous protocole anesthésique permettant d'obtenir une anesthésie de courte durée (environ 10 min). Ces actes étant peu ou pas douloureux, le protocole analgésique ne sera pas basé sur des opioïdes mais par contre sur les effets analgésiques des molécules anesthésiques utilisées et/ou des anti-inflammatoires. Afin de favoriser les échanges sociaux et le bien-être des animaux, les deux primates seront hébergés ensemble dans une volière enrichie tout le long du projet. Toutefois, pour des raisons de biosécurités, ils seront hébergés en cages individuelles en post-injection, puis remis en volière dès que possible. Les conditions d'hébergement sont conformes à la réglementation et les animaux disposent de nourriture et d'eau à volonté ainsi qu’un environnement enrichi comprenant des enrichissements alimentaires, physiques, sonores et visuels variés. Cet enrichissement sera renforcé en hébergement individuel. L'application de critères d'arrêts nous permettra d'intervenir immédiatement dès le moindre signe de souffrance en utilisant des traitements antalgiques appropriés ou de décider d'une euthanasie anticipée.
Choix des espèces
Le choix du macaque fascicularis comme espèce animale dans cette étude est justifié par les critères suivants : La capacité des vecteurs AAV à pénétrer dans des organes et tissus pour y exprimer un gène thérapeutique varie en fonction de l’espèce. Ainsi, des vecteurs efficaces chez des rongeurs peuvent ne pas l’être chez l’humain. Le macaque fascicularis est particulièrement pertinent en tant que modèle préclinique en raison de sa proximité phylogénique avec l’homme, de sa morphologie et de sa physiologie similaire, ainsi que de la ressemblance de son système immunitaire avec celui de l’homme. Ces caractéristiques en font un modèle idéal pour évaluer la biodistribution, l'efficacité et la réponse immunitaire aux nouveaux variants de vecteurs AAV, en particulier lorsqu'une injection intraveineuse est nécessaire. En conséquence, l'utilisation du macaque fascicularis permet de maximiser la transposabilité des résultats obtenus vers l’homme, notamment en termes de ciblage cellulaire et tissulaire, ce qui est crucial pour envisager des essais cliniques futurs. 2 primates mâles (âgés de 2.5 ans et pesant entre 3.5 et 4.5 kg) seront inclus dans ce projet. Les animaux utilisés dans cette étude sont des jeunes adultes ayant un système immunitaire mature, indispensable pour notre projet.
Prise en charge de mutations induisant des nuisances chez des modèles murins génétiquement modifiés.
- Maintien des lignées génétiquement modifiées
- Recherche appliquée
- Troubles cardiaques
- Troubles musculosquelettiques
- Troubles nerveux
- Recherche fondamentale
- Multisystémique
- Oncologie
- Système immunitaire
- Système musculosquelettique
- Système nerveux
Des souris porteuses de mutations qui leur causent des douleurs, des difficultés à se déplacer et parfois la mort avant terme sont élevées ici pour d'autres projets. 7 500 d'entre elles sont concernées, dans des procédures d'un niveau de souffrance modéré, la seule intervention décrite étant une biopsie de quelques secondes pour le génotypage. Le porteur affirme que l'élevage de ces lignées ne peut pas être remplacé, ces animaux constituant selon lui "le cœur même" des projets des utilisateurs. Celles dont le génotype n'intéresse aucun projet sont transférées vers un autre établissement quand c'est possible, tuées sinon, tandis que les autres partent en expérimentation ailleurs ou servent de reproducteurs.
Objectifs
Dans le cadre de la production de modèles murins génétiquement modifiés, l'objectif du projet est de décrire la prise en charge des pathologies induites par les mutations de ces modèles.
Bénéfices attendus
Ce projet permet de raffiner la production de souris génétiquement modifiées et de gérer l'apparition de pathologies induites par ces modèles en anticipant leur prise en charge et en permettant ainsi une réaction immédiate et adaptée. Il y a également un bénéfice indirect, car les modèles précliniques génétiquement modifiés permettent de reproduire chez l’animal des pathologies humaines.
Procédures
Des mutations chez des souris génétiquement modifiées peuvent entrainer des nuisances (phénotype dommageable) durant l’élevage chez l’animal. La biopsie pour génotypage ne prend que quelques secondes.
Impact sur les animaux
En fonction du modèle de pathologie, les mutations entrainant un phénotype dommageable induisent en général et à des degrés divers des douleurs, de l’inconfort, des difficultés à se déplacer et pour certaines des mortalités selon le génotype. Le génotypage des animaux requiert un prélèvement qui peut occasionner une gêne de très courte durée.
Devenir
Les animaux d'intérêt sont utilisés dans des procédures epxérimentales dans d'autres établissements utilisateurs (utilisation continue) ou peuvent servir en tant que reproducteurs. Les animaux dont le génotype n'a pas d'intérêt pour les projets expérimentaux initiaux peuvent être soit utilisés pour d'autres projets expérimentaux dans d'autres établissements utilisateurs si c'est possible, soit euthanasiés s'l n'y a pas de possibilité de les utiliser dans d'autres procédures.
Remplacement
Différentes stratégies de remplacement peuvent être appliquées par les chercheurs en amont de l'élevage des souris (expériences préparatoires in vitro, modélisations, veille scientifique) ou en aval des expérimentations (modélisation, raffinement des méthodes statistiques). Pour ce projet précis, il n'est pas possible de remplacer l'élevage de lignées de souris car ces animaux correspondent au coeur même des projets des utilisateurs.
Réduction
La réduction en pratique d'élevage nécessite une optimisation de l'âge des animaux géniteurs afin d'obtenir la plus grande descendance avec un minimum de cages d'accouplement. Elle nécessite aussi un choix approprié des génotypes des géniteurs (choix du mâle vs femelle; utilisation hétéro/homozygote, etc). La production sera rationnalisée par l’établissement de programmes d’élevage afin de ne pas produire plus d'animaux que nécessaire pour la production de lots expérimentaux.
Raffinement
Le raffinement concernant l'évaluation et l'entretien de lignées à phénotype dommageable ou potentiellement dommageable est obtenu en appliquant scrupuleusement les consignes des chercheurs concernant l'apparition des points limite attendus ou supposés pour chaque lignée considérée. Le raffinement des conditions d'élevage se traduit par un enrichissement des cages de production et de stabulation des animaux (par exemple : batonnets de coton, maison en carton si besoin, frisottiss si besoin,mise à disposition de l'aliment et/ou de la source hydratée sur la litière si besoin , etc... adaptation du nombre d'animaux / Cage au phénotype). Les conditions environnementales sont très élevées afin de protéger les animaux d'infections.
Choix des espèces
La souris est un animal permettant un grande variété de techniques génétiques permettant d'établir des relations entre gènes, fonctions, comportements et pathologies. Tout âge : animaux jeunes à âgés selon le type de procédures expérimentales dans lesquelles ces animaux sont par la suite utilisés en utilisation continue.
Validation d’une thérapie pour le rétablissement de l’immunosuppressivité sous-rétinienne dans un modèle d’illumination sur la souris
- Recherche appliquée
- Troubles immunitaires
- Troubles sensoriels
- Recherche fondamentale
- Organes sensoriels
- Système immunitaire
3 750 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures d'un niveau de souffrance modéré. Chacune reçoit une injection dans l'œil sous anesthésie, puis est placée jusqu'à quatre mois sous lumière intense, avec jusqu'à cinq électrorétinogrammes de trente à quarante-cinq minutes et dix-sept séances d'imagerie de la rétine. Le porteur affirme que les cultures de cellules isolées ne reproduisent pas la maladie dans un "organisme entier" et retient la souris comme espèce la plus appropriée. Il décrit par ailleurs des conditions d'hébergement inchangées pendant l'illumination, à ceci près que les cotons sont retirés des cages pour empêcher les souris de se cacher de la lumière.
Objectifs
La dégénérescence maculaire liée à l'âge est une maladie oculaire provoquée par une dégénérescence progressive de la macula, partie centrale de la rétine, qui apparaît le plus souvent à partir de 65 ans. En France, environ 1,5 millions de personnes seraient atteintes de DMLA. Dans cette pathologie, un processus inflammatoire, caractérisé par l’infiltration et l’accumulation de cellules inflammatoires, participe de manière importante à la dégénérescence de la rétine. Notre projet vise à tester différentes molécules pouvant réduire ce processus inflammatoire et ainsi briser le cercle vicieux inflammation/dégénérescence. Nous étudierons l’effet de ces molécules sur des modèles murins adaptés.
Bénéfices attendus
Ce projet pourrait permettre d’aider à la mise au point d’une thérapie pour rétablir à long terme l’immunosuppressivité sous rétinienne et empêcher l’accumulation de cellules inflammatoires pathogéniques, freinant ainsi significativement l’évolution de la DMLA.
Procédures
Les animaux seront soumis à des injections de molécules thérapeutiques par voie intraoculaire (1 fois par animal anesthésié, durée de l’intervention : moins de 5 minutes). Ils iront en stabulation sous une lumière intense (jusqu’à 4 mois). Des explorations fonctionnelles de la rétine seront réalisées sous anesthésie : par enregistrement d’électrorétinogrammes (30 à 45 minutes, maximum 5 fois par animal) et de méthodes d’imagerie rétiniennes (durée 10 minutes pour les 2 examens, maximum 17 fois par animal).
Impact sur les animaux
Lors des anesthésies, il y a un risque de mauvaise réaction à l’anesthésiant (difficultés respiratoires, anxiété) et un risque d’hypothermie. Lors de l’injection dans l’œil, il y a un risque d’inflammation localisée (œil rouge) et de micro saignements. Lors de le procédure d’illumination, les animaux peuvent ressentir un stress lié à l’exposition à la lumière intense (animaux agités), et leurs fonctions visuelles peuvent baisser. Lors des explorations, les animaux peuvent également ressentir un stress lié à la contention lors de l’administration des collyres (animaux agités).
Devenir
Des prélèvements et analyses sont nécessaires post-mortem. Cela implique l’euthanasie de l’ensemble des animaux, car nous avons besoin de prélever des organes entiers pour les analyser dans leur globalité.
Remplacement
Les études in vitro ou sur les animaux invertébrés ne permettent pas l’étude des signes cliniques de la pathologie de l’œil en particulier ; la souris est une des espèces les plus appropriées pour ce type d’étude. Ces modèles permettent d’étudier la maladie dans un organisme entier, qui ne peut pas être reproduit en utilisant des cultures de cellules isolées provenant de différents tissus.
Réduction
Nous prévoyons 3750 animaux pour réaliser cette étude. Nous avons limité au maximum le nombre d’animaux nécessaire pour obtenir des résultats statistiquement interprétables au regard de nos précédentes expériences d’autres projets de recherche (variabilité inter- animal/ inter - expériences). Le nombre de 5 animaux défini par groupe est le minimum requis pour l'application de tests statistiques de significativité fiables et l'obtention de résultats interprétables et fiables, selon nos expériences antérieures. Nous prévoyons d’injecter le traitement dans un œil et le contrôle dans le deuxième œil de chaque animal pour limiter la variabilité entre animal et réduire ainsi le nombre d’animaux de l’étude.
Raffinement
Une période d'acclimatation de 5 jours sera prévue avant tout début d'expérimentation. Les animaux seront hébergés dans des cages ventilées standard avec enrichissement : 1 bâton en bois, coton. Les animaux sont hébergés avec alimentation et abreuvement à volonté. Lors des expériences de d’illumination, les animaux sont placés dans une pièce différente, mais restent dans leurs cages de stabulation normale, selon les mêmes conditions, hormis la luminosité et les cotons qui sont retirés pour éviter que les animaux ne se cachent de lumière. Ils auront accès à l’eau et à la nourriture ad libitum. Les animaux seront examinés quotidiennement par les expérimentateurs et/ou le personnel qualifié de l’animalerie et seront hébergés dans les conditions conformes à la règlementation. Une signalétique particulière des animaux en expérimentation est utilisée. Elle permettra une surveillance adaptée des animaux en fonction des points limites définis à chaque procédure afin de s’assurer de leur bien-être. Les animaux bénéficieront si besoin d’une anesthésie générale et d’une anesthésie locale. L’animal est placé sur tapis chauffant durant pour prévenir le risque d’hypothermie.
Choix des espèces
Les souris sont utilisées pour ces expériences car elles constituent un modèle bien établi pour étudier la réponse inflammatoire participant de manière importante à la dégénérescence de la rétine. Nous utilisons des modèles génétiquement modifiés qui sont plus susceptibles à l’induction d’une inflammation pathogène, mimant la DMLA. Nous utiliserons des animaux âgés de 8 semaines minimum à leur entrée dans la procédure expérimentale. C’est l’âge à partir duquel le système immunitaire et vasculaire de la souris est mature et donc à partir duquel elle est susceptible de développer la maladie étudiée.
Exposition à la silice et induction d’autoimmunité systémique : modèle de sclérodermie systémique
- Recherche appliquée
- Troubles immunitaires
- Troubles respiratoires
- Recherche fondamentale
- Système immunitaire
- Système respiratoire
Exposées sous anesthésie à deux instillations de silice cristalline par la gorge, des souris développent une fibrose qui gagne l'ensemble du poumon, et d'autres, injectées dans la peau d'acide hypochloreux cinq jours par semaine pendant jusqu'à dix semaines, une fibrose de la peau et des poumons. 383 souris vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger, modéré ou sévère, pour provoquer une sclérodermie chez des souris génétiquement prédisposées à l'auto-immunité et évaluer les effets d'une poussière de pierre artificielle à laquelle des travailleurs peuvent être exposés. Le porteur affirme n'avoir observé dans ses études antérieures aucun signe de "souffrances respiratoires" et ne pas s'attendre à de l'inconfort avec cette poussière, alors qu'une partie des procédures est déclarée d'un niveau de souffrance sévère. Toutes les souris seront tuées pour prélever sang, poumons, peau, rate, reins et cœur.
Objectifs
Ce projet a 2 grands objectifs qui sont les suivants: 1) optimiser le modèle de souris sclérodermique, qui à ce jour ne reflète pas entièrement la physiopathologie observée chez l’homme (inflammation, autoimmunité et fibrose cutanée et pulmonaire). Nous évaluerons ces paramètres physiopathologiques dans le nouveau modèle que nous proposons et qui sera induit dans des souris génétiquement susceptibles de développer une autoimmunité en présence de la protéine recombinante contre laquelle les auto-anticorps sont dirigés et de silice cristalline utilisée comme adjuvant pour stimuler la réponse immunitaire. En effet, les modèles murins actuels sont soit génétiques soit induits par injection de substances chimiques tels que l’acide hypochloreux (HOCl) ou la bléomycine (BLM).
Bénéfices attendus
Les bénéfices du projet seront : 1) de disposer d’un nouveau modèle de souris sclérodermiques dans lequel seront retrouvés les grands paramètres qui définissent cette maladie : l'inflammation, l’autoimmunité et fibrose cutanée/pulmonaire ; cela permettra d’une part d’apporter de nouvelles connaissances sur la physiopathologie de cette maladie et d’autres part de disposer d’un modèle pertinent pour tester de nouvelles thérapies; 2) d’évaluer les risques sur la santé d’une exposition à la poussière de pierre reconstituée à laquelle les travailleurs peuvent être exposés dans leur cadre professionnel et d’apporter de nouvelles connaissances sur leurs effets (autoimmunité, inflammation et fibrose). Ces informations pourraient à terme permettre de mieux informer les utilisateurs des risques encourus, de contribuer à mieux protéger les personnes exposées et à limiter l’utilisation de cette pierre artificielle.
Procédures
Des souris vigiles (n=100) seront soumises à une injection intra-dermique (5 jours/semaine) pendant 10 semaines maximum. Des souris anesthésiées (n=383) seront soumises à 2 expositions par voie respiratoire de NaCl ou de particules minérales é 15 jours d'intervalle). Des souris vigiles (n=131) seront soumises à 4 injections sous-cutanées (tous les 15 jours). Des souris vigiles (n=16) seront soumises à 2 injections intra-veineuse d'anticorps (une par mois). Des souris vigiles (n=58) seront soumises à 26 injections intra-péritonéales soit 3 fois/semaine. Des souris anesthésiées (n=58) auront une biopsie cutanée (punch de 4 mm).
Impact sur les animaux
L'injection intra-dermique d'acide hypochloreux (HOCl) peut entrainer une gêne (démangeaisons) dans les 2-3 minutes post-injection et aussi parfois une plaie cutanée (au niveau du bas du dos). Les souris exposées à l'acide hypochloreux (HOCl) développent une fibrose cutanée au point d'injections (bas du dos) et une fibrose pulmonaire légère à modérée qui se développe à partir de la 3ième semaine. La fibrose induite est localisée dans la région sous-pleurale et s'étend peu à l'ensemble du parenchyme pulmonaire. Les souris exposées par instillations oropharyngées de silice cristalline (SiO2) développent une fibrose pulmonaire modérée qui s'étend à l'ensemble du parenchyme pulmonaire. Il n'a pas été décrit dans la littérature et nous n'avons pas non plus observé dans nos études antérieures de signes de difficulté ou de souffrances respiratoires dans ces deux modèles. Même si nous ne nous attendons pas à avoir d’inconfort ou de souffrance animale avec une exposition à la poussière de pierre artificielle (PA) nécessitant le recourt à des antalgiques, nous serons attentifs sur ce point. D'après la littérature, des injections sous-cutanées répétées à 15 jours d'intervalles n'ont pas non plus montré d'effets indésirables chez les souris.
Devenir
Tous les animaux seront euthanasiés pour réaliser des prélèvements de trissus et d'organes (sang, poumons, peau, rate, rein et coeur).
Remplacement
La sclérodermie systémique est une maladie autoimmune (présence d’autoanticorps dans la circulation sanguine), complexe avec des manifestations dans plusieurs organes (peau et poumons majoritairement) qu’il est impossible de reproduire in vitro. Il est important d’avoir un modèle de souris sclérodermique qui se rapproche le plus possible de ce qui est observé chez l’homme (fibrose cutanée et pulmonaire, autoimmunité et inflammation) pour tester de nouvelles molécules thérapeutiques.
Réduction
Le choix des conditions expérimentales est fixé en lien avec les questions scientifiques du projet et les principes de réduction. Les procédures expérimentales sont rigoureusement planifiées afin de n’utiliser que le nombre d’animaux strictement nécessaire mais suffisant pour réaliser des analyses statistiques. Pour atteindre les objectifs scientifiques du projet, un nombre maximum de 383 souris sera utilisé.
Raffinement
Les procédures ont été travaillées pour limiter le stress et la souffrance des animaux. Les souris seront au maximum 5 par cages et les cages seront enrichies. Une observation régulière (entre 3 à 5 jours/semaine selion les procédures) des souris sera réalisée (apparence physique, comportement) et, si des signes de souffrance sont détectés chez les animaux, des sédatifs ou des anti-douleurs adaptés pourront leur être administrés.
Choix des espèces
Parmi les rongeurs, il n'existe pas d'autres modèles de sclérodermie systémique que le modèle murin. Par ailleurs, le modèle murin est indispensable pour suivre les effets systémiques et en particulier l'autoimmunité caractérisée par la production d'autoanticorps. Les souris seront adultes car la sclérodermie systémique est une pathologie qui affecte des adultes.
Rôle du microbiote cutané dans la transmission précoce de la borréliose de Lyme
- Recherche appliquée
- Maladies infectieuses
- Recherche fondamentale
- Système immunitaire
Dix tiques déposées sur chaque souris, un repas sanguin de cinq à sept jours, et pendant ce temps un isolement en cage privée de litière : 175 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger. Dès le cinquième jour de vie, les souriceaux reçoivent au coton-tige des bactéries de la flore cutanée, en trois applications, en présence de leur mère. L'objet est de savoir si ce microbiote cutané bloque la transmission de la borréliose de Lyme au moment de la piqûre, une question que le porteur juge inaccessible aux organoïdes et aux explants de peau, où une tique ne peut pas se nourrir. Le choix de la souris tient à son rôle d'hôte naturel des larves et des nymphes de tiques, et celui de nouveau-nés au fait que la colonisation par le microbiote commence dès la naissance.
Objectifs
Des travaux préliminaires in vitro réalisés dans notre laboratoire ont montré que des espèces bactériennes appartenant à la flore cutanée normale possèdent un effet immunomodulateur sur les cellules résidentes (fibroblastes et kératinocytes) et initient une réponse inée rapide en présence de Borrelia. L’objectif principal de ce projet de recherche est désormais d’analyser in vivo le rôle du microbiote cutané dans la transmission précoce de la borréliose de Lyme.
Bénéfices attendus
La borréliose de Lyme est la maladie à transmission vectorielle la plus répandue de l’hémisphère Nord. En France, l’incidence annuelle est de 30 à 90 cas/100 00 habitants. Lors de la piqûre d’une tique infectée par Borrelia, l’infection est avortée dans environ 90% des cas. Le microbiote cutané, par la production de bactériocines ou par immunomodulation cutanée, est suspecté d’être un acteur majeur de ce processus. Des intéractions de ce type ont été décrites chez le phlebotome et le parasite Leishmania mais à l’heure actuelle, aucune étude ne s’est intéressée à ces interactions dans les maladies transmises par les tiques. La compréhension des bactéries impliquées et des mécanismes sous jacents peut permettre la production à terme de composés à visée protective par modulation transitoire du microbiote cutané lors de piqûres de tiques, ou à l’utilisation de molécules sécrétées par les bactéries elles mêmes.
Procédures
Souris nouveau nés : manipulation pour application de bactéries (
Impact sur les animaux
Les effets indésirables concomitants au repas sanguin correspondent à des réactions locales inflammatoires à la piqûre des tiques. A noter que lors des repas sanguin (5-7 jours), les souris seront isolées avec un enrichissement apauvri (absence de litière). La manipulation des souriceaux nouveau nés sera le plus rapide possible (
Devenir
Les animaux seront mis à mort en fin de procédure. La réalisation de prélèvements multi-organes étant incompatible avec la survie de l'animal.
Remplacement
Nous avons déjà réalisé les expérimentations in vitro sur ce qui était faisable. L’utilisation d’organoides ou d’explants de peau n’est pas réalisable car la piqure de tique et son maintien y sont impossibles. Concernant les systèmes de gorgement artificiel pour tiques, ils ne permettent ni de répondre scientifiquement à la question posée, ni à l’étude de la dissémination du pathogène sur organisme entier.
Réduction
Le nombre d’animaux utilisés pour ce protocole à été calculé au minimum des exigences de publications internationales, à savoir 5 souris par point de cinétique
Raffinement
Durant la procédure du repas sanguin des tiques, les souris sont isolées pour un maximum de 7 jours, avec des contrôles réguliers pour évaluer leur état et collecter les tiques gorgées, tout en maintenant un contact olfactif avec leurs congénères. Les souris sont obligatoirement séparées pour éviter le toilettage mutuel ne permettant pas un gorgement complet des tiques. Elles disposent d'un tunnel, d'un barreau à ronger et de coton. L'absence de douleur au point d'injection élimine le besoin d'analgésiques, même si un inconfort lié à l’inflammation de la piqûre peut être oberservée à la suite de celle-ci . Après le sevrage et avant la procédure, les souris s'acclimatent à une manipulation douce, visant à réduire le stress via des interactions et des caresses. Les souris sont euthanasiées après la collecte des tiques, sans dépasser 15 jours. Concernant l’application des bactéries sur souris nouveau nées, celle-ci se fait à l’aide d’un écouvillon doux non abrasif en coton et la manipulaton sera la plus rapide possible (
Choix des espèces
Les rongeurs sont les hôtes naturels des larves et des nymphes de tiques. La souris est sensible à l’infection par Borrelia et est classiquement utilisée en recherche scientifique sur ce sujet. Colonisation par S. epidermidis ou C. acnes ou C. striatum : Nouveau nés (J5 de vie). La colonisation par le microbiote se réalise dès la naissance, il est donc important de respecter le même mode opératoire que dans la nature. Repas sanguin de tiques infectées ou non : Animal sevré (taille suffisante pour manipulation)
COVIDentification : étude de la réponse immunitaire mise en jeu lors de l’infection au SARS-CoV-2 sur un modèle murin
- Recherche appliquée
- Maladies infectieuses
- Troubles immunitaires
- Recherche fondamentale
- Multisystémique
- Oncologie
- Système immunitaire
Infectées par le SARS-CoV-2 par voie intranasale sous anesthésie, 2 327 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré à sévère. Elles développent une inflammation et une atteinte pulmonaire qui tue 30 à 50 % d'entre elles en sept à dix jours, celles qui survivent recevant jusqu'à dix administrations intrapéritonéales d'anticorps ou d'inhibiteurs avant leur mise à mort. L'objectif déclaré est d'identifier une signature immunitaire précoce de la gravité de la COVID-19 et de tester des traitements. Le porteur détaille l'enrichissement des cages en papier kraft et le suivi journalier de l'état de santé, et précise qu'aucun traitement antidouleur ne sera appliqué aux souris infectées, au motif qu'il fausserait l'étude de la réponse inflammatoire.
Objectifs
Depuis les premiers rapports indiquant l'apparition d'un syndrome respiratoire aiguë sévère (SRAS) induit par le coronavirus-2 (SARS-CoV-2) en Chine en 2019, la COVID-19 a déjà infecté plus de 700 millions de personnes à travers le monde et a causé près de 7 millions de décès. L'infection à la COVID-19 constitue donc un réel problème de santé publique impliquant des enjeux économiques et sociétaux forts pour les années à venir.
Bénéfices attendus
L'ensemble de nos investigations vise à apporter des pistes pour répondre aux questions rencontrées en clinique chez les patients infectés par le SARS-CoV-2. Nous espérons identifier une signature immunitaire spécifique et précoce de la sévérité de la maladie. Nous souhaitons contribuer à une meilleure compréhension de l'impact de comorbidités sur la réponse immunitaire mise en place lors d'une infection. Et enfin tenter de trouver différents traitements permettant de lutter contre l’infection par le SARS-CoV-2.
Procédures
Les animaux seront soumis aux actes suivants: Une infection en intra-nasale avec le SARS-CoV-2 (ou une solution contrôle) sur animal anesthésié : une seule fois (une à deux minutes). Ensuite, pour les animaux traités avec un anticorps ou un inhibiteur : une administration thérapeutique en intra-péritonéale sur animal vigile (quelques secondes, 1 à 10 fois maximum). Puis, avant l'euthanasie, une injection intra-veineuse d'une solution permettant de réaliser un suivi des cellules immunitaires sur animal anesthésié : quelques secondes, une seule fois. Puis, un prélèvement de sang sur animal anesthésié : 30 secondes, 1 seule fois. Et enfin, l'euthanasie des animaux par méthode réglementaire, quelques secondes, une seule fois.
Impact sur les animaux
Les animaux impliqués dans ces expérimentations seront tous soumis à un suivi régulier (pesée, suivis journaliers) pouvant induire un stress chez les animaux. Les animaux infectés par le SARS-CoV-2 développeront une inflammation et une atteinte pulmonaire pouvant conduire dans 30 à 50 pourcent des cas au décès de l’animal sous 7 à 10 jours post-infection. Les animaux seront anesthésiés afin de pouvoir procéder aux infections par le SARS-CoV-2 par voie intranasale, cette anesthésie pourra engendrer une baisse de la thermorégulation et dans de rares cas une détresse cardio-respiratoire.. Plusieurs approches thérapeutiques susceptibles de réduire les symptômes de l’infection par le SARS-CoV-2 (administration de traitements anticorps, administration de traitement inhibiteur) seront testées afin d'entraver le développement de l’infection, toutefois l'administration des traitements pourra induire du stress et de la douleur légère chez les animaux.
Devenir
L'infection au SARS-CoV-2 est une infection évolutive au cours du temps et multi-systémique. Ainsi, pour comprendre au mieux les réponses immunitaires et inflammatoires mises en place par l'animal (sang moelle osseuse), celles spécifiques de certains organes (poumons, rein, rate, cerveau) il nous est nécessaire d'avoir accès à un maximum de prélèvements afin de mieux appréhender l'ensemble des modifications survenues au cours de l'infection. L'euthanasie de tous les animaux est donc requise pour répondre aux enjeux scientifiques de ce projet.
Remplacement
Le développement d’une infection par le SARS-CoV-2 fait intervenir une réponse immunitaire de l’hôte qui est évolutive au cours du temps. Nous infecterons les animaux par voie intranasale, ainsi, la fonction pulmonaire sera la première atteinte. Cependant, dans ce type de modèle infectieux, les animaux montrent également à minima des atteintes rénales et cérébrales ce qui impliquent que plusieurs organes et grandes fonctions physiologiques soient mises en jeu. L’étude des mécanismes impliqués dans la mise en place de la réponse immunitaire dans ce contexte pathologique rend l’étude in vivo indispensable. Toutefois, nous développons en parallèle, un maximum d’approches in vitro (mesures de paramètres biochimiques sur du sang de patients, extraction de cellules du sang périphérique de sang de patients atteints du virus de la COVID pour mise en culture puis stimulation-inhibition) dans le but de répondre à l’ensemble des questions posées dans notre projet de recherche.
Réduction
Nous utiliserons un total de 2327 animaux. Nous avons limité au maximum nos groupes d’animaux. Pour exemple : un seul groupe contrôle pour l’ensemble de chacune des cinétiques. Nos études portent sur l’analyse de différents paramètres (réponse immune dans différents organes, histologie, dosage protéique). Ainsi pour chaque animal euthanasié, nous prélèverons un maximum d’organes afin de collecter les données pour l’ensemble des tissus. Nous nous organiserons afin d’appliquer une multi-approche expérimentale en utilisant un même organe pour différentes techniques d'évaluations cellulaires. Nous utilisons maintenant des approches d'analyse à haute dimension permettant d'obtenir un très grand nombre d'informations sur un seul animal, et pouvant même ne pas avoir été anticipées à l'avance. L'utilisation de ces technologies innovantes nous a permis de réduire considérablement le nombre d'animaux utilisés.
Raffinement
Nos animaux seront placés en acclimatation pendant un minimum de 7 jours avant d'entrer en procédure expérimentale. Les souris seront stabulées en portoirs avec accès ad libitum à la nourriture et à l’eau. La température et l'hygrométrie seront contrôlées. Le cycle d’éclairage sera de 12h par jour. Afin de stimuler les activités cognitives et exploratrices des animaux tout en satisfaisant leurs instincts naturels, le milieu des cages sera enrichi avec des nidifications biodégradables en papier kraft. Un suivi journalier de l’état de santé des animaux sera réalisé par du personnel compétent. Une pesée des animaux sera réalisée 3 fois par semaine dès que la procédure expérimentale sera engagée. Nous réaliserons les infections de nos animaux par voie intranasale sous anesthésie générale. Les animaux auront alors subi une infection au SARS-Cov-2, malgré tout, aucun traitement anti-douleur ne leur sera appliqué car celui-ci risquerait d'interférer avec les mécanismes biologiques que cette procédure vise à révéler (étude de la réponse immunitaire et inflammatoire mises en place).
Choix des espèces
Le modèle murin pour l’infection par le SARS-CoV-2 est un modèle d’étude largement utilisé et décrit comme présentant une physiopathologie proche de celle observée en clinique chez le patient (symptômes cliniques, atteintes pulmonaire, rénale et cérébrale). De plus, la souris représente le modèle animal le plus riche en outils pour l’étude du système immunitaire : nombreux anticorps de cytométrie, modèles murins génétiquement modifiés (porteurs de fluorescences endogènes). Cela nous permettra d’étudier la réponse immune induite après l’infection par le SARS-CoV-2 via différentes techniques. Les animaux seront utilisés entre 3 et 24 mois afin d'étudier l’impact de facteurs de comorbidités tels que l’âge.
Etude des effets de composés immunomodulateurs dans un modèle murin d’infection post-traumatisme.
- Recherche fondamentale
- Système immunitaire
Vingt souris de ce projet passeront ensuite dans un projet de formation interne aux gestes techniques, ce qui évite au laboratoire d'en commander pour cet usage. 300 souris vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance sévère, 280 d'entre elles tuées à l'issue parce qu'elles auront reçu des candidats médicaments dont l'innocuité n'est pas garantie. Un traumatisme crânien leur est infligé par chirurgie, de quarante à soixante minutes par animal, pour provoquer une immunodépression, avant l'installation d'une pneumonie bactérienne par voie intratrachéale, puis l'administration de composés immunomodulateurs et des prélèvements de sang répétés. Le porteur relève que cette chirurgie peut entraîner une fracture du crâne, de la douleur et des convulsions, et juge la souris "indispensable" faute de pouvoir recréer in vitro une immunodépression post-traumatique.
Objectifs
La pneumonie acquise à l'hôpital (PAH) est une maladie infectieuse préoccupante dans le monde et la cause la plus fréquente d'infections associées aux soins. La PAH est la principale complication enregistrée dans les unités de soins intensifs à la suite d'un traumatisme sévère provoquant une immunodépression. C'est la principale cause de consommation d'antibiotiques et est fréquemment induite par des agents pathogènes résistants aux médicaments. De nouvelles stratégies alternatives plus efficaces sont donc nécessaires pour favoriser la guérison des patients et lutter contre l'antibiorésistance. Notre projet vise à déterminer les effets de composés immunomodulateurs sur le système immunitaire afin de surmonter cette immunodépression post-traumatique et prévenir les complications liées aux infections bactériennes.
Bénéfices attendus
Ce projet permettra d’établir la fonctionnalité de composés immunomodulateurs sur l’immunodépression post-traumatique dans un modèle se rapprochant le plus possible de l’humain. En utilisant des souris au système immunitaire humanisé, nous mettons à disposition des chercheurs un modèle permettant d'étudier les mécanismes immunitaires induits lors de l’installation d’une immunodépression post-traumatique et les potentiels effets thérapeutiques de candidats médicaments avec davantage de spécificité de l'espèce utilisatrice de ces futurs traitements : l'Homme.
Procédures
Nous induirons une immunodépression en provoquant un traumatisme crânien (procédure chirurgicale, une fois/animal, durée environ 40-60 minutes). Après ou non l’induction de l’immunodépression, une pneumonie bactérienne est induite par administration intratrachéale (une fois/animal, durée environ 10 minutes). Injections par voie intraveineuse peuvent être envisagées : 2 fois maximum. Chaque injection dure entre 10 et 15 secondes. Des candidats médicaments seront administrés par voie pulmonaire, orale ou injectable pour évaluer leurs activités thérapeutiques. Le suivi de l’état de santé des animaux se fera par score clinique (aspect des poils, mobilité, état corporel, …). Afin de suivre l'évolution de la pathologie et d'objectiver les effets des molécules à visées thérapeutiques, des prises de sang seront réalisées. Les volumes maximaux de prélèvements seront proportionnels au poids de l’animal selon un schéma établi et une limite fixée. La répartition des prélèvements dépendra du vétérinaire et figurera dans le protocole d’étude.
Impact sur les animaux
Des nuisances peuvent être induites par les injections, l’administrations de traitements, les effets potentiellement toxiques des composés à visées thérapeutiques et/ou les prélèvements sanguins. Pour le modèle de traumatisme crânien, la constatation d'une complication (fracture osseuse) peut être observée entrainant de la douleur, ainsi que des convulsions. Cette douleur peut se manifester, entres autres, par une perte de poids, une hypo- ou une hyperactivité, une prostration ou des difficultés à se déplacer. Suite aux traumatismes primaires et à l’infection secondaire, une perte de poids transitoire (< 2 jours) et modérée (< 10%) est observée, sans perte de motricité. Après 2 jours, les souris reprennent une courbe de poids normale.
Devenir
Les animaux seront euthanasiés car ils auront reçu des candidats médicaments pour lesquels un impact négatif sur la santé des souris ne peut être exclu. Des souris issues de ce projet pourront être réutilisées dans le projet « Formation interne aux procédures et gestes techniques appliqués aux souris », sous réserve d’un avis vétérinaire favorable et à condition qu'elles n'aient pas subit de geste plus sévère qu'une injection hydrodynamique. Cette réutilisation permet de ne pas commander des souris spécifiquement pour la Formation mais d’utiliser nos souris déjà présentes.
Remplacement
Les tests in vitro seront envisagés si ceux-ci sont appropriés. Néanmoins, il n'est actuellement pas possible de recréer in vitro un environnement complexe comme le système immunitaire et de reproduire une immunodépression post-traumatique, tout en objectivant les effets potentiellement toxiques d’une molécule en développement. La souris constitue donc un modèle scientifiquement valide, robuste et indispensable pour le développement et la mise au point de thérapies innovantes pour les patients..
Réduction
Un total de 300 souris seront utilisées, couvrant une période de 3 ans et permettant de réaliser environ 2 études précliniques de 50 souris par an. Le nombre d’animaux utilisés dans chaque étude sera réduit au maximum en se basant sur des tests statistiques.
Raffinement
En début d'étude et tout en respectant la réglementation en vigueur, les souris seront hébergées préférentiellement par groupes sociaux stables composés de 5 individus. La nourriture et l’eau de boisson seront fournies ad libitum sauf si le protocole d’étude nécessite un jeûne de nourriture. La durée de ce jeûne ne pourra dépasser 12 heures par semaine avec un maximum de 6h consécutives. L’eau ne sera jamais retirée des cages. Des compléments alimentaires pourront être administrés suivant l’état de santé des animaux. La cage contiendra à minima une couche de litière permettant aux souris de creuser, de se cacher et de réaliser un nid, élément essentiel à leur bien-être. En outre, des enrichissements de qualité seront fournis dans chacune des cages : morceaux de bois, tunnel en carton, kraft et/ou boules de cotons. Les souris seront hébergées dans une atmosphère disposant d’un cycle lumière-obscurité, d’une température et d’une hygrométrie contrôlés en permanence. À leur entrée dans l’animalerie, les souris bénéficieront d’une période d’acclimatation de minimum 4 jours. Lors d’un changement de zone au sein de l’animalerie, les souris bénéficieront d’une période d’acclimatation d’une nuit au minimum. Pour gérer la douleur, la souffrance et l’angoisse, nous évaluerons l’état de santé par une échelle de scores appliquée dès le premier geste invasif. Le vétérinaire aura pleine autorité pour euthanasier un animal pour raison éthique ou mettre en œuvre un traitement anti-douleur s’il/elle le juge nécessaire. Les points limites conduisant à une euthanasie seront fonction du score clinique et/ou de la perte de poids mais également en cas de fracture du crâne, convulsions post-traumatisme, difficultés respiratoires sévères en lien avec la pneumonie/l'inflammation pulmonaire, état de choc en lien avec l'évolution du sepsis.
Choix des espèces
90 % des gènes humains ont un équivalent chez la souris, permettant d’élaborer des approches génétiques et fonctionnelles valides. Lorsque les gènes produisent des effets différents entre souris et humain, le remplacement dans du gène de la souris par son équivalent humain permet la création de lignées humanisées. Pour les souris non humanisées, les animaux seront inclus aux études à partir de l’âge minimum de 6 semaines, animaux matures d’un point de vue physiologique. Pour les souris humanisées, les animaux seront inclus aux études à partir de l’âge minimum de 8 semaines, première apparition des cellules immunitaires humaines dans le sang.