Système urogénital
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Etude de l’inflammation rénale chez la souris par imagerie photoacoustique
- Recherche fondamentale
- Multisystémique
- Oncologie
- Système immunitaire
- Système urogénital
80 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures classées sévères. Elles reçoivent une injection déclenchant une inflammation rénale, puis la pose d'un cathéter sous anesthésie profonde et une imagerie photoacoustique avec agent de contraste, avant d'être tuées pour prélever les reins. Le porteur indique que le produit inflammatoire peut provoquer une inflammation généralisée, une insuffisance rénale et des lésions de plusieurs organes pouvant mener à la mort, tout en affirmant avoir choisi une dose qui n'entraîne pas de mortalité. Il conclut que l'imagerie in vivo ne peut pas être remplacée par des méthodes sans animaux et qualifie ces procédures de "stricte nécessité", pour tester un nouvel agent de contraste.
Objectifs
L'objectif de ce projet est de tester in vivo l'imagerie photoacoustique pour le diagnostic précoce de l'inflammation rénale en utilisant un nouvel agent de contraste ciblant certaines molécules d’adhésion. Celles-ci sont exprimées à la surface des cellules lors d’un épisode inflammatoire aigu ou chronique comme une inflammation systémique, une atteinte rénale ou une maladie rénale chronique. Une étude plus récente a d'ailleurs démontré dans un modèle murin d'atteinte rénale aiguë que cet agent de contraste est capable de cibler l'inflammation dans la moelle rénale. Des tests préliminaires sur ces microparticules en imagerie photoacoustique ont montré que ces microparticules possèdent une absorption et une fluorescence considérable dans la région des longueurs d'onde utilisées en imagerie photoacoustique (proche InfraRouge). L'utilisation de ce nouvel agent de contraste semble donc être un outil prometteur pour la détection en pré-clinique de l'inflammation rénale. Enfin, des études in vitro et in vivo ont montré les propriétés biocompatibles et biodégradables de ces microparticules et il a été également démontré que cette stratégie était efficace pour cibler les cellules endothéliales activées humaines, ouvrant la voie à une potentielle translation en clinique.
Bénéfices attendus
Il est attendu de la technique d'imagerie photoacoustique utilisant ce nouvel agent de contraste biocompatible qu'elle puisse permettre d'imager de manière ultra-sensible, spécifique et précoce l'inflammation rénales.
Procédures
Les animaux seront soumis aux interventions suivantes : o Induction du modèle inflammatoire par une unique injection d’un produit induisant l’inflammation (durée : inférieure à 10min) o Pesée lors des manipulations (durée : inférieure à 5 min) o Pose d’un cathéter sous anesthésie profonde (durée : environ 15min) o Imagerie photoacoustique avec injection de produit de contraste (durée : environ 20min).
Impact sur les animaux
D'après les études pilotes précédentes, les deux modèles présentés peuvent en effet induire des effets indésirables sur les animaux. Pour notre 1er modèle, l'injection du produit inflammatoire peut induire une inflammation généralisée, une insuffisance rénale et des lésions touchant plusieurs organes ce qui peut mener à la mort des animaux. Il est important de noter que la concentration choisie pour ce projet n'induit pas de mortalité chez les souris. Pour notre 2ème modèle, ce modèle d'inflammation différent du premier induit la mort des cellules rénales conduisant dans certains cas une insuffisance rénale aigue. Dans ces deux modèles, les animaux peuvent être en mal-être qui peut alors être repéré par un état d'épuisement, une inactivité dans la cage, un arrêt de la prise alimentaire et de boisson suivie d'une perte de poids. Lors du protocole d'imagerie, celui-ci se déroulera sous anesthésie générale des animaux mais la pose du cathéter veineux (la "sonde veineuse" qui permet l'administration de l'agent de contraste) peut provoquer un bleu sur la queue des animaux.
Devenir
Tous les animaux seront mis à mort afin de récupérer les différents organes d'intérêt des animaux (reins), permettant ainsi de compléter les résultats obtenus in vivo par des résultats post-mortem (biodistribution, caractérisations immunohistologiques). De plus, les caractérisations histologiques sont très souvent demandées pour justifier les résultats obtenus lorsqu'une nouvelle technique d'imagerie pré-clinique est étudiée.
Remplacement
Des tests in vitro ont été réalisées sur des microparticules utilisées en imagerie photoacoustique et ont permis de montrer que ces microparticules possède une absorption et une fluorescence considérable dans la région des longueurs d'onde utilisées en photoacoustique (proche InfraRouge). Toutefois, les expériences in vivo ne peuvent pas être totalement remplacées par des études in vitro car il est nécessaire d'estimer l'affinité de ces microparticules pour les molécules d'adhésion exprimées en conditions inflammatoires ainsi que les temps de ciblage et de détectabilité de ces microparticules en imagerie photoacoustique lorsqu'elles sont injectées dans un organisme. D'après les études pilotes, on sait que les microparticules utilisées ciblent efficacement l'inflammation rénale dans les deux modèles cités et l'on souhaite savoir si ce ciblage sera détectable en imagerie photoacoustique. Ainsi, les procédures expérimentales décrites dans ce projet ont un caractère de stricte nécessité et ne peuvent pas être remplacées par d'autres méthodes expérimentales n'impliquant pas l'utilisation d'animaux vivants et susceptibles d'apporter le même niveau d'information.
Réduction
Le nombre d’animaux utilisés dans ce projet a été évalué au regard de nos données antérieures par rapport à nos précédents projets ayant utilisé les mêmes modèles animaux et les mêmes types de microparticules. Dans ces deux études précédentes il a été montré que 5 animaux par modèle étaient suffisants pour obtenir une différence significative du signal en imagerie par résonance magnétique. Ces effectifs ont été confirmés par un calcul de taille d'échantillons.
Raffinement
Pendant les différents temps que dureront l'étude, la douleur des animaux sera réduite au maximum en veillant à couvrir ces temps d'étude par une analgésie. De plus en amont de ce projet, pour limiter la douleur engendrée par l'injection de produit inflammatoire, nous avons choisi de n'utiliser qu'une dose, connue pour ne pas induire de mortalité chez les souris. Enfin, les animaux ne seront pas gardés pour des études sur le long terme pour ne pas les laisser en souffrance au-delà des 24 et 48 heures que durent les modèles.
Choix des espèces
La souris est l’espèce animale qui a été la plus étudiée dans le domaine des pathologies de type inflammatoire. L’anatomie et la physiologie de la circulation sanguine de la souris sont également bien connues et sont semblables par leurs grands traits à celles de l’Homme. L’ensemble des connaissances et des acquis dont nous disposons au laboratoire et dans la littérature rend cette espèce particulièrement intéressante pour étudier les pathologies inflammatoires. Nous utiliserons des souris mâles et femelles adultes (8 semaines), en rapport avec l’âge des animaux utilisés dans les études pilotes précédentes.
Identifier les cibles cérébrales des androgènes impliqués dans la régulation des réponses neuroendocrines et comportementales liées à la reproduction chez la souris mâle adulte.
- Recherche fondamentale
- Éthologie / comportement / biologie animale
- Oncologie
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- Système nerveux
- Système urogénital
225 souris adultes vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, 200 mâles tués à l'issue et 25 femelles réutilisées pour d'autres projets. Les mâles subissent une chirurgie stéréotaxique ouvrant la boîte crânienne pour injecter un vecteur viral supprimant le récepteur aux androgènes, puis des tests de comportement sexuel, d'anxiété, de locomotion et de fertilité. Les 25 femelles, utilisées comme animaux stimulus, subissent une gonadectomie et des injections de progestérone. Le porteur affirme que l'étude du comportement de reproduction ne peut se faire que sur "l'organisme entier" et signale des risques de douleur post-opératoire, d'hypothermie et d'arrêt cardio-respiratoire liés à la chirurgie et à l'anesthésie.
Objectifs
Ce projet vise à identifer les cibles cérébrales des androgènes nécessaires à la régulation de la fonction et du comportement de reproduction chez la souris adulte mâle. La survie des espèces dépend de la capacité des individus à se reproduire. Une reproduction réussie requiert la production de gamètes mais également l’expression des comportements de reproduction mâle et femelle afin d’optimiser la fécondation. Chez le mâle, la fonction de reproduction ainsi que le comportement de reproduction sont contrôlées par le cerveau sous l’action des androgènes. Des études précédentes ont démontré un rôle de la signalisation androgénique au sein du cerveau contrôlant la fonction de reproduction ainsi que l’expression du comportement de reproduction mâle. Ces études ont utilisé des souris dont la délétion du récépteur aux androgènes ciblait l’ensemble du tissu neural tout au long de la vie sans distinction du type cellulaire (i.e. cellules gliales versus neurones) ni de la région cérébrale. Ici, nous souhaitons décrypter plus en profondeur les phénotypes cellulaires et les régions cérébrales régulées par les androgènes dans la fonction et le comportement de reproduction mâle à l’âge adulte. Dans ce but, nous déléterons spécifiquement le récepteur aux androgènes au sein d’une région spécifique du cerveau, la region préoptique médiane, dans les cellules gliales ou neuronales à l’âge adulte puis nous étudierons la fonction et le comportement de reproduction suite à ces délétions.
Bénéfices attendus
Les perturbations hormonales au cours de la vie peuvent avoir un impact majeur sur les réponses neuroendocrines et comportementales liées à la reproduction par le biais d’altérations des structures cérébrales impliqués dans ces réponses. Cette étude participera à faire progresser la compréhension des mécanismes d’action sous-tendant cette régulation. Les modèles transgéniques utilisés nous permettront de comparer les mécanismes neuraux des deux voies de signalisation majeures impliquant les récepteurs des oestrogènes et des androgènes chez le mâle.
Procédures
Un nombre de 200 souris mâles subiront une chirurgie sous anéthésie générale avec réveil qui durera entre 30 et 45 minutes maximum. Après 3 semaines de rétablissement, les souris subiront différents tests de comportements sexuels, d’anxiété et de locomotion ainsi que des tests d’étude de leur fertilité. L’ensemble de ces tests n’a pas d’effet indésirable. Un lot de 25 souris femelles subira des gonadectomies sous anesthésie générale avec réveil qui durera entre 15 et 30 minutes maximum. Ces femelles subiront également 2 injections sous-cutanées de progestérone avant les tests de comportement sexuels.
Impact sur les animaux
Au sein de ce projet, nous pratiquerons sur les animaux des chirurgies sous anesthésie générale à l’isofluorane pendant lesquelles une ouverture de la boîte cranienne est réalisée afin d’injecter dans une région cérébrale donnée un vecteur viral qui nous permettra de déléter le récepteur aux androgènes (AR). Les éventuels nuisances et effets indésirables à court et à long terme liés à cette chirurgie sont : - Une hypothermie - Arrêt cardio-repsiratoire liée à l’anesthésie - Une douleur post-opératoire se traduisant par une apparence, une position et des comportements anormaux - Une perte de poids rapide. La délétion de l’AR dans l’ensemble du système nerveux dès la conception n’entraîne pas d’effets indésirables : nous ne nous attendons donc pas à des nuisances ou des effets indésirables suite à la délétion restreinte de l’AR dans la région préoptique à l’age adulte.
Devenir
Au sein de cette demande d’autorisation de projet 200 animaux seront euthanasiés à la fin des différentes procédures afin de réaliser des prélèvements et analyses post-mortem nécessaires à l’étude du role du récepteur aux androgènes dans la régulation de la fonction et du comportement de reproduction mâle. Les animaux stimuli nécessaires à l’étude du comportement sexuel mâle (25 femelles) seront réutilisés pour des projets au sein de l’équipe de recherche ou par des collaborateurs afin de respecter la règles des 3Rs.
Remplacement
L’étude des fonctions et comportements de reproduction ne peut se faire que sur l’organisme entier. Dans cette étude, nous souhaitons identifier les cibles cérébrales des androgènes nécessaires à la régulation de la fonction de reproduction et l’expression du comportement sexuel mâle. Cela nécessite des modèles animaux afin de pouvoir étudier les structures et populations cellulaires contrôlant la reproduction et les méthodes alternatives et/ou substitutives ne peuvent remplacer l’animal entier pour ce projet. La souris est le modèle animal sélectionné afin de tirer profit des techniques récentes (transgénèse conditionnelle et transduction virale) pour l’étude de la fonction des gènes dans le cerveau
Réduction
Dans cette demande d’autorisation de projet, nous utiliserons un total de 1125 animaux (225 souris adultes et 900 souriceaux) sur 4 procédures qui nous permettront d’étudier le rôle du récepteur des androgènes dans la régulation de la fonction et du comportement de reproduction mâle. Pour chaque procédure, nous avons eu à cœur de calculer au plus juste le nombre d’animaux dans chaque groupe afin de réduire le nombre d’animaux utilisés tout en garantissant la puissance statistique de l’étude. Pour les études comportementales, 8 à 12 animaux par groupe sont nécessaires pour des résultats fiables et consistants. Un même groupe d’animaux est utilisé pour plusieurs tests. De plus, nous utiliserons les mêmes cohortes d’animaux pour les analyses comportementales et immunohistochimiques. Nous péléverons également d’autres organes et les garderons pour de futures études ou nous les proposerons aux collaborateurs de l’équipe.
Raffinement
Les animaux seront hébergés dans une animalerie spécialisée sous la supervision des soigneurs et du vétérinaire-référent. L’hébergement des animaux sera réalisé conformément à la directive européenne en termes d’espaces et d’environnement. Les souris seront soumises à un cycle de lumière-obscurité de 12h dans un environnement à température contrôlée avec un accès ad libitum à la nourriture et à l’eau. Les cages complètes seront changées chaque semaine. Pour l’enrichissement, un nid végétal sera placé dans la cage. Au cours des chirurgies, les animaux seront anesthésiés par anésthésie gazeuse. Afin de minimiser les effets indésirables de la chirurgie, les animaux seront injectés en sous-cutané avec un analgésique en pré-opératoire 30 minutes avant la chirurgie et avec un analgésique anti-inflammatoire en post-opératoire toutes les 24h pendant 3 jours suivants l’opération. Par la suite, un suivi journalier sera réalisé afin d’observer les signes potentiels d’un mal-être animal. Les critères absolus suivants seront observés : - Apparence et position anormale : poil ebouriffé, perte excessive de poils, dos courbé, yeux enfoncés, couché sur le coté et hypothermie - Comportements anormaux : aggressivité soudaine, abbatement, inactivité, vocalisation et mutilation, isolement, diminution de l’appétit et déhsydratation (mesure du poids des biberons et observation des signes physiologiques de déshydratation) - Une perte de poids rapide et supérieur à 20 pourcents du poids corporel de l’animal mesuré avant la chirurgie. Les animaux seront pesés tous les jours pendant 5 jours après le protocole de chirurgie stéréotaxique puis 1 fois par semaine. - Etat de choc, léthargie, inconscience, immobilité - Difficulté respiratoire Les souris seront surveillées quotidiennement et pesées hebdomadairement afin de s’assurer que toute souris présentant une perte de poids excessive (-20 pourcents du poids corporel au début de l’étude) ou une détresse seront euthanasiées. Suite à l’observation de ces critères et au diagnostic d’une douleur ou d’un mal-être animal, celui-ci sera euthanasié.
Choix des espèces
La souris est l’un des modèles les mieux caractérisés pour ces études neuroendocrines et comportementales grâce à la disponibilité d’outils biotechniques (anticorps, lignées transgéniques, vecteurs viraux, …) et de données dans la litérature permettant de comparer les résultats obtenus avec ceux d’autres laboratoires et ainsi d’implémenter les connaissances sur cette thématique. Les animaux utilisés sont issus d’accouplements réalisés au sein de notre établissement utilisateur et seront utilisés à l’âge adulte lorsque leur maturité sexuelle est atteinte (à partir de 8 semaines). Chaque souris est identifiée soit par tatouage soit par encoche aux oreilles.
Rôle de la minipuberté dans la différentiation sexuelle du système nerveux femelle chez la souris
- Recherche fondamentale
- Éthologie / comportement / biologie animale
- Oncologie
- Système endocrinien
- Système nerveux
- Système urogénital
160 souris femelles vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger à modéré. Elles reçoivent des injections hormonales dès la période néonatale, la moitié subissant à l'âge adulte l'ablation des ovaires et la pose d'implants hormonaux, avant des tests comportementaux. Le porteur prévoit la mise à mort pour prélever le cerveau et étudier le rôle de la minipuberté dans la différenciation sexuelle. Il affirme qu'aucune méthode alternative ne permet d'étudier ce réseau neuronal dans l'"organisme entier" et retient la souris pour les outils disponibles.
Objectifs
Ce projet vise à identifier le rôle de la minipuberté dans l'organisation permanente des structures nerveuses impliquées dans la reproduction femelle. La minipuberté est une période postnatale pendant laquelle l'axe gonadotrope, qui régit la reproduction, s'active. Or, jusqu'à présent le rôle et les conséquences de cette activation précoce et transitoire, qui existe également chez l'espèce humaine et qui précède de loin l'initiation de la puberté, sont encore mal connus. Il s'agira donc d’abolir pendant cette période la production ovarienne en hormones en utilisant un modèle de souris transgénique et de mesurer les conséquences de cette perturbation, ainsi que de la supplémentation d'hormones ovariennes sur les fonctions neuroendocrines et comportementales liés à la reproduction chez la souris femelle.
Bénéfices attendus
Ce projet vise à comprendre les mécanismes cérébraux qui régissent l’organisation de la fertilité chez les femmes. Alors que cette question a été largement étudiée chez le mâle, les données sur les femelles manquent Ce projet qui se concentre sur la compréhension des mécanismes cérébraux chez la femelle permettra d’approfondir les connaissances scientifiques sur la reproduction féminine, en particulier sur le rôle des hormones ovarienne sur son organisation au cours du développement. Cela est d’autant plus important qu’une avancée de l’âge de la puberté a été observée ces dernières années chez les filles, associée à des problèmes sociaux et psychologiques. La perturbation hormonale au cours de la minipuberté peut avoir un impact indirect sur les réponses neuroendocrines et comportementales liées à la reproduction, par le biais des altérations de l'axe gonadotrope à l'âge adulte. Elle peut également affecter directement l'organisation précoce et l'expression des voies de signalisation neurales clés qui régulent ces réponses. Cette étude évaluera les effets des hormones ovariennes produites pendant la minipuberté sur les composants clés des comportements sexuels et maternels. Ce projet permettra ainsi une meilleure compréhension des voies de signalisation sous-tendant l’organisation cérébrale des fonctions de reproduction par les hormones ovariennes.
Procédures
L’ensemble des animaux sera soumis à une injection unique intra-péritonéale d'hormones en période postnatale. Ces injections sont très rapides (1 minute). Après les injections, les souris retournent dans leurs cages habituelles avec leurs mères respectives jusqu’au sevrage. A l’âge adulte, 80 animaux seront soumis à une procédure chirurgicale rapide (ovariectomie et pose d’implants hormonaux). Cette procédure est d’une durée maximale de 10 minutes sur animaux anesthésiés ayant reçu une injection d’analgésique 20 minutes au préalable.
Impact sur les animaux
Les souris femelles seront soumises à des injections intrapéritonéales et sous-cutanées au cours du développement. Les produits administrés n’ont pas d’effet douloureux connus, les animaux auront le seul inconfort de la contention et de l’injection. Les femelles de la première cohorte seront ensuite, à l’âge adulte, ovariectomisées et supplémentées en hormones afin de mimer la séquence naturelle de réceptivité de la souris en s'affranchissant des variations hormonales des femelles et en assurant des niveaux d'imprégnation hormonale identiques. Après la récupération post-opératoire, l’ovariectomie et la supplémentation n’entrainent pas d’inconfort des animaux. Les paramètres de leur comportement de reproduction, de leur activité locomotrice et leur niveau d’anxiété spontané seront ensuite analysés. Les femelles de la deuxième cohorte ne subiront pas de procédure chirurgicale. Après les traitements postnataux, elles seront testées pour leur comportement maternel et leur capacité à apporter des soins aux petits. Les tests comportementaux se font pendant la phase obscure, respectant la phase d'activité des souris, et sont filmés en lumière rouge afin d'interférer le moins possible avec leur activité quotidienne. Ces analyses comportementales consistent à observer des comportements spontanés : cela n’engendre pas d’inconfort des animaux.
Devenir
L'ensemble des 160 souris sera euthanasié à l’issue de chaque procédure afin de prélever le cerveau des animaux. Les analyses immunohistochimiques et moléculaires de ces cerveaux nous permettrons de mieux comprendre les voies de signalisation sous-tendant l’organisation cérébrale des fonctions de reproduction femelle, et tout particulièrement le rôle de la période de minipuberté dans ces processus.
Remplacement
L'étude du rôle de la minipuberté dans la mise en place des structures nerveuses impliquées dans la reproduction nécessite des modèles animaux pour pouvoir étudier le réseau neuronal complexe au sein de l’organisme entier. Des animaux vivants seront donc nécessaires pour ce projet. Ce projet comporte des analyses comportementales et neuroendocrines. Il n'est donc pas possible de le développer par des méthodes alternatives et/ou substitutives.
Réduction
Le nombre d'animaux utilisés dans cette étude est de 160. Il a été calculé au plus juste pour garantir la puissance statistique de l'étude. Afin de réduire le nombre d'animaux, nous utiliserons les mêmes cohortes d'animaux pour les analyses comportementales et moléculaires. Par ailleurs, plusieurs zones du cerveau (cortex, bulbe olfactif, striatum...) seront collectées et stockées pour des études futures, les autres organes (hypophyse, ovaire, squelette, dents...) seront proposés aux collaborateurs de l'équipe.
Raffinement
Les animaux seront hébergés sous la supervision de soigneurs et d’un vétérinaire qualifié. L'hébergement des animaux sera réalisé conformément à la directive européenne 2010/63/UE en termes d'espace et d'environnement. Les souris seront soumises à un cycle lumière- obscurité de 12h dans un environnement à température contrôlée avec un accès ad libitum à la nourriture et à l'eau. Les cages complètes seront changées chaque semaine. Pour l'enrichissement, un nid sera placé dans la cage. Les résultats du phénotypage reproductif antérieur de la lignée de souris utilisée n'a pas révélé de phénotypes présentant une souffrance inhérente. Avant chaque procédure chirurgicale, une analgésie sera effectuée par l’injection d’un analgésique 20 minutes avant la procédure. Les souris seront surveillées quotidiennement et pesées hebdomadairement afin de s'assurer que toute souris présentant un ou plusieurs points limites sera euthanasiée. Les points suivants sont considérés comme points limites ; - tout dérèglement physiologique aboutissant à une incapacité prolongée ou irréversible de se nourrir ou de boire - toute modification comportementale caractéristique d’une douleur intense, d’une détresse ou d’une souffrance (absence de locomotion, prostration, dos vouté, pelage hérissé et/ou terne, affection cutanée…) - perte de poids supérieure à 20% du poids initial. Toutes les euthanasies des animaux seront effectuées sous anesthésie générale. forts. La mort de l’animal est avérée par l’arrêt des battements cardiaques. Le prélèvement du cerveau ne laisse aucun doute sur la mort de l'animal.
Choix des espèces
La souris est l'un des modèles les mieux caractérisés pour ces études neuroendocrines et comportementales grâce à la disponibilité d'outils biotechniques (anticorps, lignées transgéniques...), et de données dans la littérature permettant d'une part de comparer les résultats obtenus avec ceux des autres laboratoires et d'autre part d'implémenter les connaissances sur cette thématique. Les souris femelles seront injectées au 7ème jour postnatal afin de perturber la production hormonale qui a lieu pendant la période de minipuberté, et qui est peut-être responsable de la différenciation sexuelle du cerveau femelle. Les femelles seront soumises aux procédures décrites seulement à partir de l'âge adulte (8 semaines d'âge). En effet, le but de ce projet est d'analyser les effets de la perturbation de la minipuberté sur la différenciation sexuelle du cerveau et donc des effets à long-terme qui peuvent interférer avec l'expression à l'âge adulte des comportements de reproduction.
Adaptation des cellules rénales intercalaires et délétion de leur transporteur d’acide dans un modèle murin
- Recherche fondamentale
- Système urogénital
192 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Une partie est maintenue isolée en cages métaboliques sur des grilles pendant plusieurs jours, avec de l'eau acidifiée et des prélèvements sanguins pratiqués au coin de l'œil, une autre reçoit des injections quotidiennes puis des régimes déséquilibrés en ions, pour étudier une protéine rénale mutée dans une maladie rare, l'acidose tubulaire distale. Le porteur reconnaît que les prélèvements oculaires peuvent léser l'œil, que l'isolement et la contention en cage métabolique stressent les souris et que les régimes provoquent une aversion alimentaire et une perte de poids. Il affirme que la culture de cellules rénales ne peut fournir un système intégré équivalent, juge le recours aux souris "indispensable" et les met toutes à mort pour prélever leurs reins.
Objectifs
Le rein contrôle la composition en ions et en eau de l'organisme. Cette fonction est rendue possible grâce à des cellules qui forment de longs segments en forme de tubes dans le rein. Il existe plusieurs types de cellules tubulaires qui ont chacune des fonctions particulières. Certaines cellules appelées cellules intercalaires sécrètent des acides dans l’urine en formation. Ces dernières sont importantes lorsque l’organisme est surchargé en acide comme dans plusieurs situations : diabète, régime riche en protéines, troubles du métabolisme. Le nombre des cellules du canal collecteur varient en fonction des apports en ions. Cette augmentation a un rôle important puisque son défaut entraine une perturbation de la régulation de l’état acido-basique pour autant sa régulation n’est pas bien comprise. Ce projet propose d’étudier le rôle d’une protéine située sur la surface des cellules intercalaires. Elle est mutée chez des patients atteints d’une maladie rare : l’acidose tubulaire distale qui peut conduire jusqu’à de sévères atteintes rénales et un trouble de la composition en ions du sang. Le gène muté chez les patients sera invalidé chez la souris permettant d’avoir un modèle d’étude pour cette maladie rare. Le projet aura aussi pour objectif de déterminer l’importance de protéines membranaires pour la sécrétion acide par le rein et le comportement des cellules intercalaires. Il n’existe pas de modèle alternatif de cellules intercalaires en culture au laboratoire qui reproduisent l’ensemble des cellules tubulaires du canal collecteur. Ce projet nécessite l’utilisation de souris dont la composition cellulaire rénale est proche de l’homme. Nous mesurerons la fonction du rein chez ces souris ainsi que le contenu en ions du sang de ces animaux. La composition cellulaire des reins de ces souris sera également explorée.
Bénéfices attendus
Les régulations de la sécrétion acide et du nombre de cellules permettant cette sécrétion sont mal connues. Pourtant, elles jouent un rôle fondamental dans le maintien bien équilibré d’un organisme pour son contenu en eau et en ions, pour le maintien du pH sanguin et une pression artérielle constante. Ce projet permettra de mieux connaitre certains mécanismes du rein qui sont modifiés lors de maladies comme l’hypertension ou de troubles métaboliques comme le diabète. Plus spécifiquement, il permettra d’établir un lien formel entre des mutations observés chez des patients et l’acidose tubulaire distale. Il permettra également de développer un nouveau modèle de maladie rare rénale.
Procédures
Pour étudier la fonction rénale et la sécrétion acide, 80 souris seront installées individuellement dans des cages spéciales (cages à métabolisme) sur 2 périodes de 7 jours consécutifs permettant de récolter leurs urines. L’eau de boisson des souris sera acidifiée pendant 17 jours permettant de solliciter les cellules intercalaires rénales. Trois prélèvements sanguins avant et après le traitement acide pour chacune de ces 80 souris permettront de mesurer les concentrations en ions du sang. Ces prélèvements durent environ 10 secondes sont réalisés sous anesthésie locale. Un autre lot de 112 souris exprimant une molécule fluorescente qui doit être induite par une molécule chimique injectée aux animaux quotidiennement pendant 5 jours. Une fois la molécule fluorescent induite, les souris subiront différents traitements dans la nourriture ou la boisson pendant 3 à 15 jours perturbant certains équilibres ioniques de l’organisme.
Impact sur les animaux
Des prélèvements sanguins sont nécessaires et seront réalisés au coin de l’œil ce qui peut être entrainer un risque de lésion ou d’inflammation dans la zone autour de l’œil et entrainer une douleur. Certaines souris seront maintenues en cages métaboliques ce qui peut provoquer un inconfort car elles sont maintenues sur une grille pendant plusieurs jours. La cage métabolique étant transparente, les souris ne sont pas à l’abri de la lumière ce qui peut provoquer un stress car cette espèce évite la lumière directe. De plus, l’hébergement dans ces cages se fait de manière individuelle en isolant chacune des souris ce qui peut provoquer un stress car leurs contacts sociaux sont diminués. Dans la cage à métabolisme, l’administration d’un traitement acide dans l’eau de boisson entraine une modification transitoire du pH sanguin qui pourrait provoquer un inconfort à l’animal. Une molécule est injectée à certaines souris et cela implique que les souris soient contraintes pour effectuer l’injection. L’injection induit un stress et une douleur au point d’injection. Une modification des apports en ions dans la nourriture lors des procédures expérimentales sera effectuée. Elle peut provoquer une aversion transitoire pour la nourriture et entrainer une perte de poids chez les souris.
Devenir
Les animaux seront mis à mort à la fin de chaque procédure pour récupérer les tissus (reins) et d’en analyser le contenu en cellules et de quantifier l’abondance de plusieurs transporteurs ioniques.
Remplacement
Les modèles de cellules rénales en culture ne permettent pas d’obtenir les informations souhaitées ; ce projet nécessite un systèmes intégré multi-cellulaire reproduisant fidèlement le canal collecteur. Ce modèle n’existe pas à l’heure actuelle. Le recours aux modèles animaux s’avère donc indispensable. De plus, nous avons besoin dans ce projet de deux souches de souris génétiquement modifiée. Une première souche permettra d’étudier l’inactivation d’un gène retrouvé chez des patients atteints d’une maladie rare. Une deuxième souche permettra de suivre le devenir de cellules rénales en y exprimant une molécule fluorescente. Ces expériences ne sont pas envisageables dans un modèle plus simple tel que la culture de cellules.
Réduction
Dans toutes les procédures, le nombre d’animaux par lot a été défini a minima afin que les résultats puissent être statistiquement interprétables. Pour les mesures du contenu sanguin en ions, les protocoles ont été élaborés pour réduire au minimum le volume de sang prélevé et ainsi faire trois mesures sur les mêmes animaux à 2 semaines d’intervalle entre chaque mesure. Cela permet de réduire le nombre total de souris d’une procédure. L’administration du traitement acide dans l’eau de boisson et l’utilisation des cages à métabolisme pour mesurer la fonction rénale ont été déjà validées par plusieurs publications permettant d’anticiper parfaitement le nombre souris minimum nécessaire au projet. Le nombre de souris a également été calculé pour détecter des différents significatives entre les différents mesures histologiques et biochimiques faites sur les reins prélevés après mises à mort des animaux. En évitant d’avoir un groupe contrôle pour chaque groupe de traitement, nous avons également put réduire le nombre de souris à utiliser.
Raffinement
Une période d’acclimatation d’une semaine sera observée entre l’arrivée des souris dans l’animalerie et le début des expérimentations sur celles-ci. Les animaux bénéficieront tous d’une surveillance rapprochée (au moins trois fois par semaine). En cas de perte de poids importante, un aliment hydraté sera proposé aux souris Pour la mesure des concentrations ioniques dans le sang, le prélèvement sanguin (90µl) sera fait sur souris vigiles avec un collyre anesthésiant et sera confié à une personne qualifiée et expérimentée pour ce type de prélèvement. Le prélèvement sera de 90µl et correspond à un faible volume par rapport au volume de sang total d’une souris. Le protocole d’utilisation des cages à métabolisme comporte un suivi quotidien des animaux avec une mesure du poids, de quantité de nourriture ingérée et du volume d’eau bue tous les jours. Avant les mesures, une période d’habituation à la cage est réalisée. En plus, une habituation à la nourriture en poudre est réalisée. Un enrichissement (cylindre en plastique opaque) est également proposé permettant à l’animal de se mettre dans un endroit à l’abri de la lumière. Le séjour dans les cages à métabolisme a été réduit au minimum.
Choix des espèces
La souris représente un modèle de choix car elle présente une organisation du rein très semblable au rein humain. Nous savons également que la protéine participant à la sécrétion acide dans le rein et qui sera étudié dans ce projet est présente dans les mêmes cellules chez l’homme et la souris. L’organisation des cellules rénales est également identique chez l’homme et la souris. Les souris utilisées dans ce protocole seront des souris adultes car le projet porte sur l’étude de la fonction rénale d’un organisme adulte.
Effet d’un traitement à la kisspeptine sur la reproduction d’un modèle de souris d’hyperprolactinémie
- Recherche fondamentale
- Système urogénital
168 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Elles reçoivent des injections biquotidiennes puis, au vingtième jour, seize prélèvements sanguins sériés en une journée pour doser une hormone, avant d'être tuées le lendemain par perfusion intracardiaque de paraformaldéhyde. Le porteur indique que ces manipulations peuvent provoquer douleur, perte de poids et perte de mobilité, atténuées par des analgésiques. Il affirme qu'il est "impossible" d'utiliser un modèle in vitro et que l'étude de la kisspeptine sur la reproduction "nécessite un système complexe et vivant".
Objectifs
Dans certains contextes physiologiques, les taux de prolactine (une hormone produite par les cellules lactotropes situées dans l’hypophyse) augmentent induisant ainsi une infertilité permettant le bon déroulement des processus physiologiques associés (notamment lors de la grossesse ou des périodes d’allaitement). Cependant, des phénomènes pathologiques peuvent également induire une augmentation importante des taux de prolactine sanguine, avec des valeurs supérieures à 25ng/ml (contre 5 à 10 ng/ml en situation non pathologique) et induisant alors une hyperprolactinémie. Parmi les symptômes associés, la fonction de reproduction se retrouve être le principal processus physiologique impacté. A ce jour, l’hyperprolactinémie est principalement traitée par des agonistes dopaminergiques La reproduction est principalement contrôlée au niveau du système nerveux central, notamment grâce à la kisspeptine, un neuropeptide produit et sécrété par des neurones spécifiques de l’hypothalamus. De nombreuses études rapportent un lien fonctionnel entre la prolactine et la kisspeptine dans le cerveau. L’une d’entre elle a d’ailleurs mis en évidence l’inhibition drastique de l’expression de kisspeptine en cas d’hyperproduction de prolactine, ce qui réduit la sécrétion de l'hormone gonadotrophique (GnRH) et, ainsi, un hypogonadisme hypogonadotrophique et l’infertilité. Dans notre laboratoire, nous avons produit un analogue de la kisspeptine (ayant une demi vie plus importante que la kisspeptine endogène) et qui a déjà démontré des effets positifs sur la reproduction des animaux d’élevages et les rongeurs. Nous suggérons alors d’utiliser cet analogue de la kisspeptine dans le traitement de l’hyperprolactinémie en utilisant un modèle de souris dans laquelle les taux de prolactine seront très nettement supérieurs à la normale (à l’aide de mini pompes osmotiques délivrant de la prolactine à haute dose de façon continue, pour mimer la pathologie). Dans ce modèle, déjà utilisé dans d’autres études, l’augmentation de la production de prolactine mime ce qui est observé en cas d’hyperprolactinémie hypophysaires avec notamment l’absence de fertilité, l’inhibition de l’expression de la kisspeptine et la baisse importante de la sécrétion des hormones liées à la reproduction.
Bénéfices attendus
Le présent projet vise à utiliser notre analogue de la kisspeptine, comme traitement d’une pathologie affectant la reproduction, l’hyperprolactinémie. En termes de bénéfices, le présent projet permettrait ainsi d’apporter une preuve de concept de l’efficacité de notre molécule dans le traitement d’une pathologie humaine (mimé par un modèle murin), qui pourrait, in fine, être appliqué à d’autres pathologies associées à un dysfonctionnement de la reproduction chez l’Homme.
Procédures
Les 168 animaux inclus dans cette procédure seront soumis à des injections répétées, de façon biquotidienne tous les jours ou tous les 2 jours. Au 20ème jour après le début du protocole, des prélèvements de sang sériés seront réalisés 40 et 20 minutes avant l'injection du traitement puis 20, 40, 60, 80, 100, 120, 180, 240, 300, 360, 420, 480, 540 et 600 minutes après l'injection pour un total de 16 prélèvements afin de doser la concentration plasmatique d'une hormone cible. Au 21ème jour les animaux seront mis à mort par perfusion intracardiaque de paraformaldéhyde.
Impact sur les animaux
En termes de manipulation des animaux, les injections et prises de sang sont des manipulations maitrisées par le laboratoire et réalisées par du personnel expérimenté. Cependant, des effets tels que des douleurs, perte de poids et perte de mobilité peuvent être observés mais sont anticipées par l'injection d'analgésiques au moment des procédures. De plus un suivi journalier sera mis en place pour prévenir ce genre d'effets et pouvoir traiter les animaux en conséquence.
Devenir
Afin de pouvoir réaliser des études immunohistochimiques sur tissus fixés, tout les animaux seront perfusés par la voie intracardiaque.
Remplacement
Il nous est impossible d'utiliser des modèles in vitro pour des études mécanistiques de ce type. L'étude de l'effet de l'analogue de la kisspeptine sur la fonction de reproduction en cas d’hyperprolactinémie nécessite un système complexe et vivant tel que le modèle murin afin d'avoir une compréhension complète des mécanismes mis en jeu (effet de la molécule sur la sécrétion des hormones liées à la reproduction, effet sur l’expression de gènes cibles dans des tissus périphériques, …). Aussi, ce genre d’étude n’à, à ce jour, aucun équivalent qui n’emploi pas de modèle animal.
Réduction
Notre protocole expérimental a été mis en place de sorte à réduire au maximum le nombre d'animaux utilisés. Ainsi, nous aurons besoin de 7 animaux par groupes afin d'obtenir une puissance statistique suffisante. Avec la formation de 24 groupes nous aurons donc besoin de 168 animaux au total.
Raffinement
Les animaux impliqués dans cette étude sont élevés dans les conditions d'élevage classique dans des cages en présence d'enrichissement (de type carton pour la mise en place d'un nid, petite cabane en carton...). De plus, les animaux seront visités au moins une fois par jour avec contact direct ou non (sans réalisation de procédure), permettant l'habituation de l'animal à l’expérimentateur et un suivi du bien-être des animaux. Aussi, une attention toute particulière sera portée aux points limites. Un suivi journalier sera mis en place tout au long de la période d'expérimentation pour évaluer l'état de bien-être des animaux en s'assurant que les points limites ne soient pas atteints. Le comportement et l'apparence des souris sera suivi avec attention et les animaux seront pesés tous les jours pendant 3 jours après les chirurgies, injections ou prises de sangs puis tous les 2 jours jusqu'aux prochains prélèvements sanguins. Ce suivi permettra d'évaluer le bien-être des animaux et de décider de l'euthanasie ou le soulagement de la douleur des animaux suivant le stade d'atteinte des points limites. Afin de de réduire le stress lié aux prélèvements de sang et permettre l'habituation des animaux à cette procédure, un morceau de nourriture appétente sera apporté aux animaux après chaque prélèvement sanguin.
Choix des espèces
La souris est un très bon modèle pour analyser les effets de composés sur la physiologie et le comportement tout en offrant la possibilité de réaliser des parallèles avec d’autres espèces qui permettront d’avoir un bon aperçu de l’effet de la kisspeptine sur le long terme. Les mécanismes d’action de la kisspeptine, de façon aigüe chez la souris sont très bien documentés au niveau de la physiologie de la reproduction et les mécanismes sous-jacents sont bien décrits et conservés chez les mammifères. Ces études font suite à des manipulations in vitro et permettront, in fine, de poursuivre avec des expérimentations sur l'espèce humaine et constituent alors un chainon essentiel au développement de notre approche de façon optimale et rigoureuse L'approche expérimentale nécessite un système reproducteur complètement développé et mature, les animaux employés devront donc avoir atteint la maturité sexuelle, avec un âge minimal de 9 semaines
Programmation et reprogrammation épigénétique du destin cellulaire chez Xenopus Laevis
- Recherche fondamentale
- Biologie du développement
- Oncologie
- Système urogénital
Chaque semaine, une femelle xénope est mise à mort pour le prélèvement de ses ovaires et un mâle pour celui de ses testicules, soit environ 250 de chaque sexe sur le projet. 600 xénopes, des amphibiens, vont être utilisés dans des procédures déclarées de souffrance légère ou sans réveil, et une centaine de femelles reçoivent tous les six mois deux injections d'hormones pour pondre, sans nourriture la veille, avant d'être réutilisées. Le porteur affirme que les xénopes "subissent uniquement des injections" et décrit des "effets modérés", pour un projet déclaré de souffrance légère. Il évoque aussi l'amputation de membres in vivo pour étudier la régénération, alors que son décompte des 600 xénopes ne comprend que les pondeuses et les individus tués pour leurs organes.
Objectifs
Le projet vise à décrire les mécanismes épigénétiques permettant la programmation et la reprogrammation du destin cellulaire. Nous abordons trois questions en relation avec cette thématique. 1-Dans quelle mesure les modifications associées aux histones retenues dans le spermatozoïde contribuent a la régulation du développement embryonnaire précoce ? Pour cela nous décrivons le paysage épigénétique du spermatozoïde par des techniques de ChIP-seq quantitative puis évaluons l’effet de perturbation de ces instructions épigénétiques paternelles sur le développement de l’embryon. 2-Quels sont les mécanismes épigénétiques qui stabilisent le destin des cellules somatiques ? Nous réalisons des expériences de clonage au cours desquels un embryon est généré par transplantation du noyau d’une cellule différenciée dans un œuf énucléé. Le développement d’un tel clone est limité par des verrous épigénétiques présent au sein de la chromatine de la cellule donneuse. Pour identifier ces mécanismes de stabilisation du destin cellulaire, nous désactivons des voies épigénétiques de la cellule différenciée et évaluons si cela réduit la résistance a la reprogrammation par les composantes de l’œuf (ce traduisant par une amélioration du clonage). 3-Quels sont les mécanismes moléculaires et cellulaires qui gouvernent les processus de régénération ? Nous tirons bénéfice du fait que les têtards de Xenopus Laevis présentent des capacités de régénération (queue, pattes) qui varient au cours du développement pour réaliser des études comparatives permettant d’identifier les processus moléculaires et cellulaire associées a un bon déroulement de la régénération. Nous focalisons nos études sur l’influence du système immunitaire dans la réponse régénérative.
Bénéfices attendus
Notre recherche fondamentale a pour objectif de mieux comprendre des mécanismes moléculaires et cellulaires dont la compréhension a un fort potentiel pour la santé humaine : 1- Compréhension des mécanismes de transmission d’information épigénétiques entre générations. Une meilleure description/compréhension de ces mécanismes, en particulier de la possibilité que la lignée germinale male puisse transmettre à la descendance l’effet de l’exposition paternelle a l’environnement peut aider à orienter les politiques de santé publique. 2-Compréhension des mécanismes stabilisant le destin cellulaire. Un déséquilibre de ces mécanismes peut contribuer a des pathologies chez l’homme (déstabilisation dans le cas de cancer par Example). 3- Le déchiffrage des processus permettant la régénération, très efficace chez le Xenope, peut identifier des voies moléculaires et cellulaires a cibler pour améliorer les processus régénératifs chez l’homme.
Procédures
Les animaux subissent uniquement des injections d'homones. Pour les femelles il sagit de deux injections en sous-cutannee espacees de 2 a 7 jours , repetees tous les 6 mois. Les animaux sont manipulés pour moins de une minute: prelevement du bac d’elevage pour immobilisation sur paillasse humide suivie d’injection (quelques secondes) puis retour en bac de ponte.
Impact sur les animaux
Les procédures decrites ont des effets modérés sur les animaux. Il s’agit uniquement d’injection sous cutanées d’hormones pour stimuler la ponte. L’injection sous-cutanée ne provoque pas de saignement et n’induit pas de douleurs pour l’animal. Le produit injecté n’est pas toxique pour les animaux. Par précaution les animaux soumis à injection ne sont pas nourris le jour précédant, car les injections provoquent quelques fois des phénomènes de regurgitations
Devenir
Apres stimulation de la ponte les femelles sont mise au repos puis reutilisees ulterieurement pour de nouvelles pontes. Ceci permet d'obtenir regulierement des oeufs de bonne qualite tout en lilitant le nombre d'animaux utilises. Dans le cas des prelevements d'organes, les animaux sont mis a mort.
Remplacement
Il n’y pas d’alternative actuelle a l’utilisation d’animaux pour l’obtention de cellules germinales fonctionnelles. Les efforts actuels, chez la souris en particulier, de production de cellules germinales in vitro à partir de cellules souches ne permettent pas d’atteindre des cellules pleinement différentiées. L’utilisation de dérivés de cellules souches mimant le développement embryonnaire précoce n’est également pas une option car nous nous intéressons a l’influence de l’épigénome de la lignée germinale sur le déroulement du développement embryonnaire précoce. Cependant, les études de la spermatogenèse en cours dans notre laboratoire nous amène a développer un modèle de spermatogenèse Ex-vivo qui pourrait conduire á la mise en place d’un protocole de spermatogenèse in vitro, réduisant ainsi l’utilisation de males.1
Réduction
Les pratiques pour réduire l’utilisation des animaux dans notre laboratoire sont les suivantes : 1-Mutualisation des animaux utilisés : Étant donne l’abondance des œuf/ovocytes produits par une femelle, le matériel produit permet dans la majeure partie des cas la réalisation d’une multitude d’expériences. En conséquence, la planification de l’utilisation des animaux est optimisée pour accommoder les besoins du plus grand nombre possible d’expérimentateurs. 2-Reutilisation des animaux : Les femelles utilisées pour la ponte sont réutilisées suite à une période de repos. 3-Optimisation de l’utilisation des testicules pour les fécondations in vitro. Les testicules issus d’un males peuvent être utilisées pour réaliser plus de 10 fécondations in vitro. La durée de stockage de ces testicules est de 15 jours. En conséquence les expériences impliquant les FIVs sont regroupées dans le temps afin de maximiser l’utilisation des testicules et limiter le nombre de males sacrifiés. 4-De la même façon nous avons optimisé l’utilisation des ovaires en améliorant les conditions de d’utilisation des organes prélevés. Les ovocytes sont dissociés par une solution enzymatique, tries manuellement, puis stockes a 14 degré dans une solution contenant des antibiotiques. Chaque jours, une élimination des ovocytes défectueux et un renouvellement du milieux de culture permet d’étendre la survie de ces cellules au-delà d’une semaine. La détermination du nombre d’animaux utilisés est basée sur les calculs suivants : Nous envisageons l’utilisation de ~350 femelles et de ~ 250 males Xenopus Laevis. L’utilisation se décompose en 3 modes : 1/Animaux réutilisés au cours du projet : Les femelles sont utilisées par lot de 2 pour la ponte. Deux pontes par semaine en moyenne >soit environ 200 pontes par an> 100 femelles (les femelles sont induites pour ponte tous les 6 mois). 2/ Prélèvement d’ovaires. Sacrifice d’une femelle par semaine pour prélèvement d’ovaires > ~ 250 femelles 3/ Prélèvement de testicules. Sacrifice d'un male par semaine pour prélèvement de testicules et purification de cellules germinales > ~250 males
Raffinement
Un nouveau protocole de stimulation de ponte a été testé permettant l’utilisation d’une même femelle pour deux pontes successives espacées de 1 a deux semaines, l’animal étant ensuite mis au repos pour ~3mois. Ce protocole permet d’obtenir deux fois plus d’œufs, de qualité comparable, a partir d’une même femelle, réduisant ainsi le pool d’animaux utilse2 pour la ponte. Pour les expériences de régénération nous avons mis au point une protocole de régénération ex-vivo qui permet de recapituler certaines étapes de la régénération d’un membre. Ce protocole permet d’étudier la régénération après euthanasie, réduisant ainsi la souffrance de l’animal. En outre il permet d’amputer les deux membres d’un animal plutôt qu’un seul lorsque les études sont réalisées in vivo.
Choix des espèces
Les espèces ont été choisie en raison de l’abondance, de l’accessibilité du matériel biologique étudié (ovocytes, spermatozoïdes, embryons). Ce modèle permet la réalisation a grande échelle d’expériences de clonage, d'• Injection Intracytoplasmic de spermatozoide (ICSI), et de production d’embryons haploïdes. Enfin il présente des caractéristiques uniques de la spermatogenèse (remodelage partiel des nucléosomes) permettant des analyses épigénétiques qui ne sont pas possibles dans d’autres modelés animaux tel que souris, zebrafish, drosophille, ou le nématode Caenorhabditis Elegans. Une autre caractéristique cruciale de ce tétrapode est l’existence d’une période étendue (8 division cellulaire) entre la fécondation et l’initiation de la transcription du génome zygotique. Cette caractéristique est cruciale pour l’étude de la transmission des caractères epigenetiques dérivés de la lignées germinales. En effet cette fenêtre temporelle de 8 cycle cellulaires permet par example de perturber la transmission des marques epigenetiques derivées du spermatozoide et d’en etudier l’impact sur l’activation des genes zygotiques. Enfin l’abondance des œufs permets la production d’extrait qui peuvent etre utiliser pour identifier les facteurs maternelles impliques dans la reconaissance/propagation des signaux epigenetiques issus du spermtozoide. Les animaux sont sexuellement matures, soit >= 1 an chez Xenopus Laevis
Etude de l’invalidation neurale des récepteurs des stéroïdes sexuels sur la neuroplasticité : Identification des cibles moléculaires associées aux comportements de reproduction chez la souris mâle.
- Recherche fondamentale
- Éthologie / comportement / biologie animale
- Oncologie
- Système endocrinien
- Système nerveux
- Système urogénital
180 souris vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, 120 mâles tués à l'issue et 60 femelles réutilisées dans d'autres projets de l'équipe. Les souris subissent une gonadectomie sous anesthésie avec pose d'implants hormonaux, puis des tests de comportement de reproduction, les femelles utilisées pour déclencher le comportement des mâles, ceux-ci étant ensuite tués pour analyser leur cerveau. Le porteur décrit des atteintes possibles allant du dos courbé et de la perte de poids rapide à l'état de choc et à la détresse respiratoire, les souris perdant 20 % de leur poids étant mises à mort. Les bénéfices se limitent à mieux comprendre l'action des hormones sexuelles sur le comportement, et le porteur affirme que l'étude ne peut se faire que sur "l'organisme entier".
Objectifs
La survie des espèces dépend de la capacité des individus à se reproduire. Pour une reproduction réussie, il faut non seulement une production de gamète (oocytes et spermatozoides) mais également l’expression des comportements de reproduction mâle et femelle optimisant ainsi la rencontre des partenaires sexuels et la fécondation. Chez le mâle, le comportement de reproduction est contrôlé par le cerveau sous l’action des hormones sexuelles : androgènes (testostérone) et des oestrogènes (oestradiol). Différentes études sur des modèles de souris ne possédant pas les récépteurs de ces hormones sexuelles dans le cerveau ont permis de montrer le rôle de la testostérone et de l’oestradiol dans la régulation du comportement sexuel mâle. Néanmoins, la manière dont les hormones agissent spécifiquement sur le cerveau restent encore à identifier. Dans cette étude, nous souhaitons donc identifier les modes d’actions et les cibles cellulaires dans le cerveau des androgènes et des oestrogènes Plus particulièrement, nous étudirons les effets de la délétion génétique des récepteurs des hormones sexuelles au sein du cerveau sur les structures cérébrales régulant le comportement sexuel mâle.
Bénéfices attendus
Au cours de la vie, notre corps et nos fonctions biologiques sont soumis à des variations hormonales pouvant avoir un impact sur notre système reproducteur et sur notre cerveau. Cette étude participera à faire progresser la compréhension des effets des variations des hormones sexuelles testosterone et oestradiol sur la fonction de reproduction mâle spécifiquement. Les modèles animaux transgéniques utilisés nous permettront de comparer les effets d'une absence de signalisation des hormones sexuelles, oetsradiol et testosterone, sur le comportement de reproduction chez le mâle.
Procédures
Les souris utilisées au sein de ce projet subiront une chirurgie gonadectomie et pose d’implants sous-cutanée (180 animaux) sous anesthésie générale avec réveil et analgésique d’une durée maximale de 30 minutes. Ensuite, l’ensemble des souris de cette demande d’autorisation de projet entreront dans un protocole de tests de comportement de reproduction. Pour les femelles stimuli (60 animaux), des injections sous-cutanées seront pratiquées quelques heures avant les tests de comportement de reproduction.
Impact sur les animaux
Au sein de ce projet, nous pratiquerons sur les animaux des chirurgies sous anesthésie générale à l’isoflurane pendant lesquelles les gonades seront retirés et un implant contenant des hormones sexuelles estradiol/testostérone sera posé en sous-cutané. Les éventuels symptômes à court et à long terme liés à cette procédure chirurgicale sont : Apparence et position anormale (poil ebouriffé, perte excessive de poils, dos courbé, yeux enfoncés, couché sur le coté et hypothermie); Comportements anormaux (aggressivité soudaine, abbatement, inactivité, vocalisation et mutilation, isolement, diminution de l’appétit et déhsydratation (mesure du poids des biberons et observation des signes physiologiques de déshydratation)); Une perte de poids rapide; Etat de choc, léthargie, inconscience, immobilité; Difficulté respiratoire. Certains animaux subiront également des injections sous-cutanées pouvant entrainer un stress lié à la contention et aux injections.
Devenir
L’ensemble des mâles adultes (120 animaux) de cette demande d’autorisation de projet seront euthanasié à la fin des différentes procédures afin de réaliser des prélèvement et analyses post-mortem nécessaires à l’étude des cibles moléculaires des signalisations androgénique et oestrogénique impliquées dans la plasticité cérébrale controlant l’expression du comportement de reproduction chez le mâle adulte. L’ensemble des femelles adultes (60 animaux) utilisés pour tester les comportements de reproduction mâle seront réutilisés dans d’autres projets au sein de l’équipe.
Remplacement
L’étude de la fonction et du comportement de reproduction ne peut se faire que sur l’organisme entier. Dans cette étude, nous souhaitons identifier les cibles cérébrales des androgènes nécessaires à la régulation de la fonction de reproduction et l’expression du comportement sexuel mâle. Cela nécessite donc l’utilisation de modèles animaux afin de pouvoir étudier les structures et populations cellulaires contrôlant la reproduction. Nous étudions la souris afin de tirer profit des techniques récentes pour l’étude de la fonction des gènes dans le cerveau. Des animaux vivants sont donc nécessaires pour ce projet afin de réaliser des analyses comportementales et neuroendocrines sur des souris transgéniques dont les récepteurs aux différentes hormones stéroidiennes sont délétés dans le système nerveux. Ainsi des méthodes alternatives et/ou substitutives ne peuvent remplacer l’animal entier pour ce projet.
Réduction
Dans cette demande d’autorisation de projet, nous utiliserons un total de 180 animaux sur 2 procédures qui nous permettrons d’étudier les cibles moléculaires des récepteurs aux hormones sexuelles, androgènes et oestrogènes, impliquées dans le contrôle central du comportement de reproduction mâle. Pour chaque procédure, nous avons eu à cœur de calculer au plus juste le nombre d’animaux dans chaque groupe afin de réduire le nombre d’animaux utilisés tout en garantissant la puissance statistique de l’étude. Pour les études comportementales, 8 à 12 animaux par groupe sont nécessaires pour des résultats fiables et consistants. De plus, nous utiliserons les mêmes cohortes d’animaux pour les analyses comportementales et moléculaires. Nous péléverons également d’autres organes et les garderont pour de futures études ou afin de les proposer aux collaborateurs de l’équipe.
Raffinement
Les animaux seront hébergés dans une animalerie spécialisée sous la supervision des soigneurs et d’un vétérinaire qualifié. L’hébergement des animaux sera réalisé conformément à la directive européenne 2010-63-EU en termes d’espaces et d’environnement. Les souris seront soumises à un cycle de lumière-obscurité de 12h dans un environnement à température contrôlée avec un accès ad libitum à la nourriture et à l’eau. Les cages complètes seront changées chaque semaine. Pour l’enrichissement, un nid végétal sera placé dans la cage. Afin de minimiser les effets indésirables de la chirurgie sous anesthésie avec réveil, les animaux seront injectés en sous-cutanée avec un analgésique en pré-opératoire 30 minutes avant la chirurgie et avec un analgésique anti-inflammatoire en post-opératoire toutes les 24h pendant 3 jours suivants l’opération. Par la suite, un suivi journalier sera réalisé afin d’observer les signes potentiels d’un mal-être animal. Les critères absolus suivants seront observés : Apparence et position anormale : poil ebouriffé, perte excessive de poils, dos courbé, yeux enfoncés, couché sur le coté et hypothermie ; Comportements anormaux : aggressivité soudaine, abbatement, inactivité, vocalisation et mutilation, isolement, diminution de l’appétit et déhsydratation (mesure du poids des biberons et observation des signes physiologiques de déshydratation) ; Une perte de poids rapide et supérieur à 20 pourcent du poids corporel de l’animal mesuré avant la chirurgie. Les animaux seront pesés tous les jours pendant 5 jours après le protocole de chirurgie stéréotaxique puis 1 fois par semaine ; Etat de choc, léthargie, inconscience, immobilité ; Difficulté respiratoire Les souris seront surveillées quotidiennement et pesées hebdomadairement afin de s’assurer que toute souris présentant une perte de poids excessive (-20 pourcent du poids corporel au début de l’étude) ou une détresse seront euthanasiées.
Choix des espèces
La souris est l’un des modèles les mieux caractérisés pour ces études neuroendocrines et comportementales grâce à la disponibilité d’outils biotechniques (anticorps, lignées transgéniques, vecteurs viraux, …) et de données dans la littérature permettant de comparer les résultats obtenus avec ceux d’autres laboratoires et ainsi d’implémenter les connaissances sur cette thématique. Les animaux seront utilisés à l’age adulte (à partir de 8 semaines). En effet, le but de ce projet est d’étudier les effets de l’invalidation des différents récepteurs des hormones stéroidiennes sur la neuroplasticité des structures cérébrales associés à la régulation des comportements de reproduction chez la souris mâle adulte.
Étude de l’application locale d’une cytokine comme adjuvant lors de vaccinations par voie muqueuse
- Recherche fondamentale
- Système immunitaire
- Système respiratoire
- Système urogénital
3 780 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger pour 24 d'entre elles et modéré pour 3 756. Elles reçoivent des administrations intra-trachéales ou intra-vaginales, puis sont infectées par le virus de la grippe ou de l'herpès, avec des lavages vaginaux répétés et une injection rétro-orbitale, pour tester une cytokine comme adjuvant de vaccination muqueuse. Le porteur indique que la grippe provoque une perte de poids importante et que l'herpès peut entraîner des lésions génitales et, dans les cas les plus graves, une paralysie des membres postérieurs. Les retombées annoncées, des essais cliniques humains et des applications vétérinaires, restent conditionnelles, tandis que le porteur affirme qu'il n'existe "pas d'alternative" à l'animal vivant.
Objectifs
La plupart des agents infectieux (bactéries et virus) pénètrent dans l’individu qu’ils infectent en traversant les muqueuses, barrières naturelles entre le milieu extérieur et l’organisme. Les principales portes d’entrée sont l’appareil respiratoire (muqueuse nasale, bronches et poumons), l’appareil digestif (muqueuse buccale, estomac, intestins), et de l’appareil génital (muqueuse vaginale et du pénis). Induire une immunité muqueuse par vaccination reste un objectif important non encore atteint car les vaccins actuels, administrés par injection dans les muscles ou la peau, ne ciblent pas spécifiquement ces sites d’infection. Or, une immunité robuste aux niveaux des muqueuses devrait permettre de protéger l’organisme de l’infection par les pathogènes dont l’invasion passe par ces muqueuses en induisant la formation d’une barrière immunologique locale capable de bloquer les agents infectieux avant leur entrée dans l’organisme. Néanmoins, les nombreuses tentatives d’induction d’une telle immunité restent, à ce jour, peu satisfaisantes. Il a été montré que l’application d’un médiateur protéique de l’immunité à la surface des muqueuses respiratoires et génitales permet d’attirer rapidement les cellules immunitaires dans ces tissus, préalable indispensable à la mise en place d’une réponse immunitaire locale. Le but de notre projet est donc d’établir la preuve de concept que l'administration de cette molécule à la surface des muqueuses prépare cette muqueuse à répondre plus efficacement à une stimulation antigénique (effet adjuvant), ce qui permettrait la mise en place de réponses immunitaires locales efficaces pour éviter l’infection par ses voies. Cette preuve de concept sera réalisée dans 2 modèles d’infection expérimentale chez la souris : l’infection de l’appareil respiratoire par le virus de la grippe et l’infection vaginale par le virus de l’herpès. En parallèle, nous explorerons les mécanismes immunitaires induits dans les muqueuses suite à cette administration locale et responsables de l’augmentation de la réponse immunitaire locale. Nous évaluerons le recrutement de cellules immunitaires et leur organisation dans les tissus muqueux, ainsi que le développement de la réponse anticorps spécifique dans les muqueuses pulmonaire et vaginale. Cette partie de l’étude permettra d’approfondir nos connaissances sur le développement de l’immunité des muqueuses, encore mal comprise aujourd’hui.
Bénéfices attendus
Par ces études, nous espérons mettre au point des protocoles de vaccination par voie muqueuse qui devraient permettre non seulement de protéger les animaux contre l’effet pathogène d’une infection mais aussi, en stimulant le développement d’une immunité locale spécifique, de protéger les animaux contre l’infection elle-même, ce qui aurait pour conséquence de stopper la transmission à de nouveaux hôtes. Si notre hypothèse est confirmée, cela permettra de proposer l’utilisation de la molécule que nous utilisons comme adjuvant de vaccination muqueuse contre un éventail plus large de pathogènes colonisant l’hôte par voie muqueuse, mais aussi de proposer des essais cliniques chez l’homme, la molécule étant agréée par les agences de santé (AFSAPS et FDA) pour son utilisation dans des protocoles cliniques. La méthode d’immunisation pourrait également être développée dans le domaine vétérinaire, la vaccination des animaux d’élevage étant un facteur important dans la maitrise des épizooties. En outre, quel que soit le succès en termes d’induction d’une immunité muqueuse protectrice, ce projet permettra d’accroitre nos connaissances du système immunitaire muqueux.
Procédures
Dans le protocole, seules les injections sous cutanées et les injections intra-péritonéales seront réalisées sur animaux vigiles. Ces procédures durent moins de 30 secondes. Tous les autres gestes techniques décrits ci-dessous seront réalisées sous anesthésie générale gazeuse. Pour les expériences de vaccination, les souris seront soumises à 1 à 4 administrations intra-trachéales ou intra-vaginales d’adjuvant et/ou d’immunogènes. Ces administrations seront effectuées soit ensemble, soit à 2 jours d’intervalle. Une administration intratrachéale dure entre 30 secondes et 1 minute. Lorsque les expériences visent à évaluer la protection des animaux vaccinés contre une épreuve virale, les souris seront infectées par voie intra-nasale par des virus de la grippe 1 fois. L’infection par voie intranasale dure environ 1 minute. Les souris immunisées par voie vaginale seront infectées par le virus de l’herpès 1 fois par voie intra-vaginale. L’infection par voie intravaginale dure environ 30 secondes. Dans les procédures qui incluent des administrations vaginales, les souris subiront des lavages de la cavité vaginale avant les infections et entre 1 et 8 fois par animal dans un laps de temps maximum de 49 jours. Cet acte dure environ 1 minute. Dans les procédures de mise au point des immunisations, les souris recevront 1 injection intra-veineuse rétro-orbitale (30 secondes) puis seront maintenues sous anesthésie gazeuse pendant 5 minutes. Pour l’étude des migrations cellulaires induites par les immunisations, les souris recevront 1 injection intra-péritonéale. Cet acte dure moins de 30 secondes.
Impact sur les animaux
La molécule que nous proposons comme adjuvant de vaccination est utilisée en clinique, depuis plusieurs années, dans différents essais thérapeutiques visant à reconstituer les populations lymphocytaires chez les patients. Lors des essais cliniques chez les patients ou d’expérience précédentes chez la souris l’administration de cette molécule n’a pas entrainé d’effet adverse majeur. De même, l’administration de l’antigène que nous utilisons par voie intra-trachéale n’engendre pas d’effet adverse notable. Il est fort probable qu’il en sera de même en administration vaginale. Cependant, il peut arriver que suite aux administrations intra-trachéales, une souris présente des signes de souffrance ou de détresse respiratoire. La vaccination intravaginale est atraumatique et ne présente en tant que tel aucun risque. L’infection par le virus de la grippe est pathogène chez la souris. Aux doses utilisées dans notre protocole, une majorité des souris infectées sans vaccination préalables développe une pathologie principalement marquée par un état grippal et une perte de poids importante. Cependant, même après une perte de poids importante en phase aiguë de l’infection par le virus de la grippe, les souris éliminent généralement l’infection en 10-12 jours et retrouvent leur état initial vers le jour 14. Dans le cas de l’infection par le virus de l’herpès, des signes similaires peuvent être observés. De plus, si l’infection se développe, des lésions vésiculaires peuvent apparaitre au niveau de l’appareil génital. Ces manifestations sont réversibles en quelques jours. Dans les cas les plus graves, on observe des signes de paralysie des membres postérieurs.
Devenir
A la fin de chaque procédure, les souris seront mises à mort pour nous permettre une étude approfondie des organes cibles de l’immunisation et/ou de l’infection, ainsi que des réponses immunitaires.
Remplacement
Nos expériences concernent la mise en place d’une réponse immunitaire muqueuse suite à une vaccination. Il n’existe pas d’alternative à l’utilisation d’animaux vivants pour ce type de protocole. En effet, le développement d’une réponse immunitaire muqueuse est un processus complexe qui implique à la fois le tissu muqueux lui-même et le système immunitaire dans son ensemble, combinaison qu’il n’est pas possible de reproduire in vitro. Au préalable des expériences, nous avons réalisé des dosages in vitro du stock viral infectieux de virus de l’herpès que nous allons utiliser in vivo. Ce dosage en quantité de virus et titre infectieux nous permet de réduire le nombre de doses à utiliser pour établir la meilleure dose infectieuse à administrer aux souris, donc de limiter le nombre de souris. Le virus de la grippe que nous utilisons a déjà été titré in vitro et in vivo et est utilisé en routine, in vivo chez la souris. La dose infectieuse étant déjà établie, nous n’avons pas besoin de la doser ici. Le neuropeptide dont nous testons l’effet inhibiteur sur l’infection vaginale ainsi que ses 2 analogues chimiques ont ont été testés in vivo et dans les modèles cellulaires en culture, sans montrer de toxicité particulière.
Réduction
D’après nos études précédentes, l’impact de l’administration de la protéine que nous utilisons comme adjuvant de vaccination muqueuse sur les muqueuses est suffisamment important pour que des groupes de 12 souris soient suffisants pour observer des différences significatives au seuil de 5% dans les expériences de mesure de réponse immune après immunisation par l’antigène modèle. De même, notre étude préliminaire montre que la protection contre la pathologie induite par l’infection par le virus de la grippe devrait être statistiquement significative avec des groupes de 12 souris. Compte tenu des données de la littérature, nous estimons que des groupes de 12 souris devraient également permettre de conclure sur l’efficacité vaccinale dans le modèle d’infection par le virus de l’herpès génital. Cependant, si des différences significatives sont obtenues avec les premières expériences réalisées sur des groupes de 6 souris, nous réduirons les groupes expérimentaux à 6 individus.
Raffinement
Les animaux bénéficieront d’un enrichissement avec du papier absorbant à déchiqueter et d'un abri en papier maché ainsi que de coton et d’une nacelle pour faire leur nid. Pour limiter le stress induit par la manipulation des animaux, toutes les procédures seront réalisées sous anesthésie générale, à l’exception des injections sous cutanées et intra-péritonéales. Pour chaque procédure expérimentale, une grille de score adaptée a été mise en place de manière à évaluer l’apparition éventuelle de toute souffrance ou détresse et pouvoir y remédier. Des points limites ont été fixés pour chaque procédure.
Choix des espèces
Le modèle souris, largement utilisé en laboratoire, est utilisé pour sa praticité et la bonne connaissance de son système immunitaire. Ces animaux sont susceptibles à l’infection par le virus de la grippe et le virus de l’herpès et développent une pathologie suite à l’infection par ces virus et peuvent être immunisés contre eux par vaccination. La souris présente également un système immunitaire muqueux proche de celui de l’Homme, les données obtenues grâce à nos expériences pourront alors ouvrir la voie à de nouvelles recherches chez l’Homme. De plus, dans le modèle souris, des lignées dont certains gènes ont été invalidés sont particulièrement intéressantes et seront utilisées pour notre étude. Animaux adultes âgés de 7-8 semaines, âge à partir duquel le système immunitaire est considéré comme mature chez la souris et les souris suffisamment jeunes pour avoir des réponses immunes de bonne qualité.
Caractériser l’impact du rythme circadien sur la réponse au stress de l’épithélium rénal
- Recherche fondamentale
- Système urogénital
104 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Elles reçoivent des injections provoquant une blessure des cellules filtrantes du rein, une partie étant gardée jusqu'à 32 jours au risque de développer une insuffisance rénale, pour étudier l'influence du rythme circadien sur la réparation rénale. Le porteur annonce une hématurie et une perte de poids possibles, les souris étant tuées par perfusion intracardiaque ou asphyxie pour analyser leurs reins. Il affirme que seul l'animal permet d'étudier le fonctionnement d'un organe entier, les pistes thérapeutiques restant à ouvrir.
Objectifs
Le rein assure des fonctions cruciales qui permettent de filtrer le sang afin d'éliminer les déchets de l'organisme dans les urines. La filtration rénale dépend de cellules spécialisées nommées podocytes. Ces cellules sont blessées chez 90% des patients souffrant de maladies chroniques rénales. Des résultats récents suggèrent que le rythme circadien joue un rôle important pour permettre aux podocytes de se réparer suite à une blessure. Dans ce projet, nous allons déterminer comment le rythme circadien influence la capacité des podocytes à répondre à une blessure. Les résultats obtenus grâce à ce projet fourniront des connaissances cruciales pour le développement de stratégies thérapeutiques permettant de traiter les patients atteints de maladies rénales.
Bénéfices attendus
Les résultats générés par ce projet permettront d'ouvrir de nouvelles pistes thérapeutiques pour favoriser la protection et la réparation des podocytes face aux blessures accumulées au cours de la vie adulte. Ce travail permettra à terme de tester des approches thérapeutiques innovantes visant à stimuler la capacité des podocytes à répondre à une blessure.
Procédures
Pour les analyses moléculaires (séquençage), les animaux recevront 3 injection intrapéritonéales (1 injection par jour pendant 3 jours consécutifs). Ils vont ensuite recevoir une injection intraveineuse. Ils seront euthanasiés 5 jours après l'injection intraveineuse par perfusion intra-cardiaque après avoir reçu 2 injections intrapéritonéales (analgésie et anesthésie). Pour les analyses histologiques, les animaux vont recevoir une injection intraveineuse. Ils seront euthanasiés 18 ou 32 jours après cette injection un automate par asphyxie au CO2. Durée des injections intrapéritonéales: environ 3 secondes. Durée des injections intraveineuses: environ 5 secondes. Durée des perfusions intracardiaques: environ 5 minutes. Les collectes d’urines se feront par une méthode non-invasive, à savoir par miction spontanée lors de la préhension des souris. Si les souris n’urinent pas lors de la préhension, elles seront placées individuellement, pendant 2 à 3h, dans des boîtes en plastique dans lesquels nous avons percé de petits trous pour permettre une bonne respiration. Ces boîtes sont dépourvues de litière, boisson et aliment, et le fond a été recouvert avec des plaques en plastiques type « 96 puits ». A l’issue de cette période, les animaux seront replacés dans leurs cages d’origine avec leurs congénères et l’urine excrétée par miction spontanée de l’animal sera alors collectée dans les puits.
Impact sur les animaux
Les souris utilisées dans ce projet ne présentent aucun phénotype dommageable. L'injection intraveineuse va entrainer une blessure des podocytes. Cette blessure peut avoir des conséquences sur l'état de santé général des souris.Toutefois, les animaux seront euthanasiés 5 jours après l’injection pour les analyses moléculaires, un temps beaucoup trop court pour développer des symptômes suite à une insuffisance rénale. Pour les analyses histologiques, les animaux seront maintenus vivant jusqu’à 32 jours suite à la blessure, et seront donc susceptibles de développer une insuffisance rénale caractérisée par une hématurie. Une perte de poids transitoire est fréquemment observée dans les 10 jours qui suivent l'injection intraveineuse.
Devenir
Tous les animaux seront euthanasiés afin de permettre d'analyser par séquençage et histologiquement les résultats obtenus.
Remplacement
Bien que les techniques de culture cellulaire aient fortement évoluées, les études in vitro ne permettent pas d’étudier des processus biologiques complexes. Seuls les modèles animaux permettent d’aborder des questions relatives au fonctionnement d’un organe dans son ensemble et à l’influence de l’environnement. Aussi, par définition, notre objectif scientifique nécessite le recours à l’expérimentation animale.
Réduction
En tenant compte des exigences de réduction imposées par la législation, nous avons choisi d’utiliser un nombre minimum de souris par groupe expérimental qui nous permet d’obtenir des résultats statistiquement exploitables. Aussi, pour les analyses moléculaires, les animaux seront soumis à l'expérimentation de manière séquentielle, ce qui nous permettra de stopper cette expérimentation dès que nous aurons collecté des échantillons de qualité́ suffisante pour réaliser un séquençage et ainsi de réduire au maximum le nombre d’animaux utilisés. Pour réaliser ce projet, nous utiliserons un maximum de 104 animaux.
Raffinement
Pour les analyses moléculaires (séquençage), les animaux sont euthanasiés par exsanguination. Ces animaux sont tout d’abord anesthésiés profondément par administration d’un mélange d’anesthésique et de sédatif. Avant toute intervention, la profondeur de l’anesthésie est vérifiée par l’absence de réflexe de retrait suite au mincement des orteils. Cette approche garantit que l’animal ne souffrira pas pendant la perfusion. De plus, les animaux seront analgésiés afin de réduire au maximum la douleur potentiellement subie par les animaux. Pour les analyses histologiques, l’évolution de la dysfonction de la filtration rénale sera surveillée étroitement dès le début de l'expérimentation. Aussi, nous avons mis en place un suivi strict et régulier de la douleur et du stress potentiellement engendrés par l'expérimentation grâce à l’utilisation d’une grille de score. Si un problème est détecté́ sur un animal lors de ces observations, la complétion de la grille permettra de déterminer de façon objective le devenir de l’animal (suivi rapproché, euthanasie).
Choix des espèces
La réalisation de ce projet permettra de comprendre comment le rythme circadien influence la réponse des podocytes au stress. La souris apparait comme un excellent modèle pour répondre à cette question car elle présente de grandes similitudes avec l’Homme. En effet, le rein des souris est histologiquement et physiologiquement similaire à celui des humains. Dans ce projet, nous allons utiliser des animaux jeunes (2 à 6 mois). En effet, les animaux de cette tranche d’âge ont un fonctionnement rénal optimal qui n’est pas encore altéré par le vieillissement.
Administration de molécules pharmacologiques et suivi de leurs effets chez le mouton et le porc
- Recherche fondamentale
- Système urogénital
Moutons : 6
24 moutons et cochons vont être utilisés dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, une partie réutilisée et six tués à l'issue. Ils subissent des prélèvements sanguins très fréquents, jusqu'à dix-neuf par jour, et la pose de cathéters veineux et de sondes urinaires, pour étudier le devenir de molécules pharmacologiques chez ces espèces. Le porteur indique que les moutons privés d'accès veineux sont réformés puis, selon leur état, euthanasiés pour des travaux pratiques d'autopsie ou réutilisés pour des exercices de contention, tandis que les cochons sont tués mais réutilisés autant que possible pour l'entraînement chirurgical. Il conclut que la complexité des organismes impose une étude in vivo.
Objectifs
Que ce soit pour le développement de nouvelles méthodes d’investigation clinique pour l’homme ou l’animal en médecine vétérinaire ou que ce soit pour l’évaluation de molécules pharmacologiques, il est nécessaire de procéder en deux phases : - le développement préclinique, - puis le développement clinique. Ici, nous nous intéressons uniquement à la phase préclinique. Le développement préclinique a, entre autres, pour objectif de définir l’activité pharmacologique, pharmacocinétique et toxicologique des molécules étudiées.
Bénéfices attendus
Ce projet permettra à court terme de développer de nouvelles méthodes d’investigation cliniques utiles à la fois en médecine vétérinaire (notament sur les espèces de rentes qui sont souvent négligées) et en recherche préclinique. Ce projet permettra également d’identifier les effets pharmacologiques des molécules étudiées ou leur devenir chez le mouton ou le porc, ainsi que d’évaluer leur toxicité éventuelle. Ce projet devrait donc permettre à long terme d’améliorer les soins cliniques apportés aux animaux d’élevage et fournir des informations précliniques (grace aux données pharmacocinétiques ou pharmacodynamiques) qui peuvent être utilisées par la suite par l’ensemble de la communauté scientifique.
Procédures
Des prélèvements sanguins fréquents sont prévus. Notre protocole prévoit de réaliser au maximum 19 prélèvements de 3 ml par jour. Ceci représente 57 ml de sang prélevés par animal par jour ce qui correspond à moins de 2% du volume sanguin du mouton. Des prélèvements d'urine peuvent être nécessaires et se feront à l'aide d'une sonde urinaire préalablement mise en place. Les prélèvements sanguins ou urinaires ne durent pas plus de 30 secondes chacun y compris le temps de rinçage du cathéter pour les prélèvements sanguins.
Impact sur les animaux
Les effets indésirables sont classés selon leur fréquence d’apparition. Les mesures correctives mises en place sont précisées. Catheter veineux : - Rare (moins de 10 cas/an dans notre structure): Risque de thrombose du catheter. En l'absence d'arguments bibliographiques, il n’est pas possible de proposer une recommandation concernant l’utilisation d’un verrou héparine, ou d’un verrou au sérum physiologique seul le rinçage régulier et biquotidien avec du serum physiologique hépariné semble efficace à titre préventif. Si cet événement survient, le cathéter est retiré. Soit un nouveau cathéter est mis en place sur un autre site sous anesthésie/tranquilisation, soit l’animal est exclu de l’étude. Dans tous les cas l’animal reste sous surveillance pendant plusieurs jours. - Assez Rare (Moins 1 cas/an dans notre structure): Inflammation locale ou infection. Afin d’éviter cela, toutes les précautions d’aseptie et d’antisepsie lors de manipulation du cathéter sont mises en place. Avant la manipulation du cathéter, un traitement hygiénique (gants et bouchon du catheter) par friction désinfectante à l'aide d'un gel ou d’une solution hydro-alcoolique est réalisé. Le site d’insertion du cathéter est examiné au moins une fois par jour à la recherche de signes locaux. La réfection du pansement est réalisée uniquement s’il est décollé ou souillé. Le cathéter est retiré en cas de complication locale ou de suspicion d’infection systémique. Effet sur l’animal : gène et douleur au niveau du site de l’affection et signes généraux possibles. Lors de la survenue de cette affection, l’animal est exclu de l’étude, traité et placé sous surveillance. - Très Rare : phlébite suite à la pose du cathéter veineux. Effet sur l’animal : gène et douleur au niveau du site de l’affection et signes généraux possibles. Dans ce cas l’animal est exclu de l’étude, traité et placé sous surveillance. Dans les cas les plus graves l’animal est euthanasié. Sonde urinaire : - Risque d’infection urinaire : La sonde est retirée, l’animal est traité et placé sous surveillance. - Risque d’arrachement de la sonde : rare. L’animal est traité et placé sous surveillance. Afin de limiter les risques d’arrachement les sondes urinaires sont suturées lors de la pose. Les moutons peuvent rester en groupe mais les porcs sont placés en cage individuelles tout en leur permettant de conserver des interractions sociales avec leurs congénères placés dans les cages adjacentes.
Devenir
Pour les moutons : Les animaux n’ayant plus d’accès vasculaires jugulaires ne peuvent être réutilisés et sont donc réformés. Parmi ces animaux réformés, certains (en accord avec le vétérinaire responsable) sont euthanasiés puis utilisés à des fins pédagogiques (TP d’autopsie). Les animaux n’ayant plus d’accès vasculaires jugulaires ne peuvent être réutilisés et sont donc réformés. Parmi ces animaux réformés, ceux présentant un bon état de santé peuvent être ré-utilisés à des fins pédagogiques (TP contention, TP tonte). Les animaux non réformés peuvent être ré-utilisés en expérimentation après une période de repos d’au moins trois semaines avec un suivi médical. L’avis d’un vétérnaire sera requis avant toute réutilisation. Pour les porcs : Les animaux sont tous mis à mort à la fin de l’expérimentation. Toutefois, nous ferons en sorte qu'un maximum d'animaux soient réutilisés, notamment à des fins pédagogique (TP autopsie, entrainement à des gestes chirurgicaux spécifiques, …).
Remplacement
La finalisation de méthodes d’investigation cliniques ou l’application de méthodes d’investigation clinique d’une espèce à une autre ne peuvent être réalisées par définition qu’in vivo. Les effets des molécules pharmacologiques étudiées peuvent être évaluées au préalable par l’obtention de données in vivo ou ex vivo. Cependant, du fait de la complexité des organismes, les effets multiples sur plusieurs organes ne peuvent être étudiés qu’in vivo. Les études in vivo permettent ainsi une analyse et une prédiction plus fiable de la pharmacocinétique animale et également humaine d'après des données d'études scientifiques. Néanmoins, avant nos études, les caractéristiques physico-chimiques des produits sont évaluées in vitro et une recherche bibliographique approfondie est menée.
Réduction
Nous utilisons le nombre le plus réduit possible d’animaux notamment en réalisant lorsque cela est possible des essais croisés avec des périodes de washout. Les études de pharmacocinétique sur animaux s’effectuent habituellement (selon la littérature) avec des groupes de 6 à 8 animaux par test. Une approche statistique permet de déterminer le nombre d'animaux minimum nécessaire pour l'étude.
Raffinement
Les animaux sont acclimatés et maintenus en groupe tant que c'est possible. Ils ne sont isolés que lorsqu'ils sont équipés de cathéters qu'un congénère pourrait détériorer. Auquel cas on maintient entre eux un contact visuel et olfactif et notre équipe continue à entretenir un contact social. Les catheters sont entretenus régulièrement pour éviter qu'ils ne se bouchent. Toutes les phases douloureuses sont anticipées par des traitements analgésiques. Au terme des protocoles, un examen clinique permet de déterminer si les animaux sont réutilisables pour un autre protocole. Nous veillons à limiter le nombre d'utilisations, pour éviter de trop solliciter les animaux qui sont soit placés, soit inclus dans un protocole qui termine par l'euthanasie. Par ailleurs, le plan de prélèvements sanguins est conçu de sorte à ne jamais prélever un volume de sang supérieur à 7,5% du volume circulant de l'animal. De même, les volumes administrés ne dépasseront pas les recommandations communément admises dans "A Good Practice Guide to the Administration of Substances and Removal of Blood, Including Routes and Volumes". Les points limites spécifiques sont repris dans une grille de scoring de la douleur. Cette grille est élaborée à partir de critères d'observation des animaux d'une part (porcs : posture, activité et interraction avec congénères / ovins: idem +rumination) et de critères de mesures objectives comme la prise de boisson, de nouriture, la température corporelle, la prise de poids, les paramètres physiologiques (fréquence respiratoire, fécès). Au niveau des sites d'implantation des cathéters les signes de chaleur ou de douleur et l'évaluation de son intensité est réalisée par du personnel formé. En cas de doute le vétérnaire est imédiatement informé et passe dans l'heure qui suit. En cas d'hyperthermie les animaux sont immédiatement traités par des anti-pyrétiques ou des anti-inflammatoires. Les points limites conduisant à l'éviction de l'animal sont : complications liées à la mises en place des cathéters et de la sonde urinaire comme de la fièvre ne retrocédant pas aux anti-pyrétiques dans les 48h (ou moins si très élevée ou si d'autres signes de douleur), abcès ne régressant pas suite au traitement, déshydratation, léthargie ou prostration persistante associée aux autres signes. Ces situations ne sont que très rarement rencontrées dans ce type d'étude.
Choix des espèces
Les études de pharmocinétique ou de pharmacodynamie réalisées in vivo et ex vivo permettent d’orienter les conclusions et de mieux cibler des molécules intéressantes en santé humaine et animale. Cependant, du fait de la complexité des organismes, l’obtention de résultats précis et fiables nécessite obligatoirement de mettre en place un modèle animal. Par ailleurs, le choix d’animaux de grande taille (tels que le porc et le mouton) permet d’évaluer les effets de molécules d’intérets dans ces espèces qui peuvent constituer les espèces cibles. Ce choix permet également de faciliter les corrélations entre l’animal et l’humain du fait d’un poids similaire (mouton de 60 kg avec un volume sanguin proche de celui de l’homme) ainsi que parfois d’une physiologie plus proche en particulier chez le porc. Par exemple pour l’étude de molécules ayant une distribution hépatique, il est important de vérifier la physiologie de la libération de la bile dans le modèle animal. Or, la composition de la bile chez le porc est très similaire à celle de l’Homme. De même, la physiologie rénale du porc ressemble fortement à celle de l’Homme.
Hébergement de lignées de rongeurs génétiquement altérés
- Conservation des espèces
- Enquêtes médicolégales
- Enseignement supérieur
- Formation professionnelle
- Maintien des lignées génétiquement modifiées
- Production de routine
- Protection de l’environnement
- Recherche appliquée
- Alimentation animale
- Autres troubles humains
- Bien-être animal
- Cancers
- Diagnostic des maladies
- Maladies animales
- Maladies infectieuses
- Toxicologie (hors obligations réglementaires)
- Troubles cardiaques
- Troubles endocriniens
- Troubles gastrointestinaux
- Troubles immunitaires
- Troubles musculosquelettiques
- Troubles nerveux
- Troubles respiratoires
- Troubles sensoriels
- Troubles urogénitaux
- Recherche fondamentale
- Autre recherche fondamentale
- Biologie du développement
- Éthologie / comportement / biologie animale
- Multisystémique
- Oncologie
- Organes sensoriels
- Système cardiaque
- Système endocrinien
- Système gastrointestinal
- Système immunitaire
- Système musculosquelettique
- Système nerveux
- Système respiratoire
- Système urogénital
- Tests réglementaires
- Autres tests de tolérance et d’efficacité
- Contrôles de qualité
- Toxicologie et autres tests de sécurité
Rats : 25000
250000 souris et rats vont être utilisés dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger à modéré, une partie expédiée aux scientifiques qui les ont commandés et le reste tué. Ce projet d'élevage industriel de lignées génétiquement modifiées prévoit identification, jusqu'à quatre biopsies à l'oreille ou à la queue et des prélèvements sanguins par animal, certaines lignées exprimant un phénotype dommageable comme un diabète, une hémophilie ou une immunodéficience. Le porteur indique que les animaux "appartiennent au scientifique" et ne peuvent être replacés. Il présente l'élevage sur mesure de rongeurs "à fournir aux scientifiques" comme un service rendu à la communauté de recherche.
Objectifs
Ce projet a pour objectif la création, caractérisation et/ou l’élevage de lignée transgéniques à phénotypes dommageables ainsi que la réalisation d'une biopsie par méthode invasive séparément du geste d'identification sur des lignées transgéniques dans le but d'héberger ou de maintenir des lignées de rongeurs génétiquement modifiés pour le compte de la communauté scientifique. Les animaux génétiquement modifiés sont utilisés comme modèle expérimental pour la recherche (compréhension de maladies d’origine génétique comme par exemple la mucoviscidose, l’hémophilie ou encore la myopathie dans différents domaines : facteurs de risque, mécanismes physiopathologiques, essais thérapeutiques, ...) ou pour le développement de médicaments. A la réception ou à la création de lignées transgéniques, si la présence d’un phénotype dommageable n’a pas été analysée, une caractérisation de la lignée sera réalisée afin d'évaluer le bien-être animal et permettre la gestion optimale des possibles expressions cliniques du phénotype dommageable, leur prévention ou leur traitement adéquat. Lorsque le phénotype dommageable est avéré et connu, la gestion de cette lignée sera adaptée à ce dernier par la définition / surveillance des possibles signes cliniques associés à l'expression de ce phénotype ainsi que leur prévention et traitement. Pour toute lignée transgénique hébergée/élevée, il est important de connaitre le génotype des animaux, ainsi, en plus de l’identification, une biopsie avec une méthode invasive sera réalisée. Le but de cette biopsie est donc d’analyser le génotype de chaque animal afin de sélectionner celui d'intérêt. En 2022, sur 505 projets transgéniques au total (225 000 animaux), seulement 95 lignées étaient signalées avec un phénotype dommageable (19%, soit 43 000 animaux). Parmi ces 19%, moins de 1% ont réellement exprimé un phénotype dommageable. Ces phénotypes peuvent être catégorisés en tant qu’immunodéficient ; hémophile ; maladie métabolique ; trouble neurologique ; pathologie musculaire et articulaire ou cancer, mais nous ne pouvons prévoir précisément le nombre de lignées par catégories, cela dépend des sujets de recherche des scientifiques. Pour ce projet, nous comptons 250 000 animaux (ajout de 10% en prévision de la hausse d’activité) répartis entre 500 et 600 projets d’élevage de lignées transgéniques différentes. Entre 15- 20% de ces projets concerneront des lignées dont une partie des animaux pourront exprimer des phénotypes dommageables.
Bénéfices attendus
Ce projet vise à fournir aux scientifiques des animaux transgéniques (avec un statut génétique et sanitaire connu) qui leur permettront de réaliser leurs études sur des organismes entiers et vivants. Ainsi, le bénéfice de ce projet sera de permettre une évaluation et une prise en charge des nuisances causées par la mutation génétique des lignées génétiquement altérées et une standardisation et raffinement des méthodes de prélèvement de tissus pour la caractérisation génétique de ces lignées. Le tout permettra d’avoir une meilleure maitrise de la production et de la qualité génétique, sanitaire et zootechnique des animaux génétiquement altérés à fournir aux scientifiques pour leurs expérimentations.
Procédures
Selon les besoins du projet, les animaux pourront être soumis par animal : A une identification unique, acte d’une durée maximale de 20 secondes, à maximum 4 biopsies (à l’oreille préférentiellement ; à la queue sur justification scientifique), acte d’une durée maximale d’une minute, à des prélèvements sanguins au volume et fréquence conformément à la réglementation en vigueur (maximum 4 prélèvements sanguins par jour) d’une durée maximale d’une minute. Un hébergement isolé peut être nécessaire en cas d’animal fragile ou d’animal agressif. Selon les besoins du projet, les animaux hébergés soumis aux nuisances énoncées pourront être de phénotype dommageable.
Impact sur les animaux
Expression possible d’un phénotype dommageable due à la mutation génétique (immunodépression, arthrite, diabète, hémophilie, …). Chaque effet indésirable est notifié si connu à l’arrivée des animaux ou estimé lors de l’hébergement. Un suivi adapté et des mesures de raffinement spécifiques sur avis vétérinaire sont mis en place en fonction de l’impact observé / attendu chez l’animal. Sur la base du suivi rapproché effectué sur ces souches et des raffinements mis en place, la nuisance sur l’animal est légère à modérée. Stress suite à la contention pour identification Douleur et stress dus aux biopsies (nombre maximum de 4) si besoin d’identifier le génotype d’intérêt. La biopsie à l’oreille est privilégiée (environ 3mm x 3mm ou languette de 5mm de large maximum, plusieurs biopsies peuvent être faite si nécessaire et justification, âge minimum : 7 jours). Compte tenu de la taille de la biopsie et de la zone (oreille peu sensible), la nuisance sur l’animal est légère. Les biopsies à la queue sont possibles sur justification scientifique (biopsies de queue de 5mm maximum, une 2eme biopsie peut être réalisée sous justification du scientifique, âge minimum : 7 jours). Compte tenu de la taille de la biopsie et de la zone, la nuisance sur l’animal est légère pour les animaux de moins de 3 semaines (queue peu sensible) et modérée pour les animaux de plus de 3 semaines. Douleur et stress dus aux prélèvements de sang (volume et fréquence conformément à la réglementation en vigueur et les bonnes pratiques et raffinements internes). Une anesthésie pourra être appliquée en fonction du lieu du prélèvement. Hébergement isolé la période de récupération post opératoire pour les femelles réimplantées ou en cas d’agressivité au sein du groupe social afin de limiter la douleur et le stress liés à cette agressivité. Mise en place d’enrichissements supplémentaires et adaptés en cas d’hébergement isolé.
Devenir
A la fin de la procédure, les animaux sont soit expédiés, soit mis à mort (les animaux appartiennent au scientifique et ne peuvent être replacés).
Remplacement
Ce projet vise à fournir aux scientifiques des animaux génétiquement altérés qui leur permettront d’étudier dans des organismes entiers et vivants toutes les conséquences d’une altération génétique définie et/ou l’intérêt de molécules thérapeutiques pour lutter contre ces conséquences. Ceci implique l’étude de divers processus biologiques et systèmes physiologiques complexes et nombreux au fur et à mesure de la vie du modèle et nécessite de disposer d’organismes vivants et entiers afin de pouvoir observer l’impact de l’altération génétique ou d’une molécule thérapeutique dans l’ensemble des organes, tissus et fonctions physiologiques. La complexité des mécanismes mis en jeu ne permet donc pas de réaliser de nos jours de tels projets sur des modèles in vitro.
Réduction
Le nombre d’animaux hébergé et mis en accouplement est calculé en fonction des besoins stricts de chaque scientifique. Les chercheurs sont sensibilisés à la nécessité de limiter le nombre d’animaux utilisés et nous mettons en œuvre des améliorations continues de nos méthodes de reproduction pour réduire le nombre d'animaux nécessaire pour obtenir un niveau d'élevage correspondant aux objectifs du projet (par exemple : Adaptation du sexe du reproducteur transgénique quand il est accouplé avec des animaux non transgéniques afin de maximiser les chances de fertilités (phénotype impactant la reproduction), ou d’éviter les mères dont le phénotype réduit les comportements maternels).
Raffinement
Les observations par le personnel permettent d’évaluer le stress, la douleur et la souffrance et d’y répondre au plus vite en contactant les techniciens qualifiés, compétents et le vétérinaire. Si un point limite est atteint, le technicien met en place des soins particuliers, un enrichissement adapté, un isolement et/ou si besoin la mise à mort de l’animal. En cas de signe clinique particulier, un suivi adapté est mis en place et géré par des techniciens qualifiés, compétents au suivi vétérinaire des animaux. Les lignées connues pour pouvoir présenter un phénotype dommageable peuvent être observées et vérifiées de manière plus fréquente et plus spécifique avec des points limites et des raffinements précis. Ceci est évalué lors de la caractérisation du phénotype de la lignée ou en lien avec le scientifique en charge de cette lignée et le vétérinaire lorsque le phénotype attendu est connu. Ces observations sont facilitées par l’utilisation d’outils internes de suivi de type grille de score. En cas de détection d’un point limite, l’animal est immédiatement mis à mort. Pour chaque phénotype dommageable, une mise en place de points limites non terminaux est adoptée afin de réaliser un suivi plus précis et plus optimum et la mise en place de soins adaptés (soutien nutritionnel, enrichissement spécifique, …). Si des animaux présentent des signes cliniques qui peuvent être atténués ou guéris à l’aide d’un traitement, avec accord du scientifique, ce traitement est mis en place. Les animaux déclarant un phénotype dommageable léger à modéré mais aptes à voyager seront expédiés avec une communication auprès de l’utilisateur final afin qu’il puisse gérer selon les règles éthiques et de bien-être animal leur réception et utilisation. En cas de prélèvements sanguins, les volumes prélevés ainsi que les périodes de récupération suivront la réglementation, les recommandations de la « Federation of European Laboratory Animal Science Associations » (FELASA) ainsi que les raffinements et bonnes pratiques internes. Les injections et prélèvements ne pourront être réalisées que sur des sites sans hématome ni inflammation apparente, en utilisant des aiguilles stériles adaptées (à la taille de l’animal et à la voie d’abord) et à usage unique. A chaque abord d’une voie vasculaire, un point de compression sera effectué le temps suffisant pour assurer l’arrêt du saignement. Une observation de l'animal sera réalisée au retour dans sa cage pour s'assurer de sa récupération immédiate.
Choix des espèces
Les rats et les souris sont les espèces pour lesquelles les manipulations génétiques sont les plus développées, les mieux maitrisées et pour lesquelles les données scientifiques sont nombreuses. De plus, ces espèces permettent d’élever rapidement un nombre d’animaux suffisamment important pour pouvoir avoir des données scientifiquement exploitables. Ce sont les espèces qui permettent à la communauté scientifique de réaliser un certain nombre d’études en recherche et développement grâce aux données historiques et à leur connaissance de ces modèles animaux. Lors de la caractérisation des lignées, l’observation détaillée et l’analyse de la présence du phénotype dommageable sont réalisées à la naissance, au sevrage et 8 semaines d'âge. Il est également possible de prolonger sur l'âge adulte si les animaux sont conservés plus longtemps. - Hébergement des lignées à phénotypes dommageables fait à tout âge. -Biopsies réalisées le plus souvent (99% des cas) une semaine avant le sevrage ou au sevrage. Dans environ 1% des cas, une recoupe à l’âge adulte peut être demandé par le client. - Prélèvement de sang dans la plupart des cas fait en submandibulaire après 4 semaines d’âge minimum (adulte).
Optimisation des greffons en transplantation utérine : intérêt de la machine de perfusion dans un modèle porcin d’hétérotranplantation
- Recherche fondamentale
- Système urogénital
40 truies vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré ou menées sans réveil. Vingt donneuses sont opérées pour prélever leur utérus, dont dix après ligature de l'aorte simulant un manque d'irrigation, et vingt receveuses reçoivent la greffe, sont réveillées puis ré-opérées 48 heures plus tard sans réveil et tuées. L'objet du projet est de tester si une machine de perfusion améliore la conservation des greffons en transplantation utérine. Le porteur affirme que le modèle porcin est "pertinent" par sa proximité anatomique avec l'humain et exclut toute approche in vitro.
Objectifs
La transplantation utérine est une procédure chirurgicale très novatrice et récente. Les utérus implantés proviennent généralement de donneuses en état de mort encéphalique, ce qui implique très souvent un stress du greffon entre la mort et le prélèvement puis entre le prélèvement et l’implantation chez la receveuse. En transplantation rénale ou hépatique, une machine de perfusion hypothermique est utilisée pour conserver l’organe entre son prélèvement et la greffe, mais l’intérêt de cette machine dans le cadre de la greffe utérine n’est pas connu, notamment pour des temps de conservation longue de l’organe (>6h). L'objectif de ce travail est de savoir si en transplantation utérine la machine de perfusion permettrait d’optimiser la qualité du greffon.
Bénéfices attendus
La mise en évidence d'une optimisation de la qualité du greffon grâce à l'usage d'une machine de perfusion hypothermique en transplantation utérine permettrait d'implémenter cette pratique en clinique de manière à accepter un plus grand nombre de greffons issus de donneuses en état de mort encéphalique.
Procédures
Quarante truies pubères de race Large White (6 mois) seront utilisées pour ce projet : 20 donneuses chez lesquelles l’utérus sera prélevé en vue d’une transplantation chez 20 receveuses. La moitié des truies donneuses (N=10) subira une ligature de l’aorte abdominale 30 min avant le prélèvement de l’utérus (hystérectomie), afin de mimer un déficit d’irrigation sanguine à température corporelle (ischémie chaude). Après prélèvement de l’utérus, les greffons avec ou sans ischémie chaude seront ensuite répartis équitablement en deux traitements différents d’ischémie froide pendant 12 heures (pas d’irrigation sanguine et conservation à froid) : un rinçage simple avec une solution spécifique à 4°C ou bien une perfusion hypothermique oxygénée avec une machine dédiée. Les truies receveuses seront donc réparties en 4 groupes : 1) rinçage simple avec ischémie chaude ; 2) rinçage simple sans ischémie chaude ; 3) perfusion hypothermique oxygénée avec ischémie chaude et 4) perfusion hypothermique oxygénée sans ischémie chaude. Différents paramètres biologiques seront enregistrés avant et à différents temps durant l’IF. Les truies receveuses seront réveillées avant de subir 48h plus tard une nouvelle chirurgie sans réveil qui permettra d’étudier différents paramètres de viabilité du greffon utérin.
Impact sur les animaux
Les effets indésirables de ce protocole sont d'éventuelles douleurs au réveil après la chirurgie chez les truies receveuses, mais qui seront prises en charge selon un protocole d'analgésie approprié.
Devenir
Les truies donneuses d'utérus sont euthanasiés sous anesthésie suite au prélèvement de l'utérus. Les truies receveuses sont gardées en vie durant 48h après la transplantation utérine avant d'être anesthésiées pour prélèvement utérin final et euthanasie. Il s'agit d'évaluer le statut du greffon prélevé puis transplanté.
Remplacement
Cette expérimentation préclinique est indispensable à la génération de données in vivo permettant l’extrapolation à l’humain des effets de la machine de perfusion hypothermique. Le modèle porcin est un modèle déjà validé au laboratoire, qui a fait l’objet de publications antérieures. Son remplacement par un modèle rongeur ne serait pas adapté puisqu’il s’agit de rechercher la plus grande proximité biologique et anatomique possible entre le modèle animal et l’humain. Pour cette étude, il n’est évidemment pas possible d’envisager des approches in vitro ou in silico.
Réduction
Les effectifs calculés pour cette étude (N=5 par groupe) représentent un strict minimum en considérant les paramètres biologiques étudiés et les actes chirurgicaux envisagés.
Raffinement
Toutes les chirurgies seront réalisées par des chirurgiens spécialisés ayant déjà procédé à de telles interventions sur le modèle porcin lors d’un précédent projet validé. Des stratégies d’anesthésie et d’analgésie adéquates et préalablement validées chez cette espèce dans le contexte de la transplantation utérine seront utilisées pour ce projet. L’utilisation de la machine de perfusion hypothermique correspond justement à une optimisation des pratiques chirurgicales, pour accroître la viabilité du greffon et donc les chances de réussite de cette intervention complexe. Des limites adaptées et des critères d'arrêt de souffrance ont été définis. Une grille d'évaluation de la douleur et du bien-être sera en outre utilisée pour le suivi post-opératoire des animaux.
Choix des espèces
Le gabarit du porc fait de lui un gros animal et l’anatomie de celui-ci est proche de celle de l’Homme. La réalisation de la transplantation utérine chez la truie est donc pertinente pour pouvoir transposer les résultats à l’humain. Les animaux seront pubères, âgés de 6 mois, de façon à ce que l’endomètre ait acquis les transformations physiologiques induites par de la puberté et que les résultats soient interprétables en termes de potentiel de nidation.