Système urogénital

90 primates non-humains vont être utilisés, tous gardés vivants et réutilisés à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Trente macaques à longue queue subissent des écouvillons vaginaux trois fois par semaine sur plusieurs mois et des prélèvements d'endomètre par les voies naturelles ou par laparotomie, trente singes vervets des prélèvements sanguins tous les deux jours puis une biopsie utérine par laparotomie, et trente ouistitis une ablation de l'utérus par hystérectomie. Le porteur décrit un projet visant à comprendre l'évolution de la menstruation chez les primates, dont l'humain. Il affirme que le recours aux primates non-humains est "indispensable", ce trait étant selon lui impossible à étudier in vitro.

Objectifs

Les menstruations sont une caractéristique dont l’évolution est récente, et n’existent que chez quelques espèces de mammifères, dont les humains et certains primates : chez les autres espèces, la muqueuse utérine se résorbe en fin de cycle sans saignements. Ce phénomène reste mal connu d’un point de vue scientifique, et est pourtant crucial pour la compréhension de certaines maladies gynécologiques. Chez l'Homme, la menstruation s'accompagne de changements importants dans la composition cellulaire du tissu endométrial, d'une colonisation par des cellules du système immunitaire et d'une réponse anti-inflammatoire. En l'absence de données chez les primates, nous ne savons pas si ces modifications cellulaires sont spécifiques de la menstruation, ou également partagées par les espèces non menstruantes. Dans ce projet global réalisé sur plusieurs sites, nous proposons de récolter des échantillons d'endomètre utérin chez l'Homme et 4 espèces de primates non-humains menstruantes (babouin et macaque) ou non-menstruantes (saïmiri et ouistiti) avant et au moment de la menstruation pour caractériser ce tissu au niveau cellulaire et moléculaire. Nous étudierons l’évolution, l'expression et la régulation des gènes dans les différentes populations cellulaires qui composent l’endomètre utérin chez ces espèces, pour comprendre comment la menstruation a été adoptée au cours de notre histoire évolutive et ainsi clarifier un aspect important de la physiologie humaine.

Bénéfices attendus

Ce projet permettra de caractériser les réseaux moléculaires mis en jeu lors du cycle hormonal et de la menstruation à l'état sain chez les primates, et d'évaluer leur conservation entre espèces. La caractérisation de cet état sain est une base indispensable à la compréhension des mécanismes pathologiques, et pour évaluer si l'utilisation actuelle de primates non-humains comme modèles de recherche pour les maladies telles que l'endométriose est pertinent.

Procédures

Macaque cynomolgus : - écouvillons vaginaux sur animaux éveillés 3 fois par semaine pendant 3 mois minimum - prélèvement sanguin sous anesthésie avant le prélèvement d’endomètre - prélèvements d’endomètre en passant par les voies naturelles (insertion d’un spéculum dans le vagin et passage d’une curette par le col de l’utérus) sous échoguidage. Si le passage du col de l’utérus est impossible (variabilté anatomique), une biopsie directe de l’utérus sera réalisée après laparotomie sous anesthésie. Vervets : - Prélèvements sanguins sous anesthésie tous les 2 jours pour suivi de cycle (dosage hormonal) - prélèvements d’endomètre par biopsie directe de l’utérus après laparotomie sous anesthésie. Ouistitis : - Récolte d’urine par habituation tous les 2 jours pour suivi de cycle (dosage hormonal) - prélèvement d’endomètre par hystérectomie après laparotomie sous anesthésie. Si la quantitié de tissu n’est pas suffisante, une ablation totale de l’utérus peut être envisagée.

Impact sur les animaux

Les dommages prévus dépendent des interventions et des espèces concernées. Il s’agit du stress causé par les captures et contentions répétées des animaux (toutes les espèces), la douleur liée à l’injection intra-musculaire de l’anesthésique pouvant être réalisé 2 fois en tout (macaque) ou tous les 2 jours (vervets), la douleur liée à la création d’hématomes possibles dans le cas de prélèvements sanguins répétés à la veine fémorale (vervets), la douleur liée à la chirurgie de laparatomie nécessitant une ouverture pour accéder à l’utérus (macaques, vervets) et enfin la douleur liée à la chirurgie d’hystérectomie (ouistitis). Les chirurgies, bien que réalisées sous anesthésie générale et couverture analgésique, peuvent engendrer une période de récupération pendant laquelle l’animal peut présenter une réduction de la mobilité et une réaction inflammatoire locale.

Devenir

Tous les animaux sont gardés en vie après avis favorable d’un vétérinaire pour vérifier leur état de santé.

Remplacement

La menstruation étant un trait spécifique aux primates qui ne peut être étudiée sur des modèles in vitro, l'utilisation de modèles primates non-humains est indispensable dans le cadre de ce projet.

Réduction

Entre 3 et 10 réplicats biologiques de bonne qualité sont nécessaires pour la reproductibilité et le pouvoir statistique des analyses de génomique fonctionnelles envisagées dans ce projet. Afin de réduire le nombre d'animaux utilisés et le nombre d'interventions par animal, tout en assurant la qualité du jeu de données, nous prélèverons un échantillon de tissu sur 5 individus différents/espèce à deux points du cycle menstruel (avant et pendant la menstruation), soit un total de 10 individus par espèce. Pour pouvoir prélever 10 individus, le suivi des cycles se fera sur 30 individus/espèce au total (pour être spurs d'avoir suffisament de femelles avec des cycles réguliers pour planifier les biopsies). Cette stratégie d'échantillonnage tient compte de la possibilité que certains échantillons ne soient pas de qualité suffisante pour poursuivre les analyses, sans remettre en cause la viabilité du projet. Il s'agit d'étude qualitative dans ce projet.

Raffinement

Chaque prélèvement d’endomètre sera réalisé sous anesthésie générale et couverture antalgique appropriée. Des points-limites spécifiques permettent de soustraire l’animal à la souffrance. Ce projet ne nécessite pas l’isolement d’animaux, ils seront donc hébergés dans leurs groupes sociaux d’origine. Toutes nos animaleries font l’objet d’un planning de mise à disposition d’enrichissements adaptés à chaque espèce. Les enrichissements sont soit structurels (divers perchoirs, balançoires…), périodiques (jeux de manipulations proposés selon un rythme hebdomadaire) ou alimentaires (graines dans la litière pour fourragement, glaçons surprises, friandises….). Ce programme est supervisé par le responsable du bien-être animal du site.

Choix des espèces

La menstruation est présente chez certains primates et absente chez d'autres. Nous avons sélectionné pour l'étude quatre espèces de primates non-humains et l'Homme. Parmi ces primates, le macaque menstrue mais le vervet, qui leur est plus proche que l'Homme, ne menstrue pas. Le ouistiti, plus éloigné évolutivement, ne menstrue pas et constitue le groupe externe caractéristique de l'état ancestral. Cette configuration nous permettra de mettre en évidence les différences fonctionnelles qui sous-tendent l'apparition des menstruations chez les primates sans effet confondant de la structure de l'arbre phylogénétique. L'étude nécessitant des échantillons de tissu utérin à la fin du cycle menstruel, tous les animaux utilisés sont des adultes en âge de procréer.

216 souris génétiquement modifiées vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Elles reçoivent jusqu'à neuf injections dans l'abdomen puis développent un cancer de la prostate avant d'être disséquées pour étude de la prostate. Le porteur présente l'étude comme un projet pilote destiné surtout à mettre au point le protocole expérimental. Sur le remplacement, il affirme qu'aucun modèle cellulaire ne reproduit la cinétique et la complexité des lésions précancéreuses.

Objectifs

Afin de mieux comprendre l’évolution des cancers de la prostate (CaP), ce projet pilote ,utilisant des lignées de souris génétiquement modifiées, vise à déterminer le protocole expérimental pour identifier les populations cellulaires qui prolifèrent dans les lésions précancéreuses présentant des mutations et une cinétique similaires que celles trouvées chez l’Homme.

Bénéfices attendus

ce projet pilote déterminera le protocole expérimental permettant d'identifier les populations cellulaires qui prolifèrent dans les lésions précancéreuses.

Procédures

Les souris subiront au maximum 9 injections intra-péritonéales espacées de 1 à 10 mois, soit 1 injection quotidienne en intra-péritonéales pendant 5 jours de tamoxifène dans un premier temps, et 1 injection quotidienne d'EdU pendant 4 jours au temps de cinétique choisi. Aucune autre intervention n'est prévue.

Impact sur les animaux

Les souris transgéniques injectées développeront des cellules tumorales qui évolueront en cancer de la prostate (CaP). De plus, une attention particulière sera accordée au niveau de la zone d’injection pour éliminer tout risque d’infection (pas de zone rouge autour de la zone ou de présence de pus).

Devenir

Les animaux seront mis à mort en fin de procédure 1 et 2 afin d'être disséqués pour l'étude de la prostate.

Remplacement

Aucun modèle cellulaire récapitule la cinétique et la complexité cellulaire impliquées dans la formation de lésions précancéreuses. Cette complexité rend nécessaire l'utilisation d'expériences in vivo pour comprendre ce phénomène et identifier d'éventuelles cibles thérapeutiques.

Réduction

Afin de différencier les rôles de différentes molécules pouvant être impliquées dans le développement du CaP, l’ensemble du projet va nécessiter l'utilisation de 2 lignées de souris différentes soit 216 animaux. Ce nombre d'animaux nous permettra d'obtenir des conclusions statistiquement significatives. Par ailleurs, des études préliminaires in vitro et des études pilotes pour identifier le protocole efficace ont été réalisées afin d’éliminer certaines hypothèses et de mieux définir les expériences à effectuer sur les modèles in vivo.

Raffinement

Pour l’ensemble des animaux, la surveillance sera visuelle, avec un suivi de l'aspect général de l'animal, sa posture et son comportement. Si l'animal présente un dos vouté, un pelage hérissé, est inactif après stimulation, ou si les points d'injections présentent des signes d'infection ou d'inflammation il sera retiré de l'étude et pourra bénéficier de soins après l'avis du vétérinaire. Si le cas est plus grave (blessure importante par exemple), l'animal sera mis à mort.

Choix des espèces

La souris est un animal qui a un système immunitaire largement décrit dans la littérature et qui est proche de l’humain avec une immunité innée et adaptative, ce qui est crucial pour la mise en œuvre de notre projet d’étude sur l’interaction des cellules épithéliales de la prostate avec le microenvironnement tumoral. De plus, les souris qui seront utilisées expriment les mêmes protéines que l’homme, ce qui permet de générer les mutations les plus fréquemment identifiées dans le CaP humain. L’ensemble de ces résultats nous permettra d’étudier au plus près l’évolution des lésions de CaP afin de développer des stratégies personnalisées de prévention, de surveillance active et/ou de traitement précoce. Les animaux utilisés seront adultes, de 8 semaines à plus d'un an afin de faire une cinétique en fonction de l'âge.

124 bars européens vont être utilisés dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, 48 tués pour prélèvement de tissus après la première saison de reproduction et 76 gardés en vie et réutilisés pour suivre leur reproduction sur cinq ans. Chaque poisson subit une vingtaine de manipulations sous anesthésie, biométrie, prises de sang et biopsies ovariennes ou vérification de la présence de sperme, à raison d'une par mois quatre mois par an. Le porteur décrit une exposition prolongée à une eau acidifiée pour mesurer les effets du changement climatique sur la reproduction. Il affirme qu'il "n'existe pas d'alternative" à l'expérimentation puisqu'il cherche les mécanismes physiologiques dépendant du pH.

Objectifs

Les émissions de CO2 causées par l'homme vers l’atmosphère sont absorbées par les océans, entraînant une acidification des océans, correspondant à une baisse des valeurs de pH de l’eau océanique. Le GIEC (Groupement d’Expert Intergouvernementaux sur l’Evolution du Climat) prévoit une baisse de 0,4 unité de pH pour 2100, soit un pH de 7,6 contre 8 aujourd’hui. Cette acidification de l’eau affecterait le fonctionnement du système nerveux central des poissons marins, avec un impact indirect sur la maturation sexuelle et la reproduction. Les dernières études scientifiques démontrent que les bars élevés depuis leur naissance dans une eau avec un pH abaissé à 7,6 ont une période de ponte plus tôt dans l’année et la qualité des gamètes diminue également chez les deux sexes. Dans ce contexte, ce projet vise à étudier les effets intergénérationnels sur la maturation sexuelle et la reproduction du bar européen d’une exposition à long terme à l’acidification pendant 5 saisons de reproduction successives.

Bénéfices attendus

Ce projet permettra d’évaluer les effets à long terme et intergénérationnels de l’acidification océanique sur les reproductions successives d’un poisson marin à fort intérêt écologique et économique. Les connaissances ainsi acquises contribueront à l’évaluation des effets du changement climatique sur les organismes marins et pourront potentiellement faire évoluer la stratégie de gestion et de conservation des écosystèmes marins.

Procédures

Les poissons seront soumis à des manipulations répétées (biométrie, prise de sang, biopsie ovarienne/vérification de la présence de sperme), une fois par mois pendant 4 mois par ans (en janvier, février, mars et avril) et durant 5 ans consécutifs. Soit pour 1 poisson 20 manipulations de 5 min en 5 ans.

Impact sur les animaux

Les nuisances attendues sont modérés. La pêche des poissons peut entraîner un léger stress car les poissons sont sédatés dans leur bac avant d’être pêchés et anesthésiés. Après l’anesthésie, les manipulations s’enchaînent (biométrie, prise de sang, biopsie ovarienne pour les femelles ou massage abdominale pour les mâles) en moins de 5 minutes par poisson. L’intervalle d’un mois est suffisant pour la réalisation de ces manipulations répétées sur un même individu sans que cela n’engendre aucun signe de souffrance, de perte d’appétit ou de retard de croissance. On ne s’attend pas à avoir de nuisances dues à la répétition de ces gestes (4 fois par an et pendant 5 ans successifs) car ce sont des gestes réalisés en routine pour l’élevage commercial et le contrôle de la reproduction de cette espèce.

Devenir

A la fin de la première période de reproduction (en avril de la première année du projet) 6 mâles et 6 femelles par bassin (c’est-à-dire 48 animaux en total) seront mis à mort pour faire de prélèvements tissulaires. Les animaux restant (124-48=76) seront gardés en vie afin de suivre leur reproduction le temps du projet (5 ans). Cette décision a été prise par le responsable du projet en accord avec la SBEA.

Remplacement

Il n’existe pas d’alternative à cette expérimentation animale car nous cherchons précisément à identifier les mécanismes physiologiques contrôlant la reproduction des poissons qui dépendent des conditions de pH de l’eau.

Réduction

Le nombre de poissons a été déterminé à partir de premières données (biochimiques) issues d’expérimentations précédentes (avec les poissons de la génération F0). Des calculs de puissance statistique reposant sur des analyses de variance (ANOVA pour mesures répétées et modèles mixtes linéaires) ont été réalisés en ce sens afin de déterminer le plus petit nombre d’animaux permettant une analyse statistique rigoureuse avec un nombre minimal de réplicats (2 bassins par traitement), compte tenu de l’étendue de la variabilité interindividuelle des réponses hormonales entre les individus. De plus, le bar étant une espèce grégaire (qui vit en banc), ce nombre correspond au maintien d’une densité minimale compatible avec le bien-être animal et le bon déroulement de l’expérience (i.e. n’induisant pas de perturbations physiologiques pouvant fausser l’étude).

Raffinement

Les poissons seront mis à jeun 48h avant la procédure pour éviter la défécation et les vomissements. Les manipulations (biométries, prises de sang, biopsies ovariennes et massages abdominaux) sont regroupées afin de ne pas multiplier les anesthésies. Les poissons sont sédatés dans leur bac, puis pêchés délicatement à l’épuisette vers le bac d’anesthésiant. Le bac d’anesthésie contient un bullage qui permet d’apporter un maximum d’oxygène aux branchies et d’éviter toutes formes d’hypoxie. Les manipulations hors de l’eau dure moins de 5 minutes. Les poissons sont manipulés avec soin, ils sont posés sur un linge humide et épais pour protéger leurs écailles. Un linge humide est déposé sur les yeux pour les protéger et limiter le stress. Après les manipulations, les poissons sont placés dans un bac de réveil avec une légère sédation. Quand les mouvements respiratoires et l’équilibre sont revenus, ils sont transférés dans leur bassin d’élevage. Une attention particulière sera portée aux poissons les heures suivant les manipulations.

Choix des espèces

Les expériences proposées utiliseront le bar européen (Dicentrarchus labrax) comme modèle animal. Il existe une grande quantité d’informations disponibles concernant la zootechnie, la biochimie, le comportement et l’endocrinologie du bar ce qui permet d’envisager une étude approfondie des effets de l’acidification sur la physiologie de cette espèce. Les données obtenues par ce projet seront comparées à celles obtenues précédemment chez les bars géniteurs (F0) du lot utilisé dans ce projet (comparaison intergénérationnelle). Des stades adultes seront utilisés pendant la saison de reproduction, afin de répondre à l’objectif principal du projet : l’étude de la maturation sexuelle en fonction des traitements, qui implique nécessairement l’utilisation de poissons adultes matures des 2 sexes.

60 brebis de race Lacaune vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, toutes gardées en vie dans l'établissement à l'issue. Chaque animal reçoit un implant de mélatonine et une injection intramusculaire, et subit dix-huit prises de sang, pour tester une hormone de synthèse censée déclencher et synchroniser les ovulations en dehors de la saison sexuelle. Le porteur inscrit le projet dans le remplacement d'une hormone existante par une molécule posant selon lui moins de problèmes de "bien-être animal", à des fins d'insémination en élevage. Il affirme qu'aucune alternative n'existe pour étudier l'efficacité de ces hormones sur l'ovulation.

Objectifs

La reproduction chez les ovins et caprins est saisonnée. Chez les deux sexes, il existe au cours de l’année une période d’activité sexuelle maximale (saison sexuelle), en général d’août à janvier, et une autre d’activité minimale ou de repos sexuel (contre-saison), en général de février à juillet. La durée de la saison sexuelle est très variable selon les races. La reproduction des brebis et des chèvres en contre-saison permet aux éleveurs d’étaler la production de lait ou de viande sur l’année, et ainsi de répondre à la demande des consommateurs.

Bénéfices attendus

La reproduction chez les ovins et caprins est saisonnée. Dans le cadre d’une mise à la reproduction des brebis et des chèvres en période de contre-saison (période de repos sexuel, pratique appelée « désaisonnement »), l’insémination animale est pratiquée chez les petits ruminants quasi exclusivement après un traitement hormonal d’induction et de synchronisation des chaleurs et des ovulations (mimant les mécanismes endocriniens), méthode aujourd’hui la plus efficace pour désaisonner la mise à la reproduction. Le projet s'inscrit dans un contexte d'évolution des pratiques de maîtrise de la reproduction vers la réduction, voire la suppression, de l’utilisation de traitements hormonaux pour la synchronisation des chaleurs et des ovulations. La recherche de méthodes alternatives est en cours via le développement et/ou l’évaluation de traitements vétérinaires (molécules de synthèse) posant moins de problème en termes de bien-être animal et d’enjeux environnementaux.

Procédures

Les brebis seront soumises à une pose d'implant sous-cutané de mélatonine (une seule fois par brebis, durée moyenne d'environ 30 secondes), à des injections par voie intramusculaire (une seule injection par brebis, durée de quelques secondes) et à des prises de sang (au total 18 prélèvements/brebis, durée de prélèvement moyenne d'environ 30 secondes par brebis).

Impact sur les animaux

Lors des prises de sang (par ponction à la veine jugulaire), des injections (par voie intramusculaire) et de la pose des implants sous-cutanés de mélatonine, les animaux peuvent ressentir une douleur légère de courte durée, mais pas de douleur chronique ou aigüe de forte intensité. Ces interventions n’entrainent pas d’altération de l’état général. Une surveillance journalière de l’état général des animaux et du site de prélèvement sera réalisée afin de traiter l’apparition éventuelle d’une inflammation (phlébite) voire d’une infection. La contention des animaux pour les interventions réalisées par les animaliers (en binôme) est faite dans un espace réduit en présence de congénères pour limiter le stress. La présence journalière répétée des animaliers lors de l'alimentation et des soins est associée à une diminution du stress des animaux.

Devenir

Tous les animaux sont gardés en vie dans l'établissement utilisateur à l'issue du projet.

Remplacement

L’étude de l’efficacité des hormones gonadotropes sur l’induction et la synchronisation des ovulations chez les brebis ne peut être réalisée qu’avec l’utilisation d’animaux vivants. Aucune alternative n’existe.

Réduction

Le projet utilisera 60 brebis réparties en 5 lots de 12 brebis. Les variables étudiées seront la proportion de brebis ovulant après traitement, le jour d’augmentation de progestérone plasmatique > 0,5 ng/ml et la proportion de brebis gestantes. Des calculs de puissance ont été faits avec ces 3 variables afin de déterminer le nombre de brebis/lot. Le nombre minimum de brebis à inclure par lot est déterminé par la variable proportion de brebis gestantes. Avec 12 brebis par groupe, nous pourrons montrer : # une différence notable pour la proportion de brebis ovulant après traitement, entre 67 % (8/12, observée dans des études antérieures avec GnRH) et 100 % (12/12, attendue dans le lot témoin avec eCG) avec un risque alpha (p) de 5 % et une puissance de 83 %. # une différence (>= 1,5 jours ± 1 jour) du jour moyen d’augmentation de progestérone après ovulation (entre le groupe avec eCG et un groupe avec GnRH) avec un risque alpha de 5 % et une puissance de 92 % (test de Mann et Whitney). # une différence notable pour la proportion de brebis gestantes, entre 17 % (2/12, échec de fertilité dans les lots avec GnRH) et 67 % (8/12, fertilité attendue dans le lot témoin avec eCG) avec un risque alpha (p) de 10 % et une puissance de 83 %. L’objectif de cette étude exploratoire est de déterminer si les ovulations induites par la GnRH de synthèse sont fertiles et si la fertilité obtenue nous incite à poursuivre (ou pas) cette stratégie pharmacologique.

Raffinement

Les brebis passeront 6 semaines en bergerie de quarantaine avec une visite journalière pour l’alimentation et l’observation sanitaire. L’habituation des brebis à la manipulation dans ce nouvel environnement commencera au bout de 2 semaines après leur arrivée en quarantaine, avec une pesée. Après 4 semaines, les deux prises de sang pour le test de cyclicité seront réalisées. Après 6 semaines en bergerie de quarantaine, les brebis intègreront la bergerie de l’installation pour commencer le traitement de synchronisation des ovulations. Les lots expérimentaux seront alors constitués (habituation au parc de tri et marquage de la toison avec une peinture adaptée, pour repérer les lots). Afin de respecter la grégarité de l’espèce, les brebis sont placées ensemble sur litière paillée et leur contention pour les différentes interventions est faite dans un espace réduit en présence de congénères pour limiter le stress dû à l’isolement. La présence journalière répétée des animaliers lors de l'alimentation et des soins aux animaux est associée à une diminution du comportement de stress. Les brebis sont surveillées de façon journalière. Lors des prises de sang (par ponction à la veine jugulaire), des injections (par voie intramusculaire) et de la pose des implants sous-cutanés de mélatonine, les animaux peuvent ressentir une douleur légère de courte durée, mais pas de douleur chronique ou aigüe de forte intensité. Ces interventions n’entrainent pas d’altération de l’état général. Les animaux seront tondus au niveau du cou pour une visualisation aisée des veines. Dans la mesure du possible, les prélèvements seront réalisés en alternant les veines jugulaires droite et gauche. Une surveillance de l’état général des animaux et du site de prélèvement sera réalisée afin de traiter l’apparition éventuelle d’une inflammation (phlébite) voire d’une infection. En cas de signes de maladie (fièvre >40°C, problèmes respiratoires, décubitus prolongé sur 48 h, anorexie, perte de poids >à 15%...) un traitement adapté (antidouleurs, anti-inflammatoires, antibiotiques) sera mis en place par les animaliers selon le protocole de soins établi par le vétérinaire conseil ou avec son intervention si nécessaire.

Choix des espèces

L’espèce ovine, et notamment la brebis de race Lacaune laitière, est la cible de l’étude de façon à remplacer l’utilisation de l’hormone eCG dans le cadre du traitement d’induction et de synchronisation des ovulations utilisé en élevage (afin de pratiquer l’insémination animale). De façon à tester l’efficacité d’hormones gonadotropes pour contrôler le cycle oestrien des brebis, le projet utilisera des brebis adultes de race Lacaune, sexuellement matures et ayant déjà agnelé lors d’une reproduction antérieure.

900 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Porteuses de tumeurs rénales, elles reçoivent un traitement par gavage quotidien et sont suivies par échographie puis IRM sous anesthésie, avant mise à mort pour analyse des organes. Le porteur annonce des bénéfices en termes de compréhension des mécanismes du cancer et de pistes thérapeutiques, formulés au conditionnel. Il affirme que les expériences in vitro ou in silico ne conviennent pas car "trop de paramètres physiopathologiques entrent en jeu" et que la souris est le seul mammifère où les gènes visés ont été mutés.

Objectifs

Les cancers du rein représentent environ 2% des tumeurs malignes chez l’être humain. Au cours des dernières décennies, l’incidence de ce cancer a progressivement augmenté. Le cancer du rein touche davantage les hommes que les femmes, il est diagnostiqué principalement entre 60 et 70 ans mais peut survenir à tout âge. Les facteurs de risque principaux sont le tabagisme et l’obésité. Le potentiel métastatique de ces cancers est important. La survie médiane à ce stade n’est que de treize mois, le défi thérapeutique est donc immense. Au cours des dix dernières années, il a été clairement établi que ces cancers sont associés à des anomalies génétiques spécifiques tant dans les formes sporadiques que dans les formes héréditaires. Actuellement, il n'existe pas modèle préclinique pour analyser correctement le developpement d'un cancer du rein. Un modèle préclinique efficace permettrait de mieux comprendre les mécanismes de progression de la maladie et d'identifier de nouvelles pistes thérapeutiques.

Bénéfices attendus

Meilleure compréhension des mécanismes moléculaires conduisant au développement de cellules cancéreuses. Identification potentielle de nouveaux traitements. Identification potentielle de biomarqueurs.

Procédures

Un traitement sera administré par gavage quotidien pour faire diminuer le volume tumoral. Celui ci sera effectué́ par un technicien expérimenté́ et le plus petit volume possible sera administré aux souris. Le gavage sera réalisé chez des souris adultes. Les sondes de gavages sont les dernières arrivées sur le marché́, en silicone, ultra souple et non traumatisante pour l’animal. Les tumeurs rénales seront surveillées en imagerie à intervalles réguliers (echographie une fois par mois puis une seule IRM en fin de procédure).

Impact sur les animaux

Nous n'attendons aucun effet indésirable lié au gavage. Nous serons particulièrement attentif aux fausses routes (point limite établi). La réalisation des suivis en imagerie se fera sous anesthesie générale. Nous serons particulièrement attentifs au stress induit par l'anesthésie (point limite établi).

Devenir

Les animaux seront mis à mort pour exploration anatomique et histologique.

Remplacement

Dans un contexte de recherche physiopathologique sur le cancer du rein, les expérimentations in vivo ne peuvent en aucun cas être remplacées par des expériences in vitro, où les cellules sont sorties de leur environnement. Les analyses in vitro ou in silico ne sont pas utilisables dans ce contexte car trop de paramètres physiopathologiques entrent en jeu.

Réduction

La taille des groupes utilisés représente le minimum nécessaire et suffisant pour l’obtention de résultats significatifs, en utilisant des tests statistiques adaptés, qui satisfait à l’objectif de réduction du nombre d’animaux exposés aux procédures expérimentales.

Raffinement

Enfin, nous éviterons toute souffrance inutile des animaux en les surveillant régulièrement. Le gavage sera effectué par un technicien expérimenté. Le volume des injections sera réduit au minimum possible. Par ailleurs, des points-limites précis ont été établis (poids, comportement, aspect du poil), entrainant la mise à mort anticipée de l’animal si nécessaire. Nous espérons ainsi identifier de nouveaux traitements médicamenteux qui pourraient améliorer les conditions de vie des patients porteurs de ces mutations génétiques et pour lesquels aucun traitement satisfaisant n'existe.

Choix des espèces

La souris est préférée comme espèce car elle présente l’avantage de facilité d’élevage et de reproduction et elle permet l’étude d’animaux génétiquement modifiés particulièrement informatifs pour la compréhension des mécanismes physiopathologiques et que de nombreux outils d’analyses ont été développés et bien caractérisés dans cette espèce animale (notamment les anticorps pour la mise en évidence de protéines par western blot, par immunohistochimie, et pour des dosages immunoenzymatiques...). La souris est le seul mammifère pour lequel les protéines PIK3CA, VHL et SDHA ont été mutéee. Souris âgées d'au moins 4 semaines car il est nécessaire que leur développement soit terminé.

520 rats vont être utilisés, tous tués à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Le porteur décrit l'induction d'une infection urinaire par sondage de l'urètre sous anesthésie, répétée une fois, puis un traitement par l'eau de boisson pendant douze semaines associant une mycotoxine et un carcinogène. Il indique que l'infection provoque un inconfort et qu'une perte de poids supérieure à 20 % entraînerait la sortie de l'animal du protocole. Il affirme que le recours à l'animal est "irremplaçable", l'interaction entre plusieurs organes ne pouvant selon lui être modélisée in vitro.

Objectifs

Nous sommes constamment exposés à une multitude de contaminants chimiques ou toxines biologiques, qui même à faible doses peuvent affecter notre santé, par exemple en provoquant le cancer. La plupart des recherches examinent l'effet de ces contaminants ou toxines une par une, mais rarement en combinaison. Dans ce projet, nous étudierons si la combinaison d'une toxine produite par une bactérie pathogène et d'un contaminant naturel des aliments, une mycotoxine, pourrait provoquer un cancer de la vessie. L'une des infections les plus courantes est l'infection urinaire causée par Escherichia coli. Ce microbe produit des toxines qui peuvent endommager notre ADN et induire des mutations cancérigènes. Une femme sur deux est touchée par cette infection au cours de sa vie. Des études antérieures ont montré que les personnes souffrant de ce type d'infection ont tendance à avoir plus de cancers de la vessie. Nous sommes aussi fréquemment exposés à des toxines prédentes dans l'alimentation, comme celle produite par des moisissures qui poussent sur les céréales: une mycotoxine appelée déoxynivalénol ou DON. Le DON est éliminé par notre corps dans l'urine. On trouve des traces de DON dans 40 à 98% des Européens, c'est donc un contaminant très fréquent. On sait que lorsqu'ils sont ensemble, DON et Escherichia coli induisent encore plus de dommages à notre ADN. Est-ce que manger un aliment contaminé par le DON tout en ayant une infection urinaire pourrait endommager nos cellules et favoriser le cancer de la vessie?

Bénéfices attendus

Dans ce projet, nous répondrons à cette question en étudiant si la combinaison du deoxynivalenol et de l’infection avec Escherichia coli induisent des lésions cancéreuses à long terme. Si nous confirmons qu'ensemble ils peuvent conduire au cancer de la vessie, nous alerterons les médecins et les régulateurs, pour éventuellement modifier la façon de traiter les infections de la vessie et pour diminuer les quantités tolérables de DON dans nos aliments.

Procédures

Une infection urinaire sera induite chez les animaux par injection via leur urèthre, avec une sonde, sous anesthésie générale. Le sondage et l'injection sont effectués par une personne expérimentée, en 1 minute environ. L'injection est répétée une fois sur chaque animal une heure après la première (pour garantir l'infection). Le suivi des animaux est ensuite effectué par des prélèvement d'urine quotidiennement, sur animal vigile avec une simple contention manuelle. Le traitement des animaux avec le contaminant alimentaire et le carconogène urinaire est effectué par l'eau de boisson, sans intervention, pendant 12 semaines. Ces produits ne montrent pas d'effet sur la prise de boisson aux doses utilisées.

Impact sur les animaux

Les traitements avec le contaminant alimentaire et le carcinogène urinaire ne sont pas connus pour induire de la douleur. Les infection urinaires induisent de l'inconfort au niveau de l'aine, mais aucun autre signe clinique est attendu.

Devenir

Les animaux sont euthanasiés à l'issu de l'expérience afin de prélever les tissus qui seront analysés. La technique d'euthanasie est la même que celle utilisée chez les vétérinaires.

Remplacement

Remplacer : des études ont été préalablement conduites sur des cellules en culture permettant d’élucider comment agissent les toxines produites par les UPEC sur les cellules eucaryotes. Le recours à l’animal est cependant irremplaçable car aucun autre modèle ou tube à essai ne permet d’évaluer les répercussions à long terme de cette bactérie et ses toxines sur la vessie. Une veille scientifique sera mise en œuvre pour identifier toute méthode scientifique alternative à l’expérimentation animale dans le domaine.

Réduction

Réduire : Une attention toute particulière est portée sur le nombre d’animaux strictement nécessaire pour chaque expérience. Le nombre maximum de rats envidagé est de 520 animaux. Plusieurs paramètres seront analysés chez chaque animal (poids, nombre de bactéries, prélèvements d’urine, de tissus et de sang lors du sacrifice) pour réduire le nombre d’animaux nécessaires.

Raffinement

Raffiner : Le protocole d’expérimentation sera adapté afin de minimiser la morbidité et la douleur. Une perte de poids (non attendue) supérieure à 20 % du poids initial nous conduira à sortir l’animal du protocole expérimental et à l’euthanasier. Pour les protocoles où la douleur ne peut pas être prise en charge par des analgésiques, une observation accrue et des critères d’arrêt plus stricts seront mis en place.

Choix des espèces

L'utilisation de méthode alternative in vitro a été préalablement réalisée pour démontrer l'impact des différentes toxines et métabolites sur la cellule eucaryote en culture. Cependant, le recours à l'animal est irremplaçable car les objectifs sont i) de découvrir les rôles des toxines bactériennes produites pendant l'infection urinaire et le cancer de l'urothélium, ii) de déterminer le lieu et la cinétique de production de ces toxines dans le tissu de la vessie et iii) de mesurer les effets des facteurs alimentaires sur leur production lors de l'infection urinaire. Étant donné que les infections urinaires sont des infections ascendantes impliquant plusieurs organes, que la production de toxines bactériennes peut être affectée par les réponses de l'hôte à différents endroits dans l'organisme, cette interaction complexe ne peut pas être modélisée in vitro.