Organes sensoriels

Les souris de ce projet sont porteuses de mutations qui détruisent progressivement leur rétine et les rendent aveugles. 80 d'entre elles vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, toutes tuées à l'issue. Chacune reçoit, entre neuf et quinze jours de vie, une injection sous la rétine de chaque œil, cinq minutes par œil, avec un risque de décollement de rétine et de cataracte, puis passe un électrorétinogramme de quinze minutes. Le porteur évalue ainsi une thérapie génique, et les organes sont collectés après la mort pour analyses histologiques et moléculaires.

Objectifs

L’objectif de ce projet est d’évaluer l’efficacité d’une thérapie génique dans le traitement de la dégénérescence de la rétine dans deux modèles de souris génétiquement modifiés

Bénéfices attendus

Les résultats de ce projet permettront de tester l’efficacité d’une thérapie génique pour traiter la dégénérescence de la rétine liée à des mutations génétiques bien précises.

Procédures

- Contention et anesthésie (injection intrapéritonéale): 5 secondes, 2 fois/animal. - Injection intraoculaire sous-rétinienne : œil droit+œil gauche, 5 minutes/oeil, 1 fois/animal - Electrorétinogramme (ERG) : 15 minutes, 1 fois/animal

Impact sur les animaux

Cécité Contention : peut causer un stress léger de courte durée. Injection intraoculaire sous-rétinienne : risque de décollement rétinien et de cataracte transitoire Injection intra-péritonéale de l’anesthésie : douleur légère

Devenir

A l’issue de la procédure, tous les animaux sont mis à mort et les organes seront collectés en post-mortem pour analyses histologiques et moléculaires.

Remplacement

Des recherches préliminaires in vitro ont validé le potentiel thérapeutique de la surexpression du gène d’intérêt, réduisant ainsi le recours à l’expérimentation animale. Cependant, ces travaux sont limités par la spécificité de l’expression du gène aux photorécepteurs, l’absence de protocoles pour leur culture, et la très grande complexité pour produire des organoïdes rétiniens, nécessitant l’utilisation des modèles murins développés pour ce projet thérapeutique.

Réduction

Le nombre d’animaux utilisé est réduit au minimum nécessaire pour atteindre des résultats statistiquement significatifs en utilisant un test approprié pour comparer les groupes d’animaux deux à deux.

Raffinement

Les souris seront surveillées par les membres qualifiés de l'animalerie et par les responsables du projet afin de détecter tout signe de douleur ou de maladie. Tout comportement anormal sera directement communiqué à la personne en charge du projet. Afin d'assurer aux animaux les meilleures conditions d'hébergement, du coton, des maisonnettes en carton et des tunnels ainsi que des bâtonnets de bois à ronger seront ajoutés dans la cage. Les souris seront hébergées par 5 en cage ventilée. Les injections de composé sont réalisées sous anesthésie et analgésie sur une surface chauffante. Les examens ophtalmologiques seront réalisés sur une surface chauffante, sous anesthésie générale. L’application de points limites stricts et spécifiques au projet conduira à prendre en charge la douleur et la souffrance éventuelle des animaux.

Choix des espèces

La souris est l’espèce privilégiée pour ses facilités d’élevage et de reproduction ainsi que de modifications génétiques à façon permettant de modéliser les défauts génétiques identifiées chez l’homme pour en comprendre les mécanismes physiopathologiques. De plus, de nombreux outils d’analyses ont été développés et bien caractérisés dans cette espèce animale. Enfin, l’œil est un organe facilement accessible et l’organisation structurale de la rétine d’une souris est très proche de celle de l’Homme. La validation thérapeutique du composé sera initiée entre 9 et 15 jours de vie (avant le début de la dégénérescence rétinienne) et sera poursuivie jusqu’à un stade suffisamment évolué de la maladie pour différencier les souris contrôles des souris porteuses de la maladie, mais suffisamment précoce pour observer un effet thérapeutique, soit 4 semaines pour le modèle présentant une atteinte rétinienne précoce et 6 semaines pour celui présentant une atteinte rétinienne progressive.

Opérés sous anesthésie générale pour se faire implanter un dispositif médical dans l'œil, lors d'une chirurgie pouvant durer jusqu'à deux ou trois heures, 300 lapins et 150 porcs vont être utilisés dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, tous tués à l'issue. Le porteur indique que l'hématome ou l'œdème au niveau du site opératoire peut entraîner une diminution ou une perte importante de la vision. Ces implantations servent à constituer les dossiers d'autorisation de mise sur le marché de produits d'ophtalmologie, testés pour le compte de donneurs d'ordre. L'effectif est arbitré à partir de l'estimation du nombre d'études signées avec ces clients sur les cinq ans du projet.

Objectifs

Ce projet vise à évaluer la tolérance (ou sécurité) ainsi que la performance (ou efficacité) des produits de santé en ophtalmologie (exemple : produit ou matériel utilisés pour les chirurgies de la cataracte ou du glaucome...).). Ces produits destinés à être mis en contact avec le corps humain doivent être préalablement testés pour garantir le bon rétablissement des patients après chirurgie, et pour garantir leur efficacité et tolérance lors de l'utilisation clinique. La réglementation exige de prouver l'efficacité des produits de santé et de réduire au minimum le risque de réactions indésirables avant de proposer un produit sur le marché. Compte-tenu de la complexité des mécanismes de régulation d'un organisme vivant, le recours au modèle animal est nécessaire pour répondre aux objectifs du projet.

Bénéfices attendus

Ce projet permet d'obtenir dans différents modèles animaux de données de performance et de tolérance des produits de santé en ophtalmologie. Ainsi, il est possible d'analyser ces produits en vue de répondre aux exigences des autorités réglementaires dans l'obtention d'une autorisation de mise sur le marché, élargissant l’offre et améliorant ainsi les chances de guérison et le confort des patients humains traités.

Procédures

Pour l'ensemble des procédures, tous les animaux seront soumis à une intervention chirurgicale afin d'implanter le dispositif médical à tester (cette intervention chirurgicale peut durer de quelques minutes à jusqu’à 2h à 3h). Cette intervention peut avoir lieu sous anesthésie générale (chimique et gazeuse) et analgésie. Des prélèvements sanguins peuvent être réalisés en cours d'étude. Ceux-ci pourront se faire sous anesthésie ou non, selon le contexte de réalisation de cet acte (en cours de chirurgie, pendant le temps de l’étude ou juste avant l’euthanasie des animaux en fin d’étude).

Impact sur les animaux

Les nuisances ou effets indésirables pouvant survenir chez les animaux sont, selon les procédures, les suivants : - stress liés à la réalisation d’une anesthésie générale et d’une chirurgie (stress de la contention, , stress lors du réveil). - perte de poids ou d’appétit liée aux effets de l’anesthésie et/ou de la chirurgie, pendant quelques jours. -hématome ou œdème au niveau du site opératoire pouvant entrainer une diminution ou une perte importante de la vision. - retrait de la nourriture chez le porc qui est de 12 à 24h, pour la mise à jeun per opératoire en vue de l’anesthésie.

Devenir

Pour répondre aux objectifs de chacune des procédures du projet, des observations post-mortem sont nécessaires. En effet, la sécurité des produits est évaluée en observant la réaction des tissus au contact du dispositif à tester, et ceci se fait par prélèvements des tissus et organes entourant le produit, afin de réaliser des analyses microscopiques (histologie notamment, qui est la meilleure méthode d'évaluation des effets locaux induits par un produit étranger à l'organisme, comme l'inflammation par exemple). De même la performance peut, elle aussi, être évaluée par des tests spécifiques sur les organes et le dispositif prélevé. En raison des objectifs des procédures de ce projet, il n'est pas possible de maintenir en vie les animaux utilisés.

Remplacement

L’utilisation d’animaux est requise dans la réglementation. A ce jour, il n'existe pas de méthode alternative permettant d’évaluer la performance et la tolérance locale des produits de santé en ophtalmologie.

Réduction

Pour réduire le nombre d'animaux inclus en étude, il est possible d'utiliser un même groupe "contrôle" (produit dont l'effet est déjà connu) pour plusieurs groupes "test" des produits à tester différents. Les études de screening et les études pilotes peuvent être menées en amont pour permettre de sélectionner un produit test qui présente le plus d'intérêt à être développé, ou pour déterminer le meilleur modèle pour le dispositif à tester, réduisant de réduisant le nombre d’animaux utilisés pour les études réglementaires à plus grande échelle, quidoivent répondre aux normes en vigueur pour l'élaboration du dossier pour la mise sur le marché (nombre d'animaux minimum, durée de mise en contact minimum, etc). Le nombre d’animaux est arbitré à partir de l’estimation du nombre d’études signées avec les différents donneurs d’ordre durant les 5 années du projet.

Raffinement

Des mesures sont mises en place pour limiter : -Le stress des animaux : avant la chirurgie, une période d’habituation aux actes spécifiques est réalisée si nécessaire, pour réduire l’aspect anxiogène de ces manipulations. Des enrichissements sont présents dans l’environnement des animaux (en fonction de l'espèce : jouets, plateforme de repos…), et ces mesures sont renforcées en phase post-opératoire (ajout d’enrichissements alimentaires…) - La douleur des animaux : en phase post-opératoire, les suivis sont renforcés et complétés par des scores de suivi de la douleur. La présence d’un vétérinaire sur site permet également la réalisation de soins post-opératoires spécifiques et adaptés. Les signes cliniques servant de points limites sont listés dans le document joint en annexe, pour la prise de décision des mesures à mettre en place pour limiter la souffrance.

Choix des espèces

Le lapin et le porc sont des modèles reconnus dans la littérature scientifique en ophtalmologie, en raison des grandes similitudes anatomiques avec l’œil humain. Le choix de l’espèce se fera selon le type de dispositif et les contraintes normatives associées, afin de répondre à ce que demande la réglementation pour la mise sur le marché des dispositifs médicaux. Les critères pris en considération dans le choix du stade de développement sont les suivants : 1.Suivi des recommandations des textes de référence Le stade de développement est exprimé en âge ou en poids. Dans la plupart des cas, l’utilisation d’animaux adultes est recommandée. 2.Propriétés intrinsèques du produit à tester En l’absence de recommandation particulière dans le(s) texte(s) de référence et si la nature du produit le requière, le stade de développement est pertinemment sélectionné en fonction de l’utilisation clinique du produit ou de sa taille par exemple. En l’absence d’exigence particulière, l’utilisation d’animaux au stade adulte est privilégiée. 3.Cas particulier des porcs Pas de recommandation spécifique réglementaire d’où choix d’utiliser des porcs domestiques en croissance (âgés d’au moins 8 semaines). Etant donné les conditions d’hébergement, le comportement social et la manipulation des animaux, l’utilisation de porcs domestiques en croissance est la plus appropriée dans ce projet.

232 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Des femelles gestantes reçoivent une injection de cytomégalovirus murin dans chaque poche amniotique au treizième jour de gestation, et leurs petits, nés infectés, subissent la section d'un bout de queue à la naissance, cinq jours d'injections dans l'abdomen et des mesures d'audition à trois, six et neuf semaines. Parmi les effets attendus, le porteur liste la difficulté de prise de poids, l'ouverture des cicatrices chez les mères et la surdité des souriceaux. Il affirme que l'étude ne peut être réalisée que chez l'animal, la complexité de l'oreille interne rendant selon lui impossible tout recours à des "méthodes alternatives".

Objectifs

L’infection pendant la grossese à cytomégalovirus (un virus transmissible par voie respiratoire chez l'Homme et qui peut infecter le bébé pendant la grossesse) est la principale cause infectieuse de surdité acquise avant la naissance. Cette infection représente 0,5 à 1% des naissances vivantes et elle est le plus souvent sans symptomes à la naissance. La surdité est la séquelle la plus fréquente même chez les nouveau-nés sans symptomes à la naissance, et peut se révéler plusieurs années après. L’équivalent murin du virus, le MCMV, peut entraîner chez la souris, les mêmes anomalies que celles retrouvées chez l’humain. La surdité chez les souriceaux infectés est mise en évidence par une mesure de l'audition (potentiels évoqués auditifs (PEA)) à 3, 6 et 9 semaines. Trois nouvelles molécules semblent avoir une efficacité antivirale sans toxicité. Le but de cette étude est de comparer l'efficacité de ces molécules par rapport au traitement de référence sur un modèle murin dans le contexte d'une infection à CMV.

Bénéfices attendus

Il n’existe actuellement pas de traitement permettant de prévenir ou guérir la surdité dans le cadre de l’infection à cytomégalovirus (CMV) pendant la grossesse. La prescription de traitement antiviral à la naissance semble limiter ou ralentir la surdité. Les antiviraux commercialisé sont efficaces sur l’infection mais ils ont des effets secondaires (toxicité sanguine, toxicité rénale) et n’ont pas l’autorisation d'utilisation pour l’infection congénitale par le CMV. Les traitements que nous voulons tester ont été développés récemment et n’ont pas encore été testés dans les infections congénitales à CMV. Il s’agit donc de la première étude d’évaluation d’efficacité de ces antiviraux dans cette indication.

Procédures

Les souris seront infectées par le cytomégalovirus murin (MCMV) puis traitées par différents antiviraux pour observer l'efficacité de ces traitements sur la surdité provoquée par le MCMV. L'infection au MCMV sera faite une fois par souris gestante, par une injection dans chaque poche amniotique (poche contenant les bébés souriceaux) de MCMV. Les traitements à l'étude seront administrés chez les souriceaux nés infectés, par une injection intrapéritonéale (cavité abdominale) une fois par jour pendant 5 jours. Les prélèvements de sang lors de la section d’un bout de queue à la naissance des souriceaux sera réaliser une fois par souriceau. Ainsi que le prélèvement de salive à la naissance (au niveau de la face interne de la joue à l'aide d'un petit écouvillon adapté).

Impact sur les animaux

Douleur en post opératoire des injections de MCMV (douleurs de cicatrice). Douleur lors des injections des traitements antiviraux dans la cavité abdominale. Risque d'nfections du site opératoire ou ouverture de la cicatrice après injection du virus aux mères gestantes. Difficulté de prise de poids due à l'infection. Surdité des souris infectées.

Devenir

Euthanasie des animaux en fin de procédure pour pouvoir faire les analyses sur les tissus (recherche du virus et de signes d'inflammation, recherche d'effets secondaires des traitements).

Remplacement

L'objectif de l'étude étant d'évaluer la préservation de l'audition, cette étude ne peut être réalisée que chez l'animal. Compte-tenu de la complexité de structure de l’oreille interne, il n’est pas possible de remplacer ce modèle animal par d’autres modèles ni par des méthodes alternatives ni substitutives.

Réduction

Les calculs du nombre d'animaux nécessaire à été fait pour avoir une puissance statistique suffisante compte tenu des variations d'audition entre les groupes. Dans des études précédentes sur ce même virus mais avec des traitements différents , le nombre de souriceaux par femelle gestante était divisé par deux lorsque les souris étaient infectées par le virus, justifiant un nombre important de femelles gestantes (5 par groupe d'étude).

Raffinement

Le suivi clinique quotidien permettra d'évaluer la douleur à l'aide d'une grille de score prenant en compte des paramètres suffisamment précoces et prédictifs (comportement de l'animal, blessures éventuelles) permetant de proposer une action pour réduire la douleur (désinfection d'une blessure par exemple) ou qui aboutira à l’euthanasie de l’animal. Les souris seront hébergées dans une animalerie calme, avec enrichissement dans les cages et seront surveillées quotidiennement. Lors des procédures douloureuses ou tests auditifs, ils seront endormis et un traitement anti douleur sera administré.

Choix des espèces

La souris constitue l’espèce de choix dans cette infection virale car le MCMV est génétiquement proche du virus humain et les atteintes induite par ce virus sont similaires à celles observées chez l’homme. Les femelles gestantes seront injectées à E13 (13ème jour de gestation). Il s’agit de la période de développement neurologique. Ce stade correspond également à l’apparition et au développement des organes de l'audition, qui se forment entre le 13ème et 18 ème jour de gestation chez la souris. Pour l'étude de la vie des molécules dans la corps de la souris, les souriceaux auront 1 jour de vie et les souris seront adultes afin de pouvoir observer d'éventuelles différences entre l'adulte et le nouveau-né.

Toute souris qui perd plus de quinze pour cent de son poids, ou qui cumule trois signes cliniques, est mise à mort. 4 320 souris vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, toutes tuées à l'issue. Elles subissent des régimes déficients en tryptophane, trois injections déclenchant des crises de migraine, l'implantation d'électrodes crâniennes ou d'une caméra endoscopique fixée sur le crâne, et des enregistrements de quarante minutes de la rétine et du cortex visuel, répétés trois fois. Le porteur reconnaît que l'exposition à la lumière bleue est aversive et que l'endoscope pèse sur la tête de l'animal, et présente 4 320 comme un maximum susceptible d'être revu à la baisse, sans détailler la répartition par groupe.

Objectifs

La migraine, 6ème cause de handicap dans le monde, est associée à une allodynie cutanée et une photophobie qui rendent difficile le traitement. Elle est influencée par les aliments. Dans ce contexte nous nous intéressons plus particulièrement au tryptophane, un acide aminé essentiel dont la réduction de son ingestion augmente l’intensité des nausées, de la douleur et de la photophobie pendant la crise migraineuse. Les dérivés du tryptophane agissent sur un récepteur qui participe au contrôle de la neuroinflammation et la neurotoxicité. L'activation de ce récepteur a des effets protecteurs et antiinflammatoires. Au laboratoire nous avons mis en évidence chez la souris qu’une déficience en tryptophane conduit à des altérations au niveau cérébrale associées à une persistance de la diminution du seuil de sensibilité à la douleur et de la photophobie. Le 1er objectif est d’étudier le rôle du tryptophane dans le déclenchement et/ou la chronicisation de la migraine et les troubles sensoriels/affectifs associés. De plus, durant la crise migraineuse le message nociceptif (signal de douleur) issu des méninges et le message lumineux issu de la rétine convergent au niveau du thalamus (structure centrale du cerveau) avant d’être transmis vers les régions corticales suggérant un rôle de la rétine et du thalamus dans le mécanisme de photophobie. Le deuxième objectif de notre projet est donc d’étudier comment le message nociceptif/lumineux est traité au niveau thalamique et cortical durant et entre les crises de migraine. Enfin, récemment, il a été montré que la lumière peut avoir des effets bénéfiques sur la sensibilité à la douleur, en fonction de sa couleur avec des effets antinociceptifs de la lumière verte et pronociceptif de la lumière bleue dans des modèles animaux de nociception et de douleurs neuropathiques. Notre troisième objectif est donc d’étudier l’impact de la lumière en fonction de sa couleur sur la sensibilité à la douleur dans un contexte de migraine.

Bénéfices attendus

Nous partons de l’hypothèse que les crises répétées de migraine induisent une altération du traitement de l’information somato-sensorielle et visuelle au niveau de la rétine, des noyaux thalamiques et du cortex. Une déficience en tryptophane favoriserait ces dysfonctionnements via la modulation d'un récepteur. Cette étude envisage donc d’apporter des résultats innovants en mettant en évidence le rôle du tryptophane dans l’initiation et la chronicisation de la migraine ainsi que la vulnérabilité du circuit thalamo-corticale à la neuroinflammation, permettant de trouver des nouvelles cibles thérapeutiques adaptés au patient et centrées sur une approche alimentaire et probiotique et/ou photothérapeutique.

Procédures

injections intrapéritonéales - 3 injections par animal espacées de minimum 9h- quelques secondes par injection injection anesthésique - quelques secondes par injection procédures chirurgicales (implantation électrodes craniennes)- entre 20 et 30 minutes enregistrements électrorétinographiques, 40 minutes maximum, 3 enregistrements par souris à 10 min, 24h et 7 jours enregistrements potentiels évoqués visuel, 40 minutes maximum, 3 enregistrements par souris à 10 min, 24h et 7 jours procédures chirurgicales (microendoscopie)- entre 20 et 30 minutes

Impact sur les animaux

hypersensibilité sensorielle hypersensbilité à la douleur la pose de l'électrode sur la cornée peut entrainer des irritations post-enregistrement (très rarement observé par expérience car l'éectrode est légèrement posée sur la cornée sans déplacement) inconfort lié à la présence de l'endoscope sur la tête de l'animal qui génère un léger surpoids inconfort lors de l'exposiiton à la luière bleue qui est plutôt aversive Normalement l'ISDN n'induit pas de stress et d'anxiété mais certaine souris peuvent avoir une réaction différente à la généralité. Douleur légère (piqûre) lors des injections Léger inconfort lié à la présence de la caméra endoscopique sur la tête de l’animal

Devenir

A la fin de chaque procédure, tous les animaux seront mis à mort car ayant reçu des régimes particuliers et/ou des traiements ou des chirurrgies, ils ne pourront pas etre réutilisé sans prendre le risque de compromettre les autres expérimentations. De plus certains animaux seront mis à mort pour le prélèvement de tissus (procédure 3)

Remplacement

Aucune méthode alternative actuelle ne permet de remplacer l’expérimentation sur animal dans le cadre de ce projet qui prend en compte les interactions complexes entre la rétine (la lumière), le cerveau et le microbiote (alimentation) impliquées dans la migraine et ses symptômes associés. Il est nécessaire de réaliser cette étude chez l’animal afin d’avoir une vision générale du système et de pouvoir étudier les mécanismes de régulation et d’intégration de la douleur migraineuse.

Réduction

Notre expertise dans les domaines techniques utilisés dans ce projet nous permet d’établir le nombre d’animaux par groupe de manière fiable pour obtenir des résultats statistiquement exploitables. Le nombre indiqué dans les différentes procédures correspond au maximum d’animaux mais nous procédons par série de manière à ce que si tout se passe de manière optimale nous puissions réduire le nombre d’animaux par groupe. Quelle que soit la procédure à réaliser, nous allons adapter notre approche statistique aux données obtenues afin de tirer des conclusions statistiquement fiables et pertinentes.

Raffinement

Afin d’assurer le bien-être et le confort des animaux, les souris seront surveillées et manipulées tous les jours par l’expérimentateur et les personnes compétentes. Elles ne seront jamais isolées dans leur cage, sauf pendant la récupération de la chirurgie, et auront un environnement enrichi (des rouleaux en carton et des bandes de papier) avec accès libre à la nourriture et l’eau. Leur état physique et comportement seront évalués régulièrement de la réception à la mise à mort. Dans le cas où l’animal montre au moins un des signes cliniques (tels que manque de toilettage, piloérection, déplacement anormal, posture anormale, mutilation, hypoactivité, agressivité, vocalisation spontanée, lésions, perte de poids, fuite anormale) soit il pourra être soigné (administration des antalgiques contre la douleur, désinfection des blessures, etc.) sans compromettre les résultats et il sera gardé dans l'étude, soit il ne peut pas être soigné, alors sa manipulation sera arrêtée et nous procèderons à sa mise à mort. Dans le cas où l’animal présente trois ou plus des signes cliniques ou s’il perd plus de 15% de son poids initial, nous procèderons à sa mise à mort.

Choix des espèces

Ce projet est la suite d'une étude précédente. Nous continuons donc à utiliser le même modèle animal. Nous avons pu mettre en évidence une similarité des symptômes migraineux chez la souris et l’homme dont allodynie faciale et photophobie. De plus nous envisageons par la suite de travailler sur des souris génétiquement modifiés, knockouts pour des gènes spécifiques afin d’affiner notre étude sur les mécanismes impliqués dans la migraine. Nous utiliserons des souris mâles et femelles adultes (6 -12 semaines d’âge)

Toutes tuées à l'issue parce que les atteintes subies interdisent tout placement ou réutilisation, 492 souris vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Chacune passe par une première chirurgie de vingt minutes sous anesthésie gazeuse, une partie d'entre elles subissant une seconde intervention, chirurgicale ou pharmacologique, destinée à détruire par degrés leur appareil vestibulaire. Les souris ainsi rendues déséquilibrées suivent ensuite un programme de rééducation calqué sur celui proposé aux patients humains. Le porteur signale que ces souris peuvent aussi devenir sourdes, précise que ce point n'est pas quantifié parce qu'il sort du sujet, et affirme que la neurophysiologie intégrative ne peut être conduite que sur animal vivant et éveillé.

Objectifs

L'objectif de ce projet est d'étudier à l'aide de modèles précliniques fiables et reproductibles, l'intérêt potentiel de la mise en place de protocoles locomoteurs et visuels. Les objectifs spécifiques seront i) de déterminer les fenêtres d'opportunités thérapeutiques en quantifiant l'intérêt d'une prise en charge précoce, ii) de déterminer en fonction de la sévérité des pathologies vestibulaires, les bénéfices thérapeutiques potentiels des différentes approches locomotrices et visuelles. Dans le cas de pathologies touchant l'équilibre, les patients ressentent des déséquilibres et des flous visuels liées à une mauvaise stabilisation du corps et du regard au cours des mouvements. Se mettent alors en place des substitutions sensorielles qui permettent progressivement le rétablissement de l’équilibre grâce aux informations visuelles et proprioceptives. La prise en charge des patients comprend la mise en place d'une rééducation vestibulaire consistant en des séances de sollicitations multi sensorielles, notamment à la marche ou visuelles. Ces protocoles n'ont cependant jamais fait l'objet de validations précliniques, ils sont extrêmement variables et dépendent largement de la pratique des professionels de santé.

Bénéfices attendus

Le projet constitue un projet de recherche fondamental dont les bénéfices attendus sont une meilleure compréhension des capacités plastiques du cerveau dans un contexte de dégradation ou perte totale des infomations sensorielles vestibulaires. En particulier le projet permettra de mieux identifier le potentiel thérapeutique associé à des protocoles de réhabilitations effectués en rééducation vestibulaire. Bien que conduit chez l’animal, les retombées sociétales du projet concernent donc la recherche translationnelle chez l’homme et notamment la question de la réhabilitation de patients souffrants de pertes vestibulaires.

Procédures

Tous les animaux (n=492) seront soumis à des chirurgies préliminaires d'une durée de 20 minutes sous anesthésie gazeuse. Pour générer les modèles de vertiges, une partie des souris seront soumises à une seconde chirurgie afin de causer des pertes vestibulaires gradées par une approche chirurgicale ou pharmacologique. Ces animaux bénéficieront ensuite d'une réhabilitation comparable aux interventions thérapeutiques mises en place chez l'homme dans le cadre de réhabilitation vestibulaire.

Impact sur les animaux

Des chirurgies et interventions pharmacologiques potentiellement douloureuses nécessaires au projet sont réalisées ; afin de minimiser le stress et la douleur, des traitements analgésiques et antalgiques adaptés sont mis en place. Comme les patients, les souris déficientes vestibulaires peuvent présenter des déficits auditifs associés qui ne sont cependant pas l'objet de l'étude et ne sont donc pas quantifiés.

Devenir

L'ensemble des procédures subies ne permettent pas de placer ni réutiliser les animaux qui doivent donc être euthanasiés (n=492 maximum) en fin de protocole.

Remplacement

L’intégration des signaux sensoriels issus de l’oreille interne, de la proprioception, de la vision, et les signaux moteurs issus de la moelle implique de nombreuses régions du cerveau et différents réseaux de neurones. Afin de comprendre les interactions entre systèmes, il est nécessaire de travailler sur un animal vivant et éveillé. Il s’agit d’un projet de Neurophysiologie intégrative qui ne peut être conduit que sur animal vivant.

Réduction

Des tests statistiques seront effectués en cours de protocole afin de réduire le nombre nécessaire d’animaux au minimum nécessaire pour atteindre des différences significatives entre les différents groupes testés. Le nombre de souris estimé l’a été en considérant que 20% des souris pourraient ne pas compléter l'ensemble des tests couvrant la période de réhabilitation. Le nombre de souris correspond à une estimation du maximum de souris qui pourraient être nécessaires, il est susceptible d'être revu à la baisse au cours du projet.

Raffinement

Les souris sont maintenues par groupes de 4. Les cages sont enrichies avec des roues et rouleaux. Les animaux sont suivis individuellement, leur poids est controlé régulièrement pendant les phases de tests. Chaque animal bénéficie tout au long de l’étude d’une attention et de soins de qualité par du personnel qualifié, afin d’assurer un bien-être optimal. Des traitements antalgiques et anesthésiques adaptés sont utilisés. Des points limites objectifs sont définis afin le cas échéant d’adapter les soins ou de mettre fin à l’expérimentation.

Choix des espèces

La souris constitue un modèle reconnu pour les expériences de neurophysiologie intégrative visant à mieux comprendre le fonctionnement du cerveau des mammifères. Les animaux seront utilisés à l’âge où les réflexes sensorimoteurs étudiés sont matures, soit à partir de 6 semaines et jusqu’à 16 semaines (4 mois) pour les plus âgées.

Opérées pendant environ quarante minutes pour se voir implanter une fibre optique dans le cerveau, puis soumises à quatre injections quotidiennes de tamoxifène sans anesthésie, 100 souris subissent une lésion du nerf sciatique ou une injection d'adjuvant de Freund destinée à provoquer une douleur chronique. Elles passent quatre à onze semaines en enregistrement par photométrie, à raison de séances d'environ trois heures, et subissent deux jours de tests comportementaux par semaine, dont le porteur ne précise pas la nature. Les procédures relèvent d'un niveau de souffrance modéré, la lésion nerveuse entraînant selon lui une douleur et des comorbidités anxiodépressives pendant environ six semaines. Toutes sont tuées à la fin du projet pour prélever leur cerveau, une mise à mort qu'il présente comme un moyen de leur éviter toute souffrance inutile.

Objectifs

Avenant : nos résultats préliminaires montrent que la douleur est encodée différement au niveau du cortex cingulaire antérieur (ACC) en fonction du stimulus douloureux appliqué (mécanique ou thermique) mais également en fonction de l'évolution de la pathologie dans le temps. Afin de rafiner notre analyse, nous souhaitons enregistrer sélectivement les neurones pyramidaux de ce cortex, notamment ceux exprimant l'isoforme gamma de la protéine kinase C.

Bénéfices attendus

Ce projet devrait permettre de comprendre comment les neurones pyramidaux du cortex cingulaire antérieur (ACC) sont impliqués dans les douleurs neuropathiques et inflammatoires selon les modalités sensorielles mobilisées.

Procédures

Tous les animaux (n=100) subieront une procédure chirgicale afin d'implanter dans le cerveau une fibre optique. Cet acte dure environ 40 minutes. Ils recevront également tous 4 injections consécutives de tamoxifen, 1 fois par jour. Cet acte maîtrisé par le laboratoire est réalisé sans anesthésie et dure moins d'une minute. Les animaux seront ensuites analysés par photométrie pendant toute l'expérimentation afin d'évaluer les changements d'activités neuronales au cours du temps, sur une période de 4 à 11 semaines, chaque séance durant environ 3h. L'ensemble de ces animaux seront également testés pendant 2 jours chaque semaine pour étudier leur comportement avant et après induction des modèles de douleur. L'induction des modèles de douleur se fera sous anesthésie générale

Impact sur les animaux

La chirurgie Spared Nerve Injury (SNI) consiste à réaliser une lésion nerveuse du nerf sciatique et entraine une douleur modérée et des comorbidités anxiodépressives durant environ 6 semaines. L'injection d'Adjuvant Complet de Freund (CFA) entraine une inflammation cutanée et une douleur modérée et des comorbidités anxiodépressives durant environ 1 semaine. L'implantation des canules induit une douleur modérée pendant environ 24h. L'injection intrapéritonéale de tamoxifen entraine une douleur légère de courte durée.

Devenir

Les souris douloureuses chroniques seront euthanasiées à la fin de la procédure afin de leur éviter toute souffrance inutile.

Remplacement

Aucune méthode alternative n'existe pour prévenir l'utilisation d'animaux dans ce protocole : en effet, il est nécessaire de réaliser ces études chez l'animal car l’intégration du toucher et de la douleur implique de nombreux neurones organisés en réseaux complexes et méconnus du système nerveux central et périphérique. Seuls des animaux génétiquement modifiés permettent de visualiser l'activité cérébrale en temps réel par photométrie.

Réduction

Le nombre de souris par groupe (n=20) est réduit au maximum tout en permettant de discriminer un effet significatif entre les traitements, et calculé par des tests statistiques adaptés.

Raffinement

Les animaux seront reproduits au sein de notre animalerie. Dans ce but, le laboratoire est titulaire d'un agrément d'utilisation d'organismes génétiquement modifiés en milieu confiné à des fins de recherche, de développement et d'enseignement, en accord avec le décret n° 2011-1177 du 23 septembre 2011 relatif à l'utilisation confinée d'organismes génétiquement modifiés. Nous utiliserons une pièce réservée pour la stabulation de souris transgéniques. Les animaux seront hebergés en milieu enrichi (social et environemental) afin de respecter au mieux leur confort et leur niveau de stress. Les tests comportementaux à la douleur seront réduits au minimum (fréquence et intensité des tests) et réalisés selon des protocoles expérimentaux établis et acceptés par la communauté scientifique de la Recherche sur la douleur. Les expérimentations seront réalisées au sein du laboratoire ayant une expérience reconnu dans les approches décrites dans ce projet. Aucun des modèles de douleurs décrits dans ce projet n'induit de déficit locomoteur sévère pouvant influer sur les besoins physiologiques de l'animal.

Choix des espèces

Limplantation de fibres optiques permettant de mesurer l'activité du cerveau est proscrite chez l'homme nécessitant de faire cette étude chez l'animal, nous utiliserons le modéle souris en lien avec les données préliminaire obtenue au laboratoire. Adultes (P21-100) pour comparaison avec les autres données de la littérature

Brûlés en quatre points du dos sous anesthésie générale, 8 mini-porcs subissent ensuite huit renouvellements de pansement et seize biopsies cutanées de 8 mm. Ils vont être utilisés dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, sur neuf jours de manipulation, et tous tués à l'issue pour prélever la peau brûlée. L'objet est de tester un pansement régénératif censé éviter les autogreffes chez les grands brûlés, avant tout essai clinique. Le porteur décrit un programme hebdomadaire de jeux, des fruits et légumes quotidiens et un pansement gastrique préventif, dans le même document qui prévoit quatre brûlures profondes par animal.

Objectifs

Le pansement que nous voulons tester est un dispositif médical innovant à 2 composantes : une composante physique et une composante biologique. Celui-ci est destiné au traitement des brûlures chez l'homme. Les 2 composantes physique et biologique ont par ailleurs été testées séparément en laboratoire et sur des brûlures cutanées de mini-pigs. Les objectifs de ce projet sont de tester le pansement dans sa forme finale (composantes combinées) sur les brûlures du mini-pig, en évaluant plusieurs critères : - La tolérance du pansement. - Sa protection contre les contaminations bactériennes. - Le maintien de son intégrité au cours du temps. - La réduction de l’inflammation locale et systémique. - L’impact sur la vitesse et la qualité de cicatrisation. La pertinence de cette étude repose sur la forte ressemblance entre le mini-pig et l’homme à l’échelle de la peau, ce qui est rend les données générées robustes pour une translation vers des études cliniques.

Bénéfices attendus

Les brûlures constituent un problème de santé publique majeur, avec près de 11 millions de personnes dans le monde subissant annuellement des brûlures suffisamment graves pour nécessiter des soins médicaux. Ce problème touche particulièrement les enfants qui représentent près de 50 % des brûlés, et pour lesquels la stratégie thérapeutique la plus souvent choisie est d'effectuer une autogreffe de peau. Le pansement que nous voulons tester est un dispositif médical régénératif innovant, destiné au traitement des brûlures du second degré profond chez l’homme, dans le but d'éviter, lorsque c'est possible, les autogreffes, et de restaurer rapidement l'intégrité du tissu tout en minimisant les infections, la douleur et la cicatrice résiduelle. Son intérêt est aussi d'améliorer la vitesse et la qualité de cicatrisation par rapport aux pansements traditionnels.

Procédures

Les interventions réalisées comprennent 9 jours de manipulation au total (20 à 30 minutes par animal et par jour), sous anesthésie générale : -4 brûlures au total par animal, réalisés en une seule fois (10 minutes). -8 renouvellements de traitement et pansements des brûlures (15-20 minutes). -2 prises de sang (6mL) au total par animal (1 minute). -4 biopsies de peau rondes de 8mm au total par plaie et par animal (5-10 minutes).

Impact sur les animaux

-Douleur due aux brûlures et aux biopsies. -Stress et gêne dus à la présence de plusieurs pansements sur le dos de l’animal. -Stress dû à la manipulation fréquente et à l’hébergement individuel. -Risque d’effets secondaires liés à l’anesthésie fréquente (mais de courte durée) et/ou à l’administration fréquente d’analgésiques. -Risque d’infection des plaies.

Devenir

Le sort des 8 animaux inclus dans cette étude est la mise à mort à la fin du protocole, pour cause de prélèvement d'organes post-mortem, notamment la peau au niveau des différentes brûlures pour analyses des tissus cutanés.

Remplacement

Les études de tolérance et d’efficacité d’un dispositif médical doivent être réglementairement réalisées sur des modèles animaux avant tout essai clinique chez l’homme. Les tests cutanés qu’il est possible de faire en laboratoire ont été appliqués avant d’envisager le modèle animal mais ceux-ci génèrent peu de données ; la peau est en effet un tissu complexe et la cicatrisation un mécanisme auquel participent une multitude de cellules et de facteurs, qui ne peut être reproduit dans un laboratoire.

Réduction

Après une étude pilote, le nombre d’animaux inclus dans cette étude a été validé par une méthodologiste statisticienne et assure un nombre optimal d’individus pour générer des résultats robustes et exploitables.

Raffinement

Dans la conception de ce projet, l’ensemble des procédures ont été bien étudiées afin de générer des données robustes et exploitables tout en respectant les critères du bien-être animal et en limitant sa douleur et son stress. Les animaux disposent de nourriture adaptée, diversifiée et enrichie quotidiennement (fruits et/ou légumes), d’eau en accès libre et d’un programme hebdomadaire de jeux et activités. De plus une attention particulière sera apportée au confort digestif des animaux 1- par continuité de l’alimentation entre élevage et animalerie et 2-par apport d’un pansement gastrique avant alimentation une fois par jour aux porcs pour diminuer le risque d’ulcère gastrique. Pendant toutes les manipulations, les animaux seront installés sur un tapis chauffant, et les interventions seront réalisées sous anesthésie générale, suivies d’un traitement approprié contre la douleur. Les animaux seront surveillés 3 à 6 fois par jour pour noter le moindre signe clinique apparent et lancer une prise en charge adaptée ; un suivi des points limites stricts et spécifiques au projet est donc réalisé tout au long de la procédure. Les animaux seront hébergés collectivement pendant la phase d’adaptation. Après début de la phase expérimentale à proprement parler, les animaux seront séparés pour permettre le déroulement des expérimentations dans de bonnes conditions. Un hébergement collectif n’est pas possible durant cette phase à cause des risques d’arrachement des pansements avec des comportements de grignotage des pansements entre congénères. Les porcs seront cependant hébergés au sein d’une même pièce, dans des boxes accolés avec contact olfactif, visuel et auditif.

Choix des espèces

Les nombreuses similitudes entre l’homme et le porc en termes d’anatomie et de physiologie cutanée en font un excellent modèle animal pour l’étude de l’efficacité du pansement sur la cicatrisation des brûlures cutanées. Les animaux sont adultes. La croissance d’un jeune animal pourrait affecter et probablement améliorer la cicatrisation, ce qui introduirait un biais dans l’analyse.