Organes sensoriels

Exposition à un bruit fort pendant une à deux heures, tests auditifs sous anesthésie avec électrodes placées sous la peau, prélèvements de sang répétés jusqu'à six semaines : ces actes sont déclarés dans le premier des deux établissements, le résumé précisant qu'aucune intervention ne sera effectuée dans le second. 4 590 souris sont pourtant déclarées ici aussi, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, ce second résumé reprenant mot pour mot le texte du premier, publié sous le même titre suivi de 2/2. Les 1 530 souris transférées dans ce second établissement y sont mises à mort pour analyser les mêmes tissus de l'oreille interne que les 3 060 autres. Le passage consacré au raffinement reprend lui aussi, mot pour mot, celui qui porte sur la réduction du nombre d'animaux non-humains, si bien que rien n'est dit des conditions faites aux souris.

Objectifs

Le projet se réalise dans deux établissements utilisateurs (EU1/2 et EU2/2). La perte auditive présente dès la naissance, touche 26 millions de personnes dans le monde, dont 60 % (environ 15 millions) sont dues à des facteurs génétiques. Cependant, plus de 440 millions de personnes souffrent d’une surdité acquise ou progressive après la naissance, qu’elle soit liée à l’âge, au bruit ou à d’autres facteurs. La perte auditive liée à l'âge (ou presbyacousie) a un impact significatif sur la qualité de vie : 1 adulte sur 3 âgé de plus de 65 ans souffre d'un certain degré de perte auditive. Bien que les mécanismes sous-jacents à ces déficiences auditives restent à élucider, il est de plus en plus reconnu que l'inflammation joue un rôle crucial dans le développement et la progression des troubles auditifs, qu’ils soient d’origine génétique, environnementale (exposition au bruit) ou lié à l’âge. En étudiant des modèles de souris présentant une surdité progressive ou liée au bruit, ciblant des gènes clés liés à l'immunité et ses voies de régulation, nos objectifs sont de : - caractériser les voies moléculaires, découvrir des marqueurs précoces, précis, et spécifiques pour la manifestation et l'évolution de la perte auditive - Étudier les liens entre l’inflammation, les marqueurs immunitaires et la perte auditive, en conditions normales et après exposition à des bruits. Ces recherches pourraient ouvrir la voie à des traitements ciblant l’inflammation dans l’oreille interne, réduisant ainsi les dommages auditifs et améliorant la fonction auditive.

Bénéfices attendus

Les données obtenues de ce projet nous permettront de mieux comprendre la relation entre la surdité progressive ou liée au bruit et la dérégulation des voies immunitaires. Nous identifierons également des biomarqueurs précoces, précis et spécifiques pour la manifestation et l'évolution de la perte auditive. Cela nous permettra de développer des thérapies ciblées pour atténuer les lésions auditives, applicables aux patients. À court terme, nous identifierons des marqueurs biologiques et des mécanismes physiopathologiques. À long terme, ces connaissances permettront de concevoir des traitements innovants pour préserver l'audition, avec des applications potentielles pour les humains et les animaux. Les résultats pourraient également contribuer à la prévention de la surdité induite par le bruit, un problème de santé publique majeur. Ce travail fondamental aura ainsi un impact significatif sur la recherche médicale et les applications cliniques futures.

Procédures

Dans l’EU1/2 : Exposition sonore : Les souris âgées de 3 semaines seront exposées pendant 1 ou 2 heures à un bruit d’un niveau sonore comparable à celui d’une discothèque ou une circulation urbaine dense. Tests auditifs : Des tests auditifs seront effectués dès l’âge de 3 semaines. Ces tests pourront être répétés à différents temps post-exposition sonore : 1 jour, 3 jours, 1 semaine, 2 semaines et 6 semaines. Les souris seront anesthésiées puis exposées à de brefs stimuli sonores d’intensité et de fréquence croissantes. Des mesures seront enregistrées à l’aide d’électrodes ou de sondes placées sous la peau ou à l’entrée du conduit auditif. L’ensemble de ces enregistrements ne durera pas plus de 30 minutes par session. Prélèvements de sang : Un petit échantillon de sang sera prélevé (quelques secondes par prélèvement) avant l’exposition sonore, puis à différents temps post-exposition sonore : 1 jour, 3 jours, 1 semaine, 2 semaines et 6 semaines. Aucune intervention ne sera effectuée dans l’EU2/2. Toutes les souris transférées dans l’EU2/2 seront mis à mort afin d’analyser des tissus.

Impact sur les animaux

Dans l’EU1/2 et l’EU2/2, certaines souris déficientes en protéine fonctionnelle de l’audition présentent des troubles de l’équilibre, qui apparaissent à partir de la 2ème semaine de vie post-natale et perdurent jusqu’à la mise à mort à l’âge de 60 jours. Les autres modèles murins, bien que sourds, ne présentent aucun autre symptôme et conservent un phénotype identique à celui des souris sauvages. Dans l’EU1/2, quelques manipulations du projet pourraient entraîner de légères nuisances : L’exposition sonore peut potentiellement induire un stress temporaire sur l’animal. Les études scientifiques sur des protocoles similaires n’ont pas mis en évidence de surmortalité liée au bruit chez les rongeurs. Aucune dégradation durable de leur état de santé n’est anticipée, et aucun effet indésirable majeur (perte de poids, inactivité prolongée, comportement anormal) n’est attendu. Les tests auditifs nécessitent une contention de courte durée des souris, associée à une anesthésie générale légère pour les immobiliser. Bien que cette procédure puisse provoquer une angoisse passagère lors de la mise sous anesthésie, ses effets sont atténués par la courte durée du test (quelques minutes) et la réversibilité rapide de l'anesthésie. Aucun effet indésirable durable n'est attendu.

Devenir

À l'issue de cette procédure expérimentale, 3060 souris seront mises à mort dans l’EU1/2 pour récupérer des tissus de l’oreille interne afin de réaliser des analyses biologiques et histologiques. Les autres animaux (soit 1530 souris) seront transférées à un collaborateur dans l’EU2/2 où ils seront mis à mort pour une analyse complémentaire des mêmes tissus.

Remplacement

Les gènes responsables de surdité chez l’homme sont aussi responsables de déficits auditifs chez la souris, et l’architecture des systèmes auditifs, similaire à celle de l’homme, permet d’étudier chez ces animaux l’audition. Il n’existe pas à ce jour de méthode alternative in vitro ou in silico pour appréhender les mécanismes complexes impliqués dans le fonctionnement de l‘oreille interne que sont : 1) la perception du stimulus mécanique par les cellules sensorielles ; 2) la transduction de ce stimulus en un signal électrique ; 3) la transmission de ce signal électrique à certains neurones de la cochlée ; 4) le transfert via ces neurones et leurs relais de l’information jusqu’au cerveau. De fait, nous utiliserons des souris dans notre projet pour étudier les effets pathologiques de l’inflammation dans les surdités progressives ou liées au bruit, afin d’identifier des marqueurs biologiques, avec des applications potentielles pour les humains.

Réduction

Afin de limiter le nombre d’individus par groupe expérimental, nous avons effectué une analyse de puissance statistique à partir des données issues de nos récentes publications. Ce qui nous a permis de déterminer qu’il nous faudrait un nombre de 5 individus par groupe. Nos données quantifiées seront analysées grâce à un logiciel d’analyse statistique. Nous choisirons les tests statistiques selon la taille et la distribution des échantillons. Afin de réduire le nombre d’animaux, nous utilisons des mâles et des femelles indifféremment, et appliquerons les mesures sur le même animal le cas échéant.

Raffinement

Afin de limiter le nombre d’individus par groupe expérimental, nous avons effectué une analyse de puissance statistique à partir des données issues de nos récentes publications. Ce qui nous a permis de déterminer qu’il nous faudrait un nombre de 5 individus par groupe. Nos données quantifiées seront analysées grâce à un logiciel d’analyse statistique. Nous choisirons les tests statistiques selon la taille et la distribution des échantillons. Afin de réduire le nombre d’animaux, nous utilisons des mâles et des femelles indifféremment, et appliquerons les mesures sur le même animal le cas échéant.

Choix des espèces

Les cellules et les molécules impliquées dans le fonctionnement de l’oreille interne sont comparables chez l’homme et la souris. Les pathologies qui nous intéressent ont déjà des modèles murins. Grâce à la transposabilité des résultats entre la souris et l’homme, ces modèles vont nous permettre d’explorer la relation entre la dérégulation des voies immunitaires et la surdité progressive ou liée à l'âge, et fournir ainsi de nouvelles stratégies thérapeutiques chez l’homme. Le projet impliquera principalement des souris adultes âgées de 3 semaines, correspondant au stade jeune adulte, afin d'étudier l'effet du bruit sur la réponse immunitaire dans l'oreille interne. Ce stade de développement a été choisi car l'oreille interne est complètement mature à ce stade, la réponse immunitaire est pleinement fonctionnelle, et cela permet d'étudier les effets du bruit sur un système auditif développé. La mise à mort se fera à 22 jours (soit 1 jour après exposition sonore) pour évaluer les effets immédiats, et entre 1 et 2 mois post-exposition pour évaluer les effets à long terme. Ces stades permettent d'étudier les réponses immunitaires aiguës à 22 jours, les changements chroniques entre 1 et 2 mois, et la progression potentielle de la perte auditive.

4 590 souris vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, 3 060 tuées dans le premier établissement pour prélever l'oreille interne, les 1 530 autres transférées chez un collaborateur où elles sont tuées pour les mêmes analyses. Dès l'âge de trois semaines, elles sont exposées une à deux heures à un bruit que le porteur compare à celui d'une discothèque, puis anesthésiées pour des tests auditifs avec électrodes sous la peau, répétés jusqu'à six semaines après l'exposition, et prélevées de sang à chaque échéance. Une partie d'entre elles, privées d'une protéine de l'audition, présentent des troubles de l'équilibre dès la deuxième semaine de vie, qui durent jusqu'à leur mise à mort à 60 jours. Le porteur écrit pourtant n'anticiper aucune "dégradation durable de leur état de santé".

Objectifs

Le projet se réalise dans deux établissements utilisateurs (EU1/2 et EU2/2). La perte auditive présente dès la naissance, touche 26 millions de personnes dans le monde, dont 60 % (environ 15 millions) sont dues à des facteurs génétiques. Cependant, plus de 440 millions de personnes souffrent d’une surdité acquise ou progressive après la naissance, qu’elle soit liée à l’âge, au bruit ou à d’autres facteurs. La perte auditive liée à l'âge (ou presbyacousie) a un impact significatif sur la qualité de vie : 1 adulte sur 3 âgé de plus de 65 ans souffre d'un certain degré de perte auditive. Bien que les mécanismes sous-jacents à ces déficiences auditives restent à élucider, il est de plus en plus reconnu que l'inflammation joue un rôle crucial dans le développement et la progression des troubles auditifs, qu’ils soient d’origine génétique, environnementale (exposition au bruit) ou lié à l’âge. En étudiant des modèles de souris présentant une surdité progressive ou liée au bruit, ciblant des gènes clés liés à l'immunité et ses voies de régulation, nos objectifs sont de : - caractériser les voies moléculaires, découvrir des marqueurs précoces, précis, et spécifiques pour la manifestation et l'évolution de la perte auditive - Étudier les liens entre l’inflammation, les marqueurs immunitaires et la perte auditive, en conditions normales et après exposition à des bruits. Ces recherches pourraient ouvrir la voie à des traitements ciblant l’inflammation dans l’oreille interne, réduisant ainsi les dommages auditifs et améliorant la fonction auditive.

Bénéfices attendus

Les données obtenues de ce projet nous permettront de mieux comprendre la relation entre la surdité progressive ou liée au bruit et la dérégulation des voies immunitaires. Nous identifierons également des biomarqueurs précoces, précis et spécifiques pour la manifestation et l'évolution de la perte auditive. Cela nous permettra de développer des thérapies ciblées pour atténuer les lésions auditives, applicables aux patients. À court terme, nous identifierons des marqueurs biologiques et des mécanismes physiopathologiques. À long terme, ces connaissances permettront de concevoir des traitements innovants pour préserver l'audition, avec des applications potentielles pour les humains et les animaux. Les résultats pourraient également contribuer à la prévention de la surdité induite par le bruit, un problème de santé publique majeur. Ce travail fondamental aura ainsi un impact significatif sur la recherche médicale et les applications cliniques futures.

Procédures

Dans l’EU1/2 : Exposition sonore : Les souris âgées de 3 semaines seront exposées pendant 1 ou 2 heures à un bruit d’un niveau sonore comparable à celui d’une discothèque ou une circulation urbaine dense. Tests auditifs : Des tests auditifs seront effectués dès l’âge de 3 semaines. Ces tests pourront être répétés à différents temps post-exposition sonore : 1 jour, 3 jours, 1 semaine, 2 semaines et 6 semaines. Les souris seront anesthésiées puis exposées à de brefs stimuli sonores d’intensité et de fréquence croissantes. Des mesures seront enregistrées à l’aide d’électrodes ou de sondes placées sous la peau ou à l’entrée du conduit auditif. L’ensemble de ces enregistrements ne durera pas plus de 30 minutes par session. Prélèvements de sang : Un petit échantillon de sang sera prélevé (quelques secondes par prélèvement) avant l’exposition sonore, puis à différents temps post-exposition sonore : 1 jour, 3 jours, 1 semaine, 2 semaines et 6 semaines. Aucune intervention ne sera effectuée dans l’EU2/2. Toutes les souris transférées dans l’EU2/2 seront mis à mort afin d’analyser des tissus.

Impact sur les animaux

Dans l’EU1/2 et l’EU2/2, certaines souris déficientes en protéine fonctionnelle de l’audition présentent des troubles de l’équilibre, qui apparaissent à partir de la 2ème semaine de vie post-natale et perdurent jusqu’à la mise à mort à l’âge de 60 jours. Les autres modèles murins, bien que sourds, ne présentent aucun autre symptôme et conservent un phénotype identique à celui des souris sauvages. Dans l’EU1/2, quelques manipulations du projet pourraient entraîner de légères nuisances : L’exposition sonore peut potentiellement induire un stress temporaire sur l’animal. Les études scientifiques sur des protocoles similaires n’ont pas mis en évidence de surmortalité liée au bruit chez les rongeurs. Aucune dégradation durable de leur état de santé n’est anticipée, et aucun effet indésirable majeur (perte de poids, inactivité prolongée, comportement anormal) n’est attendu. Les tests auditifs nécessitent une contention de courte durée des souris, associée à une anesthésie générale légère pour les immobiliser. Bien que cette procédure puisse provoquer une angoisse passagère lors de la mise sous anesthésie, ses effets sont atténués par la courte durée du test (quelques minutes) et la réversibilité rapide de l'anesthésie. Aucun effet indésirable durable n'est attendu.

Devenir

À l'issue de cette procédure expérimentale, 3060 souris seront mises à mort dans l’EU1/2 pour récupérer des tissus de l’oreille interne afin de réaliser des analyses biologiques et histologiques. Les autres animaux (soit 1530 souris) seront transférées à un collaborateur dans l’EU2/2 où ils seront mis à mort pour une analyse complémentaire des mêmes tissus.

Remplacement

Les gènes responsables de surdité chez l’homme sont aussi responsables de déficits auditifs chez la souris, et l’architecture des systèmes auditifs, similaire à celle de l’homme, permet d’étudier chez ces animaux l’audition. Il n’existe pas à ce jour de méthode alternative in vitro ou in silico pour appréhender les mécanismes complexes impliqués dans le fonctionnement de l‘oreille interne que sont : 1) la perception du stimulus mécanique par les cellules sensorielles ; 2) la transduction de ce stimulus en un signal électrique ; 3) la transmission de ce signal électrique à certains neurones de la cochlée ; 4) le transfert via ces neurones et leurs relais de l’information jusqu’au cerveau. De fait, nous utiliserons des souris dans notre projet pour étudier les effets pathologiques de l’inflammation dans les surdités progressives ou liées au bruit, afin d’identifier des marqueurs biologiques, avec des applications potentielles pour les humains.

Réduction

Afin de limiter le nombre d’individus par groupe expérimental, nous avons effectué une analyse de puissance statistique à partir des données issues de nos récentes publications. Ce qui nous a permis de déterminer qu’il nous faudrait un nombre de 5 individus par groupe. Nos données quantifiées seront analysées grâce à un logiciel d’analyse statistique. Nous choisirons les tests statistiques selon la taille et la distribution des échantillons. Afin de réduire le nombre d’animaux, nous utilisons des mâles et des femelles indifféremment, et appliquerons les mesures sur le même animal le cas échéant.

Raffinement

Afin de limiter le nombre d’individus par groupe expérimental, nous avons effectué une analyse de puissance statistique à partir des données issues de nos récentes publications. Ce qui nous a permis de déterminer qu’il nous faudrait un nombre de 5 individus par groupe. Nos données quantifiées seront analysées grâce à un logiciel d’analyse statistique. Nous choisirons les tests statistiques selon la taille et la distribution des échantillons. Afin de réduire le nombre d’animaux, nous utilisons des mâles et des femelles indifféremment, et appliquerons les mesures sur le même animal le cas échéant.

Choix des espèces

Les cellules et les molécules impliquées dans le fonctionnement de l’oreille interne sont comparables chez l’homme et la souris. Les pathologies qui nous intéressent ont déjà des modèles murins. Grâce à la transposabilité des résultats entre la souris et l’homme, ces modèles vont nous permettre d’explorer la relation entre la dérégulation des voies immunitaires et la surdité progressive ou liée à l'âge, et fournir ainsi de nouvelles stratégies thérapeutiques chez l’homme. Le projet impliquera principalement des souris adultes âgées de 3 semaines, correspondant au stade jeune adulte, afin d'étudier l'effet du bruit sur la réponse immunitaire dans l'oreille interne. Ce stade de développement a été choisi car l'oreille interne est complètement mature à ce stade, la réponse immunitaire est pleinement fonctionnelle, et cela permet d'étudier les effets du bruit sur un système auditif développé. La mise à mort se fera à 22 jours (soit 1 jour après exposition sonore) pour évaluer les effets immédiats, et entre 1 et 2 mois post-exposition pour évaluer les effets à long terme. Ces stades permettent d'étudier les réponses immunitaires aiguës à 22 jours, les changements chroniques entre 1 et 2 mois, et la progression potentielle de la perte auditive.

Tuées à la fin de chaque procédure pour des prélèvements de tissus, 3 624 souris vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Elles reçoivent sur la peau des applications répétées de substances qui provoquent une inflammation ou abîment la barrière cutanée, jusqu'à dix applications en cinq jours pour la peau sèche, et jusqu'à neuf applications sur trois semaines pour un autre protocole d'induction. Le porteur indique que ces souris peuvent présenter des lésions cutanées, des rougeurs, un épaississement de la peau et des grattages répétés, avec un inconfort transitoire ou persistant, et qu'elles passent jusqu'à six séances de tests de grattage, de stimulation cutanée légère et d'exploration, de dix à quarante-cinq minutes. Sur le remplacement, il affirme que les cultures et les tissus isolés ne reproduisent pas ensemble l'inflammation, l'activation des nerfs et le grattage, et qu'il est donc "nécessaire d'utiliser des modèles animaux permettant d'étudier la démangeaison dans un organisme entier".

Objectifs

La démangeaison est une sensation très fréquente dans les maladies de peau. Elle pousse à se gratter et peut devenir difficile à supporter lorsqu’elle dure longtemps. Dans ce cas, elle peut gêner le sommeil, augmenter le stress et modifier le comportement. Ce projet cherche à mieux comprendre pourquoi la peau démange et pourquoi cette sensation peut devenir chronique. Nous allons étudier le rôle des nerfs qui transmettent le signal de démangeaison depuis la peau, ainsi que celui de cellules de soutien présentes dans le système nerveux. Ces cellules peuvent influencer la façon dont le signal de démangeaison est traité. L’objectif est de comprendre comment ces différents acteurs participent à l’apparition, au maintien et aux conséquences de la démangeaison.

Bénéfices attendus

Ce projet permettra d’améliorer les connaissances sur les mécanismes neurobiologiques du prurit et sur la manière dont les signaux provenant de la peau sont traités par le système nerveux. Il apportera également des informations nouvelles sur l’impact du prurit chronique sur le comportement et l’état émotionnel. À moyen et long terme, ces connaissances pourront contribuer à orienter la recherche dans le domaine du prurit chronique et des maladies cutanées associées, sans constituer une évaluation directe de traitements chez l’animal.

Procédures

Dans le cadre de ce projet, les animaux seront soumis aux interventions suivantes : 1. Injections Les animaux recevront des injections répétées selon les procédures La durée de chaque injection est d’environ 5 à 10 secondes. Selon la nature de l’injection, les gestes sont réalisés sur animal vigile ou sous anesthésie gazeuse brève. Le nombre maximal d’injections pour un même animal est de 6 injections au total, réparties sur une période pouvant aller jusqu’à environ 4 semaines, dans le cas d’une injection initiale suivie, après un délai nécessaire à son action, d’injections répétées d’un produit permettant de moduler l’activité de cellules ciblées. Dans les autres procédures, le nombre d’injections est inférieur ou égal à 4, réparties sur 3 jours à 2 semaines selon le protocole. 2. Applications cutanées répétées Dans les modèles de dermatite chronique, les animaux sont soumis à des applications cutanées répétées de substances induisant une inflammation ou une altération de la barrière cutanée. Chaque application a une durée d’environ 10 à 30 secondes et est réalisée sous anesthésie gazeuse brève afin de limiter le stress lié à la contention. Le nombre maximal d’applications cutanées est de 10 applications sur 5 jours pour le modèle de peau sèche, réalisé deux fois par jour. Pour les modèles de dermatite induits par des agents inflammatoires ou allergènes, le schéma le plus long correspond au modèle HDM, avec 9 applications réparties sur 3 cycles, soit environ 3 semaines. 3. Manipulations comportementales et observations Les animaux sont soumis à des tests comportementaux non invasifs, incluant l’observation du comportement de grattage, des stimulations cutanées légères et des tests d’exploration. Ces tests sont réalisés sur animaux vigiles et ont une durée comprise entre 10 et 45 minutes par session, selon le test. Le nombre maximal de sessions comportementales pour un même animal est de 6 sessions. Ces sessions sont réparties sur la durée de la procédure, jusqu’à environ 3 semaines pour les modèles les plus longs, avec habituation préalable lorsque nécessaire.

Impact sur les animaux

Les nuisances attendues dans le cadre de ce projet sont principalement liées à l’induction des modèles de prurit, aux administrations de produits par différentes voies d’administration, aux manipulations expérimentales associées et aux évaluations comportementales répétées. Dans les modèles de prurit chronique associés à une inflammation cutanée, les animaux peuvent présenter des lésions cutanées locales, des rougeurs, un épaississement de la peau et des comportements de grattage répétés, associés à un inconfort transitoire ou persistant dont l’intensité dépend du modèle utilisé et de la durée d’exposition. Les modèles de prurit aigu peuvent entraîner une réponse transitoire de grattage et un inconfort de courte durée, sans inflammation chronique. Les administrations de produits peuvent entraîner un inconfort transitoire lié à la contention, au geste d’administration ou à l’effet attendu du produit administré. Des réactions locales au point d’administration peuvent également survenir, incluant une rougeur, un gonflement, une irritation, une inflammation locale ou, plus rarement, une infection ou une ulcération. Certaines interventions expérimentales visant à moduler l’activité neuronale et/ou gliale peuvent entraîner une modification transitoire de l’activité des cellules ciblées, pouvant s’accompagner d’un inconfort ou d’une douleur de courte durée selon la population cellulaire concernée et la modalité utilisée. Les évaluations comportementales peuvent générer un stress modéré lié à la manipulation, à l’exposition à un nouvel environnement ou à la répétition des tests. Elles sont réalisées sur des durées limitées, avec des méthodes non invasives et non nociceptives.

Devenir

L'ensemble des animaux seront euthanasié à la fin de chaque procédure afin de réaliser des prélèvements tissulaires post-mortem.

Remplacement

Ce projet vise à mieux comprendre pourquoi certaines démangeaisons apparaissent, pourquoi elles peuvent devenir chroniques, et comment elles peuvent modifier le comportement des animaux, par exemple en augmentant le stress ou en altérant l’humeur. La démangeaison ne dépend pas seulement de la peau : elle implique aussi les nerfs qui transmettent le signal depuis la peau, la moelle épinière, des cellules de soutien du système nerveux et des cellules immunitaires. Ces différents éléments interagissent entre eux, ce qui rend le phénomène difficile à reproduire avec des méthodes uniquement réalisées en boîte de culture ou sur des tissus isolés. Ces approches alternatives peuvent apporter des informations utiles, mais elles ne permettent pas de reproduire en même temps une inflammation de la peau, l’activation des nerfs responsables de la démangeaison, l’intervention des cellules de soutien du système nerveux, et l’apparition de comportements comme le grattage ou les changements liés à l’état émotionnel. Pour répondre aux objectifs du projet, il est donc nécessaire d’utiliser des modèles animaux permettant d’étudier la démangeaison dans un organisme entier, depuis la peau jusqu’aux comportements observables.

Réduction

Le nombre d’animaux utilisé dans ce projet a été défini de manière à obtenir des résultats scientifiquement interprétables tout en limitant le recours aux animaux au strict nécessaire. Une veille bibliographique sera réalisée tout au long du projet afin d’éviter la duplication d’expériences déjà publiées et d’adapter les choix expérimentaux aux connaissances disponibles. La stratégie de réduction repose d’abord sur l’utilisation d’un modèle de référence. Ce modèle permettra de valider les approches expérimentales nécessitant des groupes contrôles complets et de vérifier que les effets observés sont interprétables. Une fois ces validations réalisées, les autres modèles seront étudiés avec des plans expérimentaux allégés, limités aux comparaisons nécessaires, afin d’éviter la répétition de groupes contrôles redondants. Lorsque cela est scientifiquement justifié, les groupes contrôles seront mutualisés au sein d’une même procédure, en particulier lorsque les conditions expérimentales sont comparables. Cette organisation permet de réduire le nombre total de groupes tout en conservant des comparaisons valides. Pour les lignées génétiques, les croisements seront planifiés afin de maximiser l’utilisation des animaux produits. Les animaux présentant un génotype compatible avec les groupes expérimentaux ou contrôles prévus seront utilisés autant que possible, ce qui limite la production d’animaux excédentaires et le nombre de reproducteurs nécessaires. Lorsque plusieurs approches indépendantes répondent à une même question scientifique, elles seront d’abord limitées au modèle de référence. Leur extension à d’autres modèles ne sera réalisée que si les premiers résultats le justifient. Les effectifs reposent sur un minimum de 12 animaux par condition expérimentale, répartis en 3 répétitions indépendantes de 4 animaux par groupe. Les données seront analysées en regroupant ces répétitions, tout en vérifiant la cohérence des effets observés. Ce dimensionnement tient compte de l’expérience de l’équipe, de la variabilité attendue et de la nécessité de détecter des différences biologiquement pertinentes. Enfin, chaque animal sera inclus dans une seule procédure expérimentale et suivra une trajectoire complète au sein d’un modèle donné, afin d’éviter toute exposition cumulative inutile.

Raffinement

Lors de leur arrivée dans la zootechnie d’expérimentation, quelle que soit leur origine, les souris bénéficieront d’une phase d’acclimatation d’au moins cinq jours dans une pièce dédiée, sur portoirs ventilés. Les animaux seront hébergés en groupes sociaux stables, séparés par sexe, à un maximum de cinq par cage de 500 cm², dans un environnement contrôlé. Les groupes seront maintenus aussi stables que possible afin de limiter le stress lié aux remaniements. Une attention particulière sera portée aux interactions sociales, notamment chez les mâles, afin de détecter précocement toute agressivité ou blessure. Un enrichissement systématique sera mis en place, comprenant une maison et du matériel de nidification. Durant toute la période d’expérimentation, l’état général des animaux sera observé au minimum une fois par jour par le personnel de zootechnie ou par le personnel impliqué dans le projet. Le poids sera suivi régulièrement au cours des manipulations, notamment lors des phases de traitement ou d’induction des modèles. Les grilles de suivi clinique et les points limites spécifiques sont définis dans chaque procédure afin d’encadrer la surveillance, les mesures de soutien éventuelles et le retrait anticipé des animaux si nécessaire. Les manipulations expérimentales sont réalisées de manière à limiter le stress, la durée de contention et l’inconfort. Les gestes susceptibles d’induire une gêne transitoire ou nécessitant une contention prolongée sont réalisés sous anesthésie gazeuse brève lorsque cela est compatible avec les objectifs expérimentaux. Les volumes administrés sont limités au strict nécessaire et adaptés à la voie utilisée. Le matériel est choisi de manière appropriée afin de réduire au maximum les lésions tissulaires. Les expérimentateurs impliqués dans le projet sont formés à l’utilisation des animaux à des fins scientifiques et aux gestes techniques mis en œuvre. L’apprentissage et la maîtrise des gestes techniques sont encadrés et consignés dans les livrets de compétences des personnes concernées. Enfin, une analyse rétrospective sera réalisée à l’issue des expériences afin d’identifier d’éventuelles possibilités d’amélioration des procédures et de réduction supplémentaire de la souffrance animale pour les études ultérieures.

Choix des espèces

La souris (Mus musculus) a été choisie pour ce projet en raison de sa pertinence pour l’étude des mécanismes du prurit aigu et chronique et de ses conséquences comportementales. Des modèles murins validés permettent de reproduire différents contextes de prurit cutané, inflammatoire ou non inflammatoire, et d’étudier de manière intégrée les interactions entre la peau, les neurones sensoriels, les cellules gliales et la moelle épinière. La souris offre également l’accès à de nombreuses lignées transgéniques et conditionnelles permettant le ciblage spécifique de populations neuronales et gliales impliquées dans le prurit, ce qui est indispensable pour répondre aux objectifs du projet. Enfin, des protocoles comportementaux standardisés et largement utilisés permettent d’évaluer de façon fiable le prurit et ses conséquences comportementales. Les animaux utilisés dans ce projet sont exclusivement des souris adultes (Mus musculus). Les procédures expérimentales sont réalisées à des stades de développement compatibles avec la maturité des systèmes nerveux, immunitaire et comportemental. De manière générale, les souris sont utilisées à partir de 6 semaines d’âge. Certaines manipulations préalables (approches génétiques, virales ou inductibles) peuvent être réalisées chez des animaux âgés de 4 à 6 semaines, suivies d’un délai suffisant avant l’induction des modèles expérimentaux et les évaluations comportementales, afin de garantir une expression ou une recombinaison stable. Les modèles de prurit aigu et chronique ainsi que l’ensemble des évaluations comportementales sont réalisés chez des souris adultes, typiquement âgées de 6 à 12 semaines au moment des tests. Aucune procédure n’est réalisée chez des animaux en phase juvénile précoce ou néonatale.

Les souris utilisées sont déficientes pour des protéines de l'audition et deviennent sourdes et déséquilibrées dès la deuxième semaine de vie, un état qui dure jusqu'à leur mise à mort. 8 985 souris sont engagées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Elles reçoivent une injection unique dans l'oreille interne sous anesthésie, à un jour de vie ou entre 14 et 30 jours, puis des tests auditifs sous anesthésie répétés à 1, 2 et 3 mois, et des tests comportementaux d'équilibre et d'orientation, dont un test d'équilibre de 31 minutes et un test de flottaison de dix secondes. 4 635 souris sont tuées pour prélever les tissus de leur oreille interne, et 4 350 sont réutilisées pour de l'exploration fonctionnelle.

Objectifs

La surdité et les troubles de l'équilibre sont parmi les déficits sensoriels héréditaires les plus fréquents chez l'homme. Environ 1 nouveau-né sur 700 est atteint de surdité congénitale, et 80 % de ces cas ont une origine génétique, dont 30 % sont associés à des troubles de l’équilibre. Parmi les syndromes responsables, le syndrome d’Usher est l’une des principales causes de surdicécité et de troubles d’équilibre héréditaires chez l’homme. À ce jour, aucun traitement ne permet de prévenir ou de corriger ces atteintes sensorielles. Depuis peu, la thérapie génique est l’une des pistes explorées pour soigner ces déficits. Notre objectif est d’évaluer l’efficacité d’une telle approche dans différents modèles murins de surdités sensorielles parmi lesquelles le syndrome d’Usher. Nous testerons deux stratégies de thérapie génique dans des souris génétiquement modifiées.

Bénéfices attendus

Ce projet nous permettra de développer des stratégies thérapeutiques capables de prévenir et/ou retarder les déficits sensoriels de l’oreille interne d’origine génétique. A court terme : Nous identifierons les méthodes les plus efficaces pour exprimer la protéine non mutée ou réparer la protéine mutée et déterminerons l’efficacité de ces stratégies pour corriger les troubles sensoriels chez nos souris déficientes. A long terme : Nous espérons avec ce travail développer des outils utilisables dans des essais pré-cliniques et cliniques afin de prévenir ou retarder les signes cliniques chez les patients atteints du syndrome d’Usher. Ceci inclut : - la mise en évidence d’approches nouvelles pour le transfert de gène, - la mise en évidence de l’efficacité in vivo de l’édition de gène pour la correction de mutations spécifiques.

Procédures

Chirurgie : Les animaux seront soumis à des injections dans l’oreille interne sous anesthésie gazeuse et analgésie, elles seront uniques et ne dureront pas plus de 10 minutes au stade néonatal et 20 minutes au stade post-natal. Tests auditifs : Les souris injectées au niveau de l’oreille interne seront soumises à des tests auditifs dès l’âge de 3 semaines. Ces tests pourront être répétés à 1, 2 et 3 mois. Les souris seront anesthésiées puis exposées à de brefs stimuli sonores d’intensité et de fréquence croissantes. Des mesures seront enregistrées à l’aide d’électrodes ou de sondes placées sous la peau ou à l’entrée du conduit auditif. L’ensemble de ces enregistrements ne durera pas plus de 30 minutes par session. Tests d’équilibre : Les souris injectées au niveau de l’oreille interne seront également soumises à des tests comportementaux. Leurs déplacements seront analysés à l’aide d’un système vidéo (2 minutes). Leur capacité d’équilibre sera évaluée par deux tests : un premier de 31 minutes (composé de 3 sessions de 2 minutes et 3 sessions de 5 minutes, séparées par des pauses de 2 minutes) et un second de 2 minutes. Leur capacité d’orientation dans l’espace sera évaluée grâce à deux autre tests (10 à 60 secondes chacun). Un test de flottaison sera finalement réalisé (10 secondes) avant le retour en cage d’hébergement.

Impact sur les animaux

Les souris déficientes en protéine fonctionnelle de l’audition présentent des déficits qui se manifestent par des troubles de l’équilibre. Les injections dans l’oreille interne seront réalisées sous anesthésie et analgésie, en conditions optimales d’asepsie et avec un contrôle rigoureux des animaux en pré- et post-opératoire. Aucune dégradation de l’état des animaux n’est attendue. Bien au contraire, nous espérons que le remplacement ou la correction du gène muté contribuera à rétablir les fonctions sensorielles des souris injectées. En découle la liste ci-dessous des interventions après raffinement, et de leurs éventuels effets indésirables supérieurs ou égal à une piqûre d’aiguille : 1) Les lignées de souris transgéniques déficientes non traitées, élevées dans un milieu fortement enrichi, montrent une surdité et des troubles de l’équilibre, qui apparaissent à partir de la 2ème semaine de vie post-natale et perdurent jusqu’à la mise à mort. 2) Les injections dans l'oreille d’une durée maximum de 20 minutes, sont réalisées sous anesthésie avec analgésie et sous contrôle strict pré- et post-opératoire. Les souris sont placées sur un tapis chauffant (37°C) et surveillées tout au long de la procédure. 3) Un test entraîne de faibles nuisances, dont une chirurgie de courte durée (15min) et l’étude vidéo, qui nécessite de maintenir les animaux immobilisés pour une durée n'excédant jamais 30 minutes.

Devenir

4350 souris seront réutilisés pour exploration fonctionnelle. Les autres animaux (soit 4635 souris) seront mis à mort pour récupérer des tissus de l’oreille interne afin de réaliser des analyses biologiques et histologiques.

Remplacement

Il n’existe pas à ce jour de méthode alternative in vitro ou in silico pour appréhender les mécanismes complexes impliqués dans le fonctionnement de l‘oreille interne que sont : 1) la perception du stimulus mécanique par les cellules sensorielles ; 2) la transmission de ce stimulus en un signal électrique ; 3) la transmission de ce signal électrique à certains neurones de la cochlée ; 4) le transfert via ces neurones et leurs relais de l’information jusqu’au cerveau. De fait, nous aurons recours à la souris dans notre projet pour étudier les cascades physiopathologiques impliquées dans la surdité et les troubles de l’équilibre, et pour tester l’efficacité thérapeutique de traitements préventifs ou curatifs.

Réduction

Afin de limiter le nombre d’individus par groupe expérimental, nous avons effectué une analyse de puissance statistique à partir des données issues de publications. Un effectif de 5 individus par groupe permettra d’obtenir des résultats significatifs, au regarde des effets attendus. Nous limitons également le nombre d’individus de nos groupes contrôles en réexploitant, quand cela est pertinent, les données contrôles de nos expériences antérieures. Afin de contrôler d’éventuels effets techniques, les souris d’une même cage seront subdivisées pour recevoir au moins 2 traitements différents, et plusieurs répétitions seront réalisées. Ces facteurs seront pris en compte dans les analyses.

Raffinement

Enrichissement de l’environnement Chez la souris, les troubles sensoriels peuvent s’accompagner d’hyperactivité, de désorientation, de stress et de bagarres (chez les mâles). D’expérience, nous avons remarqué que pour limiter ces effets, il suffisait d’ajouter deux igloos par cage, des copeaux en carton (et non pas en coton propice aux garrots), des bâtonnets en bois à grignoter (1 par souris), et d’équilibrer le nombre d’animaux normaux et d’animaux déficients dans une même cage. Les cages doivent de plus être manipulées avec une très grande délicatesse et le moins souvent possible (une fois par jour maximum). Les personnes amenées à intervenir sur nos cages de souris déficientes sont alertées sur les consignes à appliquer. Surveillance des souris en amont et en aval d’une anesthésie avec ou sans chirurgie L’emploi d’analgésiques sera systématique tout comme l’application d’un gel ophtalmique lors des anesthésies de souris adultes. Nous utiliserons un matériel miniaturisé pour l’anesthésie des souriceaux. Les animaux anesthésiés seront gardés sur un tapis chauffant jusqu’à leur réveil complet puis remis dans leur cage. Les animaux opérés seront régulièrement inspectés pour détecter et traiter les éventuels signes d’inconfort tels que décrits dans la grille d’évaluation fournie par notre SBEA.

Choix des espèces

Les cellules et les molécules impliquées dans le fonctionnement de l’oreille interne sont comparables chez l’homme et la souris. Les pathologies qui nous intéressent ont déjà des modèles murins. Ces modèles vont nous permettre d’explorer les preuves de concept thérapeutique que nous pourrons transposer, du moins conceptuellement, chez l’homme. Les injections se feront sur des souriceaux (P1, age 1 jour) ou des souris âgées de P14-P30 (age entre 14 et 30 jours). Le stade P1 est un stade immature où les cellules sensorielles ne sont pas encore trop affectées. Les stades P14/P30 correspondent à des stades où les tissus sensitifs de l’oreille interne sont matures. La mise à mort se fera entre 30 jours et 3 mois post-injection pour évaluer les effets à court, moyen et long terme d’une correction génique.