Organes sensoriels

1 080 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Une sécheresse oculaire leur est provoquée par instillation quotidienne de chlorure de benzalkonium pendant sept jours, puis leur douleur est mesurée en appliquant une pression croissante près de l'œil jusqu'au clignement, une gêne que le porteur indique ne pas pouvoir soulager par analgésiques "puisque c'est ce paramètre que nous évaluerons". L'étude porte sur le rôle de canaux ioniques dans la douleur oculaire. Le porteur affirme que ce syndrome multifactoriel "ne peut être remplacé" par des modèles in vitro et exige un organisme entier.

Objectifs

La sécheresse oculaire est l'un des premiers motifs de consultation en ophtalmologie. Sa prévalence varie de 5 à 35 % chez les sujets de plus de 50 ans. La pathologie peut se déclarer chez des sujets plus jeunes en cas de maladie auto-immune, de pollution environnementale, de prise médicamenteuse répétée, après une chirurgie de la cornée ou suite à l'usage intensif des écrans. En conséquence, la prévalence de la sécheresse oculaire est grandissante. Les symptômes regroupent des troubles visuels et des douleurs d’intensité variable qui peuvent devenir chroniques. Les patients se plaignent également d’une sensibilité accrue à la lumière. La sécheresse oculaire est difficile à traiter et ses mécanismes physiopathologiques sont peu connus. Ce constat impose un approfondissement de nos connaissances fondamentales sur les mécanismes cellulaires impliqués dans la douleur oculaire. Des mutations dans les gènes codant des transporteurs de potassium appelés K2P sont à l'origine de douleur chez les patients humains et chez les rongeurs (exemple: migraine). Leur fonction dans l'oeil n'a pas encore été caractérisée. Nous disposons 1) de différents modèles de souris dans lesquels les K2P sont absents, et 2) de molécules analgésiques mises au point pour moduler l'activité des K2P. Nous souhaitons combiner ces outils pour caractériser le phénotype oculaire de ces animaux et déterminer l'effet thérapeutique de ces molécules dans la physiopathologie de l'oeil. L'étude chez l'animal est un prérequis pour évaluer de manière intégrée les conséquences d'un traitement de la pathologie oculaire. Ce projet utilisera au maximum 1080 souris. Grâce à nos études préalables in vitro, nous connaissons le mode d'action de ces transporteurs (remplacement). Le recours aux séances d'habituation et à l'anesthésie gazeuse légère et rapide permet de limiter le stress des souris (raffinement). Les prévisions obtenues avec les logiciels statistiques nous permettent d'anticiper le nombre maximal de souris pour obtenir des résultats significatifs et nous réduirons ce nombre en cours de projet dès que nos données seront suffisamment robustes (réduction).

Bénéfices attendus

La sécheresse oculaire est à l’origine d’une douleur oculaire chronique pouvant être accompagnée de troubles de la vision, de photoallodynie (sensibilité accrue à la lumière) et de dommages de la surface oculaire, et elle représente l’un des principaux motifs de consultation en ophtalmologie. C’est le plus important signe d’alerte en réaction à une inflammation ou à un traumatisme des structures du segment antérieur de l’oeil (cornée, conjonctive, sclère et structures uvéales). Elle affecte la qualité de la vie et près de 60 % des patients se déclarent gênés dans leurs activités quotidiennes. En outre, 80 % des patients qui souffrent de douleur oculaire ne l’estiment pas suffisamment prise en considération tant par leur entourage que par leur médecin. La douleur chronique oculaire est très difficile à traiter et les mécanismes physiopathologiques, de nature neurogène et/ou inflammatoire, demeurent de nos jours très mal connus. Les traitements actuels sont invasifs, peu efficaces et diminuent la qualité de vie des patients. De ce fait, la sécheresse oculaire est considérée comme un désert thérapeutique malgré son incidence grandissante liée au vieillissement global de la population, l’augmentation du recours à la chirurgie réfractive, l’usage des écrans et la pollution environnementale. Le projet que nous souhaitons développer permettra de mieux comprendre les mécanismes moléculaires de cette pathologie et éventuellement de proposer une stratégie thérapeutique nouvelle si ce projet donne les résultats escomptés. Les bénéfices suceptibles de découler de ce projet sont une avancée significative dans la prise en charge de la sécheresse oculaire.

Procédures

La procédure 1 dure 2X 1 semaine maximum (à 3 mois et à 12 mois environ), la procédure 2 dure 2 semaines maximum. Dans chaque procédure, la mesure du volume des larmes dure 5 minutes (coton au coin de l’œil); la mesure de la stabilité des larmes dure 10 minutes (anesthésie à l’isoflurane, puis administration d’une goutte de fluorescéine). La mesure de la douleur oculaire par un test qui consiste à appliquer une pression croissante sur la zone péri-orbitale et à mesurer la pression (en grammes) induisant le clignement des paupières et le retrait volontaire de la face par la souris, dure 1h. La séance d'imagerie DOLPLER dure 15 minutes (sous anesthésie légère). Dans la procédure 1, chaque animal subira ces 3 tests 1 fois dans sa vie, et 2 fois dans la procédure 2 (avant et après administration de la molécule régulatrice des K2P). Le modèle de la procédure 2 consiste en une injection quotidienne de BAC (chlorure de benzalkonium) pendant 7 jours. Les molécules régulatrices des K2P ou la solution saline contrôle seront administrées en IP, en 1 injection.

Impact sur les animaux

Chez l'homme, la sécheresse oculaire peut occasionner un ressenti très variable selon les individus allant d'une simple gêne soulagée momentanément par des larmes artificielles à une douleur pouvant être plus inconfortable chez certains patients. Il est vraisemblable que cette variabilité entre individus existe également chez la souris. Les effets indésirables prévus sur les animaux sont associés à la sécheresse oculaire qui sera d'intensité modérée. Elle engendre potentiellement un inconfort voire éventuellement une gêne chronique (comme chez certains patients humains) qui ne pourront être soulagés par des analgésiques puisque c’est ce paramètre (et son soulagement) que nous évaluerons. Les animaux auront 3 et 12 mois environ lors de leur entrée en procédure. La durée des nuisances auxquelles ils seront exposés sera donc de 5 jours pour les souris mutantes pour les transporteurs étudiés: habituation aux tests pendant 2 jours et 3 jours de tests (c'est-à-dire 2 fois 2h de tests à 36h d'intervalle: 1 série de tests pendant la journée, 1 seconde série pendant la nuit). La durée des nuisances sera de 6 semaines maximum pour les souris dans lesquelles nous aurons induit la sécheresse oculaire (habituation aux tests, 7 jours d'établissement du phénotype et entre 1 et 4 semaines de traitement avec une série de tests par semaine). Les effets des traitements seront évalués sur 7, 14 et 28 jours maximum puis les animaux seront mis à mort.

Devenir

Tous les animaux seront mis à mort selon la législation en vigueur afin de réaliser des analyses histologiques post mortem.

Remplacement

Le syndrome de sécheresse oculaire est d’origine multifactorielle (y compris environnementale). Son apparition et sa gravité résultent donc de l’intégration de plusieurs défauts (neuro-inflammation etc) et les études sur l’animal intact sont essentielles et ne peuvent être remplacées. Ceci ne peut malheureusement pas être modélisé in vitro à ce stade du projet. Néanmoins, nos études préalables et celles de nos collègues ont permis de caractériser in vitro (neurones en culture) et in vivo (rongeurs) les effets des molécules d'intérêt et de déterminer leur mode d'action sur les K2P. Cette phase du projet exige maintenant un système biologique intégré tel qu’un organisme vivant pour caractériser précisément in vivo sur l'oeil et quantifier le phénotype oculaire des animaux déficients pour les gènes codant les canaux K2P d'intérêt et les effets thérapeutiques des molécules que nous avons testées.

Réduction

Le nombre d‘animaux (1080) correspond au nombre maximal nécessaire à l'obtention de résultats significatifs (calculé par le logiciel GPower). Il sera réduit chaque fois que possible, et toute expérience rendue inutile par des résultats précédents obtenus ne sera pas réalisée. Nous utiliserons un nombre d’animaux aussi faible que possible. Nos prédictions suggèrent que des lots de 10 animaux par condition permettront une analyse statistique valide permettant d’exclure toute répétition additionnelle. Nous anticipons et choisissons a priori d’inclure 15 animaux/groupe par précaution et en considérant mâles et femelles séparément, et nous réduirons ce nombre dès lors que les résultats seront statistiquement significatifs et en particulier si les deux sexes donnent des résultats similaires.

Raffinement

Notre expertise nous permet de mettre en place des conditions de raffinement adaptées et de réaliser les gestes techniques requis de manière précise et rapide. Nous porterons une attention particulière à limiter au niveau le plus faible le stress occasionné aux animaux. Ceux-ci seront manipulés avec calme dans un environnement limitant toute source de nuisances, dans une salle calme uniquement dédiée à ces tests, dans laquelle nous pouvons moduler l'intensité lumineuse pour limiter la photoallodynie et avec un équipement spécialement conçu pour la bonne réalisation des procédures. Ainsi, nous mettrons en place des séances d'habituation en amont de chaque test, et nous réaliserons la plupart de ces tests sous anesthésie légère à l'isoflurane (15-20 minutes). En cours de procédure, nous suivrons les animaux en nous appuyant sur une grille de score permettant d’évaluer la douleur et de mettre en oeuvre des points limites précoces. Les animaux seront hébergés avec un environnent enrichi, sans isolement, en accord avec la réglementation en vigueur. Enfin, l'utilisation de l'imagerie par échographie-Dopler représente un avantage conséquent dans le respect de la règle des 3R et permet non seulement de réduire le nombre d'animaux mais de diminuer leur manipulation car c'est une technique non invasive et rapide sous anesthésie réalisée par l'expérimentateur principal formé à l'utilisation de l'appareil.

Choix des espèces

Nous avons choisi Mus musculus comme modèle d’étude en raison de ses similarités génétiques et physiologiques avec l’espèce humaine. Le modèle murin reproduisant la sécheresse oculaire est un modèle validé et classiquement utilisé dans la littérature. Deux âges seront étudiés: 3 et 12 mois. Ces âges sont choisis de manière à représenter les différentes périodes de la vie adulte : jeunes adultes (matures) et individus âgés. En effet, l’un de nos objectifs est de déterminer si l’âge/le vieillissement pourraient impacter le phénotype observé dans ces animaux.

80 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Une partie reçoit une injection intraveineuse de cellules tumorales, une autre développe en vieillissant des plaques cutanées inflammatoires qui s'étendent si l'animal n'est pas tué, avant prélèvement d'organes. Le porteur indique étudier le rôle d'une protéine, E-Syt2, dans la surveillance immunitaire des tumeurs et l'inflammation de la peau. Il affirme qu'aucun modèle cellulaire humain ne convient car les cellules concernées changent de comportement hors de leur tissu, et justifie ainsi le recours à la souris.

Objectifs

Nous avons récemment montré que la protéine E-Syt2 joue un rôle important au niveau du système immunitaire en permettant l’activation d’un facteur clé de l’inflammation. En particulier, son rôle se situe au niveau de la reconnaissance par les cellules de l’immunité de lipides. Ces lipides, lorsqu’ils sont exprimés par des cellules cancéreuses donnent lieu à leur reconnaissance et à leur destruction par un processus appelé « immunosurveillance tumorale » ayant pour but de détruire les cellules cancéreuses circulantes. Le but de ce projet est donc de déterminer si les souris déficientes pour E-Syt2 peuvent se défendre contre la présence de cellules tumorales. Si le processus d’immunosurveillance tumorale est altéré, ces souris ne pourront plus détecter les cellules cancéreuses qui se multiplieront et donneront des métastases. Par ailleurs, les souris invalidées pour E-Syt2 possèdent un phénotype dommageable au niveau de la peau lorsqu’elles vieillissent (3-6 mois) qui pourrait être du à un défaut d’activation des cellules de l’immunité reconnaissant les lipides (cette fois ci au niveau de la peau). Nous aimerions étudier le mécanisme responsable de cette anomalie.

Bénéfices attendus

Globalement, ce projet nous aidera à mieux comprendre les mécanismes immunitaires responsables de l’immunosurveillance antitumorale et de quantifier la sévérité de l’inflammation de la peau et de proposer des nouvelles thérapeutiques basées sur les connaissances acquises.

Procédures

Injection intraveineuse de cellules issues de lignées tumorales par voie intracaudale . L’injection durera environ 30 secondes par souris.

Impact sur les animaux

Apparition d’un phénotype dommageable au niveau de la peau après 3 à 6 mois. Les lésions seront des plaques inflammatoires au niveau du dos des souris qui ne régresseront pas mais au contraire s’étendrait si la souris n’était pas rapidement mise à mort .

Devenir

Les animaux ne peuvent être ni réutilisés, ni replacés, ni adoptés car ils seront mis à mort pour prélèvement d’organes.

Remplacement

Après avoir mis en évidence le fait que certains types cellulaires sont augmentés dans les souris invalidées pour la protéine que nous étudions, nous avons besoin de réaliser des tests in vivo dans notre modèle murin qui reproduit certains aspects de la pathologie humaine. Ce modèle est disponible dans notre laboratoire. Dans ce projet, il n’est pas possible d’avoir recours à un modèle cellulaire humain car nous avons besoin d’étudier les conséquences de l’absence de notre protéine d’intérêt (E-Syt2) in vivo chez la souris en étudiant l’influence des interaction cellulaires entre cellule présentatrice de lipide et cellules de l’immunité, en mesurant la productions cellulaire de médiateurs de l’inflammation (cytokines), et en analysant le phénotype des souris, c’est-à-dire les conséquences visibles de l’absence d’E-Syt2 sur la souris. 1- pour mesurer l’activation des cellules d’intérêt et leur production de cytokines in vivo et notamment, dans un organe, le thymus. 2- Pour mesurer l’activation des cellules d’intérêt par des cellules présentatrices naturelles, les macrophages péritonéaux 3- Pour quantifier la nature des lipides exprimés in vivo à la surface de ces macrophages 4- Pour effectuer des expériences in vivo permettant d’appréhender le rôle d’E-Syt2 dans le devenir de cellules tumorales. Pour étudier le rôle d’Esyt2 dans l’apparition d’un phénotype dommageable au niveau de la peau que nous avons observé chez les souris KO vieillissantes

Réduction

Il s’agit de terminer un projet pour lequel nous avons déjà accumulé beaucoup de résultats. 80 souris seront utilisées. Pour le calcul de puissance des analyses statistiques envisagées, nous avons supposé un effet cage de 15%. Les effectifs proposés devraient permettre d’obtenir des résultats significatifs pour des tailles d’effet supérieur à 0.58 (effets forts à très forts contre 0.44 sans effet cage devraient être suffisant. 2 types de cellules tumorales seront inoculées (expérience), 4 âges ou temps post-inoculation seront utilsiés (« groupe »), 2 cages par groupe (« répétitions ») et 5 souris par cage soit 2x4x2x5= 80.Les souris seront des 2 sexes sans discrimination.

Raffinement

Les prélèvements seront réalisés sur des souris recevant une dose létale d’anesthésique (pour les prélèvements de macrophages péritonéaux) ou euthanasiés par dislocation cervicale pour éviter tout l’inconfort, douleur ou détresse occasionnée par le prélèvement d’organes. A la fin de l’experience, la dislocation cervicale sera réalisée aussi sur le souris qui ont reçu une dose lethale d’anesthesie. Pour les expériences nécessitant l’injection de cellules tumorales, les souris seront surveillées de façon journalière, mises à mort aux dates indiquées sur le schéma ou avant si les points limites précoces (diminution de la prise de nourriture, déshydratation, diminution de la locomotion, respiration laborieuse) que nous avons établi sont atteints. Les souris injectées seront placées dans des cages à part dans l’animalerie d’expérimentation sans aucune restriction. Les souris susceptibles de présenter un phénotype dommageable seront examinées toutes les semaines et euthanasiées dès l’apparition du phénotype dommageable qui se manifeste par des lésions psoriasiformes au niveau de la peau très inflammatoires.

Choix des espèces

Les modèles animaux doivent, de manière idéale, refléter tout ou la majorité des caractéristiques de la maladie observée chez l’homme. Dans ce contexte, les souris de laboratoire partagent des nombreuses propriétés avec celles des êtres humains. Plusieurs études utilisant des souris ont déjà permis une nette avancée des connaissances dans le cancer et dans la physiopathologie des maladies inflammatoires cutanées. Les résultats issus de ce projet nous permettront d’obtenir des nouvelles pistes sur les mécanismes humains impliqués dans la sévérité de maladies comme le psoriasis et de proposer des nouvelles approches thérapeutiques. Tous les animaux utilisés seront adultes (3-6 mois) pour les animaux destinés aux biopsies cutanées étant donné que le phénotype cutané se manifeste très tardivement et 6 semaines pour les animaux qui seront mis à mort pour obtenir leur thymus (le thymus involue avec l’âge) ou leurs macrophages péritonéaux. Les souris destinées à l’injection de cellules tumorales auront 6 semaines au moment de l’injection.

20 rats vont être utilisés, tous tués à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Ils subissent sur deux jours une chirurgie du dos induisant une plaie cutanée chronique avec arrêt de l'irrigation sanguine, puis des traitements par plasma froid trois fois par semaine et un maintien en cage individuelle. Le porteur indique que l'induction de la plaie peut causer une souffrance limitée dans le temps et qu'un excès d'espèces réactives pourrait provoquer une nécrose des tissus, constituant un point limite. Il affirme qu'aucun modèle in vitro ne permet de suivre la cicatrisation sur plusieurs semaines et conclut que le recours au rat est nécessaire.

Objectifs

Les plaies cutanées chroniques représentent un problème de santé publique important avec en France près de 50 000 patients atteints d’ulcère de jambe, 40 000 diabétiques avec une plaie du pied et 350 000 escarres. Leur prise en charge induit des coûts importants de par la chronicité de ces plaies. Les soins sont prolongés, le matériel est parfois coûteux, le temps infirmier nécessaire est important, les arrêts de travail et les hospitalisations sont longues. De plus, ces plaies chroniques ont toujours un retentissement majeur sur la qualité de vie du patient. Les plasmas froids produisent des espèces réactives de l’oxygène et de l’azote qui ont une capacité pro-cicatrisante et antibactérienne. L'utilisation des plasmas froids se différencie par le fait qu’elle est non invasive, c’est-à-dire sans contact, et sans douleur. Les objectifs de cette première étude menée dans le cadre d’un nouveau projet sont d’évaluer les effets de plasmas froids générés par une nouvelle technologie sur la cicatrisation de plaies cutanées chroniques induites chez le rat. Les effets seront comparés à ceux observés sur des plaies cutanées chroniques non traitées. Les traitements par plasmas froids seront effectués sous anesthésie 3 fois par semaine jusqu’à cicatrisation complète. A l’issue de l’étude, des dosages seront effectués sur un prélèvement de sang après placement des animaux sous anesthésie générale, suivi après leur euthanasie du prélèvement d’organes pour la réalisation d’analyses.

Bénéfices attendus

La réalisation de cette première étude dans le cadre d'un projet global va permettre d’évaluer les effets de traitements par plasmas froids de "nouvelle génération" sur la cicatrisation de plaies cutanées chroniques chez le rat, et de comparer ces effets avec des plaies cutanées chroniques non traitées. Les données des analyses effectuées sur les prélèvements de sang, de peau de la région cicatrisée et des organes prélevés en fin d’expérimentation, permettront d’appréhender les effets des traitements effectués sur la cicatrisation de plaies cutanées chroniques chez le rat. Cela permettra de poursuivre les études sur l’animal dans le cadre de ce projet, et notamment d’étudier les effets d’une combinaison traitements par plasmas froids et pansement actif, et d’envisager leur utilisation future chez l’Homme. Cela permettra à terme de proposer une nouvelle thérapie innovante pour le traitement de plaies cutanées chroniques chez le sujet sain ou diabétique.

Procédures

Les rats seront soumis à une procédure chirurgicale pour l’induction d’une plaie cutanée chronique avec arrêt de l’irrigation sanguine sur une région du dos, procédure effectuée sous anesthésie générale sur 2 jours consécutifs. Un traitement analgésique sera administré chaque jour avant la chirurgie et 6 heures après la fin de celle-ci le 2ème jour. La chirurgie sera réalisée en 15 minutes environ le 1er jour et en 10 minutes environ le 2ème jour. Les plaies cutanées seront traitées 3 fois par semaine et seront protégées par un morceau de gaze stérile et 2 bandes de sparadrap pour le maintien de celle-ci. Un suivi quotidien des rats sera réalisé pendant toute la durée des expérimentations. Un maintien des rats en cage individuelle est nécessaire pour éviter qu’ils ne s’arrachent entre eux les points de suture, la gaze et les sparadraps, et également pour éviter que cela interfère avec le processus de cicatrisation.

Impact sur les animaux

L’induction d’une plaie cutanée chronique réalisée sur 2 jours successifs peut induire une souffrance mais limitée dans le temps, souffrance qui sera limitée au maximum par la réalisation de la procédure expérimentale sous anesthésie générale et sous couverture analgésique. Les traitements et les changes de gaze et de sparadraps, effectués également sous anesthésie générale de courte durée, environ 5 à 10 minutes, n’engendreront quant à eux aucune douleur. Une toxicité éventuelle des traitements par plasmas froids pourrait se traduire par exemple par une nécrose avancée des tissus traités en raison d'un excès d'espéces réactives de l'oxygène, pouvant alors constituer un point limite. L’hébergement en cage individuelle des rats est nécessaire tout au long de l’étude pour éviter qu’ils ne s’arrachent entre eux les points de suture, la gaze et les sparadraps au cours de la période de traitement. Cela permet également d’éviter toute interférence avec le processus de cicatrisation qui est un processus long passant par différentes phases successives. Cet hébergement en cage individuelle des rats peut conduire à un stress par la limitation des interactions sociales directes mais cet effet sera limité par l’utilisation de cages transparentes, permettant à chaque rat de voir au moins un de ses congénères et de maintenir ainsi une forme de contact social. Un prélèvement de sang de 3 ml environ sera réalisé sur les 20 rats lorsque leur plaie cutanée sera totalement cicatrisée, effectué en moins d’une minute avant leur euthanasie, pour réaliser des analyses sanguines.

Devenir

A l’issue de l’unique procédure expérimentale, les 20 rats seront euthanasiés lorsque leur plaie cutanée sera totalement cicatrisée, après réalisation d’un prélèvement de sang pour la réalisation d’analyses sanguines. Les rats seront euthanasiés afin de permettre le prélèvement de la peau au niveau de la région ou la plaie cutanée a été induite, ainsi que des organes pour la réalisation d’un ensemble d’analyses.

Remplacement

Le remplacement des expérimentations animales par des méthodes alternatives n’est pas envisageable dans le contexte de ce projet. Il n’est en effet pas possible d’utiliser des modèles in vitro ou ex vivo permettant de réaliser des traitements et un suivi sur une durée prolongée, plusieurs semaines, du processus cicatriciel dépendant de mécanismes complexes successifs. L’ensemble de ces facteurs complexes ne peut être appréhendé qu’in vivo sur un modèle animal.

Réduction

Nous utiliserons le nombre minimum d’animaux nécessaire à la réalisation de ce projet et permettant d’obtenir des résultats prédictifs et représentatifs. Ce nombre a été déterminé à partir des résultats d’études menées sur un autre modèle expérimental chez le rat, et d’un calcul de puissance statistique. Sur la base de ce calcul il est nécessaire d’utiliser au moins 9,5 rats par groupe de traitement pour les 2 groupes de traitement envisagés. Nous utiliserons donc 2 groupes expérimentaux de 10 rats.

Raffinement

Une attention toute particulière sera portée aux animaux lors de l’induction des plaies cutanées (analgésie pré-opératoire, maintien des conditions d’asepsie, maintien de la température corporelle) puis après réalisation de celle-ci (analgésie post-opératoire). Les animaux seront observés quotidiennement tout au long de l’expérimentation, leur poids sera mesuré trois fois par semaine lors de chaque traitement et/ou change de gaze et de sparadrap et observation des plaies cutanées. Si une perte de poids importante est observée, ou si des signes d’infection de la plaie cutanée ou des modifications du comportement des animaux sont observés, ceux-ci seront euthanasiés dans des conditions éthiques. Les rats seront placés en cycle de lumière inversé pour observer leur comportement pendant leur phase active et ainsi respecter leur horloge biologique et respecter également la période de réalisation des traitements appliqués pour être dans des conditions similaires à celles qui seront utilisées chez l’Homme. Des briques d’Aspen seront placées dans chaque cage de rats comme dispositif d’enrichissement pour assurer leur bien-être, et seront remplacées lors de chaque change de litière. L’utilisation de cages transparentes permettra de maintenir un contact social visuel entre les rats d’un même portoir.

Choix des espèces

Le Rat est l’espèce animale la plus adaptée pour réaliser ce projet car il présente une taille permettant l’induction de plaies cutanées chroniques de dimensions suffisantes pour mimer les plaies cutanées chroniques chez l’Homme, avec une durée de cicatrisation suffisamment longue. Les animaux seront de jeunes rats âgées de 8 semaines à l’arrivée au laboratoire et de 9 semaines pour la réalisation des expérimentations. Les rats auront ainsi une taille permettant l’induction de plaies cutanées chroniques de dimensions suffisantes pour mimer les plaies cutanées chroniques chez l’Homme.

30 gymnophiones vont être utilisés, dont 10 tués à l'issue et 20 relâchés, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Ces amphibiens capturés dans la nature subissent l'obstruction d'une narine à la pâte dentaire ou le blocage de leurs tentacules à la colle chirurgicale, encadré de deux tests de performance olfactive, ce que le porteur associe à un stress modéré. Dix individus sont tués pour des analyses génétiques et morphologiques, les autres étant remis sur leur lieu de capture. Le projet relève de la recherche fondamentale sur le rôle du tentacule dans la détection des odeurs, sans application décrite.

Objectifs

Les gymnophiones sont le troisième ordre des lissamphibiens (après les anoures et les urodèles). Leur corps longiforme ressemble à celui des vers de terre. La plupart des espèces sont fouisseuses et ne sortent à l’air libre que dans de très rares occasions. Quelques espèces sont totalement aquatiques. L’ensemble des espèces connue est carnivore ou charognard. Toutes les espèces ont une vision très réduite voir pour certaines, sont totalement aveugles. Du fait de leur vie souterraine et de leur aspect « non attrayant » les gymnophiones restent très peu étudiés. Tous les gymnophiones possèdent un tentacule, organe longiligne parfois mobile et rétractable, présent au niveau de la tête des individus. Cet organe est une innovation écologique qui n’a probablement aucun analogue parmi les vertébrés. De nombreuse spéculations ont été apporté quand au rôle potentiel de cet organe cependant cela n’a pas été testé expérimentalement. L'objectif de ce projet de recherche est de comprendre le rôle du tentacule chez les gymnophiones, et notamment de savoir s’il intervient dans la détection des odeurs, comme cela a été proposé.

Bénéfices attendus

Ce projet de recherche permettra une grande avancée dans notre compréhension du rôle du tentacule chez les gymnophiones ainsi que de l'importance de l´odorat chez ces espèces. En effet, grâce à ce projet nous pourrons savoir si ce "nouvel organe" intervient dans le processus de détection des odeurs et permet ainsi à ces animaux de détecter des proies dans le milieu aquatique et souterrain. Un premier article sera focalisé sur les résultats des expérimentations in-vivo. Au moins un deuxième article combinera les résultats expérimentaux avec les données morphologiques (3D ct-scan) issues des spécimens de muséums. Afin de pouvoir diffuser nos résultats à un public varié, nous réaliserons des communiqués de presse vulgarisés avec l´organisme de recherche ainsi que localement avec des associations.

Procédures

L’unique procédure (modérée) appliquée à tous les animaux se déroulera sur des animaux vigiles. Il se déroulera environ 1 mois entre la capture de l’animal et sa mise à mort ou sa remise en liberté. Ainsi, la procédure comprendra (1) la capture du gymnophione, (2) sont placement en élevage, (3) la réalisation d’un test de performance olfactive (durée du test: 25min), (4) le bouchage d’une narine (à l’aide de pâte pour dentiste) ou le blocage des tentacules (à l’aide de colle chirurgicale qui se détache au bout de trois jours), (5) la réalisation d’un test de performance olfactive, (6) la remise en liberté de l’animal ou sa mise à mort.

Impact sur les animaux

La capture et le transport de l'animal jusqu'à son terrarium d'élevage devraient générer un stress modéré. L'applicationde colle chirurgicale sur les tentacules des gymniophones devrait générer un état de stress modéré chez les animaux. La colle se détache de la peau au bout de 3 jours. L'obstruction d'une narine à l'aide de pâte pour dentiste devrait générer un léger stress chez l'animal jusqu' à la fin de l'expérimentation (inférieur à 30 minutes). Ces deux procédures suivent un protocole standardisé.

Devenir

Un maximum de 10 individus par espèce sera mis à mort afin de réaliser des analyses génétiques et morphologiques (e.g. immuno-histologie) qui ne peuvent être réalisées avec les spécimens de muséums.

Remplacement

Le principe de remplacement est ici déjà appliqué à ce projet puisque l'ensemble des études morphologiques sur l'appareil olfactif des gymnophiones sera réalisé à l'aide de spécimens de musées disponibles notamment au muséum d ́histoire naturelle de Paris et au muséum d'histoire naturelle de Stuttgart (Allemagne). Cependant, les tests de performances olfactives ne peuvent être réalisés autrement. De même, quelques individus devront être mis à mort pour des études morphologiques (immuno-histologie) et génétiques (réalisation de génomes) ne pouvant être réalisés avec des spécimens de musées.

Réduction

Le principe de réduction sera ici appliqué en utilisant une espèce principale (Typhlonectes compressicauda, 30 individus) comme référence, puis selon les résultats préliminaires obtenus nous ferons une nouvelle demande pour les autres espèces. Au vu de l'importante variabilité inter-individuelle des tests de performances, il ne sera pas possible de réduire davantage le nombre d'individus testés pour des raisons de puissance statistique. La limite principale de ce projet reste le nombre d´individus que nous parviendrons à capturer. Cependant, au vu de la quasi absence d'études traitant de manière expérimentale la question de l´olfaction et du tentacule des gymnophiones, tout résultat sera trés utile.

Raffinement

Les gymnophiones capturés seront rapidement logées à la plateforme expérimentale qui possède les infrastructures adaptées au bon maintien de ces espèces. Les espèces aquatiques seront logées dans des conteneurs de 80 à 100L avec un filtre interne adapté (maintien similaire à celui de nombreuses espèces de poissons). Les installations et les filtres auront été mis en route avant le démarrage de l’expérimentation afin que la colonisation bactérienne puisse convenablement se faire dans les masses poreuses des filtres. L’ensemble des installations sera placé en extérieur (= même température et humidité extérieur que leur milieu de vie) à l’abris de la pluie et de tout soleil direct. Une surveillance accrue sera portée aux animaux afin de savoir s'ils s'alimentent dès la première semaine de captivité: En absence de prise alimentaire correcte (traduisant d'un état de stress), les animaux seront relâchés sur le lieu de leur capture.

Choix des espèces

Afin de réaliser une étude comparative sur les capacités olfactives des gymnophiones, nous souhaitons d´abord tester Typhlonectes compressicauda (30 individus), puis selon les résultats préliminaires obtenus nous ferons une nouvelle demande pour les autres espèces. Juvéniles ou adultes selon ce que nous parvenons à capturer.

30 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Une plaie est créée chirurgicalement sous anesthésie, puis un substitut de peau humaine est greffé sous leur peau, avant leur mise à mort échelonnée à deux, quatre et douze semaines pour prélever la zone greffée. Le porteur signale la douleur de la chirurgie et le stress de l'isolement d'une semaine, atténués selon lui par l'analgésie et des cages transparentes. Le projet évalue la tenue dans le temps d'un substitut cutané destiné à traiter des plaies humaines.

Objectifs

Les objectifs de ce projet sont d’évaluer chez la souris la fonctionnalité au cours du temps d’un substitut cutané humain greffé sous la peau, ainsi que la dégradation progressive de la matrice support de ce substitut cutané humain. Le substitut cutané humain est un produit de thérapie innovante développé en utilisant des cellules humaines isolées à partir d’un prélèvement de peau humaine et cultivées sur une matrice biologique support. Le substitut cutané humain, ou la matrice biologique support, sera greffé sur des souris dépourvues d’un système immunitaire fonctionnel, afin d’éviter tout rejet. Des prélèvements de la région greffée seront effectués à différents temps après réalisation de la greffe de substitut cutané humain ou de la matrice biologique support afin de réaliser un ensemble d'analyses.

Bénéfices attendus

Les substituts cutanés sont des biomatériaux capables de remplacer tout ou partie de la peau et constituent une alternative précieuse pour la gestion des plaies lorsque les thérapies standards sont un échec. Cependant, sélectionner le bon substitut n’est pas une décision thérapeutique aisée. De nombreux substituts cutanés biosynthétiques ont été développés et sont pour certains utilisés pour traiter les plaies chroniques qui ne cicatrisent pas, les greffes de tissus mous chez les patients présentant des brûlures à épaisseur partielle, des plaies chirurgicales, ulcères du pied diabétique,… mais leur efficacité et leur tenue dans le temps ne sont pas très bonnes. Il est donc important et nécessaire d’évaluer la fonctionnalité et la stabilité de nouveaux substituts cutanés sur des modèles de plaies simples et chroniques représentatifs chez l’animal qui pourront être utilisés par la suite chez l’Homme et ainsi permettre d’améliorer la cicatrisation des plaies ou de remplacer une peau nécrosante.

Procédures

Les souris seront soumises à une procédure chirurgicale pour l’induction de la plaie cutanée et la réalisation de la greffe de substitut cutané humain ou de matrice biologique support effectuée sous anesthésie générale. Un substitut cutané humain ou une matrice biologique support sera placé sous la peau par l’intermédiaire d'une incision qui sera ensuite refermée. Un traitement analgésique des souris sera administré 1 heure avant la chirurgie puis 6 heures après. La chirurgie sera réalisée en 15 minutes environ et ne sera effectuée qu’une seule fois. Les greffes seront observées quotidiennement et photographiées 2 fois par semaine, et un scoring de différents paramètres sera effectué. Un suivi quotidien de l’ensemble des souris sera réalisé pendant toute la durée des expérimentations. Le maintien des souris greffées en cage individuelle sera nécessaire pendant une semaine après la réalisation de la greffe de substitut cutané humain ou de matrice biologique support pour éviter qu’elles ne s’arrachent entre elles les points de suture effectués au niveau de la peau incisée, et qu’elles ne se retirent le substitut cutané humain ou la matrice biologique support placé sous la peau, puis elles seront replacées à 2 par cage.

Impact sur les animaux

La procédure chirurgicale pour l’induction de la plaie cutanée et la réalisation de la greffe de substitut cutané humain ou de matrice biologique support peut engendrer une souffrance mais sera limiter au maximum pa r l'utilisation d’une couverture analgésique. L’hébergement en cage individuelle des souris greffées pendant une période transitoire d‘une semaine, nécessaire pour éviter qu’elles ne s’arrachent entre elles les points de suture au niveau de la peau incisée et qu’elles ne se retirent le substitut cutané humain ou la matrice biologique support placé sous la peau, peut conduire à un stress par la limitation des interactions sociales directes mais cet effet sera limité par l’utilisation de cages transparentes, permettant à chaque souris au cours de cette période transitoire d’une semaine de voir au moins une de ses congénères. A l’issue de la semaine d’hébergement en cage individuelle, les souris seront replacées à 2 par cage.

Devenir

Procédure expérimentale 1 (seule procédure expérimentale) : les 30 souris seront mises à mort à différents temps après réalisation de la greffe de substitut cutané humain ou de la matrice biologique support, 2 semaines, 4 semaines et 12 semaines, avec 5 souris par temps de prélèvement, par injection intrapéritonéale d’une surdose d’euthanasique effectuée sous anesthésie gazeuse . Un prélèvement sera effectué au large de la zone de greffe de substitut cutané humain ou de la matrice biologique support pour la réalisation d’un ensemble d'analyses qui permettront de caractériser la fonctionnalité du substitut cutané humain évalué et de suivre la dégradation progressive de la matrice biologique support au cours du temps.

Remplacement

Le remplacement des expérimentations animales par des méthodes alternatives n’est pas envisageable dans le contexte de ce projet. Il n’est en effet pas possible d’utiliser des modèles in vitro ou ex vivo permettant de caractériser sur un temps prolongé la fonctionnalité de substituts cutanés greffés, processus dépendant de mécanismes complexes. L’ensemble de ces facteurs complexes ne peut être appréhendé qu’in vivo sur un modèle animal.

Réduction

Nous utiliserons le nombre minimum d’animaux nécessaire à la réalisation de ce projet mais permettant d’obtenir des résultats prédictifs et représentatifs. Ce nombre a été déterminé sur la base de résultats d’études précédentes obtenus sur modèle de greffe cutané. D’autre part, la réalisation de l’ensemble des analyses envisagées sur un même prélèvement cutané permet de limiter le nombre d’échantillons et donc d’animaux nécessaires.

Raffinement

Une attention toute particulière sera portée aux animaux lors de l’induction de la plaie cutanée puis de la réalisation de la greffe cutanée (analgésie pré-opératoire, maintien des conditions d’asepsie, maintien de la température corporelle) ainsi qu’après réalisation de celle-ci (analgésie post-opératoire). Les animaux seront observés quotidiennement tout au long de l’expérimentation, leur poids sera mesuré deux fois par semaine, et si une perte de poids supérieure à 20% par rapport au poids maximal atteint est observée, ou si des signes d’infection de la plaie greffée ou des modifications du comportement des animaux sont observés (cachexie, vocalises, convulsions…), ceux-ci seront mis à mort dans des conditions éthiques. Des bâtonnets d’ouate seront placés dans chaque cage comme dispositif d’enrichissement pour assurer leur bien-être, et seront remplacés lors de chaque change de litière.

Choix des espèces

La souris est l’espèce animale la plus adaptée pour réaliser ce projet en raison de sa taille et de sa facilité de manipulation permettant la réalisation de greffes cutanées. Son utilisation est largement décrite dans la littérature scientifique pour les études sur les greffes cutanées et pour le développement de substituts cutanés. Les animaux seront des souris âgées de 6 semaines à l’arrivée au laboratoire et de 7 semaines pour le démarrage des expérimentations. Cela correspond à l’âge de souris décrit dans la littérature scientifique pour la réalisation d’études sur des greffes cutanées (généralement 6 à 8 semaines).

75 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Chaque animal subit une chirurgie sous anesthésie pour créer une plaie cutanée puis y greffer un substitut de peau suturé, et reste ensuite hébergé seul pour éviter que les souris ne s'arrachent les greffes, ce que le porteur reconnaît comme une source de stress. Les souris sont tuées par lots à trois, sept, douze, vingt-huit et quatre-vingt-dix jours pour analyser la greffe. Le porteur affirme qu'aucun modèle in vitro ne permet de caractériser sur la durée la résorption d'un substitut greffé.

Objectifs

Les objectifs de ce projet sont 1) d’évaluer chez la souris la fonctionnalité d’un nouveau substitut dermique développé selon une nouvelle technique de fabrication brevetée, en comparaison avec un substitut dermique acellulaire commercial, 2) et d’évaluer sa résorption progressive au cours du temps. Les substituts dermiques seront greffés sur des souris possédant un système immunitaire fonctionnel après induction d’une plaie cutanée. Des prélèvements seront effectués à différents temps après réalisation de la greffe de substitut dermique pour la réalisation d'analyses spécifiques.

Bénéfices attendus

Les substituts dermiques sont des biomatériaux capables de remplacer temporairement ou définitivement une partie de la peau et constituent une alternative précieuse pour la gestion des plaies lorsque les thérapies standards sont un échec. Cependant, sélectionner le bon substitut n’est pas une décision thérapeutique aisée. Le développement de nouveaux substituts dermiques acellulaires biosynthétiques constitue une des nouvelles voies envisagée pour traiter les plaies chroniques qui ne cicatrisent pas, les greffes de tissus mous chez les patients présentant des brûlures à épaisseur partielle, des plaies chirurgicales… Les analyses qui seront effectuées vont permettre d'évaluer les substituts dermiques acellulaires et de valider et/ou d’améliorer leur process de fabrication.

Procédures

Les souris seront soumises à une procédure chirurgicale pour l’induction de la plaie cutanée et la réalisation ou non des greffes de substitut dermique effectuées sous anesthésie. Un substitut dermique sera placé dans la plaie cutanée et suturé en plusieurs points indépendants. Un traitement analgésique des souris sera administré 1 heure avant la chirurgie puis 6 heures, 12 heures et 24 heures après. La chirurgie sera réalisée en 20 minutes environ et ne sera effectuée qu’une seule fois. Les greffes de substitut dermique ou les plaies cutanées seront protégées par des pansements et compresse changés 2 fois par semaine, et des observations et un scoring de différents paramètres seront réalisés lors de chaque change effectué. Un suivi quotidien de l’ensemble des souris sera réalisé pendant toute la durée des expérimentations. Le maintien des souris greffées ou non en cage individuelle sera nécessaire pour éviter qu’elles ne s’arrachent entre elles les pansements, la compresse et surtout le substitut dermique greffé.

Impact sur les animaux

L’induction de la plaie cutanée et de la procédure de greffe ou non de substitut dermique pourra engendrer une souffrance passagère des animaux mais qui sera limitée au maximum par une couverture analgésique appropriée avant et après la chirurgie effectuée. L’hébergement en cage individuelle des souris greffées ou non, nécessaire tout au long de l’étude pour éviter qu’elles ne s’arrachent entre elles le substitut dermique, les pansements, la compresse et la bande de sparadrap, peut conduire à un stress par la limitation des interactions sociales directes mais cet effet sera limité par l’utilisation de cages transparentes, permettant à chaque souris de voire au moins une de ses congénères.

Devenir

Procédure expérimentale 1 (seule procédure expérimentale) : les 75 souris seront mises à mort à différents temps après réalisation de la greffe ou non de substitut dermique, 3, 7, 12, 28 et 90 jours après, avec 5 souris par temps de prélèvement. Un prélèvement cutané sera réalisé au large de la région greffée ou non pour réaliser un ensemble d’analyses permettant de caractériser les effets des substituts dermiques testés.

Remplacement

Le remplacement des expérimentations animales par des méthodes alternatives n’est pas envisageable dans le contexte de ce projet. Il n’est en effet pas possible d’utiliser des modèles in vitro ou ex vivo permettant de caractériser sur un temps prolongé la fonctionnalité et la résorption de substituts dermiques greffés, processus dépendants de mécanismes complexes. L’ensemble de ces facteurs complexes ne peut être appréhendé qu’in vivo sur un modèle animal.

Réduction

Nous utiliserons le nombre minimum d’animaux nécessaire à la réalisation de ce projet mais permettant d’obtenir des résultats prédictifs et représentatifs. Ce nombre a été déterminé sur la base de résultats d’études précédentes obtenus sur ce modèle de greffe cutané. D’autre part, la réalisation de l’ensemble des analyses envisagées sur un même prélèvement cutané permet de limiter le nombre d’échantillons et donc d’animaux nécessaires.

Raffinement

Une attention toute particulière sera portée aux animaux lors de l’induction de la plaie cutanée puis de la réalisation de la greffe cutanée (analgésie pré-opératoire, maintien des conditions d’asepsie, maintien de la température corporelle), effectuées toutes deux sous anesthésie générale, ainsi qu’après réalisation de la greffe cutanée (analgésie post-opératoire). Les animaux seront observés quotidiennement tout au long de l’expérimentation, leur poids sera mesuré deux fois par semaine à chaque renouvellement de pansement, et si une perte de poids supérieure à 20% par rapport au poids maximal atteint est observée ou si des signes d’infection de la plaie greffée, ou des modifications du comportement des animaux sont observés, ceux-ci seront mis à mort dans des conditions éthiques. Des bâtonnets d’ouate seront placés dans chaque cage comme dispositif d’enrichissement pour assurer leur bien-être, et seront remplacés lors de chaque change de litière.

Choix des espèces

La souris est l’espèce animale la plus adaptée pour réaliser ce projet en raison de sa taille et de sa facilité de manipulation permettant d’induire une plaie cutanée représentative des plaies à traiter chez l’Homme. Son utilisation est largement décrite dans la littérature scientifique pour les études sur les greffes cutanées et pour le développement de substituts cutanés. Les animaux seront des souris âgées de 6 semaines à l’arrivée au laboratoire et de 7 semaines pour le démarrage des expérimentations. Cela correspond à l’âge de souris décrit dans la littérature scientifique pour la réalisation d’études sur des greffes cutanées (généralement 6 à 8 semaines).

40 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Elles subissent une chirurgie sous anesthésie générale pour l'induction d'une plaie cutanée et la greffe de cire contenant ou non des poils humains, puis un hébergement individuel jusqu'à leur mise à mort à deux ou quatre semaines. Le porteur indique une souffrance limitée dans le temps et un stress lié à l'isolement, atténué selon lui par des cages transparentes, et présente l'étude comme préliminaire. Il affirme qu'aucun modèle in vitro ou ex vivo ne permet de suivre la fonctionnalité d'une greffe dans la durée.

Objectifs

L’objectif de ce projet est d’évaluer chez la souris les effets de l’implantation de poils humains sur la cicatrisation de plaies cutanées. Il s’agit d’une étude préliminaire qui sera suivie, si les résultats sont concluants, par un projet plus conséquent. Des poils, prélevés par épilation à la cire sur un donneur humain sain, seront implantés dans le lit de plaies cutanées induites chez des souris possédant un système immunitaire fonctionnel ou non fonctionne , permettant ainsi d’évaluer d’une part la présence éventuelle d’une réaction de rejet, et d’autre part de suivre l’évolution du processus de cicatrisation au cours du temps. La comparaison se fera avec des souris qui seront greffées avec de la cire dépourvue de poils humains. Les poils greffés seront laissés en place tout au long de l’expérimentation. Un prélèvement cutané au large de la région greffée sera effectué sur une moitié des souris à un temps de cicatrisation moyen, 2 semaines, l’autre partie sera prélevée après cicatrisation complète de la plaie cutanée, soit environ 4 semaines. Un ensemble d'analyses sera effectué sur les prélèvements cutanés.

Bénéfices attendus

Les follicules pileux sont des mini-organes complexes qui résident dans une couche de la peau. Lorsque la peau est blessée, les cellules du follicule pileux s'activent et commencent à migrer vers le site de la plaie et contribuent au processus dee cicatrisation. Des greffes de poils pourraient ainsi permettre de favoriser la régénération du tissu cutané au niveau d’une plaie cutanée de taille importante tout en favorisant la repousse des poils au niveau de la zone lésée, permettant également d’avoir une cicatrice plus esthétique car beaucoup moins visible, les poils ne repoussant pas ou très peu au niveau d’une plaie cutanée de taille importante. Cela permettrait de réaliser une autogreffe en prélevant sur le patient des poils pour lui implanter directement dans la plaie à traiter, évitant ainsi tout rejet et traitement anti-rejet.

Procédures

Les souris seront soumises à une procédure chirurgicale pour l’induction de la plaie cutanée et la réalisation de la greffe de cire contenant ou non des poils humains, effectuée sous anesthésie générale. Un traitement analgésique des souris sera administré 1 heure avant la chirurgie puis 6 heures, 12 heures et 24 heures après. La chirurgie sera réalisée en 15 minutes environ et ne sera effectuée qu’une seule fois. Les greffes seront protégées par une compresse et un pansement de couverture qui seront changés 2 fois par semaine, et des observations et un scoring seront réalisés lors de chaque change effectué. Un suivi quotidien de l’ensemble des souris sera réalisé pendant toute la durée des expérimentations. Le maintien des souris greffées ou non en cage individuelle sera nécessaire pour éviter qu’elles ne s’arrachent entre elles le pansement de couverture et la compresse, et surtout le greffon de cire.

Impact sur les animaux

L'induction d'une plaie cutanée avant la réalisation de la greffe de cire contenant ou non des poils peut induire une souffrance mais limitée dans le temps, souffrance qui sera limitée au maximum par la réalisation de la procédure expérimentale sous anesthésie générale et sous couverture analgésique. L’hébergement en cage individuelle des souris greffées est nécessaire tout au long de l’étude pour éviter qu’elles ne s’arrachent entre elles le greffon et également pour éviter que cela interfère avec le processus de cicatrisation. Le processus cicatriciel est en effet long passant par différentes phases et la peau néoformée est une peau très fragile. Cet hébergement en cage individuelle des souris peut conduire à un stress par la limitation des interactions sociales directes mais cet effet sera limité par l’utilisation de cages transparentes, permettant à chaque souris de voir au moins une de ses congénères et de maintenir ainsi une forme de contact social.

Devenir

Procédure expérimentale 1 = Induction d’une plaie cutanée, greffe de poils humains et suivi de la greffe cutanée et des animaux : les 40 souris greffées nécessaires à la réalisation de ce projet seront mises à mort pour moitié 2 semaines après réalisation de la greffe et pour l’autre moitié 4 semaines après réalisation de celle-ci. Un ensemble d’analyses sera réalisé sur des prélèvements cutanés effectués au large de la région greffée.

Remplacement

Le remplacement des expérimentations animales par des méthodes alternatives n’est pas envisageable dans le contexte de ce projet. Il n’est en effet pas possible d’utiliser des modèles in vitro ou ex vivo permettant de caractériser sur un temps prolongé la fonctionnalité de greffes, processus dépendant de mécanismes complexes. L’ensemble de ces facteurs complexes ne peut être appréhendé qu’in vivo sur un modèle animal.

Réduction

Nous utiliserons le nombre minimum d’animaux nécessaire à la réalisation de ce projet mais permettant d’obtenir des résultats prédictifs et représentatifs. Ce nombre a été déterminé sur la base de résultats d’études précédentes. D’autre part, la réalisation de l’ensemble des analyses envisagées sur un même prélèvement cutané permet de limiter le nombre d’échantillons et donc d’animaux nécessaires.

Raffinement

Une attention toute particulière sera portée aux animaux lors de la réalisation de la greffe (analgésie pré-opératoire, maintien des conditions d’asepsie, maintien de la température corporelle) puis après réalisation de celle-ci (analgésie post-opératoire). Les animaux seront observés quotidiennement tout au long de l’expérimentation, leur poids sera mesuré deux fois par semaine, et si une perte de poids supérieure à 20% par rapport au poids maximal est observée ou si des signes d’infection de la plaie greffée ou des modifications du comportement des animaux sont observés (cachexie, vocalises, convulsions…), ceux-ci seront mis à mort dans des conditions éthiques. Des bâtonnets d’ouate seront placés dans chaque cage comme dispositif d’enrichissement pour assurer leur bien-être, et seront remplacés lors de chaque change de litière.

Choix des espèces

La souris est l’espèce animale la plus adaptée pour réaliser ce projet en raison de sa taille et de sa facilité de manipulation permettant d’induire une plaie représentative des plaies chroniques à traiter chez l’Homme, et le temps de cicatrisation est relativement court par rapport à l’utilisation d’autres espèces, permettant d’obtenir des résultats plus rapidement. Son utilisation est par ailleurs largement décrite dans la littérature scientifique pour les études sur les greffes cutanées. Les animaux seront des souris âgées de 6 semaines à l’arrivée au laboratoire et de 7 semaines pour le démarrage des expérimentations. Cela correspond à l’âge de souris décrit dans la littérature scientifique pour la réalisation d’études sur des greffes cutanées (généralement 6 à 8 semaines).

12 macaques rhésus vont être utilisés, gardés vivants et réintroduits dans leur groupe, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Ils subissent une chirurgie d'environ quatre heures pour poser un plot de tête, un entraînement à l'IRM éveillée de 6 à 12 mois et des séances d'imagerie sous anesthésie avec injection d'un agent de contraste, pour comparer la perception de la voix entre espèces. Le porteur indique que la capture et la séparation du groupe provoquent du stress, que le contrôle hydrique limite la ration d'eau à la séance d'entraînement, et que l'anesthésie et l'agent de contraste comportent des risques pour le foie. Sur le remplacement, il affirme qu'une étude comparative entre espèces ne peut se faire sans recourir à des animaux.

Objectifs

Ce projet vise à utiliser l'IRMf pour mesurer l'activité cérébrale dans des conditions d'écoute passive et la comparer entre des groupes de sujets de taille comparable entre marmousets, macaques et humains. Les macaques seront scannés soit éveillés soit sous anesthésie en IRM 3T. Deux expériences seront réalisées: la localisation d'un patch vocal (neurones sensibles et spécifiques au traitement des vocalisations des macaques) et comparaison inter-espèces.

Bénéfices attendus

Nous espérons que cette recherche fournira de nouvelles informations cruciales sur les bases cérébrales du traitement de l'information vocale chez les macaques. En particulier, nous mesurerons la localisation anatomique et la variabilité interindividuelle des patchs vocaux des macaques avec une taille d'échantillon et une puissance statistique comparables à celles des études humaines, pour une comparaison optimale entre espèces.

Procédures

Entrainement à l'IRM éveillé: 1 à 2 sessions par jour de 10 minutes (pour les nouveaux animaux) à 1h (lorsque les animaux sont habitués) par animaux pendant 6 à 12 mois. Chirurgie pour la pose du plot de tête pour le scanning IRM éveillé; durée chirurgie: environ 4h. Durée session imagerie sous anesthésie: 3h environ pour les premiers animaux puis environ 1h30-2h pour les suivants.

Impact sur les animaux

Des nuisances sont attendues chez les animaux pour la partie imagerie : (1) lors de la préparation : mise à jeun, séparation de l’animal de son groupe et capture provoquent du stress ; la chirurgie de pose du plot de tête et ses potentielles complications pendant l’anesthésie, la chirurgie elle-même ou les infections post-chirurgicales ; durant l’entrainement à l’IRMf éveillée le contrôle hydrique est aussi une nuisance pour l’animal car il n’obtient sa ration journalière d’eau que pendant et après la séance d’entrainement(2) lors de l’acquisition IRM : l’anesthésie et ses potentielles complications respiratoires/cardiaques, l’injection intraveineuse de MION en agent de contraste et ses potentiels effets secondaires au niveau du foie, l’intubation si l’anesthésie le nécessite et (3) après la séance :injection d’un chélateur pour limiter l’effet de l’agent de contraste sur l’organisme et le foie en particulier.

Devenir

Le projet ne prévoit la mort d'aucun individu, ils seront tous réintroduit dans leur groupe sociaux.

Remplacement

Il s’agit d’une étude comparative : par définition celle-ci compare des résultats obtenus chez l’humain à ceux obtenus chez d’autres espèces existantes, afin d’inférer des mécanismes potentiellement présents chez un ancêtre commun, ici les mécanismes comportementaux et neuronaux de la perception de l’information vocale. Il n’est pas possible d’utiliser cette approche expérimentale sans avoir recours à des animaux.

Réduction

Le nombre d'animaux utilisé sera minimal pour réduire autant que possible le nombre de singes impliqués, mais sera suffisant pour permettre une puissance statistique importante pouvant rendre les données interprétables.

Raffinement

Les animaux sont hébergés en binômes, avec de l'enrichissement structurel et alimentaire renouvelé fréquemment. La réduction du temps d’isolement du singe de son binôme permet de réduire le stress et la possibilité de tensions lorsque le singe sera replacé dans sa cage. La modification de la mise à jeun n’affectera pas le binôme puisque la mise à jeun aura lieu pendant la nuit. Les singes seront sédatés puis anesthésiés et le contrôle des constantes se fera tout le temps du scan jusqu’au réveil. L’ajout d’agent de contraste permettrait d’améliorer la qualité des images tout en diminuant le nombre de sessions de scan par animal. Si un quelconque problème arrive lors de l’anesthésie gazeuse pendant l’IRM, alors le scan sera stoppé immédiatement et l’animal sera réveillé et surveillé.

Choix des espèces

Cette étude comparera les données observées chez l’humain à celles mesurées chez deux espèces de primates nonhumains: macaques et marmousets. Les raisons justifiant le choix des macaques comme espèce de comparaison sont les suivantes : - Ils sont relativement proches de nous sur le plan phylogénétique de sorte que les résultats nous renseigneront sur l'histoire de l'évolution relativement récente ; - Ils utilisent des vocalisations complexes et variées, bien caractérisées acoustiquement ; - Il s'agit d’un modèle neuroscientifique largement étudié, en particulier pour les neurosciences auditives, de sorte que les résultats obtenus seront interprétables en relation avec une grande quantité de données complémentaires ; - Enfin, ils peuvent être scannés en IRMf sur le même scanner que les humains, ce qui constitue un pont unique entre l'IRMf humaine et la littérature électrophysiologique sur les singes. Nous constituerons un groupe formé de sub-adultes afin de faciliter la gestion et l’entraînement dans les premières phases du projet, et afin qu’ils soient à un âge de jeune adulte pendant le durée du projet, pour comparaison optimale avec les groupes d’humains aussi constitués de jeunes adultes.