Enseignement supérieur et formation professionnelle

Jusqu'à six à huit instillations oculaires par jour pendant six semaines: 3 120 souris et rats vont être utilisés, dans des procédures classées de souffrance légère. Une myopie est induite sur un œil par un dispositif optique ou par des injections, avec des examens répétés sous anesthésie légère. Le projet développe un modèle de myopie chez le rongeur pour tester des traitements de la progression du défaut visuel. Environ 2 421 animaux sont mis à mort pour l'analyse des tissus oculaires, près de 699 souris et rats, surtout des mères, étant réutilisés dans d'autres protocoles.

Objectifs

L?objectif principal de ce projet est de d?velopper un mod?le exp?rimental de myopie chez le rongeur afin d??tudier les m?canismes cellulaires et mol?culaires impliqu?s dans la progression du d?faut r?fractif et de l?allongement axial. La myopie est une pathologie fr?quente et en forte augmentation mondiale, pouvant conduire ? des complications s?v?res lorsqu?elle devient ?volutive ou forte, notamment des alt?rations r?tiniennes, scl?rales ou choro?diennes. Les mod?les exp?rimentaux d?velopp?s permettent d?induire de mani?re contr?l?e une myopisation, reproduisant les modifications structurelles de l??il observ?es chez l?humain, telles que le remodelage scl?ral, les perturbations de la choro?de, les modifications de l??pith?lium r?tinien ou l?activation de voies m?canosensibles. Ces mod?les facilitent l?analyse des r?ponses cellulaires et mol?culaires associ?es, incluant les variations d?expression de g?nes impliqu?s dans la croissance oculaire, les voies de signalisation r?gulant la scl?re, ainsi que les processus inflammatoires et de stress oxydatif pouvant contribuer ? la progression de la myopie. Ils constituent ?galement une plateforme pertinente pour ?valuer l?efficacit? de strat?gies th?rapeutiques visant ? limiter l?allongement axial, moduler la signalisation scl?rale ou pr?venir les complications li?es ? la myopie forte, avant leur ?valuation clinique. En r?sum?, ces mod?les repr?sentent un outil essentiel pour approfondir la compr?hension de la physiopathologie de la myopie et identifier de nouvelles cibles th?rapeutiques.

Bénéfices attendus

Le principal b?n?fice attendu de ce projet est la mise au point de mod?les exp?rimentaux robustes permettant d??valuer l?efficacit? de nouvelles approches th?rapeutiques visant ? limiter la progression de la myopie ou ? pr?venir ses complications structurelles. La myopie, en particulier dans ses formes ?volutives ou fortes, constitue une pathologie ? fort impact clinique, associ?e ? un risque accru de r?tinopathies, de d?collement r?tinien et de d?g?n?rescence maculaire. Les options th?rapeutiques permettant d?en contr?ler l??volution restent encore limit?es, d?o? la n?cessit? de disposer de mod?les fiables reproduisant les m?canismes physiopathologiques observ?s chez l?humain. Ces mod?les permettront de simuler les modifications caract?ristiques de l??il myopique, telles que l?allongement axial, le remodelage scl?ral, les perturbations choro?diennes et les alt?rations de la signalisation r?tinienne. Ils offriront la possibilit? d??valuer avec pr?cision l?effet des traitements sur la modulation de la croissance oculaire, la r?gulation des voies m?canosensibles, l?int?grit? scl?rale ou la fonction r?tinienne. Ces ?tudes contribueront ? identifier les mol?cules ou strat?gies les plus prometteuses, ? optimiser les sch?mas th?rapeutiques et ? approfondir la compr?hension de leurs m?canismes d?action, tout en garantissant une approche ?thique conforme aux exigences r?glementaires.

Procédures

Les animaux inclus dans ce projet seront soumis ? diff?rentes interventions r?parties sur une p?riode allant de 1 ? 6 semaines, en fonction des objectifs et des r?sultats obtenus avec les traitements ?valu?s. Ces interventions comprennent : 1. Induction par dispositif optique : Cette proc?dure, r?alis?e une seule fois en d?but d??tude sous anesth?sie g?n?rale, consiste ? appliquer un dispositif optique sur un seul ?il. Elle dure au maximum cinq minutes. Un ajustement ou un repositionnement pourra ?tre n?cessaire si le dispositif se d?place. 2. Induction par administration d?un principe actif : Cette m?thode repose soit sur : ? des instillations quotidiennes (3 ? 4 fois par jour) pendant toute la dur?e de l??tude, ? soit des injections effectu?es 1 ? 2 fois par semaine. Les instillations sont tr?s rapides (quelques secondes) et ne n?cessitent qu?une simple contention. Les injections, en revanche, exigent une anesth?sie et durent environ 2 ? 3 minutes. 3. Examens ophtalmologiques ? Observation ? la lampe ? fente : r?alis?e en baseline, puis tous les jours apr?s induction. Chaque examen dure moins de cinq minutes. ? L?imagerie in vivo : effectu?e avant induction puis une fois par semaine. Ces examens n?cessitent une anesth?sie l?g?re pour immobiliser l?animal et garantir des images interpr?tables. Elle ne dure pas plus de 5 ? 10 minutes. 4. Administrations de traitements ? Instillations topiques (collyres) : d?une dur?e de 1 ? 2 minutes par application, sur animal vigile, ? raison de trois fois par jour en moyenne (jusqu?? 6?8 fois/jour maximum) pendant 1 ? 6 semaines. ? Injections intra- ou p?ri-oculaires : r?alis?es sous anesth?sie locale ou g?n?rale, durant quelques minutes. Elles peuvent ?tre quotidiennes mais sont le plus souvent hebdomadaires. ? Injections syst?miques : administr?es sur animal vigile, r?parties sur 1 ? 6 semaines. Elles peuvent ?tre quotidiennes et ne durent pas plus de 2 minutes. 5. Pr?l?vements sanguins effectu?s en g?n?ral une fois par semaine sur animal vigile, leur fr?quence d?pend du volume pr?lev? et du temps de r?cup?ration requis. Chaque pr?l?vement veineux est rapide, durant 1 ? 2 minutes

Impact sur les animaux

Dans le cadre des mod?les d?induction de la myopie et des proc?dures associ?es (pose des dispositifs, anesth?sies r?p?t?es, examens in vivo), plusieurs nuisances ou effets ind?sirables peuvent ?tre observ?s. Bien que ces mod?les soient globalement peu invasifs et bien tol?r?s, il est n?cessaire d?anticiper les points suivants : 1. Les anesth?sies g?n?rales l?g?res, utilis?es pour la pose des dispositifs et les examens OCT hebdomadaires ou l?administration de produits, peuvent entra?ner des effets transitoires fr?quents comme une hypothermie durant et apr?s l?anesth?sie (risque compens? par tapis chauffant), une s?cheresse corn?enne. 2. La pose ou le port des dispositifs (lentilles) peuvent entrainer une irritation cutan?e locale autour du dispositif (colle, sutures, bandeau), une conjonctivite m?canique, des s?cr?tions oculaires augment?es, sans infection associ?e, un d?placement ou perte du dispositif, n?cessitant une remise en place, et bien s?r un flou visuel permanent plus important sur l??il induit, pouvant modifier le comportement exploratoire de l?animal (transitoire et attendu dans le mod?le), un comportement de frottement, surtout les premiers jours, li? ? la g?ne du dispositif. Dans les deux mod?les, il s?agit de nuisances attendues, habituellement mod?r?es et r?versibles, qui diminuent apr?s les premiers jours d?adaptation. 3. Les effets ind?sirables li?s aux manipulations, administrations et examens r?p?t?s pouvant conduire ? un stress l?ger et transitoire, un risque mineur de perte de poids et des irritations locales.

Devenir

? l?issue de la proc?dure exp?rimentale d?induction de la myopie et des examens associ?s, l?ensemble des animaux ayant suivi la totalit? du protocole seront euthanasi?s de mani?re ?thique et conforme ? la r?glementation, afin de permettre les analyses ex vivo n?cessaires. Ces analyses comprendront notamment : des ?tudes histologiques des structures oculaires (r?tine, choro?de, scl?re), des dosages biochimiques ou mol?culaires, ainsi que des ?valuations morphologiques compl?mentaires indispensables ? la validation scientifique des r?sultats. En revanche, les m?res et les animaux non inclus dans l?int?gralit? de la proc?dure, estim?s ? environ 10 % (hors exclusions pour atteinte d?un point limite), pourront ?tre r?utilis?s dans d?autres protocoles compatibles, sous r?serve de l?avis favorable du v?t?rinaire responsable. Ces animaux sont g?n?ralement retir?s avant l?induction car les examens de baseline peuvent r?v?ler : une anomalie anatomique ou physiologique, un d?faut oculaire pr?existant, ou un crit?re rendant l?induction de la myopie non pertinente ou non fiable. Ces individus n?auront subi ni induction, ni administration de traitement exp?rimental. Ils n?auront ?t? expos?s qu?? des examens non invalidants, parfois r?alis?s sous anesth?sie l?g?re (lampe ? fente, OCT, biom?trie), sans cons?quences durables. Dans ces conditions, leur r?utilisation ?ventuelle s?inscrit pleinement dans les principes des 3R, en permettant une r?duction du nombre total d?animaux utilis?s tout en garantissant la protection du bien??tre animal et le respect des exigences scientifiques du projet.

Remplacement

L??il est un organe sensoriel d?une grande complexit?, constitu? de structures anatomiques et physiologiques vari?es (corn?e, cristallin, r?tine, choro?de, scl?re, nerf optique?) interagissant de mani?re dynamique avec leur environnement local et syst?mique. Son fonctionnement est influenc? en permanence par des variations m?caniques, physicochimiques et biologiques, essentielles ? la r?gulation de la croissance oculaire et de la r?fraction. Bien que des m?thodes alternatives telles que les cultures cellulaires, les organo?des ou les mod?lisations in silico aient connu des avanc?es importantes ces derni?res ann?es, ces approches restent limit?es pour reproduire l?ensemble des interactions fonctionnelles, m?caniques et pharmacocin?tiques observ?es dans un ?il vivant. En particulier, elles ne permettent pas de simuler de mani?re fiable la progression de la myopie, l?allongement axial, les modifications tridimensionnelles de la scl?re, ni les r?ponses r?tiniennes et choro?diennes complexes impliqu?es dans la r?gulation de la croissance oculaire. Dans ce contexte, le recours ? un mod?le animal demeure actuellement indispensable pour atteindre les objectifs scientifiques du projet, notamment pour : 1. Reproduire fid?lement les conditions pathologiques associ?es au d?veloppement et ? la progression de la myopie, incluant l?allongement axial, le remodelage scl?ral et les perturbations choro?diennes. 2. ?valuer l?efficacit? et la tol?rance de nouvelles strat?gies th?rapeutiques visant ? ralentir la croissance oculaire ou ? pr?venir les complications de la myopie forte, au sein d?un organisme vivant int?grant vascularisation, innervation et r?gulations m?canosensorielles. 3. ?tudier les effets ? long terme sur les tissus oculaires, en particulier la scl?re, la r?tine et la choro?de, dans un environnement physiologique complet impossible ? reproduire in vitro ou in silico.

Réduction

Le nombre d?animaux par groupe a ?t? volontairement limit? afin de respecter les principes ?thiques encadrant l?exp?rimentation animale, tout en maintenant une puissance statistique suffisante pour garantir la fiabilit? et la reproductibilit? des r?sultats. Une analyse de puissance sera r?alis?e syst?matiquement avant chaque s?rie exp?rimentale afin de d?terminer l?effectif optimal permettant de d?tecter un effet significatif. Ce calcul permettra, lorsque possible, de r?duire l?effectif n?cessaire sans compromettre la validit? scientifique du projet. Dans une d?marche active de r?duction du nombre d?animaux utilis?s, plusieurs approches compl?mentaires seront mises en ?uvre. L?utilisation de m?thodes non invasives pour le suivi de la myopie ? notamment l?imagerie oculaire (OCT pour la choro?de et la r?tine, biom?trie optique pour la mesure de la longueur axiale...) ? permettra d?effectuer des suivis longitudinaux chez les m?mes individus, ?vitant ainsi les sacrifices ? diff?rents points temporels. Lorsque cela est scientifiquement pertinent, les deux yeux d?un m?me animal pourront ?tre analys?s. On aura ainsi pour un m?me animal un oeil induit et un oeil contr?le, ce qui permettra d'avoir des yeux contr?les sans augmenter l?effectif. De plus, l?optimisation des protocoles exp?rimentaux (standardisation des conditions d?induction de la myopie, contr?le pr?cis des param?tres d??clairement, de l?environnement visuel et des variables biologiques) contribuera ? limiter la variabilit? interindividuelle et ? renforcer la robustesse des r?sultats. Enfin, une attention particuli?re sera port?e ? la formation des exp?rimentateurs et ? la qualit? des soins apport?s aux animaux afin de garantir leur bien??tre tout au long de l??tude.

Raffinement

Un suivi quotidien rigoureux des animaux sera assur? afin de d?tecter rapidement tout signe de stress, d?inconfort ou d?effet ind?sirable li? aux proc?dures exp?rimentales. Cette surveillance permettra une intervention rapide selon des points limites pr?d?finis, adapt?s au mod?le de myopie et visant ? r?duire toute souffrance potentielle. Les animaux seront h?berg?s en groupe dans des cages enrichies, avec acc?s ad libitum ? la nourriture et ? l?eau. L?environnement sera optimis? par des abris, des mat?riaux ? ronger et des ?l?ments favorisant l?exploration, afin d?assurer leur bien??tre psychologique et comportemental. Dans le cadre du projet, une anesth?sie g?n?rale sera n?cessaire pour les proc?dures d?induction de la myopie (ex. mise en place de dispositifs optiques). Elle pourra ?tre compl?t?e par une anesth?sie locale. Une analg?sie pr??op?ratoire sera administr?e, et une antibioprophylaxie locale pourra ?tre appliqu?e en cas de risque infectieux. Les examens de suivi seront principalement non invasifs, tels que la biom?trie optique pour la longueur axiale et l?imagerie comme l'OCT par exemple pour l?analyse r?tino?choro?dienne. Ces techniques permettront des suivis longitudinaux chez les m?mes individus, r?duisant ainsi le nombre d?animaux n?cessaires. Lorsque l?immobilit? est requise, une anesth?sie l?g?re et courte pourra ?tre administr?e. Apr?s chaque anesth?sie, les animaux seront plac?s sur un support chauffant pour pr?venir l?hypothermie, et une hydratation oculaire sera maintenue jusqu?au r?veil. Ils seront ensuite replac?s dans leur environnement habituel pour limiter le stress post?manipulation. Le projet a ?t? valid? par un comit? d??thique et sera suivi par la structure en charge du bien??tre animal.

Choix des espèces

Les esp?ces retenues pour ce projet, le rat et la souris, pr?sentent des caract?ristiques anatomiques, physiologiques et m?taboliques bien d?crites dans la litt?rature, facilitant l?extrapolation des r?sultats vers l?humain, notamment dans l??tude de la croissance oculaire et des m?canismes impliqu?s dans la myopie. Ces deux esp?ces sont couramment utilis?es dans des mod?les valid?s de myopie exp?rimentale, en particulier pour l??tude de l?allongement axial, du remodelage scl?ral et des r?ponses r?tiniennes. Leur utilisation offre une grande flexibilit? exp?rimentale, notamment pour les suivis longitudinaux, la biom?trie optique, l?imagerie et l?analyse de marqueurs mol?culaires. L?exp?rience accumul?e avec ces mod?les garantit la reproductibilit? des r?sultats, leur comparabilit? avec d?autres ?tudes pr?cliniques et leur pertinence pour le d?veloppement de nouvelles strat?gies th?rapeutiques. Le choix de ces esp?ces s?inscrit dans une d?marche scientifique rigoureuse, ?thique et translatoire, visant ? maximiser la qualit? des donn?es tout en respectant les principes de l?exp?rimentation animale. Les animaux seront inclus ? un stade juv?nile, correspondant ? la phase de croissance oculaire active, condition indispensable pour induire de mani?re fiable la myopie et mesurer l?allongement axial. Pour les souris, induction g?n?ralement entre P14 et P28, avec un suivi sur 2 ? 6 semaines selon le protocole et pour les rats, induction g?n?ralement entre P21 et P35, avec un suivi de dur?e comparable, adapt? au cin?tique de croissance propre ? l?esp?ce. ? ces ?ges, la r?tine, la choro?de et la scl?re sont suffisamment matures pour r?pondre aux manipulations optiques, tout en conservant une plasticit? ?lev?e de la croissance oculaire. Ce choix garantit une r?ponse coh?rente et reproductible aux protocoles d?induction (lentilles n?gatives ou d?privation de forme), tout en limitant les biais li?s ? la s?nescence ou, ? l?inverse, ? la croissance trop rapide des toutes premi?res semaines de vie. ? cet ?ge, la pr?sence de la m?re est indispensable. Il sera donc n?cessaire soit de recevoir des femelles gestantes, avec une mise bas pr?vue directement dans notre ?tablissement, soit de commander ? l??leveur des port?es reconstitu?es incluant la m?re et ses petits. Une fois que l??ge des souriceaux ou des ratons le permettra, les m?res seront s?par?es de leur port?e et pourront ?tre r?utilis?es dans un autre projet.

Tous mis à mort à l'issue, 80 rats vont être utilisés sur cinq ans dans des travaux pratiques, dans des procédures classées de souffrance légère. Sur chaque animal, des enseignants réalisent des démonstrations de castration et de cathétérisme de la carotide, ainsi qu'un test de labyrinthe, devant des étudiants de troisième année de licence. Les seize rats passés des travaux pratiques de comportement à ceux de chirurgie sont mis à mort en fin de séance par l'enseignant. Le porteur affirme qu'aucune méthode alternative ne remplace cette initiation, dont la finalité est pédagogique et non la production de connaissances.

Objectifs

Ce projet éducatif a pour objectif d'acquérir des connaissances concernant la réglementation et l’éthique en matière d’expérimentation animale mais également d'observer de multiples techniques d’exploration de la physiologie et du comportement chez l’animal. Cet enseignement s'inscrit dans le cadre de l'unité d'enseignement dispensée sous forme d'enseignement optionnelle en 3ème année de Licence. Cette UE n'est constituée que de travaux dirigés (TD) et de travaux pratiques (TP) : - Au cours des TD, sont abordés la réglementation, l’éthique et la pratique en matière d’expérimentation animale et en particulier en Neurosciences. Ces enseignements théoriques abordent également la physiologie animale par les notions d'asepsie, d'anesthésie, d'analgésie et soins péri-opératoires sur animaux de laboratoire. Un enseignement théorique (vidéos) sur l'étude du comportement et du bien-être animal est également dispensé afin de préparer les démonstrations qui seront réalisées lors des travaux pratiques. Ces TD permettent également de manipuler les outils statistiques appliqués à l'expérimentation animale. - Au cours des TP, des démonstrations sur des rats sont réalisées par des enseignants-chercheurs expérimentés dans le domaine de l'expérimentation animale. Ces TP permettent de mettre en œuvre des techniques en physiologie et comportement animal. Pour cela, 2 séances de formation pratique sous forme de démonstration par l'enseignant-chercheur sont réalisées avec, d'une part une étude du comportement sous vidéo-tracking et d'une autre part, une étude de la physiologie animale par des techniques de chirurgie. L’ensemble des animaux utilisés dans ce projet proviendront du projet du DU d'expérimentation animale niveau praticien. Par ailleurs au cours de ce projet, les animaux utilisés pour la première séance de TP (TP comportement) seront ensuite utilisés lors de la deuxième séance de TP (chirurgie) et seront mise à mort dans des conditions éthiques à la fin de la séance.

Bénéfices attendus

Dans cette UE optionnelle, ce projet permettra aux étudiants volontaires et motivés qui envisagent de poursuivre leurs études dans le domaine de l'expérimentation animale, de mobiliser les concepts fondamentaux et les technologies de la physiologie animale et des sciences du comportement pour traiter une problématique du domaine, d'analyser et synthétiser des données en vue de leur exploitation pour développer une argumentation avec esprit critique. Mais surtout ce projet permettra de sensibiliser les étudiants au respect des principes d’éthique, de déontologie et de responsabilité en matière d’expérimentation avec des animaux vivants.

Procédures

Manipulation des animaux lors du TP d'étude du comportement : un seul test de comportement (labyrinthe en croix surélevé). Actes chirurgicaux : deux interventions (castration et cathétérisme).

Impact sur les animaux

Stress lié à la manipulation des animaux lors du TP d'étude du comportement. Douleurs liées à la piqûre lors de la préparation de l’animal à la chirurgie lors du deuxième TP. Risques inhérents à la procédure chirurgicale : perte de sang modérée lors de la pose du cathéter au niveau de la carotide.

Devenir

A la fin de ce projet, les 80 rats constituants les 2 lots expérimentaux (TP comportement et TP chirurgie) sur les 5 années seront mis à mort. Les 16 rats provenant de la séance de TP de comportement et inclus dans la séance de TP chirurgie seront mis à mort à la fin de la séance par l'enseignant dans une salle réservée à cet effet.

Remplacement

Cette UE optionnelle de 3ème année de Licence est l’UE de référence conseillée aux étudiants désirant poursuivre leurs études dans les domaines de la recherche scientifique en Biologie ayant recours à l’expérimentation animale (Master Recherche par exemple). Il s’agit de la seule UE permettant aux étudiants volontaires de s'initier à l'expérimentation animale au cours de leur formation initiale en se formant à des pratiques couramment utilisées lors de procédures expérimentales (contention, anesthésie, asepsie et chirurgie) et à l'utilisation d’animaux dans une étude transversale physiologie/comportement. Cette UE leur permettra de visualiser concrètement par l'intermédiaire d'une démonstration assurée par l'enseignant-chercheur les notions réglementaires et éthiques enseignées en travaux dirigés. Ainsi le remplacement par une méthode alternative n’est pas possible dans ce contexte de formation.

Réduction

Les animaux utilisés dans ce projet proviendront d'un autre projet qui est l’UE du DU d'expérimentation animale niveau praticien. Par ailleurs au cours de ce projet, les animaux utilisés pour la première séance de TP (TP comportement) seront ensuite utilisés lors de la deuxième séance de TP (chirurgie). Cela dépend des années mais cette UE optionnelle comporte au maximum 4 groupes de TP. Pour assurer le bon déroulement du TP et afin de mieux faire respecter le bien-être animal, chaque groupe de TP et divisé en deux (n = 8 étudiants). Donc au maximum 8 demi-groupes d'étudiants seront concernés par ce projet. Lors du premier TP (TP comportement), 2 animaux seront utilisés par demi-groupe d'étudiants, soit un total de 16 rats au maximum pour l'année universitaire. Lors du deuxième TP (TP chirurgie) les 2 animaux utilisés lors de la séance de TP de comportement seront réutilisés par demi-groupe d'étudiants, soit 16 rats au maximum. Donc ce projet utilisera au maximum 16 animaux par année Universitaire (soit 80 animaux pour les 5 ans) qui proviendront d'un autre projet d'enseignement.

Raffinement

Pendant toute la durée du projet, les animaux seront traités selon la réglementation par le personnel compétent, ils seront surveillés quotidiennement par les expérimentateurs (enseignants intervenant dans l'UE) ou le zootechnicien de façon à évaluer leur état physiologique et leur comportement. Les animaux seront hébergés avec un accès à la nourriture et à la boisson à volonté, en cycle de lumière normal (non-inversé), dans une animalerie dotée d'un contrôle de tous les paramètres nécessaires (température, hygrométrie, portoir ventilé, filtration de l’air, …) à leur bien-être. Un enrichissement des conditions d'hébergement est prévu avec buchettes de bois pour satisfaire leur besoin de ronger et des tunnels en carton pour leur permettre de sa cacher et d'explorer leur environnement. Une procédure spécifique à l’estimation de l’inconfort et la douleur sera mise en place avec une surveillance quotidienne. Les points limites sont fixés en accord avec notre vétérinaire référent selon des critères telles que l’isolement, les yeux fermés, le dos voûté, les poils hérissés, l’immobilité et une perte de poids de plus de 20% du poids corporel total ou de 15% entre deux pesées consécutives. Toutes les mesures de diminution de la douleur pendant les actes chirurgicaux sont prises en accord avec notre vétérinaire référent.

Choix des espèces

Pour les travaux pratiques de Physiologie Animale, le rat est utilisé pour ses caractéristiques physiologiques et comportementales. Sa taille et son coût en entretien font que cette espèce est largement utilisée en pédagogie universitaire.