Recherche appliquée
- Alimentation animale
- Autres troubles humains
- Bien-être animal
- Cancers
- Diagnostic des maladies
- Maladies animales
- Maladies des plantes
- Maladies infectieuses
- Toxicologie (hors obligations réglementaires)
- Troubles cardiaques
- Troubles endocriniens
- Troubles gastrointestinaux
- Troubles immunitaires
- Troubles musculosquelettiques
- Troubles nerveux
- Troubles respiratoires
- Troubles sensoriels
- Troubles urogénitaux
Etude de l’évolution des concentrations d’un nouvel antibiotique dans le liquide cérébrospinal, le cerveau et le plasma chez le rat sain
- Recherche appliquée
- Maladies infectieuses
46 rats vont être utilisés, tous tués pour prélever et analyser leur cerveau, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Chacun reçoit une injection d'antibiotique dans la veine de la queue, puis subit sous anesthésie une ponction de liquide cérébrospinal et un prélèvement de sang, après quatre séances d'habituation au tube de contention. Le porteur signale que l'injection provoque une perte d'équilibre et une attitude prostrée. Tout tient à une mesure de concentration, et les résultats attendus "constitueront une base scientifique pour envisager, de manière raisonnée, la poursuite du développement" de l'antibiotique, formule qui tient le bénéfice pour les patients à bonne distance.
Objectifs
Les infections neuroméningées sont difficiles à traiter de par la présence de barrières physiologiques dans l'organisme protégeant le cerveau. De plus, l'émergence de résistance aux antibiotiques actuels accentuent cette problématique. La recherche de nouveaux antibiotiques pouvant traiter ces infections devient donc un enjeu majeur. L'objectif de ce projet est d'évaluer la capacité d'un nouvel antibiotique à passer la barrière qui protège le cerveau et à pénétrer dans le liquide cérébrospinal et dans le cerveau. L'antibiotique choisit a fait ses preuves dans des infections rénales ou pulmonaires compliquées.
Bénéfices attendus
Les résultats issus de cette étude chez l'animal constitueront une base scientifique pour envisager, de manière raisonnée, la poursuite du développement de cet antibiotique dans l’indication des infections neuro-méningées chez l'homme.
Procédures
Tous les animaux recevront au cours du projet une injection d'antibiotique de 30 secondes environ, et 2 prélévements (liquide cérébrospinal et sang) seront réalisés sous anesthésie. La durée de l'anesthésie sera de 5 minutes maximum.
Impact sur les animaux
Injection caudale :légère douleur, brève et transitoire. Injection antibiotique : Perte d'équilibre et attitude prostrée
Devenir
Tous les animaux seront mis à mort pour prélèvement et analyse de cerveaux
Remplacement
Dans les premières phases de développement d'un médicament à visée cérébrale, il est possible d'utiliser des cultures de cellules. Cependant ces cultures ne reproduisent pas la complexité des barrières protégeant le cerveau et elles ne prennent pas en compte l'existence d'autres organes dans lequel le médicament se distribue via la circulation sanguine. Les modèles animaux restent donc nécessaires avant de tester le médicament chez l'Homme.
Réduction
L'étude sera faite en deux étapes ; la première permettra de trouver les conditions optimales d'administration sur un rat par condition. Les résultats seront confirmés dans la seconde étape sur des lots de plusieurs d'animaux. En se basant sur des données de la littérature, nous avons calculé le nombre minimal d'animaux par lot permettant d'obtenir des résultats robustes.
Raffinement
Les rats seront acclimatés pendant 10 jours. Une habituation au tube de contention qui permettra l'injection est prévue : 4 séances de 5 min sur 4 jours différents précédents l’administration . Les prélèvements seront faits sur des animaux anesthésiés sous couverture antalgique. Des points limites gradés ont été établis de façon à obtenir un arbre décisionnel en fonction des observations ce qui permettra d'agir sans délai.
Choix des espèces
Nous utiliserons des rats agés de 8 semaines ayant atteint la maturité physiologique, modèle couramment utilisé en pharmacologie. Il s’agit d'une lignée consanguine qui présente une certaine variabilité génétique entre les individus ce qui permet de mieux refléter la diversité génétique observée dans les concentrations d'antibiotiques dans la population humaine. De plus, leurs paramètres physiologiques, métaboliques et anatomiques sont bien connus, cela permet une interprétation fiable des données chez le rat et donc une extrapolation des résultats à l'homme plus robuste.
Performances et sécurité de nouveaux agents d’embolisation artérielle
- Recherche appliquée
- Cancers
- Troubles musculosquelettiques
- Troubles urogénitaux
- Tests réglementaires
- Autres tests de tolérance et d’efficacité
- Toxicologie et autres tests de sécurité
Plusieurs embolisations de chaque côté, sur les deux reins, en gardant une fonction rénale de 50 % : 34 jeunes porcs charcutiers de 3 à 5 mois vont être utilisés dans des procédures menées sous anesthésie sans réveil ou impliquant un niveau de souffrance modéré, tous tués à l'issue pour l'analyse microscopique de leurs organes. Sous anesthésie générale, chaque porc subit une prise de sang et l'occlusion, guidée par imagerie, de branches de l'artère rénale. Un groupe est tué sans reprendre conscience. L'autre est réveillé et suivi d'une semaine à trois mois, avec des douleurs et une perte d'appétit possibles dues à l'ischémie des reins, un hématome ou une boiterie, avant une seconde anesthésie, sans réveil, pour une angiographie et une dernière prise de sang. Le porteur choisit le porc pour sa taille et ses vaisseaux proches de ceux des humains, et indique que la performance et "l'innocuité" de ces dispositifs implantables "doivent être évalués chez l'animal", avec des résultats versés aux dossiers de demande d'autorisation de mise sur le marché.
Objectifs
L’objectif de ce projet est d’évaluer l’efficacité et la sécurité de nouveaux agents d’embolisation utilisés en radiologie interventionnelle (RI), avant leur application chez les patients. La RI est une spécialité médicale qui associe une technique d’imagerie (rayons X, ultrasons, résonnance magnétique) à un geste mini- invasif pour diagnostiquer et/ou traiter un large éventail de maladies, dont les cancers. L’embolisation est une procédure de radiologie qui consiste à injecter à l’intérieur d’un vaisseau un produit pour l’occlure. Le but visé est, soit d’arrêter un saignement (traumatisme, hémorragie du post-partum, hémoptysie…), soit de dévasculariser un tissu pathologique irrigué par ce vaisseau en le privant d’apport sanguin (fibrome utérin, adénome de la prostate, tumeur hépatique, malformation vasculaire…). De nouveaux matériaux sont actuellement à l’étude pour améliorer les traitements par embolisation. On peut notamment citer les matériaux dégradables, la fonctionnalisation des matériaux ou l’introduction d’adjuvants pour rendre les dispositifs visibles en imagerie ou encore chargeables avec des principes actifs. Tous ces agents d’embolisation sont des dispositifs médicaux implantables pour lesquels la performance et l’innocuité doivent être évalués chez l’animal avant de les utiliser en clinique. Les résultats obtenus seront versés aux dossiers réglementaires pour les demandes d’autorisation de mise sur le marché.
Bénéfices attendus
Les bénéfices attendus du projet sont d’ordre technologique et médical. Il s’agit de tester de futurs produits de santé destinés à une utilisation chez l’homme. La radiologie interventionnelle a révolutionné la pratique de la médecine moderne grâce à l'introduction, au développement et à la validation de thérapies peu invasives, dont beaucoup ont non seulement remplacé des procédures invasives, mais ont également offert de nouvelles solutions diagnostiques et thérapeutiques là où il n'en existait pas auparavant. La radiologie interventionnelle s’inscrit de plus en plus dans les perspectives curatives de maladies cancéreuses, que ce soit par l’efficacité propre de ses méthodes ou dans le cadre de traitements combinés avec d’autres techniques. Ce projet bénéficiera donc directement aux patients, les nouveaux agents d’embolisation testés pourront être appliqués en clinique dès leur sécurité d’utilisation établie selon les bonnes pratiques de laboratoire.
Procédures
Chaque animal sera soumis à une anesthésie générale pendant laquelle une prise de sang et une intervention chirurgicale mini-invasive guidée par l’imagerie (embolisations 30-40 minutes) sera réalisée. Un groupe d'animaux sera mis à mort à l'issue de cette procédure sans réveil de l'anesthésie, un autre groupe sera réveillé et observé quotidiennement, de 1 semaine à 3 mois selon les lots, avant une deuxieme anesthésie générale sans réveil pour un contrôle angiographique et un prélèvement sanguin.
Impact sur les animaux
Les nuisances pour les animaux sans réveil sont liées à l’induction de l’anesthésie : stress à la contention, injection intramusculaire. Pour les animaux suivis en post opératoire, le réveil de l’anesthésie peut s’accompagner de nausées, désorientation, hypothermie, irritation trachéale. L’intervention chirurgicale par voie endovasculaire est mini invasive, l’embolisation de branches de l’artère rénale induit une ischémie qui peut amener des douleurs et occasionner une perte d’appétit passagère. Les effets indésirables consécutifs à l’accès vasculaire sont un hématome et éventuellement une boiterie.
Devenir
Tous les animaux sont mis à mort pour prélever des organes à but d'analyses microscopiques.
Remplacement
Plusieurs mesures alternatives ont été mises en œuvre en amont des tests in vivo: Lors de l’étape de design du dispositif, les fabricants cherchent les données de biocompatibilité disponibles pour les matériaux utilisés. Ceux dont les effets et les doses toxiques sont connus sont éliminés de la composition de l’implant, afin de réduire le risque d’effets pathologiques locaux. Des tests in vitro de performances ou de cytotoxicité permettent également d’exclure certaines compositions qui ne répondent pas aux spécifications du dispositif, et de diminuer le nombre de prototypes à tester in vivo. Après ces tests préalables sur modèles non-vivants, nous arrivons à un stade de développement des dispositifs où un certain nombre de conditions du vivant ne peuvent être modélisées dans des systèmes in vitro : contact avec le sang, déformation des vaisseaux, réaction tissulaire et dégradation des produits, ré-ouverture des vaisseaux ; cicatrisation, persistance de la fonction rénale… Le recours à l’animal vivant devient alors indispensable, les modèles in vitro sont insuffisants du point de vue réglementaire pour envisager des essais cliniques chez l’Homme: des essais sur animaux vivants sont exigés par les agences sanitaires pour apporter des données supplémentaires fiables sur le comportement des dispositifs implantables dans les tissus vivants.
Réduction
Tous les moyens ont été mis en œuvre pour réduire le nombre d’animaux, à savoir premiers essais initiés sur modèles alternatifs, progression par étapes avec amélioration et raffinement des dispositifs, détermination des effectifs sur la base des attentes réglementaires, progression par étapes avec amélioration et raffinement des dispositifs. Le nombre total d’animaux est aussi optimisé en traitant les deux reins et en réalisant plusieurs embolisations par coté (tout en maintenant une fonction rénale de 50%).
Raffinement
Toutes les interventions (prise de sang, angiographie, embolisations) se font sous anesthésie générale avec traitement de la douleur. Les animaux sont hébergés en groupe social dans un environnement contrôlé en température et hygrométrie. Ils reçoivent une alimentation adaptée à leurs besoins, de l’eau à volonté, des jouets et dispositifs favorisant leurs comportements naturels comme le fouissage et mâchouillement. Un temps d'habituation avec douche tiède, promenade et distribution de récompenses permet leur familiarisation et la réalisation des examens cliniques sans contrainte (prise de température, palpation, auscultation...). Une équipe compétente de zootechniciens, vétérinaire et médecins assure au quotidien l’entretien, la surveillance et les soins. Une vidéosurveillance 24h/24 permet d'observer les comportements en animalerie et d'intervention rapidement en cas d’anomalie. Une grille d’évaluation de la douleur est établie avec la conduite à tenir en cas de complications. Des points limites sont définis pour arrêter la procédure en cas de souffrance. La Structure en charge du bien-être animal accompagne le suivi des animaux. Avec le vétérinaire désigné, elle conseille les responsables dans l’amélioration de leurs pratiques en faveur du bien-être des animaux et de l’application des 3R.
Choix des espèces
Parmi les différentes espèces animales, le porc est l’espèce de choix pour les études impliquant de la chirurgie en raison de sa grande taille et de ses ressemblances anatomiques avec l'homme. Les similitudes vasculaires (arborescence générale, calibres des vaisseaux, flux sanguins) permettent de reproduire fidèlement chez le porc les scénarios d’administration vasculaire des agents d’embolisation en radiologie interventionnelle, avec des imageurs et matériels identiques à ceux utilisés pour les patients. De jeunes porcs charcutiers, âgés de 3 à 5 mois, seront utilisés. A cet âge les animaux ont atteint une taille suffisante pour réaliser les procédures de cathétérisme et embolisation avec le même matériel que chez l’homme.
Immunité anti-tumorale d’un nouveau composé synthétique
- Recherche appliquée
- Cancers
760 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue pour analyse de leurs tumeurs, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Chacune reçoit une greffe de cellules tumorales sous anesthésie générale, puis jusqu'à neuf injections hebdomadaires sur animal vigile, la tumeur étant mesurée au pied à coulisse ou par imagerie tous les trois jours. Le composé testé a déjà montré une forte activité antitumorale, y compris sur une xénogreffe de cancer du poumon, ce qui l'oriente selon le porteur vers des essais cliniques. Il écrit qu'il est "absolument indispensable" de passer par un modèle vivant pour confirmer que cette efficacité passe par le système immunitaire.
Objectifs
Les microtubules sont les composants majeurs du cytosquelette de la cellule et sont composés d’un seul type de protéine : la tubuline. Ils sont impliqués notamment dans la division cellulaire et la vascularisation tumorale. C’est pourquoi, en chimiothérapie antitumorale, cibler les microtubules est la stratégie thérapeutique à large spectre la plus efficace. Des petites molécules appelées agents ciblant les microtubules sont responsables de la régulation de la tubuline. Une société a développé un nouvel agent synthétique capable de réduler la tubuline et montrant une forte activité antitumorale ainsi que la capacité à outrepasser les mécanismes de résistance habituels. De plus, cette forte activité est également observée dans un modèle de xénogreffe de cancer du poumon non à petites cellules, orientant ainsi ce composé vers des essais cliniques en tant que nouveau médicament anticancéreux prometteur. Nos résultats in vitro (données non publiées) nous ont aussi permis d’observer que ce composé active la mort cellulaire immunogène, c’est-à-dire que le système immunitaire se retrouve activé par la mort des cellules tumorales. C’est pourquoi, nous souhaitons confirmer in vivo que l’efficacité antitumoral de ce composé synthétique est lié à l’activation du système immunitaire.
Bénéfices attendus
Notre composé a déjà démontré un fort potentiel in vitro pour le traitement du cancer du poumon. Cette étude in vivo explore le potentiel immunogène et l'efficacité d'un schéma thérapeutique combiné à une immunothérapie conventionnelle par blocage des points de contrôle immunitaire. Ainsi, cette étude préclinique ouvrira la voie à des essais cliniques ultérieurs et à une éventuelle homologation clinique.
Procédures
Les animaux recevront une injection sous anesthésie générale (2min) puis deux injections sous anesthésie locale (vigile,
Impact sur les animaux
Les nuisances découleront des interventions et greffes de cellules tumorales sous anesthésie générale, des injections de traitements, des suivis de croissance tumorale à l'aide d'un pied à coulisse ou d’imagerie tous les trois jours. Ces différentes manipulations peuvent entraîner du stress chez l’animal et les croissances tumorales en sous-cutanées peuvent entraîner des douleurs locales et modérées. Une perte d’appétit modérée et donc une perte de poids modérée peuvent apparaître chez la souris suite aux traitements médicamenteux.
Devenir
Toutes les souris seront euthanasiées pour analyse des tumeurs après traitement, post-mortem.
Remplacement
Ce projet ayant pour objectif de tester si notre nouveau composé synthétique induit une réduction de la croissance tumorale avec une activation du système immunitaire, il est donc nécessaire d’utiliser un modèle mimant le plus fidèlement possible l’environnement tumoral et le système immunitaire. Il est actuellement impossible de reconstituer un système immunitaire in vitro/ex vivo du fait de sa complexité. Il est donc absolument indispensable pour ce projet d’utiliser un modèle in vivo.
Réduction
Nous avons déterminé le nombre minimum d’animaux par groupe statistiquement nécessaire afin de réaliser notre étude. Nous aurons donc 9 animaux par groupe. Une souris supplémentaire a été ajoutée par groupe (soit un total de 9+1 souris par groupe) pour prendre en compte d’éventuelles exclusions d’animaux dans l’étude, telles que des tumeurs hétérogènes au moment du traitement, des problèmes comportementaux, l’atteint précoce d’un point limite, où la mort pendant l’expérimentation. Dans un souci de réduction du nombre des animaux contrôles, nous chercherons à regrouper les expérimentations lors que cela est possible. L’étude sera interrompue si l’hypothèse initiale n’est pas validée lors des premières procédures, les procédures suivantes ne seront pas entreprises. Plusieurs tissus seront prélevés et soumis à diverses analyses (immunologiques, histologiques ou de biologie cellulaire et moléculaire) pour extraire le maximum de données de chaque expérimentation. Ces tissus seront également partagés avec nos collaborateurs dans le but de réduire le nombre d’animaux utilisés.
Raffinement
Les animaux seront observés quotidiennement afin de détecter tous changements. Nous enrichirons le milieu à l’aide de sizzlenests, tunnels, maisons. Les manipulations seront réalisées dans le souci constant de réduire au maximum l’inconfort et la souffrance des animaux (points limites surveillés, utilisation de cages préchauffées et de lampes chauffantes). La mise en place d’une grille de suivi stricte des points limites permettra d’éviter au maximum le stress et/ou la douleur au cours de l’expérimentation, des critères d'arrêt précoces de souffrance ont été définis et seront strictement appliqués.
Choix des espèces
Le choix de la souris pour la réalisation des expériences envisagées se justifie par plusieurs raisons. Tout d’abord, la souris est l’animal dont la génétique est la mieux connue, ce qui nous permet un contrôle précis de nos expérimentations. Ensuite, la souris est un animal très utilisé en oncologie, de nombreuses données sont déjà accessibles et utilisables ce qui permet de réduire le nombre d’animaux nécessaire. Et pour finir, la méthodologie envisagée est d’une mise en place relativement aisée sur ce type d’animal et nous avons acquis une grande pratique expérimentale sur cette espèce. Les animaux seront utilisés à 7 semaines afin de disposer d’un organisme avec un processus de développement terminé et un système immunitaire mature.
Caractérisation d’une nanoplateforme inorganique radiomarquée pour le ciblage de tumeurs. (1/2)
- Recherche appliquée
- Cancers
- Diagnostic des maladies
- Recherche fondamentale
- Oncologie
Pour savoir si des nanoparticules radiomarquées échappent assez longtemps au foie et aux défenses immunitaires pour atteindre une tumeur, 106 souris vont être utilisées, toutes tuées puis disséquées. Trente-six d'entre elles relèvent d'un niveau de souffrance légère et soixante-dix d'un niveau modéré, ces dernières recevant une greffe de cellules cancéreuses sous la peau. Chaque animal passe cinq séances d'imagerie nucléaire de dix minutes sous anesthésie, après injection d'un produit radioactif dans la veine de la queue, et un transport de deux heures trente à trois heures entre deux établissements. Les souris qui perdent trop de poids, deviennent léthargiques ou développent une tumeur jugée trop grosse sont retirées de l'étude et tuées.
Objectifs
L'Imagerie par Résonance Magnétique (IRM) est une technique d'imagerie médicale qui permet d'obtenir des vues en deux ou trois dimensions de l'intérieur du corps avec une très grande précision anatomique. Elle n'utilise pas de rayons X, mais un champ magnétique puissant et des ondes radio pour créer des images détaillées des organes et des tissus mous. Ce projet se déroule entre deux EU différentes. Après avoir mené une première étude en laboratoire sur des cellules, ce projet a pour but de tester, sur des animaux vivants, de nouvelles substances issues des nanotechnologies. Ces substances pourraient améliorer les images médicales utilisées pour détecter et suivre l’efficacité du traitment du cancer. Elles combinent les avantages de deux techniques d'imagerie : la précision de l’IRM et la sensibilité de l’imagerie nucléaire. Cependant, un gros obstacle est que notre corps élimine ces substances très rapidement, en quelques minutes seulement. Le foie et le système immunitaire les repèrent et les capturent avant qu’elles n’aient le temps d’atteindre la tumeur. Pour éviter cela, on modifie leur surface avec des polymères (une sorte de revêtement spécial) pour qu’elles deviennent invisibles aux défenses du corps. Cela leur permet de rester plus longtemps dans le sang et d’avoir plus de chances d’atteindre la tumeur. Dans ce projet, nous allons d'abord tester trois types de ces revêtements et choisir ceux qui rendent les substances les plus « invisibles » pour le corps. Le but est qu’elles restent plusieurs heures dans le sang. Ensuite, sur des souris porteuses de tumeurs, nous testerons les deux meilleures versions. L’imagerie se fera avec un appareil spécialement conçu pour les petits animaux, sous anesthésie, afin d’éviter qu’ils ne bougent pendant la prise des images.
Bénéfices attendus
Ces nouvelles substances sont conçues pour que l’on puisse injecter des doses plus faibles et obtenir de meilleures images médicales. En effet, une seule méthode d’imagerie ne suffit pas toujours pour poser un diagnostic précis. C’est pourquoi il devient important de créer des produits capables de combiner deux techniques d’imagerie différentes et de viser précisément la zone malade. Ces produits "bimodaux" permettraient d’obtenir plus rapidement un diagnostic fiable et de choisir un traitement mieux adapté. Cela réduirait les effets secondaires, améliorerait la qualité des soins pour les patients et ferait aussi baisser les coûts pour le système de santé. Des études montrent que les professionnels de santé sont particulièrement intéressés par des substances qui combinent la précision des images IRM avec la sensibilité de l’imagerie nucléaire, car ces deux méthodes se complètent bien. Il existe d’ailleurs déjà des machines capables de faire ces deux types d’images en même temps. Pourtant, même si plusieurs études ont proposé des solutions, aucun produit de ce type n’est encore disponible pour un usage médical. Les nanomatériaux représentent de bons candidats pour développer ces outils, car ils peuvent être facilement modifiés pour mieux cibler les zones malades et combiner plusieurs fonctions.
Procédures
Suivant les procédures les animaux serons soumis : dans l'UE1 à une Injection de cellules cancéreuses sous la peau, cette étape dure environ 20 secondes. Elle est réalisée pendant que l’animal est endormi (sous anesthésie) afin de garantir un geste précis et sans douleur; et dans l'EU2 à cinq séances d’imagerie nucléaire, ces examens permettent d’observer ce qui se passe à l’intérieur du corps sans chirurgie. Ils sont réalisés sur des animaux anesthésiés pour qu’ils restent immobiles. Chaque séance dure environ 10 minutes et ne cause ni douleur ni traumatisme. Il y aura une injection intraveineuse sous anesthésie dans la veine de la queue de l’animal, sous anesthésie (procédure complète, incluant la préparation nécessite 10 minutes) qui permet d’administrer le produit radioactif nécessaire à l’imagerie.
Impact sur les animaux
L’imagerie nucléaire utilisée est non invasive et ne provoque que très peu de gêne pour les animaux. Le modèle de cancer, de sévérité modérée, ne sera utilisé qu’après une première phase de sélection des nanoparticules les plus prometteuses, afin de réduire le nombre d’animaux nécessaires. Des antidouleurs seront administrés après la chirurgie si besoin.
Devenir
Tous les animaux sont mis à mort en fin de procédures expérimentales. Les animaux ayant reçu injection des nanoparticules seront disséqués post-mortem pour analyse de leurs organes.
Remplacement
Certaines étapes, comme la vérification de la stabilité et de la toxicité des nanoparticules, seront réalisées entièrement en laboratoire, sans animaux. En revanche, pour comprendre comment ces nanoparticules se répartissent dans le corps, sont éliminées (par les urines ou le foie) et ciblent les tumeurs, des tests sur de petits animaux sont indispensables. Ces études commenceront chez l’animal sain, pour évaluer leur comportement, avant de les tester sur un modèle tumoral afin de mesurer leur capacité à atteindre la tumeur.
Réduction
Pour limiter le nombre d’animaux utilisés, une méthode d’imagerie sera utilisée pour suivre les mêmes souris à différents moments (4h et 24h après l’injection). Cela réduit la variabilité entre les animaux et permet d’en limiter le nombre pour des temps différents. L’imagerie permettra de mesurer la répartition de nos nanoparticules dans les organes. Les analyses sur organes après mise à mort ne seront réalisées que pour les deux nanoparticules les plus prometteuses et aux moments les plus pertinents, identifiés grâce aux images, ce qui permet de réduire significativement le nombre total d’animaux.
Raffinement
La première phase de tests sera réalisée sur des souris saines afin de limiter l’utilisation d’animaux porteurs de tumeurs. Tous les animaux seront hébergés selon la réglementation en vigueur. Ceux montrant des signes de souffrance (perte de poids importante, léthargie, tumeur trop grosse) seront retirés de l’étude et mis à mort. Un enrichissement adapté sera prévu dans chaque cage (igloo, tunnel, etc.). Pour les souris recevant une greffe de cellules tumorales, un antidouleur sera injecté avant l’intervention. Les animaux seront gardés au chaud et surveillés jusqu’à leur réveil. Si des signes de douleur apparaissent une nouvelle dose d’antidouleur sera administrée chaque jour jusqu’à amélioration. Un transport des animaux entre 2 EU sera fait par un transporteur agréé avec enrichissement dans les cages pour une durée de 2h30-3h.
Choix des espèces
Le modèle de souris est bien adapté pour évaluer les agents de contraste en imagerie. Comme chez l’humain, la souris possède une vésicule biliaire, ce qui permet d’observer une possible élimination par le foie. Le modèle de tumeur sous la peau est bien maîtrisé. Les souris utilisées seront jeunes adultes (entre 7 et 16 semaines), ayant atteint leur maturité. Pour étudier un effet spécifique tumoral des souris plus jeunes (6 semaines) recevront une greffe de cellules cancéreuses, et seront ensuite examinées par imagerie entre 7 et 10 semaines.
Demostration de l’effet anti-tumoral sans dommages aux tissus sains grâce à un dispositif d’irradiation utilisant des rayons-X à ultra-haut débit de dose
- Recherche appliquée
- Cancers
Porteuses d'un glioblastome pour une partie d'entre elles, des souris sont transportées vers un site industriel, anesthésiées au gaz et irradiées en une fraction de seconde par un accélérateur Rhodotron. 120 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dont 68 dans des procédures impliquant un niveau de souffrance sévère, 32 un niveau modéré et 20 un niveau léger. Il s'agit de vérifier qu'une machine industrielle reproduit l'effet FLASH obtenu jusqu'ici avec des protons, et d'ouvrir la voie à une version clinique moins coûteuse. Le porteur écrit que l'irradiation par rayons X est "indolore pour tous les animaux, tout comme une radiographie", puis annonce une perte de poids, des troubles de la locomotion et des lésions cutanées aux zones irradiées, ainsi que des tests comportementaux dont il ne précise pas la nature.
Objectifs
Notre projet repose sur une technique innovante appelée radiothérapie FLASH. Contrairement à la radiothérapie classique, qui administre des rayons en plusieurs minutes, la radiothérapie FLASH délivre la dose en une fraction de seconde. Pourquoi est-ce une avancée majeure ? Nos recherches ont montré que cette méthode protège mieux les tissus sains tout en restant efficace contre les tumeurs, notamment les cancers du cerveau. Actuellement, la technique la plus prometteuse utilise des protons, mais ces équipements coûtent chers et ne sont pas accessibles à tous les patients. Nous travaillons donc à adapter cette technologie pour un usage clinique plus large. Pour cela, nous allons tester un appareil industriel appelé Rhodotron, capable de délivrer des doses très rapides utilisant des rayons X. Notre objectif est de vérifier qu’il peut reproduire l’effet FLASH et ainsi permettre d’adapter le Rhodotron en appareil clinique pour ouvrir la voie à des essais sur des patients à l’avenir. Ce projet pourrait transformer la radiothérapie et améliorer les traitements contre le cancer tout en réduisant les effets secondaires de ce traitement.
Bénéfices attendus
Ce projet s'inscrit dans un projet visant à transférer la radiothérapie FLASH en clinique humaine. La technique FLASH a été découverte il y a 15 ans et a récemment été reconnue comme l'une des avancées majeures pour l'avenir de l'oncologie par radiothérapie. Ce projet pré-clinique permettra le transfert clinique de la radiothérapie FLASH à rayon X avec le Rhodotron qui est une machine industrielle pouvant facilement être transformé en machine clinique. Cette avancée représente un espoir significatif pour les patients atteints de cancer à leur famille.
Procédures
Toutes ces expériences réalisées à Strasbourg se font sur une journée. Tous les animaux sont d’abord transportés vers le site d'irradiation dans leurs cages d’hébergement avec enrichissement, du gel hydrique et du complément alimentaire sous forme de gel. Tous les animaux seront irradiés sous anesthésies gazeuse. L’anesthésie et l’irradiation durera au maximum 10 minutes par souris. Les animaux contrôles qui ne sont pas irradiés seront anesthésiés pendant 10min. A la fin des irradiations et après avoir vérifié le réveil des animaux et leur état général, les animaux sont replacés dans leur cage d’hébergement et immédiatement retransportés vers leur animalerie pour minimiser l’impact du transport sur l’état général des animaux.
Impact sur les animaux
L'irradiation par rayons X est indolore pour tous les animaux, tout comme une radiographie. Effets indésirables de l’irradiation attendus à moyen/long-terme sur tous les animaux sont une perte de poids, un problème de locomotion, l'apparition de lésions de la peau au niveau des zones irradiées Nous ne pouvons exclure que la tumeur cérébrale pourrait modifier le comportement des souris et parfois induire des crises d’épilepsie même si cette nuisance n'a jamais été observée dans des expériences antérieures.
Devenir
A l'issue de la procédure d'irradation les animaux seront maintenus en vie et retourneront dans leur animalerie d'origine où ils seront mis à mort à l'issue de chaque étude pour réaliser des prélèvements post mortem pour analyses histologiques et moléculaires.
Remplacement
L’étude des effets protecteurs de la radiothérapie FLASH sur le tissu sain nécessite l’utilisation d’un organisme complexe dans lesquels on peut étudier les altérations de la fonction de l’organe irradié. Aujourd’hui, on ne peut pas évaluer la fonction d’un organe in vitro car l’organe est composé de cellules multiples qui interagissent entre elles. L’expression des dommages induit par le radiothérapie sur ces différentes cellules est différent : certaines meurent, d’autres entrent en sénéscence, d’autres ce différencient. C’est la conjonction de ces différents dysfonctionnements complexes qui induit la perte de fonction de l’organe. De la même manière, l’effet anti-tumoral des radiothérapies conventionnelle et FLASH in vitro ne reflètent pas la réponse d’une tumeur in vivo. Par exemple une dose de 10 Gy est suffisante pour tuer la majorité des lignées de cellules tumorales in vitro alors que des doses plus élevées sont nécessaires in vivo. Aujourd’hui, des recherches sont en cours avec des mini-organes cultivés en laboratoire (organoïdes) et des morceaux de tissus, mais ces méthodes n’ont pas encore montré les effets bénéfiques de la radiothérapie FLASH. Une autre approche prometteuse consiste à utiliser des embryons de poisson zèbre. Des expériences ont montré que la radiothérapie FLASH protège bien ces embryons lorsqu’on utilise un faisceau d’électrons. En revanche, nous ne disposons de modèle tumoral chez le ZFE, nous soomes entrain de le développer. En revanche, la souris permet l’étude de ces effets dans un système intégré. L’effet protecteur et anti-tumoral de la radiothérapie FLASH a été montré à plusieurs reprises avec des faisceaux d’électrons et de protons mais pas avec des rayons X et c’est ce que nous voulons faire ici. De plus, les études menées ces dernières années montrent que la réponse des souris à la radiothéarpie est similaire à celle de l’homme. C’est pourquoi nous concentrons nos efforts sur la souris pour valider un nouveau faisceau de radiothérapie FLASH utilisant des rayons X. La souris est le modèle animal le plus pertinent pour montrer l’effet de la radiothérapie FLASH. Ici l’objectif est de s’assurer que cette technologie fonctionne bien avant de l’adapter aux traitements pour les patients. ’L'utilisation d’un autre modèle expérimental nécessiterait des mises au point longue et de nombreux animaux contraire à notre objectif de réduction.
Réduction
Pour s’assurer que nos résultats sont fiables, nous utilisons des méthodes mathématiques rigoureuses pour déterminer combien d’animaux sont nécessaires dans chaque expérience. Le nombre d’animaux nécessaires au projet est calculé en prenant en compte la taille de l’effet attendu. Ces calculs nous permettent de tirer des conclusions solides tout en réduisant le nombre de souris utilisées. De plus, pour les tests comportementaux les résultats obtenus sur groupe contrôle d’animaux sans tumeur (cohorte 1) sont utilisés pour les analyses des animaux porteurs de Glioblastome et en rémission après les traitement de radiothérapie, ceci permet de résuire le nombre d’animaux au total.
Raffinement
Nous mettons en place plusieurs mesures pour assurer le bien-être des animaux tout au long des expériences. 1. Transport sécurisé: Les souris sont transportées dans leur cage d’hébergement avec enrichissement pour éviter le stress et préserver leurs liens sociaux. Elles ont accès à de l’eau en gel et à de la nourriture enrichie pour leur confort. L’irradiation et le transport sont faits le même jour pour limiter leur temps hors de l’animalerie. Les animaux porteurs de tumeur ont une période de récupération de 10j avant le transport. 2. Irradiation sous surveillance: Les souris sont anesthésiées et placées sur un tapis chauffant pendant la radiothérapie, qui dure moins de 10 minutes. Une caméra permet de les surveiller en temps réel. Pour protéger leurs yeux, un gel ophtalmique est appliqué. 3. Prévention des infections et de la douleur: Comme la radiothérapie corps entier peut affaiblir le système immunitaire, un traitement antibiotique préventif est donné dans l’eau de boisson, un traitement antalgique préventif est aussi administré pour contrôler la poussée fébrile.
Choix des espèces
Nous utilisons des souris dans cette étude car la souris est le modèle animal le plus pertinent pour répondre à nos questions qui concerne la radiothérapie: C’est l’animal de référence en radio-oncologie car sa réponse à la radiothérapie est semblable à celle de l’homme au niveau de la tumeur et du tissu sain. Nous utiliserons des animaux jeunes adultes âgés de 8 semaines car le glioblastome est un type de tumeur que l’on retrouve chez des patients adultes et la radiothérapie conventionnelle est efficace mais induit des déficiences cognitives sévères.
Efficacité de traitements innovants sur un modèle murin de fibrose rénale
- Recherche appliquée
- Troubles urogénitaux
- Recherche fondamentale
- Système urogénital
Une injection déclenche une fibrose rénale, puis deux à six injections ou gavages de molécules suivent, avec des collectes d'urine obtenues par contention. 280 souris vont être utilisées ainsi, toutes tuées à l'issue pour l'analyse histologique de leurs reins, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Les gavages répétés peuvent irriter l'œsophage et les injections enflammer le site de piqûre, alors que le porteur écrit que ces souris "ne présentent aucun phénotype dommageable". Sur la réduction, il indique avoir dimensionné les groupes avec un plan d'expérimentation, sans donner un seul chiffre justifiant les 280 animaux.
Objectifs
La fibrose est une augmentation anormale de la quantité de tissu conjonctif fibreux dans un tissu ou un organe. Cette fibrose entraine des défauts d'organes puisque les cellules spécialisées de l'organe sont remplacées par des fibres non fonctionnelles d’où le nom de fibrose. Les maladies fibrotiques, telles que la fibrose rénale associée à l’insuffisance rénale chronique (IRC), constituent des enjeux thérapeutiques majeurs en raison de l’absence de traitements curatifs. Des résultats récents suggèrent que des récepteurs cellulaires de molécules présentes dans le rein lors de l'IRC jouent un rôle prépondérant dans l’initiation et la progression de la fibrose rénale. Dans ce projet, nous allons tester l’effet thérapeutique de molécules innovantes ciblant ces facteurs pro-fibrotiques dans un modèle murin de fibrose rénale. L’évaluation du degré de fibrose rénale après traitement avec les molécules innovantes permettra d’évaluer le potentiel thérapeutique de ces molécules pour traiter les patients atteints de fibrose rénale.
Bénéfices attendus
Les résultats générés par ce projet permettront d’envisager la mise en place en clinique de nouvelles stratégies thérapeutiques ciblant la fibrose rénale et ainsi d’améliorer la prise en charge des patients souffrant d’insuffisance rénale chronique.
Procédures
Les animaux recevront une injection pour induire la fibrose rénale. Les molécules thérapeutiques seront ensuite administrées par injections (2 à 6 maximum) ou par gavage. Durée des injections : 3 à 5 secondes. Durée des gavages : environ 10 secondes. Les collectes d’urines permettant de suivre la fonction rénale se feront par une méthode non-invasive, à savoir par miction spontanée lors de la préhension des souris.
Impact sur les animaux
Les souris utilisées dans ce projet ne présentent aucun phénotype dommageable. Le produit injecté en début d'étude va entrainer une fibrose rénale qui peut avoir des conséquences sur l’état de santé général des souris. Les injections répétées des produits thérapeutiques peuvent occasionner une gêne et une inflammation au niveau du site d’injection. Les gavages répétés peuvent induire une gêne et une irritation de l’œsophage. Les contentions pour traitement et prélèvement d’urine peuvent occasionner un stress.
Devenir
Tous les animaux seront euthanasiés afin de permettre la réalisation d’analyses histologiques de leurs reins.
Remplacement
Les composés thérapeutiques innovants que nous testerons dans ce projet on fait l’objet d’études in vitro préliminaires. Néanmoins, le but de ce projet est de définir le potentiel thérapeutique de ces molécules dans l’apparition de la fibrose rénale. La complexité des processus cellulaires responsables de la fibrose ne peut être étudiée que dans un modèle in vivo intégrant tous ces facteurs.
Réduction
Pour cette étude nous avons dimensionné les groupes d’animaux en utilisant un plan d’expérimentation permettant d’obtenir des résultats statistiquement exploitables et ainsi de garantir l’obtention de résultat pertinents biologiquement et exploitable tout en minimisant le nombre d’animaux.
Raffinement
Notre expérience sur le modèle nous a permis d’adapter la fréquence de suivi et de préciser les différents points d’observation clinique qui caractérisent de manière précoce et prédictive les points limites. Ainsi nous accélèrerons la fréquence de suivi de animaux et de pesé dès la deuxième semaine après traitement afin de s’adapter à la cinétique réelle d’apparition de la maladie. Un examen clinique sera réalisé 2 à 3 fois par semaine dès le début des études et le remplissage d'une grille de score lors de ces examens cliniques permettra de déterminer de façon objective le devenir de l'animal.
Choix des espèces
Le but de ce projet est de tester l’effet thérapeutique de molécules innovantes ciblant la fibrose rénale. La souris apparait comme un excellent modèle pour répondre à cette question car elle présente de grandes similitudes avec l’être humain. En effet, le rein des souris est histologiquement et physiologiquement similaire à celui des humains. Dans ce projet, nous allons utiliser des animaux jeunes (2 à 6 mois). En effet, les animaux de cette tranche d’âge ont un fonctionnement rénal optimal qui n’est pas encore altéré par le vieillissement.
Test de nouveaux adjuvants de vaccins protéiques chez la souris et le rat
- Recherche appliquée
- Troubles immunitaires
- Recherche fondamentale
- Système immunitaire
Rats : 150
1 200 souris et 150 rats vont être utilisés, tous tués à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Chaque animal reçoit trois injections de vaccin sous anesthésie, espacées de quinze jours sur soixante jours, et subit cinq prélèvements de sang, avec une fièvre, une perte d'appétit et un gonflement au point d'injection attendus pendant un à deux jours. Il s'agit de tester de nouveaux adjuvants censés déclencher une réponse cellulaire cytotoxique que les adjuvants autorisés chez l'humain n'obtiennent pas. Le porteur écrit vouloir démontrer que ses modèles cellulaires pourraient à terme remplacer les animaux, et tire de cette comparaison même la "nécessité de l'utilisation d'animaux à des fins scientifiques".
Objectifs
Les vaccins protéiques sont une classe de vaccins qui utilisent des protéines spécifiques de pathogènes pour stimuler une réponse immunitaire protectrice chez l'organisme. A cette composante protéique est ajouté un adjuvant afin d’obtenir une réponse immunitaire capable de protéger contre le pathogène ciblé. A ce jour, les adjuvants acceptés chez l’homme induisent de bonne réponses anticorps, mais la réponse cellulaire cytotoxique est très faible. Ces vaccins protéiques sont donc à ce jour peu efficaces pour protéger des infections virales. Nous avons développé de nouveaux adjuvants dans le but d’augmenter fortement cette réponse cellulaire cytotoxique. Nous avons développé de plus des stratégies pour limiter les effets secondaires tel que fièvre, inflammation locale… Nous nous proposons maintenant de tester ces candidats adjuvants chez le rongeur sur un modèle de vaccination très classique nous permettant d’évaluer la réponse immunitaire ainsi que vérifier l’absence d’effets secondaires importants.
Bénéfices attendus
Ce projet a pour but premier de trouver de nouveaux adjuvants pour des vaccins protéiques capable d’induire une bonne réponse immunitaire humorale et cellulaire importante sans générer d’effets secondaires importants. Il est important de noter qu’à ce jour il n’y a pas d’adjuvants réellement efficaces pour les vaccins protéiques qui permettent d’obtenir une bonne protection contre les pathogènes viraux. Ce projet pourrait permettre de mettre au point des vaccins contre des maladies virales pour lesquelles il n’existe aucun vaccin efficace à ce jour.
Procédures
Les animaux anesthésiés auront 3 injections de vaccins (temps injection 1 min max) espacés de 15 jours sur une durée de 60 jours. Cinq prélèvements de sang seront effectués sur chaque animal (temps prèlèvement 1 min maximum) et sous anesthésie générale.
Impact sur les animaux
Les effets indésirables prévus sont ceux attendus après une vaccination : Une rougeur locale au site d’injection, un petit gonflement, une induration, et une douleur au toucher pourront être observés, leur intensité est légère à modérée sur une durée de quelques heures à 1 jour. De la fièvre, une perte d’appétit et des poils hérissés peuvent également apparaître et persister en théorie de 1 à 2 jours, entraînant une nuisance modérée.
Devenir
Tous les animaux sont mis à mort afin de pouvoir prélever des tissus dans le but d’étudier au mieux la réponse vaccinale.
Remplacement
Le recours à des animaux est justifié par la nécessité d’avoir un système immunitaire complet pour mesurer l’immunogénicité et la réactogenicité de nos formulations vaccinales. Le recours à des animaux semble donc inévitable à ce jour. L’un des buts de ce projet est aussi de démontrer l’intérêt de nos modèles cellulaires ainsi que nos modèles de diffusion /relarguage in vitro pour remplacer ou fortement diminuer à terme l’utilisation des animaux. Mais, pour obtenir cet objectif, nous devons comparer les réponses entre modèles cellulaire et modèles animaux, d’où la nécessité de l’utilisation d’animaux à des fins scientifiques.
Réduction
Chaque expérimentation chez la souris est réalisée avec un maximum de 8 groupes de 6 souris. Le nombre d’animaux par groupe a été déterminé à partir des publications de vaccination. D’après notre expérience, il est suffisant pour permettre à l’expérimentation de mettre en évidence des différences significatives sur le titre anticorps entre les groupes, notre critère majeur. Ces expériences chez la souris permettront de déterminer une ou 2 formulations vaccinales optimisées qui seront ensuite testées chez le rat. Les expérimentations chez le rat sont réalisées sur un maximum de 3 groupes de 5 rats. Ce nombre restreint permet de garder suffisamment d’animaux par groupe pour réaliser des études statistiques significatives.
Raffinement
Les animaux sont anesthésiés avant chaque injection ou prélèvement pour limiter au maximum le stress et la douleur. Les animaux immunisés ne sont pas censés avoir de troubles de leur santé suite à l’injection des candidats vaccins. Une réaction locale au niveau du site d’injection ou de la fièvre peut cependant être induite par la réponse immunitaire innée de l’animal vis-à-vis du vaccin. Une surveillance particulière avec examen clinique individuel 4h et 24h après injection sera réalisée en plus de la surveillance quotidienne. Une grille de « scoring » permettra de mettre en place un traitement pour palier à la douleur que pourrait ressentir l’animal. A l’aide de cette grille de scoring, les éventuels signes cliniques de douleur (locale ou générale) sont détectés, et un traitement d’analgésique locaux ou injectable est appliqué pour y remédier. Dans le cas exceptionnel de douleur non maitrisée par ces traitements, les animaux sont immédiatement mis à mort.
Choix des espèces
Les espèces animales sélectionnées, souris et rats, sont les espèces couramment utilisées pour les premiers tests de vaccination : la souris est utilisée dans un premier temps car notre modèle d’étude est le modèle immunologique de référence chez la souris. Dans un second temps, le rat est utilisé comme second modèle car sa taille plus importante permet d’avoir une première idée de l’extrapolation des doses injectables à un plus gros animal. Ces expériences seront réalisées sur des souris ou rats adultes matures âgées de 8 à 12 semaines. A cet âge, le système immunitaire est totalement développé.
Mise au point du modèle de sclérose dermique induite par HOCl chez la souris C57 BL/6 et traitement avec les candidats
- Recherche appliquée
- Troubles immunitaires
540 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, chacune recevant jusqu'à trente injections intradermiques d'acide hypochloreux. Le produit épaissit et durcit la peau du flanc, provoque des croûtes et une inflammation chronique, avec des léchages et des grattages excessifs, une perte de poids et une altération du pelage. Six injections intraveineuses et sept prises de sang par animal s'y ajoutent, pour tester des anticorps censés traiter la sclérodermie. Les anticorps ne seront testés que si la première partie du projet parvient d'abord à installer la maladie chez la souris, ce qui range les bénéfices annoncés derrière une condition quand les lésions cutanées, elles, sont programmées.
Objectifs
La sclérose dermique, maladie auto-immune, plus connue sous le nom de sclérodermie, est une maladie rare où la peau devient anormalement dure et épaisse. Cette maladie est due à une surproduction de collagène, une protéine qui rend normalement la peau souple, mais qui, en excès, la rend rigide et moins fonctionnelle. Dans ce projet, nous souhaitons mettre en place ce modèle sur des souris (première partie du projet) pour ensuite tester nos différents anticorps candidats ciblant une protéine membranaire pour traiter cette maladie (deuxième partie du projet).
Bénéfices attendus
A ce jour, il n’existe pas de traitement curatif de la sclérose dermique. Les approches thérapeutiques visent à ralentir la progression de la maladie, à soulager les symptômes et à améliorer la qualité de vie. Le traitement est adapté selon la forme de la maladie et les organes atteints. C’est pourquoi le développement de nouveaux traitements est à ce jour nécessaire.
Procédures
Pesées : 8 pesées x 30 sec = 4 min Injections intradermales : 30 injections x 30 sec = 15 min Injection intraveineuses : 6 injections x 1 min = 6 min Prélèvements de sang : 7 prélèvements x 1 min = 7 min
Impact sur les animaux
Douleur et inconfort localisés : L’injection intradermique peut provoquer une légère douleur au point d’injection, avec un risque d’inflammation locale, d’œdème, de rougeur et de sensibilité accrue de la zone traitée. Développement de lésions cutanées : Les souris développent un épaississement local de la peau, une induration, ou des croûtes, pouvant gêner la mobilité ou entraîner des comportements de léchage ou de grattage excessifs. Inflammation et stress : L’administration répétée de d'acide hypocloreux induit une inflammation chronique locale, source d’inconfort, de stress pour l’animal. Altération de l’état général : Si la réaction inflammatoire est importante ou si les lésions sont étendues, on peut observer une baisse d’activité, une perte de poids ou une altération du pelage, signes d’une souffrance plus globale.
Devenir
Tous les animaux des différentes procédures seront euthanasiés. En effet, les organes et sites d’injections sont prélevés pour analyse
Remplacement
Il existe à ce jour des méthodes in vitro permettant de reproduire au mieux de manière limité l’induction de la sclérose dermique comme par exemple l’utilisation de cultures de cellules humaines ou de tissus reconstruits, tels que la peau artificielle ou des organoïdes cutanés. Ces modèles permettent d’étudier les mécanismes de la fibrose, de tester des molécules et d’observer les effets sur des tissus humains. Cependant il est toujours impossible de reproduire l’effet biologique et physiologique de l’organisme tout entier. Ainsi, les constructions testées dans ce modèle ont d’abord été validées par test in vitro, notamment pour tester leur efficacité sur la cible mais aussi leur tolérance
Réduction
Nous utiliserons donc un nombre minimal d’animaux par groupe : induction de la maladie chez 12 souris pour une inclusion dans les procédures de 10 souris par groupe minimum à la fin de l’expérience (le taux de réussite de l’induction de la sclérose dermique est de 80-90% selon la littérature). Ce nombre nous permettra d’arriver à des résultats statistiquement significatifs. Lors de la première partie du projet, nous développerons le modèle avant de tester dans une seconde partie nos candidats. Par conséquent, si le modèle n’est pas validé en première partie, les anticorps ne seront pas testés.
Raffinement
Les animaux seront hébergés en groupe de 4 avec enrichissement du milieu (tunnel et fristotis en carton), et surveillés quotidiennement. Les injections intradermiques sur le flanc (induction) ainsi que les injections intraveineuses (traitement) sont réalisées par un expérimentateur entraîné, et réalisées sous anesthésie (lidcoaine au point d'injection). Observation quotidienne des animaux (apparence, consommation aliment et eau, comportement), pesée des animaux tout au long de la procédure (jour 0, 2, 4, 7 et 14 puis une fois par semaine jusqu’à la fin de l’étude). Pour chaque animal et donc chaque injection l’aiguille sera changée, nous utilisons ici des aiguilles stériles. La salle de manipulation est intégralement nettoyée (paillasse et sol) avant toute injection. Nous veillerons à ce que toutes les conditions environnementales pour l’injection soient les plus propres possible. Les points limites sont décrits dans chacune des procédures. De plus, tout autre signe clinique observé, indépendamment des procédures (pendant la période d’acclimatation par exemple), fera l’objet de soins tels que définis en accord avec le vétérinaire suivant le tableau fourni en annexe.
Choix des espèces
Les souris C57BL/6 présentent une réponse inflammatoire marquée, ce qui les rend particulièrement adaptées à l’étude des maladies auto-immunes et inflammatoires comme la sclérodermie. Elles permettent de reproduire de façon fiable les mécanismes de fibrose et de vasculopathie observés chez l’humain. Elles sont sensibles au développement de la fibrose cutanée, notamment lors de l’administration de substances comme l'acide hypochloreux. Ce profil permet de modéliser efficacement les différentes phases de la maladie et d’évaluer l’efficacité de nouveaux traitements Nous utiliserons des jeunes adultes âgés de 6 semaines au début du protocole (20-25g). Cet âge permet d’assurer une bonne santé générale, une réponse immunitaire stable et une croissance terminée, ce qui est crucial pour la reproductibilité et l’interprétation des résultats. En fin d’expérience les animaux seront âgés de 12-17semaines (30-40g).
Contremesures ciblant le botulisme
- Recherche appliquée
- Diagnostic des maladies
Injectées de neurotoxines botuliques avec ou sans sérum de cheval, ou gavées de toxine puis injectées d'anticorps une heure plus tard, des souris de 3 à 5 semaines sont observées pendant quatre jours pour mesurer paralysie et mortalité. 4 692 souris vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance sévère. Une partie des tests cherche la dilution d'anticorps qui protège la moitié des souris d'un groupe. La toxine provoque une paralysie flasque qui peut aller jusqu'à l'arrêt respiratoire : les souris s'allongent en "taille de guêpe" pour respirer, se refroidissent, s'isolent et peinent à boire et à se nourrir, et le porteur prévoit de les tuer rapidement quand ces signes, combinés, annoncent leur mort. Toutes sont tuées à l'issue de chaque procédure, les effets de la toxine étant, écrit-il, "irréversibles après l'injection".
Objectifs
Ce programme de recherche vise à caractériser l’activité neutralisante de produits sériques équins dirigés contre les neurotoxines botuliques (BoNTs). Dans ce programme de recherche, nous utilisons des produits innovants. Il est donc nécessaire de définir l’activité neutralisante des produits sériques équins et d’apporter la preuve que les anticorps dirigés contre chaque BoNT sont capables de protéger contre une intoxication par voie digestive. De larges quantités d’anticorps neutralisants ont été produites pour générer un prototype de traitement. Sur le modèle de ce qui a été mis en place dans l’étude précédente, nous prévoyons de définir des produits équins afin de garantir une couverture de protection plus large. La mesure des titres neutralisants des anticorps sera effectuée à l’aide d’un test de léthalité chez la souris. Ceci nous permettra de définir la dilution d’anticorps protégeant la moitié des souris au sein d’un groupe. Le troisième volet correspond à la mise en œuvre d’une expérience d’ingestion des BoNT par gavage chez la souris, suivie de l’injection à différentes dilutions du mélange d’anticorps correspondant. Ceci nécessitera la production de lots de neurotoxines et la mesure de l’activité toxique de ces lots. Cette étude permettra de démontrer qu’un produit prototype offre une protection contre l’ingestion de neurotoxines et que cette protection est conférée à une dose équivalente de celle requise pour protéger l’Homme. A l’issue du programme, nous aurons donc caractérisé l’activité de différentes BoNT et d’anticorps lyophilisés. Nous prévoyons aussi d’apporter la preuve de concept que le prototype de candidat médicament ciblant certains sérotypes de BoNTs est protecteur dans un modèle d’ingestion de neurotoxine.
Bénéfices attendus
Ce projet a pour but de caractériser des produits sériques neutralisants d’origine équine contre les sérotypes de neurotoxines botuliques connus pour être responsables du botulisme chez les patients. Nous montrerons aussi que l’injection d’un produit prototype chez la souris offre une protection contre l’ingestion de neurotoxines (issues de souches isolées des patients). Ce programme contient plusieurs livrables dont la production de différents types de produits « standards » que sont : 1) les lots de neurotoxines et 2) les anticorps équins anti-toxines d’activité neutralisante définie dans ce programme. Nous apporterons aussi la preuve de concept que le produit prototype offre une protection contre l’ingestion de neurotoxines natives que ce produit soit co-injecté mais aussi par voie intraveineuse dans le cas d’une intoxication digestive, qui constitue la voie naturelle du botulisme.
Procédures
Les deux premières procédures consistent à injecter (quelques secondes) aux animaux des neurotoxines avec ou sans produit sérique neutralisant avec un suivi de la paralysie sur quatre jours. La troisième procédure consistera à administrer aux animaux les toxines par voie orale (quelques secondes) puis consistera à injecter une heure après des anticorps (quelques secondes). Un seul prélèvement de sang de quelques secondes sera effectué sur un groupe contrôle pour s’assurer que la toxine est passée dans le compartiment sanguin. Les effets létaux des toxines et de protection des anticorps seront suivis sur une période de 4 jours.
Impact sur les animaux
Le botulisme humain et animal est dû à l’action de neurotoxines qui ciblent la terminaison nerveuse des motoneurones, ce qui entraine un blocage de la transmission neuromusculaire. Il s’ensuit une paralysie flasque progressive allant jusqu’à l’arrêt respiratoire. Au stade intermédiaire les souris adoptent un phénotype caractéristique dit en « taille de guêpe » et présentent une hypothermie. Elles apparaissent très allongées, pour maximiser leur capacité respiratoire. Les souris sont progressivement impactées dans leur liberté de mouvement pour boire et se nourrir et montrent des signes d’hypothermie et d’isolement. C’est l’ensemble de ces symptômes, lorsqu’ils sont combinés, qui permettent de prédire la mort des souris.
Devenir
Les animaux sont mis à mort à l’issue de chaque procédure car les effets de la toxine sont irréversibles après l’injection et ils ne peuvent être ré-utilisés.
Remplacement
Les méthodes alternatives que nous développons pour la détection, la quantification des neurotoxines botuliques (BoNT) et leur sérotypage nécessitent la mise en place et la calibration d’outils « standards », qui font l’objet des procédures 1 et 2 de cette étude. A ce jour, aucun modèle in vitro permet de reproduire la complexité d’une intoxication par la toxine botulique. Les études sur un modèle animal restent donc indispensables pour évaluer l’activité de la toxine botulique ainsi que l’efficacité des traitements développés. Ces études dans un organisme complet permettent de recueillir des données nécessaires à la calibration de standards qui seront utilisés pour le développement de méthodes alternatives et l’évaluation l’efficacité des traitements pour une application chez l’humain. En particulier, un test de dosage enzymatique requérant des fragments d’anticorps standards est mis en place pour remplacer les tests de mesure de létalité chez la souris. Ce test doit permettre, à terme, de définir des titres protecteurs des anticorps obtenus à partir des chevaux hyperimmunisés lors de la phase de production du produit thérapeutique.
Réduction
La méthode de réduction appliquée est l’emploi du plus faible nombre de souris possible afin d’atteindre un coefficient de variation proche de 20% idéalement, avec : 1) des protocoles adaptés, utilisant de groupe de 4 animaux et des tests avec un nombre minimal de dilutions encadrant les doses létales ou de neutralisation mais permettant de définir des intervalles de confiance suffisamment précis. 2) les bonnes pratiques de laboratoire et une gestion des résultats, afin de limiter le nombre d’expériences nécessaires à l’obtention de résultats fiables, en intégrant les recommandations de la Pharmacopée européenne.
Raffinement
La surveillance des souris a été accrue afin de détecter le plus tôt possible les signes cliniques du botulisme. Pour ce faire, les animaux sont observés quotidiennement afin de réduire les risques de souffrance, nous avons identifié des critères précoces notés sur une feuille d’observation, qui nous permettent de prévoir la mortalité des souris et de limiter la souffrance animale par mise à mort rapide. Des mesures d’amélioration des conditions de vie des souris ayant du mal à se déplacer après l’injection ont été mises en place (des gels hydriques imbibés d’eau et de nourriture sont placés dans la cage).
Choix des espèces
Le test de référence de létalité sur souris est la seule méthode reconnue de référence dans la Pharmacopée pour la détection et le dosage des toxines botuliques. Cette méthode doit être réalisée sur un modèle murin afin d’obtenir la meilleure sensibilité de tous les sérotypes connus pour être pathogènes chez l’homme. Souris âgées de 3 à 5 semaines. La sensibilité des souris aux toxines botuliques dépend de leur âge et de leur poids. Le test de référence de létalité sur souris MBA est la seule méthode reconnue dans la Pharmacopée pour la détection et le dosage des toxines botuliques, ainsi que pour la détermination des titres neutralisant de produits sériques anti toxines. Cette mesure doit être réalisée sur la souris car aucune méthode alternative fiable n’existe à ce jour.
Etude de la tolérabilité ou toxicité subaiguë de molécules à potentiel thérapeutique.
- Recherche appliquée
- Toxicologie (hors obligations réglementaires)
Rats : 480
Une entreprise évalue sur des rats ou des souris la toxicité de ses propres molécules, administrées de façon répétée, pour écarter tôt celles qui provoquent des effets indésirables. 960 rongeurs, 480 souris et 480 rats adultes, vont être utilisés dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger ou modéré, tous tués à l'issue pour l'examen histologique de leurs organes. Ils reçoivent un composé une ou deux fois par jour pendant 7, 14 ou 28 jours, surtout par gavage, à des doses aux effets "souvent inconnus", indique le porteur. Il attend des effets indésirables dans le "dernier groupe", comme une prostration, des difficultés à se déplacer ou une modification des expressions faciales, et cite, "dans de rares cas", une perforation de l'œil lors d'une prise de sang rétro-orbitaire. Selon lui, la réglementation exige ces essais sur deux espèces de mammifères dont l'une n'est pas un rongeur, et l'étude sur rats ou souris n'en est que la première.
Objectifs
La mise en place d’un programme d’optimisation de molécules, depuis la synthèse jusqu’à la qualification d’une molécule comme potentiel candidat clinique pouvant entrer dans les phases de test de toxicité et de tolérance chez l’animal, est un long processus avec des coûts très importants. Ce programme consiste en une série d’études obligatoires comprenant notamment des tests de toxicité. Les épreuves de toxicité (tolérabilité) par administrations réitérées ont pour objet de mettre en évidence les modifications physiologiques et anatomopathologiques consécutives aux administrations répétées d’un composé et d'établir les conditions de l'apparition de ces modifications en fonction de la posologie. Ce projet nous permettra d'évaluer la tolérabilité de composés pharmacologiques développés par notre société.
Bénéfices attendus
Grâce à ces études, nous pourrons identifier rapidement les molécules mal tolérées par l'animal et au potentiel toxicologique. Les molécules avec des effets secondaires seront éliminées du processus de développement. Nous limiterons alors le nombre de molécules à développer, le nombre d’études de toxicologie, le nombre d’études in vivo de modèles pathologiques, et réduirons in fine le nombre global d’animaux inclus dans des études précliniques. Cela apportera également de précieuses informations quant à la potentielle toxicité du composé, les organes cibles et son mode d'action in vivo. Ce dernier point nous permettra de modifier la constitution même de la molécule pour adapter les caractéristiques observées à celles attendues pour le développement de molécules efficaces.
Procédures
Les animaux recevront le composé une ou deux fois par jour (selon la demi vie de la molécule), pendant 7, 14 ou 28 jours (selon la phase de developpement de la molécule et l'indication envisagée). L'administration par voie orale dure une dizaine de secondes. D’autres voies alternatives d'administration (sous-cutanée - 10 secondes, intraveineuse - 1 minute, intrapéritonéale - 10 secondes) pourront être utilisées selon les caractéristiques intrinsèques des composés et leur propriétés pharmacologiques. Un prélèvement sanguin sous anesthésie gazeuse (3 minutes au total) sera fait préalablement au sacrifice afin d’analyser la réponse inflammatoire dans le serum et/ou de doser le composé pharmaceutique dans le plasma (taux d’exposition). Il est possible que plusieurs prélèvements soient réalisés chez le même animal au long de l'étude (1 par semaine maximum).
Impact sur les animaux
Par le choix des doses de composé (aux effets souvent inconnus), il est attendu des effets indésirables sur les animaux du dernier groupe. La douleur ou le mal-être ressentis par les animaux peuvent se manifester, entres autres, par une hypo- ou une hyperactivité, des difficultés à se déplacer, une prostration, une modification des expressions faciales. La douce contention nécessaire pour le traitement par voie orale, ainsi que l'anesthésie pour le prélèvement sanguin, ne devraient pas imposer de souffrance aux animaux, même si il existe des risques d'hypothermie et de sècheresse oculaire dans ce dernier cas. Ils pourront néanmoins engendrer un stress. Malgré la très bonne formation du personnel, il pourrait dans de rares cas y avoir des conséquences dues aux administrations ou aux prélèvements (par exemples : irritation lors de gavages répétés, hématome lors d'intraveineuse, douleur, perforation de l'oeil lors d'un prélèvement en retro-orbital).
Devenir
La mise à mort de tous les animaux est nécessaire dans la mesure où les organes seront observés et prélevés pour analyse histologique.
Remplacement
En amont des tests chez l’animal, les composés sélectionnés sont évalués sur des tests in vitro, permettant d’identifier les composés les plus prometteurs, de comprendre leur mécanisme d’action et de limiter le nombre de molécules inactives ou pouvant entrainer des nuisances ou effets indésirables chez les animaux (via les tests de toxicologie cellulaire). Les tests in vitro apportent des renseignements sur la toxicité potentielle des substances, mais ils ne sont pas encore suffisants pour éviter l'expérimentation sur l'animal entier avant l'administration à l'Homme. Un composé qui réussit les premiers tests de sécurité et de toxicologie peut être pris en considération pour les études à doses répétées sur les animaux. Ces études apportent l'essentiel des informations fondamentales sur la façon dont le composé agit sur l'organisme. La relation entre la dose et la réaction de l'animal au composé est étudiée plus en détail et les organes ayant subi d'éventuels effets toxiques sont examinés. Ces premières informations sont essentielles pour évaluer la dose initiale sûre pour les essais cliniques chez l'Homme.
Réduction
La sélection des composés est faite en utilisant des tests cellulaires ou non cellulaires in vitro. Seules les molécules présentant une activité sur les tests in vitro et ayant des caractéristiques pharmacocinétiques adéquates seront étudiées avec les animaux. Ce modèle a déjà été utilisé par le passé pour obtenir des informations sur la potentielle toxicité des molécules au sein de notre laboratoire. Les données obtenues précédemment ont été utilisées dans le but de déterminer le nombre d’animaux maximum nécessaire pour obtenir des résultats significatifs dans les tests statistiques utilisés.
Raffinement
Toutes les dispositions nécessaires en matière d’hébergement, d’enrichissement, d’observation et de soins aux animaux sont prises afin d’assurer les meilleures conditions de vie aux animaux. La Structure Chargée du Bien Être Animal (SBEA) émet ses recommandations en matière de prévention de la douleur, souffrance et détresse des animaux. Afin de limiter le stress causé aux animaux, les composés testés seront administrés majoritairement par voie orale. Cette technique, rapide et nécessitant une contention courte, est bien tolérée par les animaux. D’autres voies alternatives pourront être utilisées selon les caractéristiques intrinsèques des composés et leur propriétés pharmacologiques (voies sous-cutanée, intraveineuse ou intrapéritonéale). La formation du personnel, la taille de la sonde et l’adaptation des volumes administrés selon la voie d'administration permettront de limiter le stress ressentit par l’animal lors du traitement. Après réception, les animaux seront placés dans des cages par 4 à 5 souris ou par 2 à 3 rats. Un programme d’enrichissement permet de varier les éléments de la cage afin d’encourager leur comportement de rongeur : coton pour la construction de nid, dôme rouge pour se cacher, bois à ronger… Les animaux seront monitorés à chaque traitement pour la surveillance de signes cliniques éventuels et vérifier l'absence de souffrance.
Choix des espèces
Selon les textes réglementaires, « les essais de toxicologie par administration réitérée devront être effectués sur deux espèces de mammifères dont l'une ne sera pas un rongeur ». Nous pouvons alors réaliser la première étude sur rongeur. Comme mentionné plus haut, l’espèce de rongeur sera choisie en fonction de la connaissance de la molécule, des études antérieures et préliminaires de pharmacocinétique et de métabolisme. Nous travaillerons avec des rats ou des souris (mâles et femelles), pour suivre les textes réglementaires. Nous utiliserons des animaux adultes de 8 à 10 semaines environ pour les 2 espèces. Il n’est pas justifié d’utiliser des animaux très jeunes ou âgés.
Système nerveux central – Modèle des troubles de stress post-traumatique chez le rongeur
- Recherche appliquée
- Troubles nerveux
Rats : 300
Tremblements, convulsions, posture anormale, absence de réaction à la stimulation : ce sont les signes dont l'apparition déclenche la mise à mort anticipée des rongeurs de ce projet. 300 souris et 300 rats vont être utilisés, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Ils sont exposés à des situations stressantes et à des chocs électriques, puis soumis à des tests d'anxiété de cinq à quinze minutes et à des administrations pouvant aller jusqu'à deux fois par jour pendant huit semaines, pour construire un modèle de trouble de stress post-traumatique et y tester une dizaine de candidats médicaments. Cent vingt d'entre eux pourront être réutilisés après une période de repos, les autres seront tués en fin d'étude, le porteur expliquant que les effets à moyen et long terme des substances testées sont méconnus.
Objectifs
Dans l'histoire américaine, les troubles de stress post-traumatique (PTSD) ont été reconnus sous divers noms après les guerres : "cœur de soldat de la guerre civile", choc de la Première Guerre mondiale, fatigue de combat de la Seconde Guerre mondiale, stress retardé de la guerre du Vietnam avant d’être formalisés en 1980. Ces dernières années, on a assisté à une augmentation d’intérêt pour ces psychopathologies liées à l’exposition aux traumatismes, en particulier à cause du terrorisme, des catastrophes naturelles ou encore des violences urbaines. La prévalence des troubles de stress post-traumatique serait de 5 à 12% de la population générale. Les patients, suite à leur exposition à un évènement traumatique, souffrent de symptômes sévères tels que la peur intense, des flash-backs, des cauchemars et des pensées imposées et incontrôlables. Malgré les avancées scientifiques importantes dans ce domaine, il n’y a aujourd’hui aucune thérapie réellement efficace sur l’ensemble des symptômes des troubles du stress post-traumatique. Les modèles animaux demeurent indispensables pour mieux comprendre ces troubles et identifier de nouveaux candidats médicamenteux. Ce projet vise à mettre en place un modèle de trouble de stress post-traumatique chez le rat qui intègre la sensibilité au traumatisme observée chez l’humain et de tester l’efficacité d'une dizaine de candidats médicaments existants ou en cours de développement.
Bénéfices attendus
Ce projet participera à l'amélioration de la qualité de vie des patients et de leur entourage. Un traitement plus efficace pourrait réduire plus rapidement et plus durablement les symptômes des troubles de stress post-traumatique permettant ainsi une meilleure qualité de vie des patients, de maintenir un état de santé stable plus longtemps, de diminuer les taux d'invalidité . Ce projet permettra également d'avoir un impact socio-économique positif en réduisant les coûts de santé (nombre de consultations médicales, d'hospitalisations et de traitements complémentaires nécessaires).
Procédures
Les animaux sont exposés à différentes situations stressantes en fonction des procédures. Les tests comportementaux visant à évalualer le niveau d'anxiété des animaux sont généralement effectués 1 seule fois et leur durée varie de 5 à15 minutes environ. Les administrations de substances pourront être réalisées jusqu’à 2 fois par jour (en général 1 minute par administration) principalement par voie orale sous cutanée ou intrapéritonéale sur animal vigile. La durée du traitement peut aller jusqu’à 8 semaines.
Impact sur les animaux
Les animaux seront exposés à des situations induisant une état de stress. Les chocs électriques pourront également induire une faible douleur de très courte durée. Les manipulations/contentions réalisées notamment pendant les phases d'administration ou de prélèvements peuvent également entrainer un léger stress. Les candidats médicaments qui seront évalués ont été selectionnés en amont pour leur absence de toxicité sévère.
Devenir
Tous les animaux ayant reçu une substance d’essai dont les effets à moyen et long terme sont méconnus seront euthanasiés en fin d’étude afin de s’assurer que le traitement expérimental n’induira pas d’effet délétère sur l’animal, ce qui ne serait pas compatible avec un maintien des animaux en vie dans de bonnes conditions de santé.
Remplacement
Dans le cadre du développement des médicaments, des tests in vitro ont déjà eu lieu avant l'utilisation chez l'animal. Ceux-ci constituent un point de départ permettant de générer des données préliminaires et d’effectuer un tri moléculaire pour ne retenir que les molécules présentant une certaine efficacité, réduisant de façon significative le nombre de substances à tester et donc le nombre d’animaux. L'impact des traitements pré-sélectionnés sur le comportement des animaux, et l'amélioration de symptômes liés aux états de stress et d'anxieté ne peut se faire que sur des animaux vigiles. Ainsi, les modèles d'animaux restent indispensables pour valider et optimiser de nouvelles thérapies pour leur utilisation en toute sécurité chez l'Homme.
Réduction
Les mesures de réduction s'intégrant à la règle des 3Rs vont consister à utiliser le plus petit nombre d’animaux possible pour chaque étude permettant d'obtenir des données suffisantes pour interpréter les résultats de façon correcte et d’éviter ainsi une répétition inutile des études. Le nombre d’animaux utilisés pour chaque étude sera optimisé de façon à intégrer dans une même expérience la relation dose-effet et la comparaison par rapport à un groupe contrôle négatif et éventuellement à un contrôle positif (substance de référence ou de comparaison) si cela s'avère pertinent. Selon les données de la littérature, il est estimé qu’un effectif de 12 animaux en standard par groupe (nombre d'animaux et groupes variables, selon l’objectif de l’étude) sera nécessaire pour atteindre une sensibilité correcte des tests. Le cas échéant, une réutilisation des animaux pourra être envisager après une période de repos entre l'évaluation de différentes molécules. L'analyse statistique prévue repose sur des tests paramétriques de type ANOVA "analyse de la variance" et/ou test de Student selon l'objectif de l'étude. Par ailleurs, des prélèvements terminaux (tissus, organes, sang) peuvent être ajoutés en fin de procédure pour éviter une répétition inutile de l'étude.
Raffinement
Les mesures de raffinement s'intégrant à la régle des 3Rs vont consister en un suivi des points limites clairement définis et spécifiques pour chaque procédure, permettant de stopper l'étude et/ou d'euthanasier, de façon précoce, tout animal présentant des signes de douleur et de souffrance (incluant une surveillance de l'aspect général, un suivi de poids). De plus, les animaux sont suivis par le vétérinaire et manipulés fréquemment par des techniciens préalablement formés et attentifs, prêts à agir lorsque les critères d'interruption prédéfinis sont atteints. Il est également mis en place un enrichissement complet dans leur hébergement, sous la forme de litière, objets de nidification, objets à ronger ou mastiquer, tunnels, présence de congénères (sauf cas contraire imposé par la procédure). En cas de doute, une évaluation approfondie sera réalisée quotidiennement jusqu'au retour aux paramètres physiologiques normaux ou attendus ou jusqu’à atteinte des points limites. Tous les points limites et leur cotation sont décrits dans un formulaire interne. Cette observation faite par du personnel formé inclut une surveillance de l'aspect général, l’aspect du pelage, des yeux, la posture, les réactions de l’animal sous stimulation, la respiration, l’appétit, l’état d’hydratation, les tremblements ou convulsions. Une évaluation interne impliquant la cellule de bien-être animal pourra permettre de réévaluer et d’adapter à postériori la catégorie éthique si nécessaire. Lorsque nécessaire, les animaux sont anesthésiés et analgésiés. Le programme d’anesthésie et d’analgésie est défini par un vétérinaire, afin de réduire au maximum toute douleur ou sensation de souffrance. Prises dans leur ensemble, ces mesures tendent à limiter la variabilité des données.
Choix des espèces
Les troubles de stress post-traumatique sont largement évalués chez les animaux, en particulier chez le rongeur. Ainsi, divers tests ont été conçus pour mesurer ces différents aspects. L’impact de substances pharmacologiques sur le comportement de rongeurs est prédictif de leur efficacité en clinique. Tous les animaux seront utilisés à partir de 4 semaines de développement (après sevrage) que ce soient des rats ou des souris, conformément à la littérature. Les symptômes de stress et d'anxiété se retrouvent plutôt chez des sujets adolescents ou adultes, aussi les traitements qui seront appliqués dans ce projet seront appliqués sur des rongeurs dont le système nerveux central a atteint ce niveau de maturité.
Conséquences de l’enrichissement du milieu de vie sur le bien-être de chèvres laitières – Tests comportementaux. MODIFICATION
- Recherche appliquée
- Bien-être animal
Confrontées à des éléments nouveaux pour mesurer leur peur de la nouveauté, 67 chèvres laitières passent six tests comportementaux d'une dizaine de minutes évaluant réactivité émotionnelle, sociabilité et flexibilité cognitive, dans des procédures relevant d'un niveau de souffrance léger. Le porteur reconnaît que ces tests peuvent provoquer des tentatives de fuite, des comportements de défense répétés ou au contraire une prostration, tout en affirmant qu'ils sont conçus pour n'induire que des réponses légères. L'objet réel est la validation de capteurs et d'algorithmes censés mesurer automatiquement le bien-être des animaux non-humains en élevage, usage pour lequel il juge la chèvre "irremplaçable". Les 67 chèvres retournent à l'élevage à l'issue, aucune n'étant mise à mort dans le cadre du projet.
Objectifs
La transition agroécologique vise à rendre les pratiques agricoles plus durables et respectueuses de l'environnement en intégrant les principes de l'agroécologie: la conservation et l'utilisation de la biodiversité, le recyclage pour une meilleure efficacité, l’adoption de leviers pour atténuer ou s'adapter aux changements climatiques. Dans le cas des systèmes d’élevage, cette transition aura des répercussions sur le bien-être des animaux. Ceux-ci seront, en effet, exposés à des conditions environnementales plus variables et moins contrôlées, ce qui pourrait accroître leur bien-être en leur permettant d’exprimer plus librement leur comportement naturel. Cependant, l’exposition possible aux aléas climatiques ou alimentaires pourrait au contraire dégrader d’autres aspects de leur bien-être. Il est donc important d’identifier les indicateurs de bien-être et d’être capable de les évaluer objectivement. Ce projet propose d’associer les progrès technologiques de l’élevage de précision aux méthodes de l'intelligence artificielle pour relever ce défi. Le comportement est un élément clé pour l’évaluation du bien-être. Notre équipe a déjà développé un modèle qui permet de caractériser automatiquement et de façon dynamique de nombreux comportements en utilisant des capteurs et des outils numériques. Une approche complète intégrant également observations et des tests comportementaux est maintenant nécessaire pour valider l’utilisation de ces outils numériques pour l’évaluation du bien-être, et plus particulièrement son amélioration. Notre objectif est de mettre en place un dispositif expérimental permettant de suivre les comportements de chèvres laitières dans un milieu enrichi, par l’enrichissement physique du milieu de vie (projet initial) ou l’accès libre à une aire extérieure (nécessitant une modification du projet initial avec l’ajout de 28 animaux) et de caractériser ainsi, d’un point de vue numérique, la signature comportementale associée à un meilleur bien-être grâce aux données issues des capteurs et de leur analyse par intelligence artificielle. Des observations et tests comportementaux seront conduits en parallèle afin de valider cette caractérisation numérique. Ainsi, ce projet interdisciplinaire intégrant Ethologie, Modélisation et Intelligence artificielle permettra de faire la preuve de concept de l’existence de profils comportementaux associés à l’amélioration de l’état de bien-être et détectables à l’aide des outils de l’élevage de précision.
Bénéfices attendus
Cette étude est une étape importante de notre projet plus large portant sur l’identification et la détection d’indicateurs de bien-être grâce aux nouveaux outils numériques, dans le but de mieux surveiller et donc d’améliorer in fine le bien-être des animaux d’élevage dans le contexte de la transition agroécologique. En outre, l’intérêt scientifique est important car notre étude permettra d’aborder le bien-être des animaux avec une vision intégrative allant du suivi dynamique du comportement dans le milieu de vie habituel, y compris dans sa dimension sociale, jusqu’à la réponse des animaux lors de défis cognitifs (tests comportementaux). Elle contribue ainsi à la compréhension du bien-être animal jusqu’à la prise en compte des états mentaux des animaux d’élevage, en accord avec les évolutions conceptuelles les plus récentes dans le domaine des sciences du bien-être animal. Enfin, la méthodologie développée ici sera applicable à notre espèce d’intérêt, la chèvre, mais pourra également s’appliquer à d’autres modèles animaux. Elle ouvrira ainsi la voie à de futures études.
Procédures
L’ensemble des animaux de l’étude sera soumis à une série de six tests comportementaux (environ 10 min / test) pour lesquels nous réalisons cette demande. Chaque test sera réalisé une seule fois par animal. Il s’agit de tests permettant l’évaluation de la réactivité émotionnelle, de la sociabilité et de la flexibilité cognitive des animaux (sur la base de récompenses alimentaires appétantes). La "réactivité émotionnelle" fait référence à la manière dont les animaux réagissent à différents stimuli ou situations (par exemple, s’ils expriment de la peur face à une situation nouvelle). La "sociabilité" concerne la capacité des animaux à interagir et à se comporter avec leurs congénères de manière positive et adaptée (par exemple, sans agressivité excessive). Enfin, la "flexibilité cognitive" se refère à la capacité des animaux à s'adapter mentalement à des situations changeantes ou nouvelles. Cela peut inclure leur capacité à apprendre de nouvelles tâches ou à résoudre des problèmes. En cas de bien-être accru, une diminution de la réactivité émotionnelle, ainsi qu’une augmentation de la sociabilité et de la flexibilité cognitive sont attendues.
Impact sur les animaux
Malgré les précautions que nous prenons (ex. utilisation de récompense alimentaire, aire de test proche du lieu de vie), nos tests peuvent constituer une source de stress pour certains animaux. Il est en effet nécessaire de les confronter à des éléments nouveaux pour évaluer leur néophobie. En termes de manifestation comportementale, cela pourrait se traduire par des tentatives de fuite (ex. tenter de sauter par-dessus les barrières), des comportements de défense répétés, une absence d’habituation (i.e. pas de diminution des comportements de stress au fil des expositions) ou au contraire un animal prostré, immobile et en retrait, non réactif à son environnement. Les tests étant ponctuels et de très courte durée (maximum 10 min par test), nous ne nous attendons pas à des effets à long-terme comme un état de stress chronique.
Devenir
Les tests de comportement n’impliquent aucune mesure invasive sur les animaux. Les animaux retournent dans l’élevage à la fin.
Remplacement
Le projet vise à caractériser les profils de comportements des chèvres dans un milieu enrichi et à étudier l’impact de cet enrichissement sur leurs réponses aux différents tests. L’utilisation des chèvres est irremplaçable dans ce contexte.
Réduction
Le choix de nos effectifs (N=2x14 pour chaque situation expérimentale testée) constitue un bon compromis entre la puissance statistique nécessaire à nos futures analyses et la faisabilité expérimentale. Des comparaisons statistiques avec des tests adaptés aux paramètres mesurés seront en effet possibles avec une répartition de 14 animaux par lot expérimental, en tenant compte de la variabilité inter-individuelle attendue et y compris en cas de données manquantes chez quelques animaux. Des groupes sociaux de 14 individus sont, par ailleurs, en adéquation avec la pratique d’élevage habituelle pour les animaux que nous étudions. Enfin, le suivi de 28 animaux simultanément grâce à une approche combinant observations, tests et capteurs constitue un effectif important pour une telle étude. Les quatre animaux supplémentaires permettant les tests préliminaires, ainsi que les sept animaux permettant de réaliser les tests de sociabilité (pour jouer le rôle du « congénère inconnu ») contribueront à l’efficacité et au bon déroulement de nos protocoles.
Raffinement
L’étude porte sur l’amélioration des conditions de vie et de l’état de bien-être des chèvres en condition d’élevage. Le principe expérimental repose donc sur une amélioration du milieu des animaux sans intervenir sur les autres aspects de leur vie habituelle (i.e. conditions standards). Les conditions standards sont cependant déjà favorables puisqu’elles impliquent notamment une vie en groupe social stable, une alimentation équilibrée sans restriction particulière et une litière adaptée et appréciée par les animaux d’après l’état des connaissances actuelles. Seuls nos tests comportementaux pourraient être perçus comme stressants par certains animaux, surtout pour les premiers tests qui visent à évaluer leur niveau de peur de la nouveauté face à différentes catégories d’éléments nouveaux, physiques, sociaux et humains. Cependant, ces tests sont conçus pour ne pas induire des états de stress trop intenses mais uniquement des réponses légères. Nous réduisons ce potentiel stressant à son strict minimum grâce à plusieurs mesures comme le fait de tester les animaux dans une aire de test proche de leur lieu de vie, d’éviter les situations d’isolement social grâce à la présence constante de congénères, d’utiliser des renforcements alimentaires et de porter une attention particulière aux techniques de manipulation des animaux, grâce à la mise en place de couloirs par exemple. Enfin, des points limites ont été mis en place et seront appliqués.
Choix des espèces
Ce projet s’intègre dans le programme de recherche de l’unité de recherche qui consiste à associer les progrès technologiques (capteurs, intelligence artificielle, ...) pour identifier et évaluer les indicateurs de bien-être des animaux d’élevage (caprins, porcins, ovins). Nous utiliserons l’animal modèle de l’unité : la chèvre laitière. Dans cette étude nous n’utiliserons que des femelles adultes en lactation. Notre projet possède en effet une forte composante appliquée et cherche à répondre à des enjeux sociétaux majeurs liés aux pratiques d’élevage actuelles et futures. Nous nous sommes donc placées dans une situation fidèle à la pratique étudiée, à savoir l’élevage de chèvres laitières maintenues en groupes de femelles adultes. Cependant, la méthodologie que nous développons grâce à cette étude (e.g. utilisation de capteurs) sera transférable à d’autres catégories d’animaux de la même espèce et à d’autres espèces.