Recherche appliquée
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Etude de l’hypertension artérielle pulmonaire idiopathique chez le rat et l’hypertension pulmonaire associée à l’hypoxie chronique chez le rat et la souris
- Recherche appliquée
- Troubles cardiaques
- Troubles respiratoires
- Recherche fondamentale
- Système cardiaque
- Système respiratoire
Rats : 1500
1 500 rats et 1 000 souris vont être utilisés, tous tués à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, une partie d'entre eux passant trois semaines enfermés dans un caisson à atmosphère appauvrie en oxygène. Les autres reçoivent une injection destinée à déclencher une hypertension pulmonaire en quatre semaines. Viennent ensuite une échographie, une thermodilution, une mesure de pression artérielle pulmonaire et un prélèvement sanguin, tous sous anesthésie, avant le prélèvement du cœur et des poumons. Le porteur indique que les animaux deviennent essoufflés et inactifs mais estime la souffrance modérée puisqu'ils ne seront pas soumis à l'effort, et renvoie les éventuels essais cliniques à un horizon "plus long terme".
Objectifs
L’hypertension pulmonaire (HTP) est une maladie grave, caractérisée par une élévation de la pression artérielle pulmonaire qui conduit à une hypertrophie cardiaque droite, puis à une insuffisance cardiaque droite, à l’origine du décès des patients. Les traitements disponibles actuellement ne sont pas curatifs. La recherche est donc très active dans l’identification de nouvelles cibles afin de développer de nouvelles stratégies thérapeutiques à visée curative. Pour cela, des modèles animaux pertinents sont indispensables. L’objectif de ce projet est donc d’utiliser des modèles animaux (rats, souris) d’HTP expérimentale classiquement utilisés dans la littérature et au laboratoire de façon à pouvoir s’appuyer sur de nombreuses données déjà acquises. Il existe différents type d’HTP chez l’Homme et nous allons donc utiliser deux modèles animaux pour étudier d’une part l’HTP associée à une hypoxie chronique (HC) similaire aux HTP associées aux maladies respiratoires hypoxémiantes (asthme, bronchite chronique, fibrose…) et d’autre part, l’hypertension artérielle pulmonaire (HTAP) induite par une injection d'une substance pharmacologique pour étudier l’hypertension artérielle pulmonaire (HTAP) idiopathique (de cause inconnue). A ce jour aucune lignée cellulaire ne rassemble toutes les caractéristiques pathophysiologiques de l’HTP donc nous avons besoin d’utiliser des animaux notamment pour mieux connaitre les mécanismes de cette pathologie ce qui permettra ensuite de tester de potentiels nouveaux traitements et d’évaluer leurs potentiels effets bénéfiques et/ou effets secondaires.
Bénéfices attendus
Cette étude permettra à court terme de mieux comprendre les mécanismes associés à la pathologie de l’HTP/HTAP. Cette étude permettra également de mettre en évidence l’effet thérapeutique de substances pharmacologiques sur ces divers mécanismes mis en jeu. L’efficacité de traitements préventifs versus curatifs seront mis en évidence ainsi que d’éventuels effets secondaires. Si les études sont positives, des études cliniques pourront être envisagées à plus long terme sur les substances bénéfiques identifiées de façon à mettre en place un traitement plus efficace avec un rapport bénéfice-risque minimum pour les patients et adapté au type d’hypertension pulmonaire HTP et/ou HTAP.
Procédures
Pour obtenir le modèle de rat ou souris hypoxiques chroniques, les animaux sont maintenus dans un environnement où l’air contient moins d’oxygène pour une durée de 3 semaines. Pour le modèle d’HTAP idiopathique chez le rat, une seule injection d’une substance pharmacologique appropriée sur animal vigile va induire au bout de 4 semaines de l’HTAP idiopathique. Le potentiel thérapeutique de substances pharmacologiques sera testé sur animal vigile. La fréquence d’injection et donc le nombre d’injections sera ajustée en fonction de la substance considérée. Lorsque l’HTP/HTAP est installée, des mesures in vivo sont effectuées sur chaque animal : -des mesures échographiques sous anesthésie (1 fois sur chaque animal, durée 10 minutes) -des mesures de thermodilution sous anesthésie (1 fois sur chaque animal, durée 15 minutes) -des mesures de pressions artérielles pulmonaires sous anesthésie (1 fois sur chaque animal, durée 20 minutes) -un prélèvement de sang sous anesthésie (1 fois sur chaque animal, durée 5 minutes) -après euthanasie, prélèvement du cœur et des poumons (1 fois sur chaque animal, durée 5 minutes)
Impact sur les animaux
Chez l’homme, l’HTP/HTAP n’induisent pas de souffrances élevées mais plutôt une gêne respiratoire exacerbée lors d’un effort. Chez l’animal il a été noté une légère dyspnée et les rats/souris sont généralement assez inactifs. Etant donné que les animaux ne seront pas soumis à l’effort, la souffrance est considérée comme modérée dans ce type de protocole d’induction d’une maladie. Bien qu’il n’y ait pas de perte de poids, il y a une prise de poids moindre lors de la mise en place de l’HTP/HTAP chez les animaux. Les points d’injection des substances et solvants peuvent développer une inflammation locale. Ils seront donc contrôlés.
Devenir
Tous les animaux seront euthanasiés de façon à récupérer le cœur et le poumon pour faire diverses analyses.
Remplacement
Il est indispensable de mieux comprendre les mécanismes cellulaires et moléculaires mis en jeu dans cette maladie afin d’identifier de nouvelles cibles thérapeutiques, et seules des expérimentations in vivo chez l’animal pourront permettre d’atteindre ce but. Il est très difficile d’obtenir du tissu de patient souffrant d’hypertension pulmonaire. De plus, étant donné qu’il existe de nombreux types d’HTP associées à diverses maladies (respiratoires hypoxémiantes notamment), il est très difficile d’obtenir des résultats reproductibles sur ce type de tissu (provenant de patients ayant subis une greffe de poumon). Les cellules en culture nous apportent des informations qui doivent être vérifiées in vivo ou in vitro sur des cellules ou des tissus fraichement isolés car le phénotype des cellules change avec les conditions de culture. De plus, cette pathologie implique plusieurs organes et seul l’animal entier permet les interactions entre ces différents organes.
Réduction
Pour limiter le nombre d'animaux : (1) les rats contrôles utilisés seront les mêmes pour les deux type d’HTP, (2) une partie des utilisateurs utiliseront le poumon droit et l’autre partie des utilisateurs utilisera le poumon gauche (dans tous les cas les deux poumons seront utilisés), (3) une planification des expériences sera établie au long de chaque année d’expérimentation pour optimiser au mieux les techniques réalisées sur chaque animal avec utilisation de cellules en culture et enfin, (4) parallèlement à ce protocole, des études seront réalisées sur des cellules d’artères pulmonaires humaines exposées à l’hypoxie et étirées in vitro pour simuler l’HTP hypoxique. Quatre statutaires (et leurs étudiants) travaillent sur ce projet donc l’utilisation des animaux sera optimisée et en concertation avec tous les utilisateurs. Des précautions seront prises pour éviter les biais expérimentaux (travail en aveugle, partage des tissus et/ou cellules issues de ces tissus). L’estimation du nombre d’animaux est basée sur les analyses des études préalablement menées au laboratoire, en accord avec les données de la bibliographie, compte tenu des quantités de tissu nécessaires et de la taille requise des échantillons pour une analyse statistique pertinente dans ce type de recherche.
Raffinement
Des points limites ont été mis en place et seront appliqués. Le caisson hypobare sera ouvert 3 fois par semaine afin de renouveler l’eau et la nourriture, et d’effectuer le change de la litière une fois par semaine. Un système automatisé permet de modifier la pression atmosphérique progressivement et automatiquement pendant 45 minutes pour le retour à la pression atmosphérique normale ou la mise en hypobarie. Le caisson et les cages sont transparents ce qui permet de surveiller les animaux. Les animaux contrôles seront juste placés dans leurs cages habituelles. A l’occasion de l’ouverture du caisson (3 fois par semaine), tous les animaux seront pesés. Si le décès survenait avant la fin du protocole, le protocole serait également modifié ou arrêté. En cas de détection de signe de douleur, dans un premier temps, une administration d’antalgique sera réalisée. Lors de l’anesthésie un tapis chauffant sera utilisé pour le bien-être de l’animal. Le degré d’anesthésie sera surveillé en permanence.
Choix des espèces
Le rat et la souris sont des espèces classiquement utilisées pour le développement de modèles d’HTP. De plus, le laboratoire utilise ces espèces depuis plusieurs années, et dispose donc de nombreuses données sur lesquelles s’appuie le présent projet. Le choix du rat est également justifié par le fait que le modèle d’HTAP fonctionne difficilement chez la souris. Néanmoins, l’utilisation de la souris permet d’envisager l’utilisation de modèles transgéniques qui sont moins nombreux chez le rat et qui sont nécessaires à une meilleure compréhension des mécanismes moléculaires. L’HTP/HTAP sont des pathologies de l’adulte donc nous utilisons des animaux adultes en fin de protocole.
Effet de l’analgésie maternelle et foetale sur l’hémodynamique et les échanges transplacentaires. Etude expérimentale chez la brebis gestante
- Recherche appliquée
- Diagnostic des maladies
Ce sont des brebis gestantes au dernier tiers de leur gestation qui sont opérées, à 125 jours pour un terme de 145, parce que la cible réelle de l'étude est leur fœtus. 212 moutons vont être utilisés dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Chaque brebis subit une chirurgie d'environ quatre heures sous anesthésie générale, puis une anesthésie loco-régionale destinée uniquement à prélever le sang du fœtus, à raison de huit prélèvements par journée de manipulation. Une même brebis sert à plusieurs expérimentations, ce que le porteur décrit comme une façon d'"optimiser au maximum l'utilisation de l'animal". À la fin du projet, il annonce la mise à mort d'environ 60 brebis gestantes et de leurs fœtus, et une vingtaine de brebis en adoption possible, celles qui auront perdu leur fœtus ou mis bas prématurément.
Objectifs
La majorité des patientes en salle de naissance bénéficie d’une analgésie devant les douleurs entraînées par les contractions utérines lors du travail. Leur mise en place peut provoquer une instabilité de la fréquence cardiaque et de la tension artérielle maternelle transitoire lors de l’injection des médicaments, et entraîner des anomalies du rythme cardiaque fœtal. L’impact d'une césarienne ou d'une anesthésie générale ou d'une péridurale maternelle sur l’hémodynamique fœtale et le retentissement sur le système nerveux autonome reste peu connu, et sa compréhension est nécessaire afin de diminuer la morbi-mortalité fœtale.
Bénéfices attendus
Nous nous attendons à observer une modification des paramètres fœtaux sanguins et cardiaques plus importante en cas d’analgésie type césarienne par rapport aux autres analgésies. L’impact serait en pratique clinique d’adapter l’analgésie maternelle pour diminuer le risque d’hypoxie foetale et ses complications (lésions cérébrales anoxo-ischémiques). Cette étude permettra également de déterminer l’effet sur le coeur et la tension artérielle des sédations foetales lors d’une réanimation à cordon intact afin d’optimiser la prise en charge des nouveaux-nés vulnérables.
Procédures
Chaque brebis sera soumise à une chirurgie sous anesthésie générale d'une durée d'environ 4 heures, une seconde anesthésie cette fois loco régionale sera réalisée sans objectif d' incision mais uniquement pour les prélèvements sanguins chez le foetus, ces prélèvements serviront pour la vérification des gaz du sang (valeur de pH, quantité d’oxygène et de dioxyde de carbone dans le sang etc), et l’évaluation du retentissement de l’anesthésie effectué. Les quantités prélevées seront de 0,3 ml à raison de 8 prélèvements par journée de manipulation. Chez la brebis ces prélèvements serviront à évaluer le retentissement son état sanguin en comparaison à l'état sanguin de son foetus.
Impact sur les animaux
L'effet indésirable attendu serait la douleur modérée pendant et suite à la chirurgie de la brebis gestante, dont la prise en charge de la douleur est optimisée pendant les manipulations et par un protocole anti douleur après les manipulations durant 3 jours par Buprénorphine.
Devenir
Après une évaluation de l’état général des brebis à l’issue de la chirurgie par l’expérimentateur (sensibilisé au bien-être animal) et les zootechniciens, les animaux ne seront pas euthanasiés à la fin de la 1ere procédure. Ils seront hébergés dans une animalerie conventionnelle et agréée. A la fin des procédures et du projet, ou en cas de point limite atteint, les animaux seront euthanasiés, soit environ 60 brebis gestantes et leur fœtus. En cas de perte fœtale inopinée (mises bas prématurées ou perte fœtale due à l'anesthésie), nous comptons environ 20 brebis en possible adoption.
Remplacement
L’étude du fœtus humain n’est possible qu’en cas d’expérimentation non invasive et après validation des hypothèses au préalable chez l’animal. En effet d’un point de vue éthique, il n’est pas justifié de réaliser une expérimentation qui comporte un risque de perte fœtale (la réalisation de prélèvements sanguins ou la mesure de façon invasive de la pression artérielle moyenne sur le fœtus par abord cordonal est techniquement possible mais avec un risque de perte fœtale de 3 à 10%). Aucun modèle non animal ne pourrait permettre de réaliser ce projet.
Réduction
Plusieurs procédures expérimentales sont incluses dans ce projet. Les fœtus d’agneau seront leur propre témoin ce qui limitera le nombre d’animaux nécessaires pour le protocole. L’étude consistera à comparer l’état de base des paramètres de fréquence cardiaque et pression artérielle des foetus, de leur signal cérébral et des paramètres sanguins à la réponse obtenue lors d’une analgésie et sédation maternelle et fœtale. Le nombre d'animaux déterminé par une approche statistique est d'environ 8 à 12 animaux par groupe expérimental.
Raffinement
Chaque brebis arrive 10 jours au moins avant la date de la chirurgie afin de s'acclimater à son nouvel environnement. Les brebis sont livrées au minimum par 2 afin de réduire le stress du transport. Les brebis sont hébergées à plusieurs en permanence dans les box et aucune brebis ne sera seule hébergée afin de réduire le stress lié à la solitude. La manipulation sera effectuée sous anesthésie générale avec un protocole spécifique d'anesthésie, d'anti douleur et d'antibiotique préventif. Les expérimentations seront débutées 4 jours après la chirurgie et une même brebis sera utilisée pour plusieurs expérimentations afin d’optimiser au maximum l’utilisation de l’animal. La chirurgie sera effectuée sous anesthésie générale : Après une pose de Voie veineuse centrale en jugulaire, un remplissage de 1L de Ringer Lactates, ainsi qu’une pré-oxygénation au masque, la sédation se fera par une injection de Kétamine IV 0.5mg/kg suivi de propofol IV 2 à 3mg/kg (titration jusqu’à perte de conscience), et un maintien à l’isoflurane (AErane®) enfin une injection per opératoire IV continue de kétamine à 0.1-0.25mg/kg/h. Les animaux bénéficieront de protocoles antalgiques adaptés (Buprénorphine BUPAQ® (0,04 à 0,06 mL/kg en intramusculaire) lors de la période pré et post-opératoire.
Choix des espèces
Le modèle animal doit avoir des caractéristiques morphologiques et physiologiques proches du modèle humain. C’est le cas de la brebis, qui est un mammifère avec une gestation de singleton ou de jumeaux, dépendante du placenta et de la circulation foeto-placentaire. Le poids et la circulation du fœtus d’agneau sont proches de ceux du fœtus humain. Sa taille est suffisante pour permettre la pose de cathéters vasculaire, en limitant le risque de perte fœtale liée à la chirurgie. Des études sur plusieurs jours sont possibles chez le fœtus d’agneau instrumenté ce qui permet de limiter le nombre d’animaux par projet. Ce modèle est reconnu par la communauté scientifique comme le modèle animal le plus proche pour étudier la physiologie fœtale, ce qui justifie la pertinence de notre choix. Notre protocole de recherche est sur le foetus. Il est donc nécessaire d’utiliser des brebis gestantes. Notre expéri-mentation aura lieu lors du dernier tiers de la gestation (intervention à 125 jours pour un terme de 145 jours). Cet âge gestationnel est nécessaire pour que le fœtus soit suffisamment gros pour la chirurgie, pour la pose de cathé-ters vasculaires (2500 à 3000 g) et pour limiter les risques de perte fœtale per opératoire.
Evaluation de l’efficacité anti-tumorale de vaccins thérapeutiques ciblant des antigènes porteurs d’épitopes restreint au CMH-I humains
- Recherche appliquée
- Cancers
Même les souris dont la tumeur régresse totalement sont tuées, au plus tard trente jours après la fin du traitement, parce que leur système immunitaire stimulé fausserait d'autres expériences. 1 240 souris transgéniques porteuses de molécules humaines de présentation des antigènes vont être utilisées, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger pour 224 d'entre elles et modéré pour 1 016. Elles reçoivent une greffe de cellules tumorales sous anesthésie, jusqu'à douze injections supplémentaires, six passages en imagerie et une mesure de la tumeur au pied à coulisse trois fois par semaine. Le porteur affirme qu'aucun modèle non animal ne reproduit la complexité du système immunitaire face à une tumeur, et présente ces souris transgéniques comme les seules à mimer la présentation des antigènes humains.
Objectifs
L'objectif de cette étude est d’évaluer le potentiel anti-tumoral de vaccins basés sur des vecteurs particuliers.. Pour ce faire, nous utiliserons des lignées murines transgéniques exprimant de manière constitutive des molécules humaines de présentation des antigènes. Bien que ces modèles aient été largement validés au cours des 20 dernières années, plusieurs limitations restreignent leur pertinence pour l’étude de l’immunité anti-tumorale : Afin de surmonter ces limites, nous proposons de tester un modèle murin hybride permettant d’étudier la réponse anti-tumorale induite par ces vaccins. Nos travaux se dérouleront en deux étapes préliminaires : 1. Génération de lignées tumorales murines 2. Génération de lignées de souris qui permettra l’implantation de tumeurs murines. Ces modèles seront ensuite utilisés pour les études suivantes: 1. Évaluer l’immunogénicité des vecteurs vaccinaux et démontrer leur capacité à induire une réponse anti-tumorale dans un contexte antigénique humain. 2. Mesurer l’efficacité de cette réponse dans l’élimination des tumeurs exprimant l’antigène ciblé. 3. Étudier la synergie entre ces vaccins et un autre traitement antitumoral.
Bénéfices attendus
Les bénéfices à court terme sont la preuve du concept d'utilisation des vecteurs dans la vaccination contre le cancer. De fait, les vecteurs génétiquement modifiés se sont révélés sûrs et efficaces comme vaccin contre la Covid-19 et d'autres agents pathologiques. Nous espérons prouver que ces vaccins pourraient être plus efficaces que d’autres vaccins. Les avantages à long terme sont l'utilisation de ces vaccins en clinique pour guérir les cancers présentant un certain type de mutation.
Procédures
Procédure 1 : 1x Marquage à l’oreille sur animaux vigiles (quelques secondes) 1x Prélèvement de sang sur animaux vigiles (quelques secondes) Procédure 2 : 1x Marquage à l’oreille sur animaux vigiles (quelques secondes) 1x Injections sur animaux anesthésiés (quelques secondes) Procédure 3 : 1x Marquage à l’oreille sur animaux vigiles (quelques secondes) 2x Injections sur animaux anesthésies (quelques secondes) 2x Anesthésie gazeuse (quelques minutes) 3x par semaine : Mesure de la tumeur sous contention (1 minute) Procédure 4 : 1x Marquage à l’oreille sur animaux vigiles (quelques secondes) 2x Injection sur animaux anesthésies (quelques secondes) 6x Injections sur animaux vigiles (quelques secondes) 1x Anesthésie gazeuse (quelques minutes) 3x par semaine : Mesure de la tumeur sous contention (1 minutes) Procédure 5 : 1x Marquage à l’oreille sur animaux vigiles (quelques secondes) 2x Injection sur animaux anesthésies (quelques secondes) 12x Injections sur animaux anesthésiés (quelques secondes) 7x Anesthésie gazeuse (quelques minutes) 6x Mesure en imagerie (quelques minutes)
Impact sur les animaux
Les souris ressentiront une légère douleur au moment de l'injection du petit volume de vaccin, ou de l’injection des anticorps car les injections se font sur animaux vigiles sous contentions. Les injections en intra-péritonéal des anticorps se font sur animaux vigile et ce traitement n’a pas d’effet adverse chez la souris. Les injections de vecteurs se font sur animaux vigiles et nos précédentes expériences montrent que ces injections n'induisent aucune pathologie chez la souris. Les injections de cellules tumorales sur animaux anesthésié par exposition. Normalement, ce type d’anesthésie n’induit aucune séquelle aux animaux. La croissance de la tumeur est bien tolérée par les souris, mais peut dans certains cas s’associer à une perte de poids, une limitation de leur mobilité voire des lésions cutanées. Lors du suivi du développement tumoral par imagerie, l’injection de l’agent de révélation à la dose utilisée n’induit aucune pathologie chez l’animal. La mesure est non-invasive et donc n’induit aucun mal-être sur l’animal qui est à ce moment sous anesthésie.
Devenir
Tous les animaux seront mis à mort car ils ne peuvent être ni réutilisés, ni replacés, ni adoptés car le développement des tumeurs étant irréversible, les animaux seront mis à mort dans toutes les expérimentations. Si les animaux atteignent une régression totale de la tumeur, les animaux seront mis à mort au bout de 30 jours maximum après la fin du traitement car ils ne peuvent pas être réutilisé pour d’autres expérimentations. La stimulation du système immunitaire induite par l’implantation de la tumeur peut induire des biais importants pour toutes autres études.
Remplacement
A ce jour, il n’existe pas de modèles expérimentaux non-animal permettant de mimer efficacement la complexité du système immunitaire et son interaction avec le développement des tumeurs. La souris est un modèle de prédilection pour ce type d’étude par rapport aux autres animaux de par sa facilité d’élevage, de l’existence d’outils permettant une analyse en détail du système immunitaire et des corrélats pouvant être réalisées avec les tumeurs chez l’homme. Il existe des modèles d’induction et stimulation de réponses spécifiques chez l’homme sur des cellules dérivées du sang périphérique mais seuls les animaux transgéniques permettent une analyse de la réponse immunitaire cellulaire restreinte aux complexes de présentation d’antigène chez l’Homme dans le contexte d’un développement d’une tumeur. Un maximum d’étapes de validation de l’efficacité des produits développés dans le laboratoire seront effectués in vitro sur des lignées cellulaires ou des cellules avant injection chez l’animal.
Réduction
Le nombre d’animaux utilisé pour chaque expérience est déterminé en prenant en compte que le développement d’une tumeur et son interaction avec le système immunitaire comporte une large variabilité entre les individus, comme chez l’homme. En choisissant des animaux d’âge proche, il est possible de réduire au maximum cette variabilité. En s’appuyant sur des résultats antérieurs obtenu par notre groupe et une approche statistique, il a été possible d’anticiper le nombre minimal d’animaux nécessaires pour obtenir des résultats fiables et répétables sur les différents paramètres de l’étude. Le projet implique l’évaluation de plusieurs vaccins dans un premier temps puis la focalisation sur la description du meilleur dans un second temps. Cette sélection rapide permettra de poursuivre leur caractérisation avec un minimum de groupes et donc d’animaux. Pour calculer la taille des groupes de souris injectées par les vecteurs, nous avons utilisé les moyennes et écart-types de croissance tumorales d’expériences antérieures obtenues. La taille des effectifs a été évalué par un biostatisticien afin de prendre en compte et prévenir tous biais expérimentaux permettant de réduire au minimum le nombre de souris utilisées tout en assurant l’obtention de résultats significatifs.
Raffinement
La croissance tumorale peut avoir un effet néfaste sur la santé de l’animal. Le site d’injection pour l’implantation se fait sur le flanc droit afin d’avoir un impact minimal sur les capacités motrices de l’animal et assurer un suivi visuel simple et régulier (3-4 jours) du développement de la tumeur (mesure de la taille de la tumeur au pied à coulisse) et une prise de décision rapide en cas d’apparition d’un trouble chez l’animal. Ces troubles peuvent être physiques (difficulté de se déplacer, lésion sur le corps) ou comportementaux (isolation, prostration). Grace à une documentation importante des modèles tumoraux utilisés chez la souris, il est possible d’identifier, de prévenir une partie de ces troubles (lésions cutanées légères nécessitant un traitement) ou d’intervenir (surveillance accrue ou mise à mort) si une aggravation est observée et non réversible. La majorité des procédures implique une mise à mort précoce de l’animal afin d’étudier la tumeur et son système immunitaire mais, dans certaines procédures, les animaux sont conservés pendant une plus grande période impliquant le développement de tumeurs de tailles importantes. Dès l’apparition de signes cliniques d’un impact léger de la tumeur sur la santé de l’animal, du gel hydrique sera ajouté dans la cage pour faciliter leur alimentation et une litière douce remplacera la litière classique dans le cas où les tumeurs induisent des lésions cutanées. Le point limite des implantations a été défini car, à ce stade la taille de la tumeur induit une gêne chez l’animal trop importante.
Choix des espèces
Le système immunitaire de la souris est proche du système immunitaire humain. Il existe de nombreux modèles de tumeurs qui peuvent être utilisés chez la souris pour tester nos stratégies anti-tumorales. Les souris transgéniques utilisées sont les seuls modèles animaux permettant de mimer la présentation des antigènes chez l’Homme. De plus, des études précédentes montrent que les vecteurs utilisés sont immunogènes chez la souris et de nombreux outils sont disponibles pour étudier la réponse immunitaire. Des souris de 5-6 semaines d’âge seront utilisées. Après une semaine de stabulation, les souris seront utilisées pour l’étude. Dans le cadre des souris issues des croisements réalisés en interne, nous étendrons cette période à 5-10 semaines à causes des contraintes liées à la gestion des effectifs. Il est admis qu’à partir de l’âge de 5 à 6 semaines, le système immunitaire des petits rongeurs est considéré comme mature et que les réponses immunitaires induites peuvent être considérées comme comparables à celles induites pendant la durée de vie d’adulte.
Repenser la nutrition protéique pour la santé, le bien-être et la robustesse du poussin – évaluation de stratégies nutritionnelles précoces pour améliorer la réponse des animaux à des régimes diversifiés tout au long de la période d’élevage
- Recherche appliquée
- Alimentation animale
- Bien-être animal
- Recherche fondamentale
- Oncologie
- Système endocrinien
Pour réduire l'importation de soja en remplaçant les protéines de la ration des poulets par du tournesol et du colza, 112 poussins vont être utilisés dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger. Seize sont saignés au sinus occipital le jour de l'éclosion, puis tués aussitôt. Les 96 autres subissent trois prises de sang sur animal vigile, à dix, vingt-et-un et trente-cinq jours, avant d'être tués à trente-cinq jours pour le prélèvement de tissus et la pesée de leurs organes. Le projet est présenté comme visant la santé, le bien-être et la robustesse du poussin, et sa fin coïncide avec la durée d'élevage standard d'un poulet de chair.
Objectifs
La nutrition du poussin est délicate du fait du passage d’une alimentation d’origine maternelle à une alimentation d’origine exogène, alors qu’elle contribue de manière importante à sa robustesse en renforçant sa santé digestive. Les apports protéiques pourraient probablement être réduits dans les premiers jours de vie et l’usage de matières premières protéiques locales souvent riches en fibres pourrait être facilité en période de croissance par une alimentation néonatale adaptée. L’objectif général du projet PRESAJE est de proposer des stratégies nutritionnelles précoces du poussin afin de renforcer sa santé et son bien-être, et d’améliorer l’usage de sources de protéines diversifiées et locales, à base de tournesol et colza par exemple, pour réduire l'importation de soja. Nous cherchons à évaluer l’effet d’un choix de stratégies nutritionnelles précoces basé sur les connaissances acquises dans le cadre du projet, sur la santé, le bien-être et la robustesse des animaux, tout au long de la période d’élevage.
Bénéfices attendus
L’objectif général du projet est de proposer des stratégies nutritionnelles précoces du poussin afin de renforcer sa santé digestive et son bien-être, et d’améliorer l’usage de sources de protéines diversifiées et locales. L’intérêt scientifique de ce projet réside en premier lieu dans l’approche expérimentale fine d’une période du développement de l’animal qui est relativement peu étudiée. La connaissance des besoins nutritionnels du poussin a été expérimentée mais jamais, à notre connaissance, sous l’angle complémentaire des performances zootechniques et des biomarqueurs en lien avec la robustesse, la santé et le bien-être des animaux. Au niveau opérationnel, les attendus sont de : mieux appréhender les besoins du poussin (incluant la période ≤ 7 jours) pour réduire les apports en protéines et apporter les acides aminés de manière à optimiser l’équilibre entre les fonctions adaptatives et productives, et proposer des stratégies nutritionnelles précoces permettant de renforcer la santé et le bien-être des animaux tout en favorisant l’usage de matières premières protéiques locales sur toute la période d’élevage.
Procédures
Une prise de sang au sinus occipital sera effectuée sur animaux vigiles sur 112 animaux. Les animaux prélevés à l’éclosion (n=16) seront mis à mort ensuite. 96 animaux seront prélevés à trois reprises au cours de l’élevage (J10, J21 et J35). Il y aura donc trois prises de sang par animal, espacées dans le temps, qui ne dureront que quelques secondes.
Impact sur les animaux
La contention lors des prises de sang engendre du stress pour l’animal, une légère douleur au niveau du site de prélèvement et un éventuel hématome.
Devenir
Tous les animaux sur lesquels les prélèvements de sang seront faits (soit 112 animaux), seront mis à mort à J0 (n=16) ou à J35 pour des prélèvements de tissus et mesures de poids des organes (n=96), ceci afin de mesurer des biomarqueurs tissulaires en lien avec leur robustesse, santé et bien-être post-éclosion et en fonction des caractéristiques du régime (utilisation de sources protéiques diversifiées).
Remplacement
La connaissance des besoins nutritionnels du poussin sera expérimentée sous l’angle original et complémentaire des performances zootechniques et des biomarqueurs en lien avec la robustesse, la santé et le bien-être des animaux. Les analyses ne peuvent se réaliser que chez l’animal et directement sur l’espèce cible (poule domestique).
Réduction
L’effectif de 112 animaux (16 à l’éclosion et 96 ensuite), la moitié étant des mâles et l’autre moitié étant des femelles a été défini pour permettre de détecter significativement des effets possibles de stratégies nutritionnelles précoces appliquées dans le cadre d’une diversification des sources protéiques sur les performances de croissance et des biomarqueurs en lien avec la robustesse, la santé et le bien-être des animaux. L’unité statistique pour analyser les performances de croissance sera le parquet. Huit parquets par groupe sont nécessaires et suffisants pour détecter des différences de consommation d’aliment et d’indice de consommation entre régimes d'après des travaux antérieurs validés et publiés sur l’apport en protéines et en acides aminés chez les poulets en fin de période d’élevage. Ces paramètres seront analysés statistiquement pour comparer les différents traitements. L’unité statistique pour les dosages de biomarqueurs sera l’animal. Pour caractériser l’état initial post-éclosion, 16 poussins (8 par sexe) seront utilisés avec prélèvements de sang pour des mesures de biomarqueurs. De même, un effectif de 16 animaux par régime, sexes confondus (2 par parquet, soit 1 mâle et une femelle par parquet), soit 96 animaux, est nécessaire et suffisant pour pouvoir tirer des conclusions significatives en tenant compte de nos expériences précédentes et de la variabilité interindividuelle attendue des paramètres sanguins mesurés : utilisation des résultats d’essais précédents et des avancées méthodologiques d'après des travaux antérieurs validés et publiés.
Raffinement
Les animaux seront élevés dans un bâtiment d’élevage standard, au sol sur litière avec copeaux de bois dans des parquets où ils resteront en groupe. La taille du parquet est suffisante pour permettre aux poussins de se déplacer avec une zone de repos significative en plus de l’espace mangeoire et abreuvement. Les animaux auront à disposition plusieurs enrichissements leur permettant de grimper et de se cacher. Le suivi des performances sera fréquent avec des mesures hebdomadaires sur la période étudiée. Toute manifestation de symptômes persistants définis par un point limite entrainera le retrait de l’animal de l’expérimentation. Les prises de sang seront effectuées dans un lieu différent des espaces d’hébergement.
Choix des espèces
Le poulet de chair a été choisi comme modèle car c’est l’espèce agronomique cible du projet. Les œufs embryonnés seront mis en incubation au couvoir de l’établissement expérimentateur puis les animaux seront élevés jusqu’à 35 jours (durée d’élevage standard).
Evaluation de la biocompatibilité de matrices destinés à la régénération osseuse grace au modèle d’implantation sous-cutané chez le rat
- Recherche appliquée
- Autres troubles humains
Six échantillons de biomatériau sont implantés sous la peau de chaque rat, ce qui permet de limiter l'effectif à 15 animaux sur trois ans. Ces 15 rats vont être utilisés dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, tous tués pour l'analyse histologique des échantillons implantés. L'intervention dorsale dure une trentaine de minutes et peut provoquer une douleur modérée, l'évaluation de cette souffrance étant confiée au personnel de l'animalerie. L'étape sert à vérifier la biocompatibilité de matrices osseuses avant leur implantation en site osseux, le porteur indiquant que les produits destinés à l'humain doivent "nécessairement" être testés sur des animaux non-humains avant tout essai clinique.
Objectifs
Les pertes de substances osseuses représentent un défi en chirurgie orale et orthopédique. En clinique, l'utilisation de greffe où le patient est son propre donneur est très répandue mais présente certains inconvénients (chirurgie additionnelle, morbidité du site donneur...). Ainsi, le développement de biomatériaux en régénération osseuse est indispensable pour pallier ces limitations. Ce projet vise à évaluer de nouveaux matériaux réalisé par une technique de fabrication spécifique (moulage dynamique). Cette nouvelle technologie de fabrication permet de créer des matériaux avec plusieurs tailles de porosités (interne et externe) afin de d'améliorer les propriétés de la matrice, et dont le design peut être adapté à l’indication clinique ciblée. L'objectif de cette étude est d'évaluer la biocompatibilité des biomatériaux étudiés grâce au modèle d'implantation sous-cutané chez le rat. Il s'agit d'un modèle animal déjà développé et maîtrisé au sein de notre unité qui a l'avantage d'être facile à mettre en œuvre et reproductible.
Bénéfices attendus
Ce projet vise à s'assurer de la biocompatibilité de ces nouvelles matrices avant de les implanter en site osseux pour évaluer leur potentiel pour la régénération osseuse. A plus long terme, ce projet permettrait le développement de nouveaux dispositifs médicaux (matrices pour la régénération osseuse) dans la perspective d’une utilisation en clinique. La technique de fabrication (par moulage dynamique) pourrait permettre de fabriquer des matériaux sur mesure pour les patients.
Procédures
Les animaux auront une chirurgie cutanée au niveau dorsal. L’intervention a lieu une seule fois et dure environ 30 mn par animal.
Impact sur les animaux
L'implantation en site sous-cutané peut entraîner une douleur modérée. De rares complications post-opératoires sont à envisager. L’estimation de la souffrance est réalisée par le personnel de l’animalerie.
Devenir
Tous les animaux seront mis à mort afin de réaliser des analyses histologiques des échantillons implantés
Remplacement
L'absence de toxicité cellulaire des matériaux utilisés aura au préalable était évaluée in vitro selon la norme en vigueur. En suivant, les produits destinés à être implantés chez l'humain doivent nécessairement être testés chez l'animal avant les essais cliniques. Les matériaux doivent être d'abord testés dans modèle de rat, et si les résultats obtenus sont satisfaisants, d'autres essais seront envisagés permettant de valider tous les aspects nécessaires à une future application chez l'Homme. Ces différentes phases ne peuvent être remplacées actuellement dans le processus de validation d'un nouveau dispositif médical.
Réduction
Ne seront testés in vivo que les matériaux ayant démontré une absence de toxicité cellulaire in vitro, et une seule lignée de rats sera utilisée. De plus, afin de réduire le nombre de rat, 6 échantillons seront implantés par animal. Enfin, la même lignée de rats que celle déjà utilisée au sein de notre unité est choisie, afin de diminuer le nombre de conditions à évaluer et d'éviter l'ajout de rats supplémentaires pour cette évaluation.
Raffinement
Pour réduire l’angoisse : une période d’acclimatation de deux semaines sera respectée avant le début des expérimentations afin d’obtenir une meilleure récupération post-opératoire. Une cage après l’autre sera amenée à la salle de chirurgie, séparée de la zone d’hébergement des animaux pour éviter toutes sources de stress des animaux opérés et des animaux à opérer. Avant la chirurgie, les animaux recevront une dose d'analgésique afin de prévenir toute douleur lors de l'opération. Ils seront ensuite anesthésiés et placé sur un tapis chauffant. Après la chirurgie, chaque rat se réveille dans une cage à part pour éviter le contact avec des congénères non anesthésiés. Après le réveil complet, le rat sera réintégré à sa cage d’origine. Les animaux seront ensuite observés sur une semaine. Toutes les modifications de comportement et d’aspect seront consignées dans un fichier informatique par les personnes impliquées directement dans ce projet. Des critères stricts permettront d’évaluer le bien-être des animaux. Un raffinement est également mis en place lors de l'hébergement : les animaux sont avec leurs congénères avec présence de litière en copeaux de peupliers et de jouets, ainsi que des bâtons à ronger qui sont régulièrement mis dans les cages.
Choix des espèces
Le Rat est une espèce adaptée à la première étape de validation chez l'animal de matériaux destinés au traitement des pertes osseuses. Le rat permet de valider la biocompatibilité du produit. De plus, il est utilisé dans de nombreuses études. La lignée choisie est d’ailleurs volontairement identique à celle utilisée par d’autres travaux réalisés également au sein de notre unité, permettant la comparaison des résultats ainsi que la diminution du nombre d’animaux nécessaires, par la reprise de données déjà disponibles. En cas de résultats satisfaisant et supérieurs à ce qui est obtenu avec les produits de référence actuellement sur le marché, une validation chez le gros animal sera nécessaire. Des rats adultes de 9 à 10 semaines, d'un poids d'environ 350 g seront utilisés. En effet les animaux utilisés doivent avoir achevé leur développement et leur croissance.
Evaluation de la transformation maligne de mélanocytes uvéaux humains modifiés génétiquement par leur capacité de former des tumeurs sur la souris immunodéficiente.
- Recherche appliquée
- Cancers
- Recherche fondamentale
- Oncologie
Les souris utilisées sont immunodéficientes, ce qui leur interdit de rejeter les cellules humaines qu'on leur injecte. 270 d'entre elles vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance sévère, toutes tuées pour des analyses post-mortem. Chacune reçoit dans le flanc des mélanocytes humains prélevés dans l'œil de patients puis modifiés génétiquement, passe en imagerie sous anesthésie d'abord toutes les deux semaines puis chaque semaine, subit l'exérèse chirurgicale de la tumeur, puis six mois de suivi pendant lesquels des métastases peuvent apparaître et provoquer une perte de poids rapide ou de l'apathie. Une souris est mise à mort si elle garde une posture anormale, ou si une ulcération ou une surinfection persiste plus de 72 heures malgré les soins.
Objectifs
Le mélanome uvéal (MU) est un cancer rare de l’adulte avec une incidence de 500 à 600 nouveaux cas par an en France. La tumeur primaire est généralement traitée par chirurgie ou radiothérapie, cependant 30 à 50% des patients développent des métastases pour lesquelles il n’existe à ce jour que très peu d’option thérapeutique. Ce cancer se développe à partir des mélanocytes, qui tapissent la couche profonde de l’œil et l’iris. Le modèle actuel de la transformation de ces mélanocytes en mélanome uvéal malin propose l’action de deux altérations successives du patrimoine génétique (ADN). Une première altération favorise la prolifération et la survie des cellules, aboutissant à une tumeur bénigne appelée naevus (grain de beauté) sur le fond de l’œil. Une deuxième altération de l’ADN peut malheureusement survenir, aboutissant au mélanome uvéal. Cette deuxième altération de l’ADN touche différents gènes, impliqués dans des processus biologiques distincts, et impliqués dans des tumeurs de pronostics très différents. Cependant, les mécanismes biologiques précis impliqués dans le développement de ce cancer et notamment dans le développement des métastases restent à élucider. Afin de vérifier le modèle actuel de transformation maligne du mélanome uvéal, et de mieux comprendre les processus biologiques sous-jacents, nous avons établi des lignées de mélanocytes normaux à partir de tissu d’yeux obtenus suite à l’énucléation de patients traités pour leur MU. Dans ces mélanocytes normaux, nous introduisons les différentes altérations de l’ADN identifiées chez les patients afin de reproduire in vitro la transformation de mélanocytes sains en cellules tumorales. Pour valider la malignité et le potentiel métastatique de ces mélanocytes modifiés in vitro, nous allons injecter ces cellules dans des souris immunodéficientes et évaluer d’une part, leur capacité à développer des tumeurs et d’autre part, leur pouvoir à développer des métastases. Les objectifs de ce projet sont de vérifier le modèle actuel de la transformation maligne et d’établir des modèles précliniques qui permettront de tester de nouveaux traitements.
Bénéfices attendus
Le mélanome uvéal (MU) provient de la transformation maligne des mélanocytes qui tapissent une couche interne de l’œil. La chirurgie et la radiothérapie sont très efficaces pour contrôler la tumeur primaire oculaire. Cependant, plus de 30% des patients développent des métastases principalement au niveau hépatique. Malheureusement le pronostic est mauvais au stade métastatique, avec à ce jour un seul traitement ayant démontré un bénéfice, et uniquement pour une fraction des patients. Les retombées attendues des expériences in vivo proposées ici sont (i) de comprendre par l’établissement de modèles cellulaires les mécanismes biologiques en cause dans le développement de mélanome uvéal chez la souris immunodéficiente ; (ii) d’établir des modèles précliniques qui permettront de tester de nouvelles approches thérapeutiques et (iii) de comprendre certains facteurs de prédisposition à ce cancer.
Procédures
Injection sur animal vigile de cellules dans le derme de la souris au niveau du flanc droit, 1 fois en début d’expérience : 10 secondes / 270 souris. Imagerie sur souris anesthésiées en gazeuse après injection de sonde colorimétrique, 1 fois toutes les 2 semaines, puis une fois par semaine tout au long de la procédure / 270 souris. Durée de l’anesthésie : 30 minutes maximum. Prélèvements sanguins sur animal vigile ou sous anesthésie gazeuse au niveau du sinus rétro-orbital / 1 fois en début d’expérience et 1 fois en fin d’expérience avant mise à mort / 270 souris - 20 secondes sur animal vigile, 3 minutes avec anesthésie.
Impact sur les animaux
Les nuisances attendues lors des injections de cellules tumorales, d’anesthésiques ou de la molécule permettant de visualiser les métastases, seront celles liées à la piqûre elle-même (douleur légère pendant la durée d’injection :15 secondes). La croissance des tumeurs greffées sur le flanc peut provoquer une perte de poids ou une gêne pour se déplacer, et ce jusqu’à l’excision de la tumeur. Les nuisances attendues lors des procédures chirurgicales seront celles liées à l’incision de la peau (nuisance modérée) et l’exérèse de la tumeur primaire provocant de la douleur et/ou surinfection bactérienne de la plaie (très rare) durant les premières 48 heures. Par ailleurs, l’anesthésie pendant la chirurgie et l’imagerie provoque la sècheresse des yeux et une baisse de la température corporelle de l’animal (40 minutes) L'apparition des métastases peut provoquer la perte de poids rapide ou apathie chez l’animal (durée : 7 jours maximum)
Devenir
Les animaux sont euthanasiés pour des analyses post-mortem.
Remplacement
L’efficacité de la transformation des cellules normales en cellules tumorales par les différentes combinaisons de mutations sera étudiée au préalable in vitro. Des tests classiques de migration, d’invasion et de prolifération seront conduits sur ces cellules. Ces analyses in vitro permettront de sélectionner les lignées ayant les caractéristiques recherchées pour les analyses in vivo et donc de réduire le nombre d'animaux à utiliser. Cependant, il est indispensable de valider et comparer la capacité de former des tumeurs primaires et des métastases pour ces modèles cellulaires portant différentes modifications. En effet, la souris, en tant qu’organisme vivant intégré et autonome, permet de se rapprocher au plus près du contexte dans lequel se développent les tumeurs des patients. Les modèles murins permettent de reproduire les interactions des cellules tumorales au sein d’un tissu, la croissance tridimensionnelle, ainsi qu’un environnement hypoxique avec un accès limité aux nutriments. De plus, les cellules de mélanome uvéal poussant difficilement in vitro, l’injection chez l’animal est indispensable pour obtenir un nombre suffisant de cellules pour les expériences envisagées.
Réduction
Dans un premier temps, nous évaluerons le taux de prise tumorale de nos modèles ayant subi toutes les étapes de la transformation maligne. Si le taux de prise tumorale est satisfaisant (greffe d’au moins 2 souris sur 5), nous estimons l’utilisation de 5 souris par groupe comme étant le minimum suffisant pour comparer la croissance tumorale et la dissémination métastatique. Sinon, la greffe sera faite sur 5 souris supplémentaires par groupe (10 au total), en considérant comme positive la greffe d’au moins 2 souris sur les 10). Si ce taux n’est pas atteint, l’expérience sera considérée comme négative et arrêtée. Dans le cas où ces cellules modifiées ne donnent pas de tumeur in vivo, les cellules normales ou partiellement modifiées (par la seule mutation GNAQ) ne seront pas injectées. Les animaux ayant une prise tumorale sur le flanc au niveau de l’injection seront suivis à long terme, pendant 6 mois après exérèse de la tumeur primaire, par l'utilisation d'imagerie longitudinale pour rechercher une diffusion métastatique. Ceci sera mis en œuvre afin de réduire le nombre d’animaux utilisés. Aucun test statistique n’est mis en œuvre. La réponse recherchée est la prise ou non de la greffe, en fonction des modèles. La taille des cohortes a été déterminée sur le taux d’échec expérimental lors de projets similaires, pour minimiser le taux de faux négatifs tout en minimisant le nombre total d’animaux utilisés.
Raffinement
Les différentes procédures seront mises en œuvre de façon à engendrer le minimum de contraintes et de douleur aux animaux : Utilisation systématique d’anesthésiques et d’analgésiques lors des chirurgies. Prévention du dessèchement des yeux lors de l’anesthésie par application du gel ophtalmique. Réduction de l’hypothermie lors de la chirurgie : utilisation de tapis ou lampe chauffants. Addition d’alimentation hydratée en post-opératoire si besoin, hydratation supplémentaire par injection des solutés de réhydratation tel que Ringer lactate à l’animal si perte de poids ou difficulté à se déplacer après chirurgie. Si l’animal montre des signes de douleur, des antalgiques lui seront administrés. Les animaux seront surveillés pendant 24h en post-chirurgie et, si besoin, la surveillance peut être prolongée pendant 7 jours, au moins une fois par jour. Si l’animal montre des signes de souffrance (posture anormale persistante, surinfection bactérienne), il sera mis à mort. Par la suite, les animaux sont surveillés au minimum 1 fois par semaine par le personnel. Pour faciliter le suivi des métastases, nous allons utiliser l’imagerie technique non-invasive sous anesthésie générale. Si l’animal montre des signes de souffrance (posture anormale persistante, surinfection bactérienne ou ulcération qui durent >72h malgré les soins), il sera mis à mort. Une grille de score permettra d’évaluer de manière objective l’état des animaux et de définir les points-limites au-delà desquels les animaux seront mis à mort
Choix des espèces
Le choix de l’espèce a été fait pour plusieurs raisons : - La souris est un mammifère comme l’Homme et sa physiologie est proche de celle de l'Homme. - La souris est le modèle de choix pour les expériences menées en cancérogenèse - L’existence de souris immunodéficientes permet la greffe de cellules humaines sans risque de rejet. Le taux de succès des greffes de ce type de cellules humaines dans d’autres espèces comme le poisson-zèbre est trop faible pour envisager leur utilisation dans ce projet. Utilisation de jeunes adultes entre 5 à 8 semaines. Les souris ont ainsi fini leur croissance, mais sont suffisamment jeunes pour que la tumeur greffée puisse prendre sur les animaux. De plus le temps de croissance des cellules tumorales de mélanome uvéal est long, ainsi que l’apparition des métastases. Les animaux à cet âge supportent également mieux le transport à partir de l’élevage jusqu’à l’animalerie ainsi que l’anesthésie, la chirurgie et les traitements.
Comparaison de différentes formes d’apport en zinc sur la santé des porcelets en post-sevrage
- Recherche appliquée
- Alimentation animale
36 porcelets sevrés à 28 jours vont être utilisés pendant 42 jours dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger, tous tués à l'issue pour le prélèvement de leur foie, d'un fémur et de tissus intestinaux. Ils reçoivent trois régimes contenant des formes différentes de zinc, sont pesés trois fois et subissent deux prises de sang, le porteur indiquant qu'un apport réduit en zinc provoque perte d'appétit et diarrhée. L'étude compare une source brevetée d'oxyde de zinc protégé par du magnésium à des sources concurrentes, pour un usage en alimentation animale, sous l'intitulé de la santé et du bien-être des porcelets. Des tests in vitro ont déjà montré la meilleure absorption de cette source, et le porteur affirme qu'ils doivent être confirmés in vivo.
Objectifs
Le zinc est considéré comme un des minéraux essentiels dans la nutrition porcine. Cependant, la quantité biodisponible dans les matières premières composant la ration de base de l’alimentation n’est généralement pas suffisante pour couvrir les besoins physiologiques. De plus, son absorption est particulièrement faible (moins de 20 %) en raison de la présence de composés antinutritionnels tels que les phytates et les tanins présents dans l’alimentation. Ces éléments forment des complexes avec les ions Zn²+ dans le tractus digestif, entravant ainsi leur assimilation et entrainant des rejets importants. Une supplémentation en Zn est donc indispensable dans l’alimentation porcine afin de couvrir les besoins de l’animal. Il peut être supplémenté dans l’aliment en quantité allant du niveau nutritionnel, afin de couvrir les besoins des animaux, jusqu’à des niveaux supra-nutritionnels permettant d’améliorer la croissance ou la santé digestive. En effet, une ingestion élevée de zinc a montré des propriétés antimicrobiennes dans l’intestin, favorisant la santé des porcelets et influençant indirectement leur performance de croissance. Cependant, en raison des préoccupations liées aux impacts sanitaires et environnementaux (tels que la pollution des sols et la résistance antimicrobienne), l’Union européenne a interdit ces pratiques soulignant donc la nécessité de rechercher des alternatives. Le supplémentation en zinc, peut provenir de différentes sources fortement solubles (sulfates) ou d’autres sources qui présentent des caractéristiques physico-chimiques et de biodisponibilités très variables. En pratique, l’oxyde de zinc est la source la plus fréquemment utilisée pour l’alimentation animale. Une formulation innovante, utilisant une source brevetée d'oxyde de zinc et protégée par du magnésium a été développée spécifiquement pour adapter la solubilisation du zinc et améliorer sa biodisponibilité chez les animaux, en limitant la formation de complexes dans l’intestin. Ce projet a pour but de mieux comprendre le mécanisme d’action de la source de zinc protégée par du magnésium notamment sur la biodisponibilité du zinc, la stimulation du système immunitaire et la modulation du microbiote par rapport au zinc inorganique classiquement utilisé en nutrition animale.
Bénéfices attendus
D'un point de vue environnemental, l’amélioration de la biodisponibilité du zinc permet de réduire la quantité de zinc non absorbé et excrété dans les fèces, pour ainsi réduire la pollution des sols. Sanitairement, l’amélioration des réponses immunitaires permet de réduire les diarrhées au post sevrage et ainsi réduire l’usage des antibiotiques et in fine limiter l’apparition d’antibiorésistance. Au niveau du bien-être animal, la réduction des diarrhées de post-sevrage permet de garder davantage de porcelets en bonne santé et de réduire la mortalité lors de cette phase critique.
Procédures
Les animaux seront soumis à la procédure pour une durée de 42 jours. [[ Ils seront nourris avec trois régimes alimentaires additionnés de différentes formes de zinc chacun. Au cours de la procédure les animaux seront pesés trois fois (J0, J14 et J42). Pour chaque pesée le temps de manipulation (capture pour porter les animaux à la balance) ne dépassera pas 1 minutes]]. Les animaux seront soumis à 2 prélèvements sanguins à J14 et à J42 avec une période de récupération de 4 semaines entre les prélèvements. Pour chaque prélèvement sanguin, le temps de prélèvement ne dépassera pas 1 minute.
Impact sur les animaux
IInconfort et stress dû à la contention des animaux pour les pesées et les prises de sang (moins de 1 min). Perte d’appétit et diarrhée dû à un apport réduit en zinc dans la ration alimentaire.
Devenir
Les animaux , seront mis à mort pour le prélèvement d’échantillons biologiques (foie, os du fémur et tissus intestinaux.
Remplacement
La procédure vise à comparer différentes sources zinc sur la santé et les performances des porcelets. Des tests in vitro ont démontré que la source de zinc protégée par du magnésium était mieux absorbée par rapport à différentes autres sources de zinc et permettait de diminuer la prolifération de la bactérie E.coli. Ces méthodes alternatives utilisées en première intention doivent cependant être confirmer in vivo afin de prendre en compte toutes les interactions cellulaires complexes qui ont lieu in vivo lors de l’ingestion des additifs chez le porcelet.
Réduction
Des calculs statistiques détaillés ont été réalisés afin de déterminer le nombre d’animaux minimum a utilisé pour évaluer l’hypothèse de ce projet exploratoire. Le nombre d’animaux à utiliser permettra d’apporter des bonnes conditions d’élevage en favorisant une hiérarchie sociale essentielle au bien-être des animaux, et générer des données scientifiquement interprétables.
Raffinement
La contention des animaux en vue de leur pesée réalisée dans le calme en évitant de claquer les portes des cages métalliques, en attrapant les porcelets par la patte arrière juste au-dessus du jarret et en le soulevant en plaçant l’autre main sous la poitrine pour les sortir. Lors des prises de sang à J14 et à J42, l’inconfort et le stress dus à l’immobilisation des animaux sont réduits par une manipulation compétente et rapide des animaux par les applicateurs de la procédure, par un prélèvement de faibles volumes de sang en fonction de la volémie et par l’application d’un point de pression sur le site de prélèvement et en respectant les périodes de récupération nécessaires entre les deux prélèvements. [[A la fin de la prise de sang, afin de procurer du bien à l’animal, il peut-être « caresser » au niveau du groin ou sous le cou]]. Les conditions d’hébergement des animaux sont définies de telle sorte que la densité des animaux par cage, ou encore les paramètres environnementaux (température et hygrométrie) procurent le maximum de confort aux animaux, et restent conforme à la législation en vigueur. [[La température ambiante est fixée à 28°C la première semaine et diminuée de 1°C toutes les semaines jusqu’à 22°C à la fin de l’étude]]. Des enrichissements (jouets suspendus en caoutchouc ou à mâcher) sont mis en place dans toutes les cages. Aucun animal ne reste isolé, en cage individuelle sans contact olfactif, auditif et visuel avec ses congénères, ceci afin de réduire au minimum l’angoisse et le stress des animaux.
Choix des espèces
L'évolution de l'industrie porcine vers des systèmes de production intensive à grande échelle a augmenté l'exposition des porcs aux facteurs de stress environnementaux et physiologiques. Les porcins constituent donc une cible privilégiée pour élaborer des stratégies efficaces de lutte et améliorer le bien-être et la santé des animaux en élevage. Des porcelets sevrés à 28 jours d’âge au niveau de l’élevage et réceptionnés avec un poids vif de 6-8 kg en moyenne seront utilisés. Les animaux seront utilisés au stade de porcelets en post sevrage qui présentent fréquemment des troubles digestifs dus au changement d’alimentation et au stress lié à leur regroupement en lot d’animaux d’âge similaire .
Etude de biocompatibilité d’implants dans le fémur chez le lapin, par imagerie à résonnance magnétique et histologie.
- Recherche appliquée
- Autres troubles humains
- Tests réglementaires
- Autres tests de tolérance et d’efficacité
15 lapins vont être utilisés dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, tous tués à l'issue pour l'analyse histologique de leur fémur. Chacun passe environ une heure sous anesthésie gazeuse pour l'implantation, puis trois passages en IRM sous anesthésie, en hébergement individuel. Le porteur indique que les lapins supportent mal l'anesthésie et la chirurgie, qu'ils auront probablement des difficultés à s'en remettre et pourraient perdre leur mobilité. L'étude vise à valider un implant osseux résorbable, le porteur écrivant que les essais sur l'animal sont "indispensables" et que le recours aux animaux non-humains est de toute façon rendu obligatoire par le règlement européen pour obtenir un marquage CE.
Objectifs
Les implants métalliques, bien qu’ils soient largement utilisés dans la reconstruction osseuse, présentent des limitations significatives. Ils ne permettent pas une régénération complète de l’os, nécessitent souvent une seconde intervention chirurgicale pour leur retrait, et peuvent entraîner des complications telles que des infections. Ces contraintes renforcent le besoin urgent de développer des alternatives résorbables et biocompatibles, capables de s’intégrer dans l’organisme tout en évitant ces problématiques. Le projet repose sur l’utilisation d’un implant associant deux matériaux complémentaires. L'un est un polymère biodégradable, offrant un support mécanique temporaire grâce à sa résistance et sa stabilité initiale, tout en se dégradant progressivement pour permettre la régénération osseuse sans résidus toxiques. L'autre quant à lui, est reconnu pour sa bioactivité, favorisant la croissance osseuse grâce à ses propriétés de supportde la repouse osseuse. De plus, son action antibactérienne contribue à limiter les risques d’infections, un avantage notable par rapport aux implants métalliques conventionnels. Le choix du modèle animal repose sur le lapin, dont le métabolisme osseux est proche de celui de l’humain. Il fait partie des modèles animaux préconisés par la norme. Cela garantit une évaluation fiable de la biocompatibilité et de la résorption des implants dans un contexte physiologique pertinent. Le design de l’étude a été établi en conformité avec la norme, qui encadre l’évaluation biologique des dispositifs médicaux dans l’os, notamment les tests sur les effets locaux après implantation. L’imagerie IRM sera utilisée pour suivre l’évolution des implants in vivo, permettant une analyse détaillée et non invasive des performances de l'implant dans le temps. En fin d'étude les animaux seront euthanasiés pour réaliser des études histologiques des os.
Bénéfices attendus
Ce projet a pour ambition de transformer durablement les pratiques dans le domaine de l’ostéosynthèse en proposant une approche thérapeutique améliorée : un implant bioactif et résorbable, évitant ainsi une seconde intervention et diminuant le risque d’infection. Il permettra également de répondre aux exigences réglementaires concernant les dossiers en vue d’une mise sur le marché, et ainsi assurer la sécurité des patients recevant les produits.
Procédures
Les animaux seront anesthésiés chimiquement pour la réalisation de la procédure chirurgicale et les IRM. Les injections d'anesthésiques se feront dans le muscle et seront très bref, quelques secondes. Les animaux seront ensuite maintenus anesthésiés grâce à une anesthésie gazeuse. Ils resteront anesthésiés (gazeuse) le temps de réalisation des différents actes, soit 1h environ que ce soit pour la réalisation de la chirurgie ou l'acquisition des images IRM. Il y aura 3 IRM par animal pour toute l'étude
Impact sur les animaux
Les produits développés sont constitués de produits biocompatibles. Il s'agit de composants très bien documentés pour une utilisation chez l'Homme. Ils sont par ailleurs évalués en premier lieu sur des cellules : les effets néfastes attendus chez l'animal après implantation sont donc mineurs, et constitués majoritairement d'inflammation locale légère à modérée. L’hébergement individuel provoquera un inconfort chez l’animal. Les effets attendus sur les animaux peuvent être dus à l’anesthésie (sédation profonde, difficulté de récupération,), ou à la chirurgie (inflammation de la zone opérée.). Les lapins étant très sensibles à l’anesthésie et aux procédures chirurgicales, ils auront probablement des difficultés à s'en remettre avec potentiellement une perte de la mobilité. Les contentions pour les actes techniques (anesthésie) ou quotidiens (pesée) engendreront un stress chez les animaux, les contentions seront de courte durée, quelques minutes par animal. Aucune mise à jeun n’est nécessaire avant les anesthésies.
Devenir
Tous les animaux seront euthanasiés en fin d'étude afin de réaliser des analyses sur le fémur.
Remplacement
Les essais de tolérance et de compatibilité avec les tissus sur l'animal sont indispensables en complément des tests sur les cellules, lors de la mise au point d'un dispositif médical. En effet, seule l'implantation dans un organisme complet et vivant permet d'évaluer d'éventuelles réponses immunitaires/inflammatoires, et de caractériser les phénomènes de dégradation et d'intégration des différents produits. Par ailleurs, le recours aux animaux est rendu obligatoire par le Règlement Européen, pour l'élaboration des dossiers pour l'obtention d'un marquage CE (équivalent de l'AMM mais pour les dispositifs médicaux).
Réduction
Le nombre d'animaux utilisé est basé sur, la norme ISO 10993. Nous utiliserons 5 lapins par étude afin d’avoir le minimum d’observation demandé par la norme. Plusieurs études sont prévues car conformément à la norme ISO 10993, une nouvelle évaluation doit être fait en cas de modification du dispositif médical (modification de l’état de surface ou modification d’un matériau). Nous prévoyons de réaliser une étude par an sur 3 ans soit 15 lapins pour l’ensemble du projet.
Raffinement
Tout d’abord le premier point de raffinement est l’utilisation de l’IRM. En effet, l'IRM est une technique non invasive, permettant d'obtenir des images internes du corps des animaux sans avoir à recourir à des interventions chirurgicales ou à l'extraction de tissus. Il est possible de suivre l’évolution d’un phénomène biologique ou pathologique dans le temps sans avoir à euthanasier des animaux pour obtenir des échantillons à différents stades de l'étude. Toutes les manipulations des animaux seront réalisées dans un contexte de renforcement positif, basé sur des interactions amicales avec les personnels en charge des soins, afin de permettre des manipulations avec un minimum de stress et de contraintes. Lors de la phase de chirurgie, les animaux seront placés sur un tapis chauffant, de l’ocrygel sera appliqué sur les yeux et les paramètres physiologiques des animaux seront régulièrement suivi. Lors de la période post-opératoire, une surveillance accrue sera mise en place pour s’assurer de la bonne récupération des animaux. Les animaux seront suivis quotidiennement avec une pesée une fois par semaine dont la fréquence pourra être adaptée. La récupération post-opératoire pourra être améliorée par mise à disposition d’aliment gelifié. Des points limites adaptés au projet et suffisament prédicitif ont étés mis en place.
Choix des espèces
Le choix du modèle animal repose sur le lapin, dont le métabolisme osseux est proche de celui de l’humain. Cela garantit une évaluation fiable de la biocompatibilité et de la résorption des implants dans un contexte physiologique pertinent. Il fait partie des modèles animaux préconisés par la norme ISO 10993. Nous choisissons des lapins matures pour l’implantation de dispositifs médicaux et le suivi de l’évolution dans l’os car, à cet âge, la matrice osseuse est complètement développée et stabilisée.
Gestion de la production de 8 lignées de souris transgéniques utilisées dans le cadre de l’étude de la réponse immunitaire consécutive à l’injection d’AAV
- Maintien des lignées génétiquement modifiées
- Recherche appliquée
- Troubles immunitaires
- Recherche fondamentale
- Système immunitaire
Nées de huit lignées de souris génétiquement modifiées, dont des lignées immunodéprimées, maintenues en élevage pour alimenter des projets sur la réponse immunitaire aux thérapies géniques, 32 580 souris vont être utilisées sur cinq ans dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger. 22 230 d'entre elles seront tuées faute de porter le bon génotype ou d'être du bon sexe, 8 400 partiront vers des projets scientifiques et 1 950 resteront en vie comme reproductrices. La seule procédure déclarée est une biopsie d'oreille de moins de 2 mm au ciseau fin, sur souris éveillée, pour le génotypage. Le porteur affirme qu'"aucune méthode substitutive" n'existe pour reproduire la réponse immunitaire et que les croisements retenus imposent des génotypages auxquels il ne peut se soustraire.
Objectifs
L’objectif de ce projet est de produire et génotyper des animaux transgéniques (dont des modèles immunocompromis), amenés à être utilisés comme animaux d’étude dans des projets visant à mieux comprendre les réponses immunitaires induites après traitement par thérapie génique via des vecteurs viraux et à développer des approches permettant de réduire ces réponses. C’est ainsi que 8 lignées génétiquement modifiées pour différents éléments du système immunitaire sont maintenues en zone d’élevage dans cet objectif.
Bénéfices attendus
Le bénéfice attendu de ce projet est de fournir des animaux de génotype conforme de manière à satisfaire les besoins expérimentaux des projets d’étude de la réponse immunitaire, assurer le maintien des colonies d’élevage et de prendre à charge le phénotype dommageable des lignées concernées en conditions d’hébergement protégé. Cette demande s’inscrit plus largement dans l’étude des mécanismes de la réponse immunitaire dirigée contre des vecteurs viraux et dans le développement d’approches thérapeutiques permettant de réduire ces réponses immunitaires.
Procédures
Intervention du prélèvement pour identifier des animaux porteurs de la mutation génétique : les animaux subiront une biopsie de moins de 2 mm de diamètre à l'oreille pour le génotypage. Une paire de ciseaux fins sera utilisée à cet effet qui sera désinfectée à l'alcool et rincée à l'eau stérile entre chaque prélèvement. Cet acte est exécuté par du personnel zootechnique entraîné et ne nécessite que quelques secondes.
Impact sur les animaux
La principale nuisance de ce projet est le prélèvement d’un fragment d’oreille de moins de 2mm de diamètre à des fins de génotypage. La douleur générée est considérée comme légère et passagère. Le phénotype dommageable des lignées concernées, lié au statut immunologique n’est pas exprimé dans nos conditions d’hébergement et d’expérimentation et ne présente de ce fait qu’une gravité légère.
Devenir
Sur 5 ans et pour l'ensemble des 8 lignées, 8400 animaux seront inclus dans des projets scientifiques d’étude de la réponse immune aux produits de thérapie génique. 1950 animaux seront gardés en vie pour les besoins de la reproduction et la gestion des élevages. 22 230 animaux seront euthanasiés car ne présentant pas un génotype d'intérêt ou le bon sexe pour l'expérimentation ou la reproduction.
Remplacement
Chaque projet applicatif fait l'objet d'études préalables in vitro dans le cadre d'évaluation de produits thérapeutiques candidats et de molécules immunosuppressives permettant de réduire la réponse immunitaire . Les réponses immunes, entre autres à l’encontre de produits de thérapie cellulaire et génique, sont la résultante de complexes interactions, impliquant de multiples partenaires cellulaires (lymphocytes, cellules présentant l’antigène…), se déroulant dans plusieurs organes (rate, ganglions lymphatiques, moelle osseuse, foie, muscle etc…) et avec des cinétiques particulières. Le système immunitaire, à travers les organes du système immunitaire, mais également le sang et la lymphe, se trouve imbriqué dans tout l’organisme, ce qui lui permet d’en contrôler l’intégrité. Si certaines expériences in vitro permettent d’analyser certains processus et paramètres de ces réponses immunes, seul le modèle animal est à même de mimer la complexité de la réponse immune humorale (production d'anticorps) et cellulaire résultante. Ainsi, il n’existe pour le moment aucune méthode substitutive aux modèles animaux, en particulier aux mammifères tels que rongeurs, chiens ou primates pour mimer ce qui pourrait advenir chez les patients. De plus, la production de certains animaux nécessite la réalisation de croisements entre non homozygotes, donc la réalisation de génotypages auxquels nous ne pouvons nous soustraire.
Réduction
La production de toutes les lignées de cette demande d'autorisation de projet repose sur des croisements spécifiques et des stratégies d’accouplement qui permettent d’adapter au mieux la production en fonction des besoins expérimentaux des projets scientifiques. En particulier, le nombre de reproducteurs et le nombre de nouveau-nés sevrés sont réévalués toutes les semaines afin de ne produire/conserver que des animaux utilisés dans les projets. Par ailleurs, quand cela est possible, nous mettons en place un schéma d’accouplement optimisé afin de produire un maximum d’animaux présentant les caractères d’intérêt.
Raffinement
D’après la littérature, aucune des modifications apportées aux animaux n’entraine d’effets négatifs ou de maladies dans nos conditions d’élevage et d’expérimentation. En effet, les animaux sont élevés dans un environnement propre et contrôlé, et manipulés dans des conditions protégées. Des seuils d'alerte ont été définis pour détecter rapidement tout signe de malaise, de blessure, ou d'infection chez les animaux dont le système immunitaire est affaibli. Une surveillance quotidienne, assurée 7 jour sur 7, permet d'anticiper ces situations. Pour les génotypages, qui constituent la seule procédure de ce projet, le prélèvement d’un petit fragment d'oreille est réalisé sur des souris éveillées sans provoquer de saignement. Les animaux sont maintenus calmement le temps de la procédure et sont remis dans leur cage. Une surveillance pendant 5 minutes permet de contrôler leur réaction/comportement suite à cette intervention.
Choix des espèces
Le système immunitaire de la souris est très proche du système immunitaire humain, faisant du modèle murin le modèle de référence pour les analyses des complexes réponses immunes, se déroulant via de nombreux types de cellules et dans divers organes. Il bénéficie en outre de l’existence de nombreuses souches modifiées pour des éléments du système immunitaire, permettant d’en analyser le rôle. Les animaux sont prélevés à 7 jours.
Etude sur mini-porcs de l’optimisation de l’apport protéique végétalisé pour lutter contre la sarcopénie.
- Recherche appliquée
- Autres troubles humains
Six journées de neuf heures, onze prélèvements sanguins sur chacun des deux cathéters à chaque journée, 165 ml de sang par journée : 20 mini-porcs vont être utilisés dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, tous tués à l'issue. Chacun subit d'abord trois heures de chirurgie pour la pose de cathéters permanents et d'une canule reliée à son intestin, puis quinze jours de récupération avant le premier jour de prélèvements, en cage individuelle pendant toute l'expérience. L'objet est de mettre au point un mélange de protéines de maïs et de légumineuses enrichi en leucine, destiné à des produits alimentaires pour personnes âgées, la zéine étant aujourd'hui vendue pour des aliments sans gluten. Le porteur retient le mini-porc pour son appareil digestif proche de celui de l'être humain et parce qu'il accepte de manger tous types d'aliments.
Objectifs
L’objectif du projet est d’élaborer, à partir de la zéine, un mélange de protéines végétales équilibré et optimisé en leucine qui permettra de prévenir et/ou lutter contre la sarcopénie sans recours à un régime hyperprotéique, dans un contexte de durabilité de l’alimentation.
Bénéfices attendus
La zéine est une protéine peu étudiée en France et son potentiel en alimentation de l'Homme n’est que peu envisagé dans les formulations protéiques. La végétalisation de l’alimentation est une préoccupation sociétale majeure ; les industriels veulent y répondre en optimisant les valeurs nutritionnelles et santé des ingrédients et produits qu’ils proposent. Les protéines de maïs en ingrédient sont aujourd’hui proposées pour élaborer des « gluten-free foods », sans préoccupation pour leur apport en leucine ou de leur digestibilité. Le projet posera les bases cognitives et expérimentales pour une utilisation de la zéine en tant que source de leucine dans des produits alimentaires à destination de populations cibles, notamment les personnes âgées. Le projet devrait lever les verrous principaux à son utilisation en définissant un mélange zéine-légumineuse équilibré en acides aminés, digestible et sans impact négatif sur le comportement alimentaire.
Procédures
Chaque animal subira une seule demi-journée (3h) d’intervention chirurgicale pour la pose de cathéters permanents et de canule iléale (1h de préparation pré-opératoire, et 2 h entre l’incision cutanée et le réveil de l’animal). Une période de récupération de 15 jours sera observée , entre la chirurgie et la première journée de prélèvements. Chaque animal participera au final à 6 cinétiques post-prandiales d’une durée de 9 h suivie d’une période de récupération de 5 jours minimum entre chaque cinétique. Lors d’une journée de prélèvement, les animaux recevront le matin comme seul aliment un des régimes à tester. Des prélèvements de sang seront réalisés simultanément dans les 2 cathéters avant et après le repas selon la cinétique de 11 prélèvements sanguins en simultanés sur chaque vaisseau pour chaque animal, étalés sur une journée de 9 heures. Pour chacune des journées de prélèvements, 5 ml de sang seront prélevés sur chaque cathéter à chaque point de cinétique. Le volume total prélevé sera de 165 ml par cinétique (moins de 10% du volume sanguin de l'animal).
Impact sur les animaux
La piqûre d'aiguille pour l'injection de la pré-anesthésie avant intervention chirurgicale entraîne une douleur légère de courte durée. La procédure chirurgicale entraîne une douleur abdominale modérée prise en charge par antalgiques, de courte durée. L'hébergement en cages individuelles entraîne un isolement de l'animal et une limitation de ses comportements sociaux.
Devenir
En fin d'expérimentation les animaux seront euthanasiés, afin de récupérer le matériel implanté et d'effectuer des prélèvements d'organes pour l'évaluation de l'effet des régimes sur la physiologie des animaux via des analyses biologiques, biochimiques et moléculaires.
Remplacement
La biodisponibilité des nutriments fait intervenir de nombreux processus biologiques coordonnés et régulés, qui à ce jour ne peuvent pas être reproduits in vitro.
Réduction
L'effectif prévu dans le schéma expérimental est réduit à son minimum en tenant compte de la variabilité du principal paramètre mesuré (apparition des acides aminés dans le sang), estimée à partir de nos précédentes études sur la biodisponibilité des nutriments réalisées avec un design expérimental similaire. Cette variabilité est liée non seulement à de la variabilité interindividuelle des animaux, mais aussi à la qualité des prélèvements effectuées et à la précision des données obtenues par l’analyse biochimique. Ces aspects sont parfaitement maitrisés par les expérimentateurs du projet qui ont une longue expérience dans le domaine. Le fait d’utiliser un schéma expérimental en carré latin permet de diminuer significativement le nombre d’animaux utilisés (chaque animal étant son propre témoin). L'équipe de recherche impliquée dans le projet a une longue expérience sur l'utilisation d'animaux porteurs de canules digestives et de cathéters sanguins, ce qui permet de réduire au maximum le nombre d'animaux utilisés dans le projet, et de prévenir les processus douloureux. L’analyse statistique des données cinétiques (concentrations artérielles en acides aminés, flux de matière sèche et d’azote dans l’intestin chez le porc) sera réalisée. Un nombre minimal de 8 animaux a été déterminé par une approche statistique, ce nombre est nécessaire pour obtenir une différence significative entre les régimes sur le critère principal (biodisponibilité des acides aminés issus de la digestion des protéines). Chaque animal testera successivement les 6 conditions de régimes. 2 mini-porcs suplémentaires sont prévus pour faire face aux aléas (problème lors de l'opération chirurgicale, perte précoce de la perméabilité des cathéters, cochons qui refuseraient un ou plusieurs régimes).
Raffinement
L’approche développée sera peu invasive, et peu traumatisante pour l’animal. La douleur imposée aux animaux pendant l’expérimentation est liée à l’acte chirurgical lequel se déroule sous anesthésie générale avec monitoring des constantes vitales. Les animaux auront reçu en pré-opératoire un traitement antalgique. En post-opératoire, les animaux recevront pendant 6 jours un traitement anti-inflammatoire, anti-biotique, analgésique et spamolytique. Ce traitement a été validé par notre vétérinaire référent. Après cette période de récupération, elles restent mineures. Pendant la période de récupération, les animaux sont surveillés régulièrement (visite toutes les 2 h pendant la journée). L'évaluation de la gêne et de la douleur est faite par observation du comportement des animaux : reprise de l'alimentation, du transit intestinal, posture, vocalises, réactivité et la température corporelle. Des points limites ont été définis pour le projet, spécifiques de la période de récupération post-opératoire ou de la période d'expérimentation. En cas d'observation d'un point limite une discussion, entre les personnes en charge du soin aux animaux et les responsables du projet, sera mise en place pour décider du devenir de l'animal (soin et/ou sortie d'expérimentation ou euthanasie). Pendant toute la durée de la période d'expérimentation, les animaux seront hébergés dans des cages, individuelles de taille réglementaire, et avec des parois latérales en plexiglass pour que les animaux puissent se voir et interagir entre eux. Leur environnement est enrichi à l’aide de jouets en caoutchoux adaptés aux porcs. La pièce est à température régulée. Les animaux ont libre accès à l'eau.
Choix des espèces
Le porc présente un certain nombre de similitudes anatomiques et physiologiques avec l'homme. C’est la raison pour laquelle il est fréquemment utilisé comme modèle pour les études de nutrition. Le mini-porc permet de travailler sur des adultes (à stabilité pondérale) d'une taille compatible avec l'expérimentation animale. Il présente de plus l'avantage d'avoir un système digestif très proche de celui de l'Homme et d'accepter de manger tous types d'aliments. Ce modèle animal est reconnu par la communauté scientifique comme pertinent pour des études sur la digestibilité d'aliments avec une transférabilité facilitée à des études de la physiologie humaine. La procédure expérimentale est réalisée sur des animaux en fin de croissance (âge>10 mois), afin de bénéficier d'une stabilité pondérale pendant la totalité de la période d'expérimentation.
Rôle de l’inflammation dans l’anévrisme de l’aorte chez la souris
- Maintien des lignées génétiquement modifiées
- Recherche appliquée
- Troubles cardiaques
- Recherche fondamentale
- Système cardiaque
- Système immunitaire
Une partie des souris porte un phénotype dommageable reproduisant la maladie de Marfan, avec scoliose, prolapsus rectal et hernie diaphragmatique. 16 200 souris vont être utilisées au total, toutes dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré et toutes tuées pour analyse de l'aorte. Au sevrage, chacune subit une biopsie d'oreille et la pose d'une bague, puis selon les groupes des échographies sous anesthésie, jusqu'à vingt injections intrapéritonéales hebdomadaires, jusqu'à dix prélèvements sanguins submandibulaires en état vigile et l'implantation chirurgicale d'une pompe osmotique sous la peau. Ce chiffre englobe l'élevage des lignées déficientes pour les gènes étudiés, dont les animaux qui ne seront retenus pour aucune expérience.
Objectifs
Ce projet a pour but de comprendre le rôle de l'inflammation dans l’anévrisme de l’aorte. Pour cela, des modèles de souris présentant des anévrismes dans différentes régions de l’aorte seront utilisés. La dilatation de l’aorte, la survenue d’anévrismes, le remodelage de la paroi aortique et l'inflammation seront étudiés chez ces souris. Ce projet a également pour objectif d'étudier l'effet de la déficience et de l'activation de certains acteurs moléculaires et cellulaires de l’inflammation sur la survenue et la gravité des anévrismes.
Bénéfices attendus
Ce projet participera à une meilleure compréhension rôle de l’inflammation dans l’anévrisme de plusieurs régions de l’aorte. En particulier, l’identification des mécanismes moléculaires activés au sein des cellules immunitaires et des cellules de la paroi aortique est essentielle pour le développement à plus long terme de stratégies thérapeutiques innovantes.
Procédures
Ce projet comporte une partie d'élevage de souris déficientes pour certains gènes d'intérêt. Lors du sevrage, ces animaux subiront une biopsie d'oreille pour génotypage et la pose d’une bague d’identification. Des échographies non-invasives et indolores du thorax et de l’abdomen seront réalisées sous anesthésie générale gazeuse, d’une durée maximale de 15 minutes. Une partie des animaux va subir des injections intrapéritonéales d'une durée maximale de 30 secondes (au maximum 1 injection par semaine pendant 20 semaines). Une partie des animaux subira un prélèvement sanguin toutes les deux semaines par voie submandibulaire en étant vigile, d'une durée maximale d'une minute (maximum 10 prélèvements). Une partie des animaux va subir une procédure chirurgicale de 5 minutes au cours de laquelle une pompe osmotique est implantée sous la peau. Cinq injections sous- cutanées d’analgésiques (durée inférieure à 30 secondes pour chaque injection) sont prévues, dont une en préopératoire.
Impact sur les animaux
- Effets indésirables liés à la biopsie pour génotypage : inconfort lié à la préhension et la contention des animaux. Le niveau de douleur est estimé léger et de courte durée. - Effets indésirables liés aux injections et aux prélèvements : inconfort lié à la préhension et la contention des animaux. Stress/potentielle douleur au point d'injection et prélèvement. Le niveau de douleur est estimé léger et de courte durée. - Effets indésirables spécifiques à la chirurgie : les souris sur lesquelles seront implantées des pompes osmotiques risquent de subir l’inconfort de la pompe et de la plaie. Le niveau de douleur est estimé modéré. - Effets indésirables liés aux modèles : la survenue d’anévrismes est inhérente à ce projet. Le niveau de douleur est estimé modéré. - Effets indésirables liés au phénotype dommageable d’une partie des souris dont les symptômes récapitulent ceux des patients atteints de la Maladie de Marfan : scoliose, prolapsus rectal et hernie diaphragmatique. Le niveau de douleur est estimé modéré.
Devenir
A la fin des procédures expérimentales, les animaux seront mis à mort afin de réaliser des analyses histologiques ou d’inflammation dans l’aorte.
Remplacement
L'étude expérimentale sur des animaux est une étape incontournable pour comprendre les mécanismes intervenant dans le développement des anévrismes. En effet, ces phénomènes complexes impliquent une multitude de types cellulaires, ce que les modèles de culture cellulaire ne peuvent reproduire complètement. Le modèle animal permet d'étudier les diverses interactions cellulaires et tissulaires qui se produisent lors de la dilatation de l’aorte et qui peuvent aboutir à sa rupture. Ces modèles précliniques de souris sont également un préalable indispensable pour valider les stratégies thérapeutiques avant leur application chez les patients atteints d'un anévrisme de l'aorte. En parallèle des études sur modèle animal, des études sur modèles cellulaires sur des lignées cellulaires de cellules inflammatoires ou tissulaires permettront d’obtenir des résultats complémentaires qui ne nécessitent pas l’utilisation de plus d’animaux.
Réduction
Le nombre d’animaux nécessaires à la réalisation de ce projet a été calculé au plus juste. Les effectifs sont déterminés et les résultats analysés avec des tests statistiques adaptés. En tenant compte des aléas inhérents à la survenue de ruptures des anévrismes étudiés, la taille de groupe est estimée à 20 animaux. Pour réduire le nombre d’animaux, plusieurs paramètres seront étudiés sur le même animal. En ce qui concerne l'élevage, la stratégie de croisement des animaux permet d'optimiser la génération des animaux en fonction des groupes nécessaires pour les expériences et pour la gestion des lignées, à l'aide des tableaux de croisement.
Raffinement
Les animaux seront hébergés en cages enrichies dans l’animalerie où les conditions d'hébergement et d'élevage sont standardisées et contrôlées durant toute la vie des souris. Par ailleurs, il y aura un enrichissement complémentaire dans certains cas particuliers. Lors des procédures expérimentales, la souffrance animale sera réduite au maximum par l'utilisation de protocoles d’anesthésie et d’analgésie adaptées, et par, l’établissement et l'application de points limites stricts et spécifiques au projet. Les animaux feront l’objet d’une surveillance régulière et renforcée par les expérimentateurs confirmés et par le personnel technique qualifié de l’animalerie pour repérer l’éventuelle apparition de signes cliniques de souffrance ou de mal-être. Les grilles de score de suivi des points limites seront remplies sous contrôle de la personne responsable de la mise en œuvre du projet.
Choix des espèces
La souris est le modèle de choix pour l'étude des maladies cardiovasculaires. De plus, c’est le seul modèle dans lequel ont été générées les lignées mutantes nécessaires. La souris permet de garantir l’homogénéité des résultats et la possibilité de surveiller le développement des complications vasculaires dans un espace de temps raisonnable. Grace à ces modèles de souris, d'importants résultats pourront être obtenus rapidement, ce qui ne serait pas le cas avec une autre espèce qui prendrait beaucoup plus de temps à se reproduire et où le nombre de naissance serait nettement moins important. Ce projet comprend différents modèles d’anévrisme, touchant différentes régions de l’aorte. Pour les modèles d’anévrisme qui le permettent, les souris seront incluses à l’âge adulte une fois le système cardio- vasculaire arrivé à maturité. Cela permet de réduire la variabilité entre les individus. Pour les modèles d’anévrisme évoluant plus rapidement, les animaux seront inclus plus tôt, au stade de jeune adulte.
Imagerie des agrégats protéiques par IRM-CEST pour les maladies neurodégénératives
- Recherche appliquée
- Diagnostic des maladies
- Troubles nerveux
- Recherche fondamentale
- Système nerveux
Rats : 40
Deux heures d'IRM sous anesthésie, la tête maintenue par des barres d'oreilles : 240 souris et 40 rats vont être utilisés dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, tous tués à l'issue pour confronter les images aux analyses histologiques. Avant cela, chaque animal subit une chirurgie stéréotaxique de 45 minutes pour recevoir dans le cerveau un vecteur viral ou une protéine pathologique, avec douleur et perte de poids possibles pendant un à trois jours. Une lignée de souris présente en outre un risque de crises d'épilepsie vers l'âge de deux mois. Le porteur défend le choix des rongeurs en concédant que ces modèles des maladies d'Alzheimer et de Parkinson sont "imparfaits", tout en les qualifiant d'"indispensables".
Objectifs
La maladie d’Alzheimer, la maladie de Huntington ou la maladie de Parkinson appartiennent à une classe de maladies neurodégénératives (les protéinopathies) causées par des protéines mal repliées ou mal dégradées qui s’agrègent dans le cerveau. Outre leur perte de fonction initiale due au mauvais repliement, ces protéines solubles acquièrent des fonctions toxiques, notamment en s’agrégeant et se propageant dans le cerveau. De plus, il existe actuellement un débat scientifique sur la nature des agrégats de ces protéines qui présentent des degrés variables de toxicité et des caractéristiques de propagation conduisant à différentes formes de maladies. De plus en plus de personnes âgées souffrent de protéinopathies, et en particulier de la maladie d’Alzheimer et de la maladie de Parkinson. Il est d’un intérêt considérable de pouvoir distinguer les formes solubles et agrégées des protéines impliquées dans les maladies d’Alzheimer et de Parkinson, de quantifier leur agrégation précocement et de surveiller leur propagation de manière non invasive. Cela permettra de mieux comprendre la physiopathologie de ces maladies neurodégénératives en recherche fondamentale et préclinique, et à terme, de disposer d’un outil de diagnostic et de suivi. Une modalité d'IRM relativement récente appelée CEST (Chemical Exchange Saturation Transfer) a été proposée pour imager les protéines avec une excellente résolution spatiale. Elle pourrait notamment permettre de distinguer les protéines solubles des agrégats de protéines. Ainsi, l'objectif principal de notre projet est d'établir un outil de surveillance et de diagnostic des maladies d’Alzheimer et de Parkinson reposant sur l'imagerie non invasive d'agrégats protéiques spécifiques impliqués dans ces maladies neurodégénératives. Notre deuxième objectif est de mieux comprendre les voies pathologiques (agrégation, propagation à travers les structures cérébrales) de chaque type de protéines, et comment celles-ci, selon leurs propres caractéristiques, peuvent provoquer des formes de maladies différentes.
Bénéfices attendus
Ce projet permettra de faire de l’IRM-CEST une nouvelle modalité diagnostique pour les maladies neurodégénératives. Cette approche offrirait des avantages significatifs à la recherche fondamentale et préclinique pour une meilleure compréhension des processus pathologiques impliqués dans ces maladies et en fournissant des biomarqueurs pertinents pour l’évaluation des traitements futurs. Elle profiterait également à la recherche clinique, puisque toutes les méthodes développées sont transférables sur des scanners cliniques.
Procédures
- Tous les animaux (280) seront scannés à l’IRM sous anesthésie (durée : 2h00). - L’injection d’un vecteur viral (qui permet d’introduire dans les cellules cérébrales un gène codant pour la protéine pathologique) sous anesthésie profonde (durée de la chirurgie : 45 min) sera réalisée sur 40 animaux et sous conditions stériles. - L’injection de la protéine d’intérêt ou d’un liquide contrôle sous anesthésie profonde (durée de la chirurgie : 45 min) sera réalisée sur 240 animaux et sous conditions stériles. L’analgésie est toujours utilisée avec l’anesthésie lors des chirurgies.
Impact sur les animaux
Nous nous attendons à ce que certaines chirurgies puissent causer de la douleur, du stress ou une perte de poids temporaire. Des effets indésirables (stress ou douleur) peuvent durer pour un temps variable d’une journée à 3 jours après l’opération. Un risque de stress cardio-respiratoire est aussi présent lors de l’anesthésie. Cetrtaines souris peuvent présenter un risque de crise d’épilepsie vers l’âge de 2 mois.
Devenir
Tous les animaux seront euthanasiés à la fin des procédures afin de confronter les mesures in vivo aux résultats histologiques.
Remplacement
Ce projet fait appel à deux modèles de souris de la maladie d'Alzheimer ainsi qu’un modèle rat de la Maladie de Parkinson déjà caractérisés. A l’heure actuelle, ce projet ne peut pas être réalisé à l’aide de modèles cellulaires, ni être simulé par des techniques informatiques. En effet, les symptômes neurologiques cognitifs de la maladie ne peuvent être répliqués que chez l’animal. Par ailleurs, les régulations hormonales ou les réactions inflammatoires liées aux maladies d’Alzheimer et de Parkinson ne peuvent pas être reproduites dans des modèles cellulaires 2D ou des organoïdes. Enfin, l’étude de la diffusion des protéines Tau dans le cerveau requiert toute la complexité des réseaux neuronaux qui se mettent en place au cours de la maturation et du vieillissement du cerveau. Il est donc nécessaire de réaliser ce projet sur des espèces modèles mammifères comme la souris et le rat, présentant le plus possible de similitudes avec la physiologie humaine, c’est-à-dire possédant un cerveau complexe permettant d’exprimer des comportements sophistiqués.
Réduction
Le nombre maximal d’animaux utilisés pour ce projet (280 animaux dont 240 souris et 40 rats) a été défini au plus juste pour atteindre les objectifs scientifiques et être statistiquement pertinent compte-tenu de nos connaissances au début du projet. Pour définir statistiquement la taille des lots d'animaux à tester, nous nous appuyons sur des travaux publiés, ainsi que sur l'utilisation d’un logiciel in vivo, approprié pour l'évaluation statistique du nombre d’animaux requis. Par ailleurs, les techniques de neuro-imagerie développées dans ce projet permettent un suivi des animaux au cours du temps. Ceci permet d’augmenter la puissance statistique et de réduire le nombre d’animaux nécessaires pour atteindre l’objectif scientifique.
Raffinement
- Examens IRM (sous anesthesie) : la douleur liée à l’utilisation de barres d’oreilles pour stabiliser l’animal est minimisée par application locale d'analgesie 5 minutes avant. - Stéréotaxies (sous anesthésie) : Un analgésique est administré 30 min avant la chirurgie ainsi qu’en post-opératoire. Une analgésie locale est mise en place 5 minutes avant l’incision chirurgicale et la douleur liée à l’utilisation de barres d’oreilles pour stabiliser l’animal est minimisée par application locale d'analgésie 5 minutes avant. Les animaux sont thermorégulés durant toute l’anesthésie jusqu’au réveil complet après réversion de l’anesthésie. - Points limites établis pour réduire la souffrance et le stress des animaux. En cas de perte de poids des animaux, une administration d’eau gélifiée enrichie en vitamines et glucose sera mise en place. - Des points limites spécifiques sont également prévus pour couvrir le risque de crise convulsive d'une lignée souris . Une surveillance quotidienne sera également mise en place pour minimiser les risques de crises d’épilepsie non détectées. - Les animaux sont hébergés en groupe, dans environnement à température contrôlée, avec un cycle diurne-nocturne de 12h. L’eau et la nourriture sont fournies à volonté. Les animaux sont examinés quotidiennement par les donneurs de soin, sous supervision permanente du vétérinaire du centre, également en charge du bien-être animal. L’environnement est enrichi par un système de nidification périssable renouvelé lors du change hebdomadaire.
Choix des espèces
Les modèles rongeurs sont pertinents car ils peuvent être observés in vivo par des scanners IRM à haute performance et ce, malgré la petite taille de leur cerveau. Par ailleurs, le projet de recherche est basé sur des modèles reconnus de la maladie d’Alzheimer et de la maladie de Parkinson. Bien qu'imparfaits, les modèles rongeurs de ces maladies neurodégénératives permettent d'étudier certains aspects de la pathologie et sont indispensables pour progresser dans la compréhension des mécanismes qui lui sont associés. Les animaux seront adultes afin de se placer dans des conditions expérimentales qui permettent de reproduire l’évolution de la maladie qui touche des adultes.