Recherche appliquée
- Alimentation animale
- Autres troubles humains
- Bien-être animal
- Cancers
- Diagnostic des maladies
- Maladies animales
- Maladies des plantes
- Maladies infectieuses
- Toxicologie (hors obligations réglementaires)
- Troubles cardiaques
- Troubles endocriniens
- Troubles gastrointestinaux
- Troubles immunitaires
- Troubles musculosquelettiques
- Troubles nerveux
- Troubles respiratoires
- Troubles sensoriels
- Troubles urogénitaux
Développement de stratégies d’immunothérapie et de prévention des infections causées par des virus de classe 4.
- Recherche appliquée
- Maladies infectieuses
Aucun n'est tué, tous pourront être réutilisés après avis du vétérinaire: 88 macaques à longue queue vont être utilisés dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger pour 40 d'entre eux et modéré pour 48. Chacun est anesthésié pour chaque acte, saigné jusqu'à cinq fois dans la même journée puis deux fois par semaine pendant quatre à huit semaines, soit seize prélèvements au maximum, et soumis à quatre lavages broncho-alvéolaires. Les immunisations peuvent provoquer fièvre, vomissements et baisse d'appétit, les prises de sang répétées une chute du volume sanguin et du nombre de globules rouges. Le projet vise à produire des anticorps contre les virus Ebola, Marburg, Lassa ou Nipah dans un cadre de préparation aux menaces biologiques, et le porteur fixe ses groupes à deux animaux en précisant qu'il n'est "pas prévu d'analyse statistique dans ce projet".
Objectifs
Dans un contexte international instable et suite à la pandémie de COVID 19, l’Union Européenne (UE) fait face à de nouvelles menaces, notamment radiologiques, biologiques et chimiques. Afin de s’en prémunir et s’en protéger, le développement de traitements sûrs, efficaces et approuvés par les instances européennes est nécessaire. De nombreux agents pathogènes (bactéries ou virus) peuvent être détournés pour être utilisés comme arme biologique, comme les virus de classe 4 (VC4) : virus Ebola, Marburg, de la fièvre hémorragique de Crimée-Congo (VCCHF), Nipah, Lassa, etc... Ces virus se caractérisent par leur très haute dangerosité avec un taux de mortalité élevé en cas d’infection, un fort pouvoir de dissémination et l’absence de vaccins et traitements efficaces à leur égard, à l’exception du virus Ebola, contre lequel des vaccins ont été mis sur le marché ces dernières années. L’une des barrières au développement d’un traitement efficace contre ces virus est la multiplicité des versions pour un même virus. Un traitement serait d’autant plus efficace contre un virus s’il agissait sur plusieurs de ses versions. Une étude récente a obtenu des résultats encourageants avec l’utilisation de molécules de l’immunité, appelées anticorps, obtenues chez des patients rétablis qui avaient contracté le virus Lassa. L’administration de ces anticorps à des animaux modèles les protège contre l’infection avec ce même virus. Lorsque des échantillons de patients rétablis ne sont pas disponibles, il est possible d’induire la production de ces anticorps chez l’animal, par immunisation (c’est-à-dire par stimulation du système immunitaire par des antigènes). Par ailleurs, les anticorps provoquent peu d’effets secondaires et ont été utilisés avec succès pour prévenir et traiter d’autres infections telles que le SARS-Cov2 ou la grippe. La découverte d’un tel anticorps contre un VC4 ouvre également des pistes prometteuses pour le développement de vaccins contre ces virus. Les objectifs de ce projet sont donc les suivants : - Isoler des anticorps contre certains VC4 chez des modèles animaux (plusieurs virus seront testés) primates immunisés par une combinaison de protéines virales ; - Étudier l’inocuité et la distribution dans le sang (pharmacocinétique) d’anticorps anti-VC4 chez le modèle animal primate.
Bénéfices attendus
Il n’existe à ce jour aucun vaccin ou traitement efficace contre les virus de classe 4 à l’exception de vaccins contre le virus Ebola. Face au risque grandissant de pandémies et à l’instabilité politique internationale, il est nécessaire de se préparer à toute menace biologique qui pourrait apparaitre avec l’un de ces agents. Le bénéfice attendu de ce projet est donc de disposer, au sein de l’Union Européenne, de traitements efficaces et spécifiques contre certains virus hautement pathogènes, et pouvant être administrés avant ou après un contact avec ces agents.
Procédures
Les animaux subiront des anesthésies pour tous les prélèvements ou les interventions : • Prélèvement de sang, jusqu’à 5 fois par jour pendant la première journée, une fois par jour pendant la première semaine puis deux fois par semaine. Le suivi dure 4 à 8 semaines (max de prélèvements :16). Un prélèvement de sang prend environ 5 minutes par animal. • Immunisation par injections), au maximum 5. Une injection prend environ 10 secondes • Lavage broncho-alvéolaire, 1 fois max/semaine. Un lavage prend environ 30 secondes par animal, maximum 4 fois durant l’étude.
Impact sur les animaux
Effets indésirables éventuels liées à l’immunisation : réaction locale au point d’injection, rougeur, démangeaison, fatigue, baisse d’appétit, vomissement, fièvre peu intense durée de 24 à 48h Effets indésirables éventuels liées aux prises de sang et anesthésies répétées : baisse transitoire légère à modérée du volume sanguin et du nombre de globules rouges, fatigue, perte de poids mineure, hématome au point de prélèvement, baisse d’appétit, baisse de la température.
Devenir
Tous les animaux pourront être réutilisés, après avis favorable du vétérinaire de l’installation.
Remplacement
Nous utiliserons des modèles animaux primates pour obtenir des anticorps les plus proches possibles des anticorps humains. L’utilisation d’un organisme vivant permet d’obtenir une complexité de réponse qu’il n’est pas possible d’obtenir in-vitro. Tous les anticorps produits seront dans un premier temps testés in-vitro pour leur capacité à se lier à leur antigène. Dans un second temps, des essais fonctionnels permettront de ne sélectionner que les plus prometteurs pour être ensuite testés in-vivo. Nous utiliserons des animaux vivants pour déterminer les paramètres pharmacocinétiques des anticorps préventif et thérapeutiques obtenus qui ne peuvent pas être obtenus in-vitro.
Réduction
Dans un premier temps nous incluerons deux animaux par groupe. Un seul animal par groupe ne serait pas significatif compte tenu de la variabilité individuelle. Si les deux premiers animaux ne permettent pas d’atteindre les objectifs du projet, deux autres seront inclus pour un maximum de 4 animaux. Nous prévoyons de développer au maximum 10 anticorps, soit un maximum de 40 animaux. Pour la seconde procedure, nous prévoyons également 2 animaux par groupe, pour les mêmes raisons, et au maximum 3 doses testées par anticorps, soit 6 animaux au maximum par anticorps. Nous prévoyons de tester au maximum 8 anticorps, soit un maximum de 48 animaux. Il n’est pas prévu d’analyse statistique dans ce projet.
Raffinement
Suivi quotidien Les animaux seront suivis quotidiennement de visu par du personnel qualifié, dont un vétérinaire. Des points limites adaptés ont été définis. Anesthésies Toutes les interventions seront réalisées sous anesthésie pour éviter d’éventuelles douleurs et diminuer le stress des animaux. Les prélèvements seront, lorsque possible, groupés lors d’une seule anesthésie. Afin de prévenir le risque de vomissements à l’anesthésie, les animaux seront préalablement mis à jeun (8 heures minimum avant l’anesthésie). Si des troubles alimentaires ou une perte de poids est observée, une diversification/complémentation alimentaire sera instaurée (, fruits secs, fruits frais additionnels, croquettes enrichies, friandises enrichies etc.). Prélèvements Les prélèvements consistent uniquement en des prises de sang, qui seront réduites au minimum. Le volume sanguin cumulé sur une semaine est calculé pour respecter les limites établies. La quantité de sang prélevée pourra être diminuée ou les prélèvements espacés en cas d’anomalie sanguine constatée lors du suivi. Hébergement • Les animaux seront hébergés en groupe tout au long de l’étude, sauf avis contraire des vétérinaires. Si un animal est amené à être mis en individuel, c’est-à-dire sans contact physique avec les autres animaux tout en conservant un contact visuel et la possibilité d’interagir avec eux, des mesures compensatoires seront être mises en place
Choix des espèces
Le modèle animal macaque a été sélectionné pour cette étude car leurs réponses immunitaires aux vaccins sont similaires à celles de l’homme, les techniques d’exploration de leur réponse immunitaire sont disponibles et maitrisées, contrairement à d’autres modèles, et les anticorps induits sont proches des anticorps humains. De plus, l’évaluation de l’efficacité des anticorps faite en aval de ce projet sera réalisée chez le macaque. Il est donc nécessaire de caractériser la distribution sanguine chez le macaque. Le système immunitaire et la réponse immune évoluent en fonction du stade de développement et de l’âge des animaux. Pour obtenir une réponse immunitaire complète, il est donc nécessaire d’utiliser des animaux matures (deux ans minimum).
Gestion de la production d’animaux qui développent spontanément une colite chronique.
- Maintien des lignées génétiquement modifiées
- Recherche appliquée
- Troubles gastrointestinaux
- Recherche fondamentale
- Système gastrointestinal
1 250 souris dépourvues d'interleukine 10 vont être élevées et utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance sévère, sans aucune intervention ni prélèvement pendant l'élevage. Avec l'âge, une partie d'entre elles développe une inflammation chronique du côlon qui peut entraîner de fortes diarrhées, des saignements rectaux, une déshydratation et une perte de poids importante, et environ 85 % des femelles et 90 % des mâles atteignent l'âge de 14 semaines. Cet élevage doit fournir à l'équipe et à ses partenaires des souris pour leurs recherches sur les maladies inflammatoires de l'intestin : elles y entrent dès 4 semaines et sont tuées à l'issue des procédures, les autres étant gardées pour la reproduction ou tuées en cas de souffrance, après deux mois sans portée ou à 24 semaines. Le porteur se donne pour objectif de mieux élever ces souris "tout en minimisant leur possible souffrance", et qualifie leur utilisation d'"essentielle" pour cette recherche.
Objectifs
Ce projet vise à décrire la prise en charge des animaux d’une lignée de souris développant progressivement une inflammation chronique de l’intestin (colite). Ces souris sont un modèle des Maladies Inflammatoires Chroniques de l’Intestin (MICI), qui incluent la maladie de Crohn et la colite hémorragique qui sont causées par un mélange de facteurs génétiques, environnementaux et liés aux microbes présents dans l’intestin. Normalement, le corps produit une molécule appelée interleukine 10 (IL-10) qui aide à limiter l’inflammation dans l’intestin. Mais chez ces souris, cette molécule est absente, ce qui entraîne une réaction excessive du système immunitaire et une inflammation chronique du côlon. De plus, des éléments comme certains additifs alimentaires ou les antibiotiques peuvent aggraver cette inflammation en modifiant les microbes intestinaux. L’objectif de ce projet est de mieux comprendre comment élever et prendre en charge ces souris tout en minimisant leur possible souffrance, afin de mieux étudier les maladies inflammatoires de l’intestin et, à terme, aider à la recherche sur ces maladies chez l’homme.
Bénéfices attendus
Ce projet va permettre à notre équipe et à nos partenaires d’avoir les souris nécessaires pour mener nos recherches sur les maladies inflammatoires chroniques de l’intestin (MICI). À long terme, ces souris aideront les chercheurs à mieux comprendre les maladies inflammatoires chroniques de l'intestin (MICI). Grâce à elles, on pourra trouver de nouvelles façons de traiter ces maladies et identifier des marqueurs pour mieux les diagnostiquer. Ces souris permettront aussi de tester de nouveaux médicaments anti-inflammatoires et d’évaluer leur efficacité par rapport aux traitements déjà disponibles pour les patients atteints de MICI.
Procédures
Ce projet vise à gérer la production d’une lignée de souris qui peuvent développer des problèmes de santé progressifs avec l’âge. En particulier, ces souris pourront développer des signes d’inflammation de l’intestin (diarrhées, perte de poids, comme les patients atteins de MICI). Ils ne subiront aucune intervention ni prélèvement pendant toute la durée de l’élevage.
Impact sur les animaux
Certaines de ces souris peuvent commencer à développer progressivement avec l’âge une inflammation de l’intestin. Cela peut entraîner de fortes diarrhées, des saignements rectaux, une déshydratation et une perte de poids importante. Dans ces cas-là, l’expérimentation est arrêtée pour éviter toute souffrance excessive. En général, environ 85 % des femelles et 90 % des mâles atteignent l’âge de 14 semaines.
Devenir
Les souris générées dans ce projet seront soit intégrés dans un protocole expérimental dès 4 semaines de vie, soit gardés en vie pour la gestion des accouplements, soit euthanasiés lorsqu'elles présenteront des signes de souffrance ou lorsqu'elles n'auront plus donné de portées depuis 2 mois ou âgées de 24 semaines (souris trop âgées pour être utilisées en accouplement ou incluses dans un protocole de recherche). Les souris incluses dans un projet de recherche seront euthanasiées à l'issue des procédures expérimentales
Remplacement
L’utilisation de souris de laboratoire est essentielle pour cette recherche, car les maladies inflammatoires chroniques de l’intestin (MICI) sont très complexes. Elles impliquent plusieurs facteurs comme le système immunitaire, les microbes intestinaux, la génétique et l’environnement. Ces maladies affectent non seulement l’intestin mais aussi d’autres organes et provoquent une inflammation persistante dans tout le corps. Pour comprendre comment l’environnement et les microbes interagissent avec l’organisme, les souris sont le modèle le plus adapté. À ce jour, il est impossible de recréer ces interactions complexes en laboratoire uniquement avec des cellules, d’où la nécessité d’étudier ces maladies sur des animaux vivants.
Réduction
Nous ajusterons l’élevage des souris en fonction des besoins de recherche de l’équipe de recherche. Ayant une connaissance approfondie de cette lignée (son mode de reproduction, le nombre et la taille des portées), nous sommes en mesure de gérer l’élevage de manière efficace et raisonnée. Concrètement, nous maintenons en permanence deux couples reproducteurs pour assurer la continuité de la lignée. Si une expérience spécifique est prévue et approuvée, nous augmentons temporairement le nombre de souris pour répondre aux besoins de l’étude.
Raffinement
Les souris seront surveillées de façon journalière par du personnel technique dans le cadre de la surveillance obligatoire. En outre, une surveillance sera effectuée 1 à 3 fois par semaines par du personnel qualifié pour évaluer la santé des animaux. Si certains développent une inflammation de l’intestin, des soins adaptés seront mis en place en fonction de leur état, comme l’ajout d’un gel de réhydratation. S’il n’y a pas d’amélioration de leur état, elles seront euthanasiées afin d’éviter toute souffrance. L’évolution de la maladie sera suivie grâce à un système de notation qui prend en compte la perte de poids, l’apparence, la présence de diarrhée et le comportement des souris. Selon leur score, des mesures progressives seront appliquées (un suivi plus fréquent, l’ajout de gel de réhydratation, voire l’arrêt du protocole si nécessaire. Enfin, leur environnement sera aménagé avec des éléments comme du coton, des petites maisons et un éclairage respectant le cycle jour/nuit pour leur permettre d’adopter un comportement naturel.
Choix des espèces
Les souris sont souvent utilisées pour étudier les maladies inflammatoires chroniques de l’intestin (MICI), car elles permettent de mieux comprendre les liens entre l’alimentation, l’environnement, les microbes intestinaux et l’intestin lui-même. Dans ce projet, nous utilisons une lignée de souris qui ne produit pas une protéine clé entrainant ainsi une inflammation intestinale ressemblant à une colite hémorragique chez l’humain. Ce modèle génétique de la maladie n’existe que chez la souris. Les souris pourront commencer à se reproduire dès l’âge de 5 semaines, qui correspond à leur maturité sexuelle.
Identification et sélection de biomarqueurs d’imagerie chez un modèle murin de dystrophie myotonique de type 1 dans le cadre d’une étude translationnelle.
- Recherche appliquée
- Autres troubles humains
Jusqu'à huit examens d'IRM de quatre heures chacun, sous anesthésie générale, espacés de 72 heures au minimum: 88 souris porteuses d'une mutation de dystrophie myotonique vont être utilisées, 44 dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger et 44 un niveau modéré. Toutes sont tuées pour prélever les organes et comparer les images aux lésions microscopiques. Le porteur reconnaît que l'anesthésie répétée peut causer hypothermie et difficultés cardio-respiratoires, avec un risque rare de non-réveil, et que la modification génétique entraîne retard de croissance, faiblesse musculaire, anxiété et pousse anormale des incisives. Le détail du raffinement couvre le maintien de la température, le gel ophtalmique et la surveillance respiratoire pendant l'imagerie, sans un mot sur la prise en charge de ces incisives qui poussent de travers.
Objectifs
La dystrophie myotonique de type 1 (DM1) est une maladie neuromusculaire héréditaire rare présentant en plus des symptômes musculaires typiques, des altérations du cerveau comme des troubles de l’attention, une somnolence diurne fréquente ou un retard intellectuel. Grâce aux études préliminaires menées chez un modèle souris de la pathologie, nous avons pu mettre en évidence des défauts cellulaires déclenchés par une mutation spécifique retrouvée chez différents types cellulaires présents dans le cerveau. Cependant, nous ignorons encore dans quelle mesure ces altérations affectent le cerveau dans son ensemble et plus localement à l’échelle microscopique au cours du vieillissement et de la progression de la maladie. L’objectif du projet sera donc d’étudier la progression des défauts structurels et cellulaires dans le cerveau au cours du temps. Pour cela, nous utiliserons des techniques avancées de neuroimagerie par imagerie par résonance magnétique (IRM) ainsi que des analyses histologiques et moléculaires dans le modèle de souris de la dystrophie myotonique de type 1.
Bénéfices attendus
Bien que la dystrophie myotonique de type 1 (DM1) soit une maladie rare, sa prévalence est évaluée à 4,8 sur 10 000 en 2021, ce qui fait de cette maladie la maladie neuromusculaire la plus fréquente chez l’adulte. Ce projet présentera des bénéfices à court terme puisque cette étude s’inscrit dans une étude translationnelle. En effet, ce projet permettra d’optimiser le protocole d’imagerie qui sera réalisé en recherche clinique chez les patients atteints de cette maladie à la suite de cette étude chez les souris, en se concentrant notamment sur les indicateurs d’imagerie par résonance magnétique (IRM) qui se seront révélés sensibles aux altérations cérébrales chez les souris malades par rapport aux souris contrôles. A long terme, ce projet pourrait également nous permettre de mieux comprendre les phénomènes sous-jacents conduisant aux altérations cognitives chez les patients atteints de dystrophie myotonique de type 1. Cette meilleure compréhension de la maladie pourrait ensuite amener à identifier des pistes thérapeutiques pour améliorer la prise en charge des patients pour lesquels il n’existe à ce jour aucun traitement.
Procédures
Tous les animaux réaliseront des examens d’imagerie par résonance magnétique (IRM) sous anesthésie générale (durée de 4h maximum par examen et 8 examens d'imagerie maximum par animal, avec 72h minimum entre chaque examen). Tous les animaux seront euthanasiés par une méthode réglementaire.
Impact sur les animaux
Les anesthésies nécessaires pour les examens d'iimagerie par résonance magnétique peuvent causer une hypothermie et des difficultés cardio-respiratoires. Il existe aussi un risque rare de non-récupération de la vigilance suite à l’anesthésie. La modification génétique des animaux sera liée à un retard de croissance, une faiblesse musculaire, des anomalies du comportement (anxiété) et une pousse anormale des incisives.
Devenir
A l’issue de la procédure, tous les animaux seront euthanasiés afin de prélever les organes d’intérêt pour réaliser des analyses histologiques ou de biologie moléculaire dans le cadre de l’évaluation des altérations à l’échelle microscopique.
Remplacement
Différents modèles cellulaires ont largement été utilisés pour étudier les aspects moléculaires et cellulaires de la dystrophie myotonique de type 1 (DM1) et évaluer l’efficacité de traitement potentiels. Or cette maladie est une maladie qui touche de nombreux organes. Il est donc fondamental de réaliser les études sur un organisme vivant et entier afin que les divers organes touchés soient bien considérés, c’est pourquoi notre choix s'est orienté vers les modèles de souris transgéniques, modèles classiques d'étude de certaines maladies et pour lesquelles il existe un modèle de dystrophie myotonique de type 1 qui nous intéresse ici. Ces souris transgéniques sont un modèle fiable et reproductible pour étudier les mécanismes à l’origine de la pathologie cérébrale observée chez les patients atteints de dystrophie myotonique de type 1.
Réduction
Le nombre d’animaux est réduit au maximum, nous utiliserons au total 88 souris. Une première étude test menée sur 16 animaux (4 animaux par groupe), nous permettra d'optimiser le protocole d'imagerie par résonance magnétique (IRM). L’étude principale longitudinale par imagerie par résonance magnétique (IRM) nous permet de réduire le nombre d’animaux en examinant 3 temps successifs sur les mêmes animaux (2 mois, 4 mois et 1 an). Notre expertise dans le domaine ainsi que les dernières études (moléculaires et histologiques) réalisées sur le modèle souris de la dystrophie myotonique de type 1 que nous utiliserons, nous permettent d’estimer que 12 animaux par groupe seront nécessaires pour déterminer les paramètres d’imagerie les plus pertinents à utiliser pour l’étude clinique par la suite. Nous avons donc fixé des effectifs à 18 animaux par groupe, afin d’avoir 12 animaux au dernier temps d’imagerie (1 an), sachant qu’une partie de la cohorte sera euthanasiée après les imageries réalisées à 2 mois et 4 mois d‘âge (3 animaux par groupe à chaque temps) afin de réaliser les études à l‘échelle microscopique et les comparer avec les observations d'imagerie par résonance magnétique réalisées.
Raffinement
Les animaux seront observés à leur arrivée et transférés en zone d’hébergement avec les mêmes congénères, de l’enrichissement (buchettes à ronger, nids) dans des cages ventilées et dans des conditions contrôlées de température, hygrométrie et éclairage. Ils bénéficieront d’une période d’acclimatation d’une semaine avant leur entrée en procédure. Avant l’imagerie, les souris sont laissées 20 minutes dans la pièce de préparation puis observés pour vérifier leur bon état de santé. L’imagerie est réalisée sous anesthésie générale. Un anesthésique local est appliqué au niveau des points d'appui du système de maintien de l’animal pendant l’imagerie, un gel ophtalmique est appliqué pour éviter la déshydratation oculaire. La température de l'animal est surveillée et maintenue à température physiologique durant toute la durée de l’anesthésie (tapis chauffant, système de circulation d'eau chaude intégré au berceau et chambre de réveil chauffée). Un capteur de pression respiratoire permettra de contrôler la respiration de l’animal durant toute la durée de l’anesthésie également. La profondeur de l’anesthésie est contrôlée pendant l’examen (4 heures maximum) via le rythme respiratoire. La procédure sera immédiatement arrêtée et l’animal sorti pour vérification en cas d’atteinte de points limites établis (respiration trop lente ou rapide, température corporelle anormale). Le réveil de l’animal sera surveillé. Les animaux bénéficieront d’un délai de récupération de 72 heures minimum entre deux examens d'imagerie. Dans tous les cas leur bonne récupération sera validée avant la réalisation d’un nouvel examen. Une partie des animaux engagés présentent un phénotype dommageable dû à leur modification génétique qui se manifestera principalement par une anxiété accrue et des problèmes moteurs. Ils seront surveillés quotidiennement par la zootechnie et un membre de l‘équipera se chargera une fois par semaine de peser et d‘observer les animaux. En cas de signes de mal être, un avis sera demandé au vétérinaire et à la structure en charge du bien-être animal. Des points limites et une grille de score sont définis et seront respectés pour éviter toute souffrance animale.
Choix des espèces
Les rongeurs sont les principales espèces utilisées sur la plateforme d’imagerie. La dystrophie myotonique de type 1 est une maladie qui touche plusieurs organes nécessitant donc de travailler sur un modèle d’organisme vivant et entier afin que les divers organes touchés soient bien considérés. La souris présente une forte homologie génétique avec l’humain, son génome est connu et de nombreux outils de modification génétiques sont disponibles pour le modifier. Ceci permet la modélisation de nombreuses pathologies humaines avec cette espèce. Pour l’étude de la dystrophie myotonique de type 1 il existe un modèle de souris transgéniques bien caractérisée qui nous permettra d'étudier les mécanismes moléculaires et cellulaires qui découlent de cette modification génétique. De plus, leur taille permet de les utiliser dans des scanners d’imagerie par résonance magnétique (IRM) pour acquérir des images en 2, 3 ou 4 dimensions (3 dimensions spatiales et une dimension temporelle) capables de donner des détails anatomiques et fonctionnels qui contribuent à répondre aux questions scientifiques posées. Les souris (mâles et femelles) seront âgées de 7 semaines à 1 an et deux semaines. D’après nos études préliminaires les stades précoces de la maladie (souris âgées de 2 à 4 mois) montrent des signes moléculaires et cellulaires plus importants qu’aux stades plus tardifs (supérieur à 6 mois), ce qui facilite la mise en place du protocole d’imagerie. Une partie des souris âgées de 7 semaines à 4,5 mois serviront donc à établir le protocole d'imagerie. Le reste des souris servira quant à lui à suivre de façon longitudinale l’évolution de la pathologie du jeune adulte (2 mois) au stade plus tardif de la maladie (1 an).
Évaluation de l’effet de nouvelles molécules sur la multiplication des cellules du cancer du sang
- Recherche appliquée
- Cancers
Valider chez la souris trente-deux combinaisons de médicaments déjà testées sur cellules leucémiques humaines, en vue d'essais cliniques: 1 272 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Elles sont irradiées quatre-vingt-dix secondes, greffées par voie intraveineuse avec des cellules de leucémie aiguë myéloïde prélevées chez des patients, saignées à la joue chaque semaine et ponctionnées au fémur jusqu'à six fois sous anesthésie. La maladie ainsi installée peut provoquer une perte de poids importante, une déshydratation, une hypothermie et des changements de comportement, avant des traitements administrés par voie orale ou abdominale pendant deux à quatre semaines. Le porteur affirme qu'il est "indispensable" d'obtenir des preuves d'efficacité chez des animaux vivants, et justifie ses effectifs par les seules études antérieures du laboratoire.
Objectifs
La leucémie aiguë myéloïde (LAM) est un type de cancer du sang où des cellules se multiplient rapidement et ne fonctionnent pas correctement. Ces cellules se retrouvent dans la moelle osseuse et dans le sang, ce qui empêche le sang d’accomplir ses fonctions normales. Le taux de survie à 5 ans pour les personnes atteintes de LAM est faible. Les cellules de LAM présentent souvent plusieurs altérations génétiques qui influencent leur développement et l’évolution de la maladie Ces modifications génétiques persistent tout au long de la maladie, ce qui permet à certaines cellules de survivre au traitement et de provoquer des rechutes. Pour traiter cette situation, des médicaments ont été développés pour bloquer l’expansion des cellules leucémiques. Des essais cliniques ont montré que ces traitements peuvent réduire le nombre de cellules leucémiques ayant ces altérations et améliorer la réponse au traitement. Cependant, d’autres modifications génétiques peuvent rendre ces cellules résistantes aux médicaments, et de nouvelles altérations peuvent apparaître au fil du temps, rendant le traitement moins efficace. Dans ce projet, nous cherchons à tester de nouveaux médicaments, seuls ou en combinaison avec ceux existants, pour surmonter la résistance aux traitements actuels. Des tests en laboratoire ont déjà été réalisés sur plusieurs types de cellules leucémiques de patients, et certains médicaments ont montré des résultats prometteurs. Cependant, pour vérifier si ces traitements sont efficaces et sûrs, il est nécessaire de les tester sur des modèles vivants de souris. Ces modèles, appelés xénogreffes dérivées de patients, permettent de recréer les conditions réelles de la maladie en transplantant les cellules leucémiques de patients dans des souris. Ils sont très utiles car ils reflètent bien la diversité des tumeurs humaines, ce qui nous permet de tester les médicaments dans des conditions proches de celles des patients. En résumé, l’objectif de ce projet est de valider les résultats obtenus en laboratoire en les testant sur des modèles vivants afin de pouvoir envisager leur utilisation dans des essais cliniques chez l’homme.
Bénéfices attendus
Nos travaux visent à tester un nouveau traitement, ayant des résultats prometteurs sur culture de cellules cancéreuses dans des modèles de souris avant de le tester chez l’homme. L’objectif est de trouver une stratégie efficace et bien tolérée, afin d'améliorer le pronostic des patients atteints de leucémie aiguë myéloïde..
Procédures
Pour la mise en place du modème d'étude, un groupe d’animaux sera irradié (durée 90s) pour favoriser la prise de greffe, puis les cellules cancéreuses humaines seront injectées (3 à 6h plus tard) par voie intraveineuse (veine de la queue; durée: 2 min sur souris éveillées). Des prélèvements sanguins au niveau de la veine de la joue seront réalisés chaque semaine (durée: 1 min) et un prélèvement de moelle osseuse au niveau du fémur sera effectué toutes les deux semaines sous anesthésie (durée: 5 min; maximum 6 prélèvements) si aucune cellule humaine n'est détectable dans le sang. Une fois la maladie installée, différents traitements seront administrés en fonction du groupe une fois par jour : 1. Un premier groupe recevra un médicament par injection abdominale tous les 2 jours pendant 2 semaines (durée de l'injection: 30s, sur souris éveillée). 2. Un deuxième groupe recevra un autre médicament par voie orale 3 jours par semaine pendant 4 semaines ((durée de l'injection: 1 min, sur souris éveillée). 3. Un troisième groupe recevra un autre traitement par voie orale pendant 5 jours par semaine pendant 3 semaines. 4. Un quatrième groupe recevra un médicament similaire pendant 3 semaines. 5. Un cinquième groupe recevra un autre médicament par voie orale pendant 4 semaines. 6. Un sixième groupe recevra un traitement combiné de médicaments par voie orale pendant 3 à 4 semaines, en fonction de la combinaison. Des groupes supplémentaires recevront des traitements combinés de ces médicaments selon différents protocoles.
Impact sur les animaux
Le développement de la maladie peut entrainer une importante perte de poids, un changement de comportement, de mobilité, une déshydratation et/ou une hypothermie. L’administration orale d’un traitement peut entrainer une possible irritation du tube digestif. Les différents prélèvements et injections peuvent générer un stress et une éventuelle gêne temporaire surtout après le prélèvement de moëlle osseuse.
Devenir
Les animaux seront euthanasiés en fin de protocole pour prélever la moelle osseuse et la rate afin de caractériser l’effet du traitement sur l’expansion des cellules cancéreuses.
Remplacement
Nous avons dans un premier temps tester sur des cellules cancéreuses humaines 32 conditions différentes afin d'identifier les combinaisons les plus efficaces. Néanmoins, nous devons valider à l'aide d'un modèle d'étude de souris ces résultats. En effet, les cultures de cellules ne permettent pas de reproduire complétement la pathologie humaine et dans ce type de tests, nous n'avons pas la problématique de distribution des molécules médicaments au travers des tissus. Il est donc indispensable d’avoir des preuves d’efficacité dans des modèles utilisant des animaux vivants.
Réduction
Le nombre minimum de souris nécessaires par groupe a été établi grâce aux études antérieures du laboratoire et à l’utilisation de tests statistiques appropriés
Raffinement
Les animaux seront observés quotidiennement et le milieu sera enrichi avec du papier et des frisottis pour améliorer le bien-être. Les protocoles seront étudiés afin de limiter au maximum le stress ainsi que la douleur subie par l'animal. Les animaux seront anesthésiés et une analgésie sera effectuée lors des ponctions osseuses car il y a un risque plus important de gêne ou de douleur liée à cette procédure. De plus, les études antérieures ont permis de mieux appréhender les points limites qui seuls ou cumulés qui vont nécessiter l’euthanasie de l’animal. Un suivi clinique hebdomadaire des animaux à l’aide d’une grille d’observation permettra de déterminer des points limites précoces qui conduiront à un renforcement du suivi et/ou à l’euthanasie de l’animal. Si un signe de détérioration est détecté, la fréquence du suivi sera augmentée et s’il n’y a pas d’amélioration de l’état général de l’animal, il sera euthanasié.
Choix des espèces
Le modèle souris est à la base de la compréhension du développement du cancer chez l’homme. Du fait de la présence de nombreux gènes équivalents chez l’homme et la souris, ils intègrent les caractéristiques de la pathologie humaine et aident à identifier le traitement qui sera le plus efficace et le plus adapté pour être transféré et testé en clinique chez l’homme. Dans cette étude, nous utiliserons des souris âgées d’au moins 8 semaines car les transplantations de cellules cancéreuses sont plus efficaces chez les jeunes adultes et permettent donc une meilleure prise de greffe.
Étude des altérations visuelles dans un modèle murin d’AVC ischémique.
- Recherche appliquée
- Troubles nerveux
- Recherche fondamentale
- Biologie du développement
- Oncologie
- Organes sensoriels
- Système immunitaire
- Système nerveux
2 000 souris vont être utilisées, chacune pouvant recevoir une prothèse crânienne, subir un accès chirurgical à l'artère cérébrale moyenne, un AVC provoqué, puis six séances d'imagerie fonctionnelle d'une heure étalées jusqu'au quatre-vingt-dixième jour. Les procédures sont déclarées d'un niveau de souffrance sévère et toutes les souris sont tuées à J+90, le porteur estimant que les maintenir en vie plus longtemps entraînerait une souffrance chronique. Les déficits fonctionnels et cognitifs consécutifs à l'ischémie cérébrale sont eux-mêmes classés sévères, et la mise à mort intervient dès une perte de poids supérieure à 20 % ou un score de grimace supérieur à 7. Le même document affirme pourtant que les acquis du laboratoire montrent des animaux qui se déplacent et s'alimentent normalement, prennent soin de leur pelage et n'émettent aucun son audible.
Objectifs
L'accident vasculaire cérébral (AVC) ischémique, caractérisé par l'obstruction d'un vaisseau sanguin cérébral, induit des lésions cérébrales séquentielles : les premières atteintes touchent le compartiment vasculaire, suivies d'une altération de la barrière hémato-encéphalique et de lésions du parenchyme cérébral. Bien que l'injection intraveineuse de l'activateur tissulaire du plasminogène recombinant (rtPA) soit le traitement de référence pour les AVC aigus, les séquelles neurologiques, notamment au niveau du cortex somatosensoriel, restent importantes. De nombreux travaux ont mis en évidence que l'ischémie cérébrale induit des lésions neurologiques sévères, notamment au niveau du cortex somatosensoriel de la souris. Ces lésions, consécutives à l'occlusion vasculaire, altèrent significativement la plasticité cérébrale et entraînent des déficits sensoriels persistants. Ces résultats soulignent l'importance du cortex somatosensoriel dans la perception tactile et la localisation spatiale, ainsi que sa vulnérabilité face à l'ischémie. Si les conséquences d'un AVC sur le cortex somatosensoriel ont été largement étudiées, celles sur le cortex visuel demeurent méconnues. Cette lacune souligne l'importance d'une caractérisation approfondie des atteintes visuelles post-AVC. De plus, l'utilisation d'anesthésiques chez les modèles animaux, bien que nécessaire, peut influencer les résultats expérimentaux. Ainsi, notre étude vise à combler ces lacunes en caractérisant les atteintes visuelles structurelles et fonctionnelles consécutives à un AVC, ainsi qu'à évaluer la récupération fonctionnelle du cortex visuel et du cortex barrel. Nous porterons une attention particulière à l'intégrité du système vasculaire, notamment sous traitement thrombolytique associé ou non à un neuroprotecteur, en évaluant leur potentiel prédictif des altérations cérébrales à long terme. Cette approche originale permettra d'améliorer notre compréhension des mécanismes sous-jacents aux atteintes visuelles post-AVC et d'identifier de nouvelles cibles thérapeutiques. À notre connaissance, une telle caractérisation approfondie n'a pas encore été réalisée, soulignant ainsi l'originalité et l'importance de ce projet.
Bénéfices attendus
D’un point de vue scientifique, cette étude va nous permettre d’acquérir des données fondamentales mais aussi translationnelles ou appliquées menées pour différentes pathologies (AVC, Sclérose en plaques ; SEP et processus inflammatoires). En effet, une meilleure compréhension de cette interaction permettra de développer des stratégies thérapeutiques adéquates, permettant d’envisager d’améliorer les performances de patients dans ces différentes pathologiques.
Procédures
Procédure 1 (n=500) : Modèle d’AVC 1 & Procédure 2 (n=500) : Modèle d’AVC 2. - J0 : Induction de l‘AVC +/- Traitements à 20 minutes ou 4 heures (durée : 50 minutes). - J+1, J+5 : Evaluation du devenir cérébral (lésions, transformations hémorragiques, recanalisation) post-AVC par IRM (durée : 10 minutes). - J+1, J+3, J+7, J+15, J+30, J+90 : Evaluation par Imagerie par fUS (durée : 1 heure). - J+1, J+3, J+7, J+15, J+30, J+90 : Etude de la récupération fonctionnelle des animaux (durée : 10 minutes/test). - J+90 : mis à mort par surdosage anesthésique/dislocation cervicale. Procédure 3 (n=500) : Modèle d’AVC vigile 1 & Procédure 4 (n=500) : Modèle d’AVC vigile 2. - J-11 : Pose d’une prothèse crânienne (durée : 45 minutes). - J-6/J-2 : Habituation (durée : 15-30 minutes). - J-1 : Accès à l'artère cérébrale moyenne (durée : 30 minutes). - J0 : Induction de l‘AVC +/- Traitements à 20 minutes ou 4 heures (durée : 50 minutes). - J+1, J+5 : Evaluation du devenir cérébral (lésions, transformations hémorragiques, recanalisation) post-AVC par IRM (durée : 10 minutes). - J+1, J+3, J+7, J+15, J+30, J+90 : Evaluation par Imagerie par fUS (durée : 1 heure). - J+1, J+3, J+7, J+15, J+30, J+90 : Etude de la récupération fonctionnelle des animaux (durée : 10 minutes/test). - J+90 : mis à mort par surdosage anesthésique/dislocation cervicale.
Impact sur les animaux
Les nuisances et effets indésirables étant susceptibles d’apparaître seraient, selon leurs degrés de gravité du stress pour l’ensemble des procédures : Leger. Une perte de poids pour l’ensemble des procédures, une hypothermie lors des phases d’anesthésies : Modéré. Des douleurs post-opératoires, des déficits fonctionnels et /ou cognitifs dans le cadre de l’ischémie cérébrale : Sévère.
Devenir
Maintenir en vie des animaux ayant subi un AVC ischémique sur le long terme pourrait engendrer une souffrance chronique et une qualité de vie altérée, rendant la mise à mort éthiquement préférable pour minimiser leur douleur et préserver leur bien-être. Ainsi, l'ensemble des animaux utilisés dans ce projet feront l'objet d'une mise à mort à la fin de chaque procédure.
Remplacement
Les procédures expérimentales pour réaliser ce projet ont un caractère de stricte nécessité et ne peuvent pas être remplacées par d'autres méthodes expérimentales n'impliquant pas l'utilisation d'animaux vivants car des techniques de remplacement ne sont pas susceptibles d'apporter le même niveau d'information. En effet, des approches in silico ne permettent pas d’obtenir le même niveau de sensibilité. De même, les approches in vitro ne permettent pas de reproduire la complexité d’un modèle in vivo. Avant de procéder à une telle étude, nous nous sommes assurés d’utiliser le nombre minimal d’animaux adéquat pour atteindre le résultat souhaité afin de souscrire au principe de réduction. Le projet est justifié d’un point de vue scientifique car il permettra des recherches fondamentales, translationnelles et/ou appliquées pour le diagnostic et le traitement d’une pathologie humaine neurovasculaire : l’AVC. Nous avons sélectionné le modèle présentant le meilleur compromis entre pertinence scientifique et sensibilité de l’espèce. L’ensemble des acquis et des connaissances dont nous disposons rend cette espèce particulièrement intéressante dans le cadre de notre étude.
Réduction
Notre projet ne nous permet pas d’utiliser d'autres moyens que l’expérimentation animale. Avant de procéder à une telle étude, nous nous sommes assurés d’utiliser le nombre minimal d’animaux adéquat pour atteindre le résultat souhaité. Ainsi, les procédures expérimentales décrites dans ce projet ont un caractère de stricte nécessité et ne peuvent pas être remplacées par d’autres méthodes expérimentales n’impliquant pas l’utilisation d’animaux vivants et susceptibles d’apporter le même niveau d’information disponible. De plus, des méthodes d’études non invasives telle que l’IRM sont utilisées dans ce projet afin de faire un suivi longitudinal des animaux, permettant de recueillir de nombreuses données sans augmenter le nombre d’animaux. Dans ce projet aucune approche statistique n'a été réalisée, le nombre minimum d’animaux a été défini en fonction de la spécificité/sensibilité des méthodes utilisées, à partir de nos expériences précédentes, de nos données sur chaque modèle et des données disponibles dans la littérature. En fonction de l'aisance des expérimentateurs (habileté, expérience, prédisposition pour ce type de gestes), le nombre d'animaux pourra être revu à la baisse. L’ensemble des échantillons collectés permettra également un partage de tissus, une réutilisation et donc une réduction du nombre d'animaux nécessaires.
Raffinement
Les principes éthiques et les standards de raffinement seront utilisés pendant tout le projet. Les animaux seront hébergés par groupes sociaux stables (n=5) avec un enrichissement minimum (maison en carton, produits de nidification tels que des lanières de papier kraft et/ou des carrés de coton nestlets) dans des cages standards aux normes européennes (type IV). Nous utiliserons une litière plus douce et variée et moins poussiéreuse et allergisante, permettant de réduire le niveau de stress des animaux. Le bien-être des animaux sera contrôlé 7j/7 par du personnel qualifié, ce qui permettra de détecter tout signe clinique de souffrance et d’agir rapidement pour mettre fin à une éventuelle détresse. L’ensemble des connaissances et des acquis dont nous disposons au laboratoire montre que les animaux se déplacent et s'alimentent normalement, prennent bien soin de leur pelage, n’émettent aucun son audible à l'oreille humaine et ne présentent aucun « sickness behavior syndrom ». Les animaux seront pesés tous les jours pour surveiller leur poids et mis à mort si une perte de poids de plus de 20% est observée et/ou si un score sur l’échelle de la douleur (Mouse Grimace Scale) est supérieur à 7 pendant les 48h critiques au modèle. Tout le matériel et consommables utilisés dans cette procédure expérimentale seront neufs (comme les seringues et aiguilles), soigneusement nettoyés et désinfectés pour les réutiliser (pinces métalliques). Durant la mise en place des modèles, les souris seront sous anesthésie générale et sous analgésie. Les animaux recevront également une anesthésie locale sur la peau au niveau de l'artère cérébrale moyenne (ACM). Les yeux des souris seront couverts afin de ne pas les éblouir avec la lampe de la loupe binoculaire et prévenir de la déshydratation. Après chirurgie, les souris disposeront de croquettes humides dans une coupelle sur le sol de leur cage pour faciliter la prise de nourriture et l'hydratation. Un système de pastilles à code couleur collé sur la cage permettra d’identifier les animaux les plus « à risque ».
Choix des espèces
La souris (Mus musculus) est l’espèce animale la plus étudiée dans le domaine du neurodéveloppement, les AVC, les modèles de SEP et les techniques employées sont bien connues. L’anatomie du SNC murin et la physiologie de la souris sont également bien connues et sont proches de celles de l’Homme, ce qui fait des modèles utilisés dans ce projet des approches expérimentales fiables. L’ensemble des connaissances et des acquis dont nous disposons au laboratoire et dans la littérature rend cette espèce particulièrement intéressante pour cette étude. Qui plus est, il n’existe pas de modèle fiable utilisant des vertébrés moins sensibles ou des invertébrés, compte tenu de leur anatomie et de leur physiologie très différentes de l’Homme. Concernant l’ensemble des procédures, seuls des animaux adultes âgés de 6-12 semaines seront nécessaires. Cette tranche d'âge correspondant à un stade de développement de "jeunes adultes" chez la souris, est cruciale pour assurer la comparabilité de nos résultats avec les données existantes au sein de notre laboratoire. En effet, nos modèles d'AVC ischémique ont été largement caractérisés et étudiés sur cette tranche d'âge spécifique. De plus, cette fenêtre développementale est fréquemment utilisée dans la littérature scientifique étudiant l'AVC et ses mécanismes physiopathologiques. L'utilisation d'animaux adultes de 6 à 12 semaines est justifiée par le fait qu'ils ont atteint une maturité physiologique et neurologique stable.
Étude du métabolisme mitochondrial au cours de la migration neuronale dans le cerveau embryonnaire et post-natal chez la souris.
- Recherche appliquée
- Autres troubles humains
- Recherche fondamentale
- Autre recherche fondamentale
- Oncologie
Une échelle de grimace et la recherche d'un défaut de toilettage servent à décider si la douleur postopératoire justifie d'intervenir. 4 860 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger pour 1 332 d'entre elles et modéré pour 3 528. Des femelles gestantes subissent une chirurgie de 45 minutes pour électroporer le cerveau de leurs embryons in utero, ou reçoivent des injections quotidiennes pendant cinq jours, et les petits ainsi traités présentent une hyperactivité persistante avec, dans environ la moitié des cas, des crises d'épilepsie légères. Le porteur justifie ses effectifs par dix animaux par condition et quatre embryons correctement électroporés par gestante, sans expliquer comment ce calcul aboutit à 4 860.
Objectifs
L’hippocampe est une structure cérébrale impliquée dans la mémorisation. Les patients atteints d’une mutation affectant certains gènes présentent des déficits cognitifs sévères et des épilepsies résistantes aux traitements. Les souris portant une mutation sur ces gènes sont un modèle de choix pour mimer la pathologie humaine et présentent des défauts de développement de l’hippocampe et également une propension à l’épilepsie. L’objectif de ce projet est de comprendre l’origine de ces défauts et de tenter de les corriger. En effet, les cellules progénitrices se divisent et génèrent des neurones qui vont migrer jusqu’à leur destination finale dans l’hippocampe. Cette migration des neurones est très finement régulée. Une des pistes de recherche nouvelle consiste à comprendre comment la régulation du métabolisme énergétique par ces gènes et les composantes des microtubules contrôle cette migration.
Bénéfices attendus
Les malformations au niveau du cortex cérébral sont des maladies rares (incidence 1:100000) pour lesquelles les mécanismes pathogéniques et physiopathologiques sont peu étudiés. Elles sont associées à des retards de développement et des déficits intellectuels sévères. S’agissant d’anomalies de neurodéveloppement, les anomalies apparaissent in utéro. L’étude de malformations induites par des mutations génétiques permet de comprendre les mécanismes cellulaires mis en jeu pendant le développement lors de la prolifération, la migration et la différenciation des cellules du système nerveux central. Les mutations génétiques sont très informatives car elles peuvent être modélisées chez l’animal, permettant une vision du développement physiologique in vivo. Les processus sont pour la plupart conservés entre l’Homme et les rongeurs. Les résultats de notre projet pourraient permettre, en inactivant l’expression d’un gène impliqué dans les cellules en division et les neurones de souris, d’identifier des mécanismes cellulaires, subcellulaires et moléculaires clés qui sont pertinents pour identifier de nouvelles cibles thérapeutiques
Procédures
Une chirurgie est réalisée sur des femelles gestantes sous anesthésie générale avec analgésie pendant une durée d’environ 45 minutes. Une injection, soit en aiguë (injection unique sur animal vigile d’une durée de 30 secondes), soit en chronique (une injection par jour pendant 5 jours) d’agents pharmacologiques est administré à des femelles gestantes. Les embryons traités in utero sont euthanasiés à l'âge adulte au cours d'une chirurgie réalisée sous anesthésie générale, avec administration préalable d'un traitement analgésique. La procédure dure environ 10 minutes.
Impact sur les animaux
Le phénotype dommageable se manifeste par une hyperactivité persistante et, dans environ 50 pour cent des cas, par des crises d’épilepsie légères survenant au repos ou pendant le sommeil lent. Ces troubles entraînent fatigue, stress et perturbation du sommeil . Dans le cadre de la chirurgie, des douleurs sont possibles en période post-opératoire, correspondant à la cicatrisation. L’anesthésie utilisée peut induire dans de rare cas une hypothermie, une détresse respiratoire, voire un arrêt cardiorespiratoire. L’injection d’agents pharmacologiques peut induire une péritonite au niveau du site d’injection.
Devenir
Les animaux seront euthanasiés à l’issue de chaque procédure pour réaliser des analyses histologiques. Ces souris ne peuvent entrer dans de nouveaux protocoles d’expériences puisqu’elles ont subi une chirurgie.
Remplacement
Pour des raisons scientifiques (difficulté d’étudier le cerveau en culture) nous devons caractériser ces maladies sur le modèle murin. L’étude d’un système intégré, requis pour la modélisation des altérations du cerveau associées à une pathologie impliquant des réseaux de neurones à différentes échelles, nécessite d’avoir recours à des animaux. De plus, nous avons accès à un modèle animal qui mime la pathologie humaine, qui est une opportunité pour étudier les causes de la maladie. La plupart des gènes que nous étudions sont spécifiquement exprimés dans le système nerveux central et ne sont pas exprimés dans les lignées cellulaires, d’où la nécessité d'étudier in situ les cellules neuronales dans les cerveaux des modèles murins. En effet, les modèles murins que nous étudions sont à ce jour les seuls modèles disponibles. Ils présentent l’avantage de mimer assez bien le phénotype humain. Le développement du cerveau est en effet bien conservé chez la souris, surtout pour les étapes de développement qui nous intéressent, favorisant l’identification de phénotypes robustes. Des données préliminaires in vitro de notre équipe, ont montré un rôle du gène étudié dans la régulation du transport axonal au niveau cellulaire. Nous étudierons son rôle sur des cultures de tranches de cerveau, ex vivo.et in vivo.
Réduction
La taille des groupes expérimentaux est optimisée de manière à réduire au maximum le nombre d’animaux utilisés pour le projet, tout en conservant une puissance statistique suffisante pour pouvoir obtenir des résultats significatifs et reproductibles. Sur la base de résultats d’expériences et de publications utilisant des techniques similaires, nous pouvons déterminer la taille des groupes grâce au calcul de puissance. Pour les études d’immunohistochimie après électroporation, 10 animaux par condition seront suffisants pour obtenir des résultats statistiquement significatifs. Dans le cas du protocole d’électroporation, en moyenne, 4 embryons sont correctement électroporés dans l’hippocampe par souris gestante sur 6 embryons électroporés. Ces considérations permettent de limiter le nombre de souris nécessaires. Le nombre total d'animaux utilisé est de 4860.
Raffinement
Nos activités impliquent toujours une attention particulière sur le soin et le bien-être des animaux, en limitant la douleur et le stress (anesthésie, analgésie, etc.). Les administrations seront effectuées conformément aux bonnes pratiques vétérinaires. Les conditions d’hébergement sont conformes à la réglementation en vigueur pour l’espèce concernée. Les animaux sont hébergés en groupes sociaux et ils disposeront dans chaque cage d’un enrichissement de nidification. Des observations du bien-être sont réalisées 1 fois par jour. Les souriceaux et jeunes animaux sont surveillés, afin de s’assurer que la mère s'occupe bien d'eux. Pendant toutes nos expériences, nous prenons toutes les précautions nécessaires afin de limiter toute douleur, en utilisant des pratiques adaptées (points limites définis). Les souris sont placées dans les cages avec de la litière chirurgicale entre 1 et 2 jours avant la chirurgie afin d’avoir le temps de s’y habituer. L’utilisation de cette litière est particulièrement importante afin d’éviter l’infection de la suture des souris qui se situe au niveau de l’abdomen. Lors des actes chirurgicaux, les souris sont anesthésiées et placées sur une plaque chauffante, et reçoivent des injections sous-cutanées d'analgésiques, une analgésie locale sur le site d’incision. Un gel ophtalmique est également utilisé afin d’éviter le dessèchement des yeux. Les animaux font l’objet d’une attention post-chirurgicale particulière (points limites définis et traitement des plaies). Une échelle de grimace est utilisée pour déterminer le niveau de douleur, ainsi que des comportements anormaux comme le manque de toilettage. L’état des animaux est alors surveillé plusieurs fois par jour. Mise à disposition d’un aliment enrichi et d’eau directement dans la cage pour animaux apathiques. Afin d’éviter une souffrance de la souris, les animaux sont anesthésiés et euthanasiés par des méthodes adaptées, conformément aux bonnes pratiques vétérinaires.
Choix des espèces
Nous comparerons des souris contrôles et mutantes issues de la même portée. Le développement du cerveau murin est bien caractérisé, ce qui rend les études plus aisées et favorise l’identification de phénotypes robustes. Le développement embryonnaire du système nerveux centrale de la souris est extrêmement proche de celui de l’homme, ce qui en fait un parfait modèle d’étude. L’utilisation de lignées de souris, avec des croisements en retour réguliers permet d’éviter la dérive génétique, une meilleure reproductibilité des résultats et réduit le nombre d’animaux utilisés. La technique de chirurgie d’électroporation in utero dans le cerveau a été mise au point chez le rat et la souris, c’est une méthode de choix efficace pour analyser le rôle des gènes pendant le développement. Cette procédure est simple et rapide, donne un bon rendement, avec une cytotoxicité faible et implique beaucoup moins d’animaux adultes qu’une lignée transgénique. Pour chaque procédure, des souris adultes sont utilisées pour l’élevage et le maintien des lignées. Plusieurs stades seront ensuite analysés : nous nous intéressons au développement cortical, comprenant les étapes de la prolifération et migration (stades embryonnaires de 16,5 à 18,5 jours post-fécondation), ainsi qu'à l'organisation des couches corticales (stades juvéniles à la naissance, 7 et 15 jours post-natal et adulte à 90 jours post-natal). Ces stades seront nécessaires afin d'apprécier l'impact des mutations sur le développement cortical et la permanence du phénotype ou de son atténuation/correction.
Sclérodermie systémique : Rôle des macrophages et thérapies ciblées
- Recherche appliquée
- Troubles immunitaires
- Recherche fondamentale
- Multisystémique
- Oncologie
- Système immunitaire
Deux injections par jour, cinq jours par semaine, six semaines de suite: chaque souris de ce protocole reçoit une soixantaine d'injections destinées à lui faire développer une sclérodermie. 496 souris vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, toutes tuées pour prélever leurs organes. Le projet cherche à savoir quels macrophages entretiennent la fibrose et à tester des vésicules issues de cellules stromales, une piste jamais essayée dans cette maladie. Le modèle a été retenu parce que la sclérodermie se déclenche chez 100 % des souris qui y sont soumises, et le porteur décrit les blessures cutanées obtenues comme réversibles à l'arrêt des injections.
Objectifs
La sclérodermie systémique (SSc) est une maladie rare où le corps attaque ses propres organes, comme la peau, les poumons et le cœur. Cela cause une cicatrisation excessive (fibrose), des problèmes de vaisseaux sanguins et un mauvais fonctionnement des défenses du corps (le système immunitaire). Même si des progrès ont été fait, on ne comprend pas encore bien ce qui déclenche ces problèmes ni pourquoi ils persistent. Les macrophages, qui sont des cellules du corps jouant un rôle important pour se défendre et réparer les tissus, semblent très impliqués dans cette maladie. Il existe plusieurs types de macrophages : certains vivent déjà dans les tissus (on les appelle "résidents"), et d'autres viennent du sang pour aider quand il y a un problème (on les appelle "recrutés"). On ne sait pas encore bien lequel de ces types de macrophages est le plus impliqué dans la maladie. Aujourd'hui, les traitements pour la sclérodermie ne sont pas très efficaces. Mais il existe des cellules appelées "cellules stromales mésenchymateuses" (CSM), qui produisent des vésicules contenant des substances utiles (elles sont appelées "vésicules extracellulaires" ou VE). Ces vésicules pourraient peut-être aider à réparer les macrophages et à réduire les cicatrices et l'inflammation, mais cela n'a pas encore été testé dans cette maladie. Notre projet a donc pour objectif : 1. De mieux comprendre les différents types de macrophages dans les organes touchés par la sclérodermie. 2. De savoir si ce sont les macrophages "résidents" ou "recrutés" qui jouent un rôle plus important dans la maladie. 3. De tester si les vésicules des CSM peuvent aider à réparer les macrophages malades. 4. Et de rendre ces vésicules encore plus efficaces pour traiter la maladie. Pour cela, nous allons utiliser un modèle de souris qui imite la sclérodermie humaine. Ce modèle nous permettra d’étudier les phases de la maladie, comme l’inflammation et la cicatrisation, et de tester les effets des vésicules sur les macrophages. Nous espérons ainsi mieux comprendre cette maladie et développer un traitement plus ciblé et efficace.
Bénéfices attendus
Ce projet pourrait apporter plusieurs bénéfices importants : 1. Mieux comprendre la maladie : La sclérodermie systémique est une maladie rare et grave dont on connaît encore mal les causes. Cette étude pourrait nous aider à mieux comprendre pourquoi elle apparaît et comment elle évolue. 2. Trouver un traitement : Actuellement, il n'existe pas de traitement efficace pour cette maladie, qui est mortelle. Ce projet pourrait permettre de développer un médicament capable d’aider les personnes atteintes à vivre mieux et plus longtemps. 3. Améliorer les connaissances scientifiques : En étudiant les macrophages et en utilisant des vésicules extracellulaires, les chercheurs pourraient découvrir une nouvelle façon de soigner non seulement cette maladie, mais peut-être aussi d’autres maladies.
Procédures
Pour mener ce projet, nous utilisons des souris afin d'étudier la maladie. Voici comment cela fonctionne : 1. Créer la maladie chez l'animal : Les souris vigiles reçoivent deux injections par jour, 5 jours par semaine pendant 6 semaines, cette injection dure 30 secondes. Cela permet de reproduire les symptômes de la sclérodermie pour les étudier. 2. Suivre les macrophages : Pour voir comment les macrophages se comportent, on injecte une molécule qui les rendent fluorescents. Cette injection d’une durée de 10 secondes est répétée à 3 reprises sur la souris vigile, elle permet de suivre les macrophages et de mieux comprendre leur rôle. 3. Tester le traitement : Une fois les vésicules extracellulaires prêtes, elles sont injectées dans la souris, cette injection unique est réalisé sur la souris vigile et dure 10sec. Cela permet de voir si le traitement peut réduire les symptômes de la maladie.
Impact sur les animaux
Pour réaliser cette étude, les souris reçoivent des injections permettant de reproduire la maladie. Voici comment cela se passe : 1. Injections rapides : Les souris sont contentionnées pour les injections, qui durent 30 secondes. Ces injections peuvent causer une douleur légère à modérée d’environ 1min, les souris ne montrent plus de signes d’inconfort après s’être habituées aux manipulations quotidiennes. 2. Effets sur la peau : Le modèle peut parfois provoquer des petites blessures sur la peau, mais celles-ci s’améliorent lorsque les injections sont arrêtées ou après avoir reçu le traitement. Si des blessures apparaissent et ne guérissent pas spontanément, les injections sont suspendues pour laisser le temps à la peau de cicatriser. Ces précautions permettent de limiter la douleur et d’assurer le bien-être des souris tout au long de l’étude. Cela est important pour obtenir des résultats fiables tout en respectant les animaux utilisés.
Devenir
À la fin de l’étude, toutes les souris seront euthanasiées. Cela est nécessaire pour permettre de récupérer les organes et d’analyser les effets du modèle expérimental et des traitements testés.
Remplacement
À ce jour, il n'existe aucune alternative non animale permettant d’étudier de manière complète l’origine et le rôle des macrophages dans les tissus malades. Également, avant de proposer un traitement pour les humains, il est crucial de prouver que les vésicules extracellulaires sont à la fois efficaces et sûres en utilisant un modèle pré-clinique qui ressemble le plus possible à la réalité. Bien que des tests en laboratoire (modèles in vitro) soient effectués en amont, ces tests ne suffisent pas à évaluer correctement l’efficacité des traitements dans un organisme vivant, où la situation est beaucoup plus complexe. En effet, les modèles in vitro actuels ne parviennent pas encore à recréer fidèlement les interactions complexes entre les organes et les systèmes biologiques d’un organisme vivant.
Réduction
Nous avons utilisé les résultats d'expériences précédentes menées au laboratoire et avons calculé que l'inclusion de 16 souris par groupe expérimental est suffisante pour obtenir des résultats fiables et significatifs tout en réduisant au maximum le nombre d’animaux utilisés. Ce nombre de souris nous permet d’avoir confiance dans les résultats obtenus avec notre traitement pour le proposer par la suite chez les patients.
Raffinement
Les souris sont examinées quotidiennement pour détecter d’éventuelles lésions cutanées et s’assurer qu’il n’y a pas d’infections. On cherche aussi des signes de douleur ou de souffrance, en utilisant des méthodes validées d’évaluation de la douleur. Par exemple en surveillant la perte de poids ou les changements dans leur comportement. Si les lésions cutanées ne guérissent pas, les injections seront arrêtées jusqu'à ce que la cicatrisation soit complète, et des médicaments contre la douleur seront administrés pour soulager les animaux. En cas de perte de poids, les injections seront arrêtées et de la nourriture enrichie sera donnée.
Choix des espèces
Le modèle de souris utilisé pour la sclérodermie systémique a été choisi parce qu'il reproduit de manière très fidèle les caractéristiques de la maladie observées chez l’être humain et est largement reconnu comme une référence pour étudier cette pathologie. Les souris utilisées dans l’étude ont entre 8 et 12 semaines, c'est-à-dire qu'elles ont atteint leur maturité sexuelle. Les tests de mise en place du modèle ont montré que la sclérodermie se développe chez 100 % des animaux utilisés.
Mesures de paramètres sanguins lors d’essais zootechniques chez la truie et le porcelet élevé sous la mère
- Recherche appliquée
- Alimentation animale
Élevés comme dans un élevage porcin conventionnel plutôt qu'en animalerie, 2 520 cochons, truies gestantes ou allaitantes et porcelets de moins de vingt et un jours, vont être utilisés dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger, aucun n'étant tué au titre du projet. Le sang leur est prélevé sur animal vigile, à la jugulaire ou par piqûre de l'oreille ou de la queue, sous une contention de deux à cinq minutes : trépied pour les porcelets séparés de leur mère, lasso serré sur le groin pour les truies, une eau sucrée venant en récompense. Chaque truie peut être prélevée six fois par an, chaque porcelet deux fois avant ses trois semaines, et les mêmes animaux passent d'un essai à l'autre. Ils repartent ensuite vers l'élevage ou sont vendus à d'autres éleveurs, l'objet du projet étant de formuler des aliments moins coûteux et moins polluants pour des porcs destinés à l'alimentation humaine.
Objectifs
La mission de notre centre de recherche est de mettre au point des aliments destinés à l’alimentation des porcs, élevés dans des élevages conventionnels et destinés à l’alimentation humaine. Au cours de nos essais, nos principales mesures sont les suivantes : consommation d’aliments, évolution de la croissance, suivi de la santé des porcs. Afin d’approfondir certaines thématiques d’essais, nous sommes parfois amenés à réaliser des prélèvements sanguins pour évaluer l’impact de la nutrition sur plusieurs mécanismes de l’organisme animal (reproduction, stress, immunité, etc.). Certains de nos essais s’inscrivent dans la poursuite d’études au niveau cellulaire ayant déjà permis de réduire et cibler le nombre de paramètres à étudier sur les animaux. Le projet consiste donc à réaliser des prélèvements sanguins pour mesurer des paramètres sanguins d’intérêt pour la compréhension des mécanismes de l’organisme (marqueur d’inflammation, marqueur du stress, glycémie, enzymes hépatiques, etc.). L’objectif est d’évaluer les besoins nutritionnels des porcs à plusieurs stades physiologiques pour adapter au mieux les niveaux nutritionnels des aliments. La nutrition des animaux, comme de l’homme, a des effets simultanés sur de nombreux mécanismes biologiques dans l’organisme. Les formules alimentaires pourraient, dans certaines conditions d’élevage, avoir des effets différents sur la santé, la reproduction, le bien-être des animaux et/ou sur la qualité de leurs produits. Avant de généraliser une solution nutritionnelle à un grand nombre d’animaux en élevage, il est nécessaire d’évaluer les impacts sur l’organisme sur un nombre limité d’animaux. Les enjeux sont non seulement économiques (coût de formulation des aliments, performances des animaux), mais aussi environnementaux (émissions de gaz à effet de serre), et sociétaux puisque l’alimentation participe au bien-être des animaux. Dans un contexte actuel de réduction de l’impact environnemental des pratiques d’élevages, les formulations des aliments sont particulièrement retravaillées pour incorporer de nouvelles matières premières ou ingrédients (nouvelles sources par ex) répondant à cet enjeu. Cela nécessite de réévaluer l’impact de ces nouveaux aliments sur l’organisme, la croissance et la santé des porcs.
Bénéfices attendus
Les bénéfices attendus du projet sont multiples : ils permettraient à la fois l’amélioration de la composition des aliments, le développement de solutions nutritionnelles « santé » ayant un rôle préventif contre l’apparition de certaines maladies, mais également l’amélioration de l’impact de la conduite d’élevage sur le bien-être des animaux et l’environnement. Plusieurs « recommandations nutritionnelles » (quantités minimales d’apport de vitamines, etc.) de la composition des aliments pour porcelets et truies reposent sur des travaux anciens, ne tenant pas compte des évolutions de performances des animaux et de leur génétique. Or, les enjeux environnementaux liés à l’approvisionnement de certaines matières premières ainsi que la volatilité de leur prix nous amènent à revoir à la baisse le niveau d’apport voir même à étudier leur remplacement par une autre source, sans impacter les performances et la santé de ces animaux. Ainsi, ce projet pourrait permettre de diminuer l’impact environnemental de certains aliments tout en s’assurant de limiter les effets néfastes sur l’organisme des truies et de leurs petits. De même, de nouvelles solutions nutritionnelles à base de plantes ou d’extraits végétaux sont de plus en plus développées dans un objectif d’améliorer la santé des truies et donc à terme diminuer l’utilisation de certains produits médicamenteux. Par la mesure des paramètres sanguins, ce projet pourrait permettre d’évaluer l’impact de ce type de solutions sur la santé des truies et de leurs petits et améliorer leur bien-être.
Procédures
Les animaux seront soumis à des prélèvements sanguins par ponction jugulaire ou cutanée. Les prises de sang sont des actes reconnus d’élevage et sont réalisées par un personnel qualifié et préalablement formé. Ces prélèvements sont réalisés sous contention d’animaux vigiles. La procédure se déroule en 3 phases successives : mise en place de la contention, ponction jugulaire ou cutanée et prélèvement, retrait de la contention et distribution d’une récompense sous forme d’eau sucrée par exemple. La méthode de contention est adaptée en fonction du stade physiologique de l’animal : utilisation d’un trépied (pour les porcelets) ou d’un lasso (pour les truies uniquement). Pour la ponction jugulaire, la zone de prélèvement est située à la base du cou. Le sang est récupéré dans des tubes : le volume de sang prélevé peut aller de 5 à 12 ml maximum. Dans le cadre d’une ponction cutanée, la zone peut être l’oreille ou bien la queue. La zone est percée à l’aide d’une aiguille ou d’une lancette stérile. Les gouttes de sang sont récupérées via la lancette ou un buvard par ex pour être analysées immédiatement. Au global, la phase de contention + prélèvement peut durer entre 2 et 5 min par animal. Pour les porcelets sous la mère, le nombre de prélèvements est limité à 2 sur la phase naissance – 21 jours d’âge. Pour les truies, le nombre de prélèvements sur un cycle de reproduction (gestation + lactation) est limité à 4.
Impact sur les animaux
La réalisation de la contention avec le lasso peut entrainer une douleur légère pendant la durée du prélèvement (entre 2 et 5 min maximum), à cause de la pression exercée par le lasso sur le groin de la truie. Pour les porcelets sous la mère, ils sont momentanément isolés de leur mère et placés sur un trépied pour permettre une immobilisation pendant le prélèvement. Cette étape de contention peut être une source de stress puisque cela contraint l’animal et l’empêche temporairement d’accéder à une zone de fuite. Pour réaliser la ponction, la piqure d’aiguille entraine une douleur légère de courte durée, équivalente à la durée du prélèvement et peut induire également du stress et de la peur.
Devenir
En fonction de l’état général des animaux (application des mêmes signes que ceux listés dans les points limites), les animaux poursuivent leur croissance/vie dans nos locaux d’élevage ou sont vendus à d’autres éleveurs. Certains animaux prélevés peuvent être réutilisés dans un essai gestante/lactation ou un essai post-sevrage puis engraissement avec procédure de prélèvement sanguins. Dans ce cas, dans un objectif de prise en compte du bien-être de nos animaux, s’il est souhaité de prélever des animaux à la fois en stade sous la mère + post-sevrage + engraissement alors le nombre maximum de prélèvements sur les 25 semaines est plafonné à 6 prélèvements, en respectant toujours les 2 semaines d’intervalles minimum entre 21 et 35 j d’âge. Pour les truies, étant donné qu’une truie fait en moyenne environ 2.5 cycles/an, le nombre de prélèvements est limité à 6 par an par truie.
Remplacement
Les méthodes actuelles cellulaires menées en laboratoire ne sont malheureusement pas toujours suffisantes pour comprendre les relations complexes entre les différents mécanismes de l’organisme, entre les individus ou encore avec l’environnement. C’est pourquoi, pour certaines thématiques d’essais, il n’existe pas de méthodes alternatives à l’utilisation d’animaux (même si une phase de recherche in vitro est parfois réalisée en amont lorsqu’elle est possible). Lorsque d’autres indicateurs (autres que sanguins) sont possibles alors le prélèvement de sang est remplacé par une autre méthode moins invasive (collecte d’urine et/ou de déjection au moment de la défécation). Cette stratégie a d’ailleurs été appliquée dans le passé pour le dosage du cortisol (hormone du stress). Des études récentes montrent que le cortisol contenu dans les poils des porcs est un indicateur de stress chronique car il s’y accumule au cours du temps. Dans ce cas, les prélèvements sanguins peuvent être remplacés par la récolte des poils des porcs. Les animaux placés en essais et concernés par ces procédures ne sont pas des animaux de laboratoire mais sont élevés comme dans un élevage porcin conventionnel. Nos essais s’inscrivent dans le cadre de la recherche agricole et pour certains dans la poursuite d’études cellulaires ayant déjà permis de réduire et cibler le nombre de paramètres à étudier sur un nombre réduit d’animaux. Lorsque d’autres mesures via des prélèvements moins invasifs tels que la collecte de déjection ou de poils ne sont pas possibles, la prise de sang devient le seul moyen d’obtenir les informations sur les effets des aliments testés.
Réduction
Le nombre de porcs entrant dans cette procédure est étudié pour limiter le nombre d’animaux tout en se donnant suffisamment de chance de montrer une différence de résultat si celle-ci existe (c’est ce qu’on nomme également la puissance statistique). Pour définir ce nombre, nous utilisons un logiciel de statistiques. Par ailleurs, en plus de cette méthode, nous nous appuyons sur notre expérience (traitements statistiques des précédents résultats d’essais depuis 20 ans) ainsi que sur les résultats d’autres études réalisées dans d’autres centres de recherche (nombre d’animaux/groupe dans les études avec résultats significatifs) pour affiner le nombre d’animaux concernés par les prélèvements. En outre, certains animaux concernés par cette procédure entrent également dans le cadre d’essais ayant déjà intégrés une phase de recherche au niveau cellulaire permettant de réduire le nombre de paramètres à tester et le nombre d’animaux.
Raffinement
Plusieurs mesures sont intégrées dans la mise en place de la procédure afin de réduire les nuisances sur le bien-être. D’abord, s’il est constaté que des animaux à prélever présentent un état général affaibli ou pour lesquels la contention est difficile, alors ils sont retirés de la procédure et ne sont pas prélevés. Ensuite, la méthode de contention est réfléchie en fonction de l’âge de l’animal afin que cette dernière soit la plus adaptée à son stade physiologique pour faciliter le prélèvement et donc en limiter sa durée. Une fois le prélèvement réalisé, une récompense sous forme d’eau sucrée est proposée à l’animal. Nos animaux connaissent leur environnement ce qui réduit le stress lors de leur sortie de la case pour les prélèvements par exemple. Par ailleurs, le nombre de tentatives sans réussite du prélèvement est réduit à 2 afin de limiter la durée de contention. Comme présenté dans les points limites, une surveillance particulière des animaux est réalisée durant les 3 jours qui suivent les prélèvements et des soins sont définis en cas d’apparition de signes cliniques notables ou sévères.
Choix des espèces
C’est l’espèce cible de notre activité de recherche. Les résultats de nos essais sont valorisés pour améliorer l’alimentation des truies et des porcelets sous la mère dans les élevages conventionnels. Les animaux placés en essais et concernés par ces procédures ne sont pas des animaux de laboratoire mais sont élevés comme dans un élevage porcin conventionnel. Les animaux utilisés sont des truies en gestation ou en lactation et leurs porcelets élevés sous la mère pendant leur 21 premiers jours de vie. C’est sur ces stades physiologiques que nous souhaitons faire avancer nos connaissances.
Evaluation et développement pré-clinique des cathéters pour cartographie, cautérisation ou électroporation irreversible des arythmies cardiaques dans des modèles porcins et ovins
- Recherche appliquée
- Troubles cardiaques
Moutons : 125
Valider des prototypes de cathéters pour que des partenaires industriels obtiennent leur certification et accèdent à un marché "mondial en pleine croissance" : 125 cochons et 125 brebis vont être utilisés dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, tous tués à l'issue. Chaque animal subit une opération de quatre à six heures sous rayons X, avec cinq à vingt cautérisations ou électroporations du muscle cardiaque, précédée ou suivie de deux à quatre heures d'imagerie. Certains sont réopérés un à trois mois plus tard, et le porteur annonce comme effets attendus une paralysie temporaire du diaphragme, des tachycardies dégénérant en fibrillation et des saignements aux points d'introduction des cathéters. Le cochon et la brebis ont été retenus parce que la taille de leur cœur approche celle du cœur humain et parce que l'équipe maîtrise déjà ces deux modèles.
Objectifs
Le projet a pour objectif d’évaluer l’efficacité et la sécurité de prototype de cathéters de diagnostic ou de traitement par ablation pour les troubles du rythme cardiaque. Pour cela l’évaluation préclinique est obligatoire, via l’utilisation de modèles animaux, sains ou malades, en conditions proches de la clinique, avant leur utilisation chez l’homme. Les cathéters sont des dispositifs médicaux manœuvrables à l’intérieur des gros vaisseaux et du cœur et permettent aux cardiologues soit de diagnostiquer une maladie cardiaque soit de la traiter. Les cathéters d’ablation sont des dispositifs médicaux utilisés pour le traitement de maladies cardiaques. Ils permettent grâce à une électrode positionnée à leur extrémité, de causer une cautérisation ou une lésion contrôlée dans le cœur. Cette lésion interrompt les circuits favorisants l’activation désynchronisée du muscle cardiaque. Les cathéters de diagnostic eux, utilisent plusieurs électrodes positionnées en différentes configurations géométriques pour capturer les signaux du cœur et aider à trouver les sources anormales d’activation cardiaque. Le projet permettra de valider les paramètres suivants de prototypes de cathéter avant de pouvoir être utilisés chez le patient : les aspects ergonomiques (robustesse et préservation de l’intégrité mécanique, manœuvrabilité d’un cathéter, capacité à atteindre les cibles cardiaques), l’efficacité (capacité à cibler les points de contrôle lors du diagnostic, capacité à induire des lésions durables sur toute l’épaisseur du myocarde) et enfin la sécurité (risques de créer des caillots de sang pouvant être responsables d’AVC, risque d'endommager les organes adjacents…). Lors de procédure médicale réalisée chez le patient (identique à celle réalisée dans le projet), les patients sont conscients (sédation légère), avec une gestion de la douleur par voie médicamenteuse ajustée par pallier en fonction de la réponse du patient au traitement. Les tests réalisés chez les modèles animaux se déroulent en anesthésie générale. L’objectif de ce projet est de travailler sur des prototypes des cathéters qui devraient permettre une manœuvrabilité optimale, montrer une absence ou minimisation des risques collatéraux pendant la procédure, et provoquer des lésions du tissu cardiaque ayants des effets durables sur les propriétés électriques du cœur traité, afin de pouvoir les proposer à terme dans la prise en charge de maladies cardiaques.
Bénéfices attendus
Les tests des cathéters sur les animaux pour les thérapies du trouble du rythme cardiaque sont fondamentaux pour confirmer que les prototypes atteignent les niveaux de sécurité, d'efficacité et d'ergonomie attendus. L’évolution permanente des dispositifs médicaux dans la prise en charge des patients met en évidence l’intérêt des cathéters pour le diagnostic et le traitement par ablation thermique et non-thermique de certaines maladies cardiaques, ces dispositifs ont donc un marché mondial en pleine croissance. Les tests précis et éthiques ouvriront aux partenaires industriels et aux collaborateurs la possibilité de passer à la phase suivante d'investigation chez les patients, ce qui leur permettra d'obtenir la certification réglementaire pour mettre leurs dispositifs sur le marché.
Procédures
Toutes les procédures et les étapes décrites dans ce projet se déroulent sous anesthésie générale. Nous allons utiliser des cochons jeunes ou des brebis adultes, selon la disponibilité et la nécessite d’effectuer un protocole chronique ou aigü. Nous prévoyons d’utiliser maximum 250 animaux en 5 ans. Les animaux pourront être sains ou être des modèles de maladies cardiaques précédemment créés. Les animaux seront soumis aux interventions suivantes : examens d’imagerie non-invasifs par IRM et/ou scanner CT (durée 2-4 heures), prélèvements sanguins, urinaires, fécaux et tissulaires (30-45 mins), et une opération (identique à celle réalisée chez le patient) pour le test des cathéters sous imagerie par rayons X (durée 4-6 heures). En fonction du dispositif médical à tester, certains animaux pourront avoir une phase de récupération et de répétition, d’un à trois mois après l’ablation, de l’imagerie, des prélèvements, et des cartographie diagnostique afin d’évaluer les résultats chroniques de l’intervention réalisée (durée 4-6 heures)
Impact sur les animaux
Les niveaux de stress et les effets cardiaques dus aux thérapies de diagnostic et d'ablation sont identiques à ceux que connaissent les patients en milieu clinique. Les effets secondaires peuvent être une paralysie temporaire du nerf phrénique ou du diaphragme, un déclenchement de tachycardies ventriculaire débordantes en fibrillations ou un saignement aux sites d’introduction des cathéters.
Devenir
A la fin du projet les animaux seront euthanasiés afin de réaliser des analyses ex-vivo, les organes pourront également être proposés à d'autres équipes de recherche.
Remplacement
A ce jour, pour les objectifs envisagés dans ce projet, nous n’avons pas à disposition d’autres options pour le test de cathéter d’ablation et diagnostic que d’utiliser des modèles animaux. Nous pouvons obtenir des modèles cellulaires en laboratoire pour des analyses préliminaires, mais ces modèles qui se basent sur les cellules cardiaques n'offrent que des résultats extrêmement simplifiés par rapport au cœur entier. Les modèles tissulaires ex vivo ne peuvent pas nous permettre d’observer les effets du remodelage à long terme qui certifie la validation des cathéters pour leur utilisation en clinique.
Réduction
Notre stratégie pour réduire le nombre d’animaux utilisés repose sur la maximisation du nombre de sites que nous pouvons traiter par ablation. Dans l’objectif de réduire au maximum le nombre d’animaux, nous prévoyons d’effectuer certaines évaluations en parallèle (ex : évaluer un cathéter diagnostic et un cathéter d’ablation), si leur coévaluation n’affecte pas les résultats attendus. Si un cathéter montre des limitations importantes en termes de sécurité et/ ou de fiabilité, l’évaluation sera arrêtée ou suspendue en l’attente d’une amélioration du dispositif par le constructeur. De même, si l’évaluation statistique atteint une puissance suffisante, aucun autre animal ne sera inclus dans l'évaluation du cathéter d'intérêt. Chez un jeune porc ou un jeune mouton, nous pouvons effectuer entre 5 et 20 lésions en considérant à la fois les ventricules et les oreillettes. Cela nous donne suffisamment de répliques techniques pour rendre les résultats plus robustes et réduire l’erreur apportée par la variabilité biologique et anatomique individuelle. Cette confiance nous permet d’utiliser la quantité minimale de 5 animaux par conditions afin d’avoir une puissance statistique acceptable. En outre, dans le cas où le paramétrage des thérapies doit être testé en amont du test sur le tissu cardiaque, nous pouvons tester différentes conditions sur les muscles de la cuisse.
Raffinement
Pendant la procédure, les animaux sont maintenus sous anesthésie générale avec une surveillance constantes de leurs paramétres vitaux (fréquence cardiaque, pression sanguine, tempérautre...). Ceux-ci nous permettent d’apporter la nécessaire hydratation ou de fournir des antiarythmiques en cas de risque de fibrillation ventriculaire. Un défibrillateur est toujours disponible en salle d’opération pour éviter la mort précoce de l’animal durant les tests. Pendant l’hébergement, l’animal est placé dans des locaux adaptés, avec les méthodes de raffinement appropriées pour son espèce (groupe social, enrichissement adapté). Les animaux sont suivis quotidiennement par le personnel formé, qui peut intervenir rapidement auprès du vétérinaire et du responsable de projet pour adapter les soins analgésiques si nécessaire. Si une étape du protocole chronique affecte l’état de santé au point d’atteindre l’un des points limites sans qu’aucune action ne puisse permettre un retour à l’état basal alors le protocole sera interrompu et l’animal mis à mort selon les modalités éthiques.
Choix des espèces
Parmi les modèles animaux ayant des caractéristiques anatomiques et fonctionnelles proche de l’homme (mouton, cochon, chèvre, chien), le cochon et le mouton ont été retenus car ces modèles sont bien décrits et caractérisés et constituent une référence dans la communauté scientifique. De plus le personnel impliqué dans ce projet possède une expertise établie de la gestion de ces modèles animaux. Stades de développement des animaux inclus : - Porc : jeune de 50-70kg environ (environ de 4-5 mois) - Ovins : adultes à partir de 12 mois Au stade défini, et pour les deux espèces, la taille et les caractéristiques du cœur des animaux sont proches de celle de l’homme ce qui permet une évaluation fiable des dispositifs médicaux.
Etude des mécanismes permettant aux cellules B régulatrices induites de soigner la sclérose en plaques chez la souris
- Recherche appliquée
- Troubles immunitaires
- Troubles nerveux
- Recherche fondamentale
- Système immunitaire
4 283 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, 2 387 dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger et 1 896 un niveau sévère. Une paralysie partielle leur est provoquée par deux injections sous-cutanées qui déclenchent une attaque de leur propre système nerveux central, et elles subissent par ailleurs quatre gavages, des prélèvements de sang, une biopsie de la queue dès l'âge de sept jours et plusieurs injections. L'enjeu déclaré est de comprendre comment des cellules B régulatrices, transférées en grand nombre, ramènent la maladie en rémission, avec l'espoir d'un traitement contre la sclérose en plaques. Le porteur affirme qu'aucune alternative n'existe, la migration des cellules immunitaires vers le système nerveux central n'étant pas modélisable in vitro à ce jour.
Objectifs
L'objectif du projet est de mieux caractériser l'effet protecteur d’une thérapie cellulaire utilisant des cellules B dans différents modèles de sclérose en plaques. La sclérose en plaques est une maladie inflammatoire du système nerveux central. Elle est la première cause de déficit neurologique chez le jeune adulte. Les femmes sont atteintes deux fois plus que les hommes et le coût socio-économique de la sclérose en plaques est le second après les traumatismes dans ce groupe d’âge. Il n’y a actuellement pas de traitement curatif pour la sclérose en plaques qui est donc une maladie chronique persistant tout au long de la vie du patient. Certains traitements permettent d’en ralentir la progression chez certains patients. La sclérose en plaques implique des cellules du système immunitaire qui attaquent le système nerveux central. L’activation des cellules pathogènes est normalement inhibée par un autre type de cellules immunitaires appelées cellules B régulatrices. Les cellules B régulatrices sont déficitaires chez les patients atteints de sclérose en plaques si bien qu’elles ne bloquent plus l’activation des cellules qui causent la maladie. Il y a un grand espoir qu’il soit possible de traiter la sclérose en plaques en transférant des cellules B régulatrices chez ces patients. Des cellules B régulatrices peuvent être produites en grand nombre en utilisant un protocole récemment établi. La sclérose en plaques peut être modélisée chez la souris, et il a été démontré dans ce modèle que les cellules B régulatrices étaient essentielles à la rémission de la maladie. En utilisant un modèle de sclérose en plaques chez la souris, ces cellules sont capables de contrôler le développement de la pathologie ainsi que d’en induire la rémission. Nous souhaitons dorénavant mieux comprendre le mode d'action des cellules B régulatrices ainsi que de raffiner leur utilisation.
Bénéfices attendus
Le bénéfice attendu est l’optimisation d'une nouvelle approche de thérapie cellulaire basée sur les cellules B régulatrices pour traiter la sclérose en plaques, et la compréhension des mécanismes moléculaires impliqués dans l'effet thérapeutique de ces cellules immunorégulatrices au niveau de l'organe atteint dans cette maladie, le système nerveux central. Ce modèle est prédictif de la sclérose en plaques, et a déjà servi à la mise en place des traitements principaux aujourd'hui utilisés pour cette maladie.
Procédures
Identification d'un animal : ~10 secondes. Biopsie caudale : ~5 secondes. Prélèvement sanguin : ~15 secondes. Gavage x4 : ~20 secondes/gavage. Anesthésie : ~15 minutes. Deux injections sous cutanées : ~30 secondes. Injection intra-péritonéale : ~10 secondes/injection. Une injection intra-veineuse : ~45 secondes. Anesthésie x2 par voie intra-péritonéale : ~15 minutes. Les injections sous-cutanées se font sur animaux anesthésiés. Les autres interventions se font sur animaux vigiles.
Impact sur les animaux
Injection intra-péritonéale = douleur légère, de courte durée et localisée. Injection sous-cutanée = douleur légère, de courte durée et localisée. Injection intra-veineuse = douleur légère, de courte durée et localisée. Contention dans un tube adapté à la taille de la souris pouvant induire un léger stress de manière transitoire. Gavage = contention soutenue, introduction de la sonde dans l’œsophage et jusqu’à l’estomac pouvant induire un léger stress de manière transitoire. Prélèvement sanguin = douleur légère, de courte durée et localisée. Biopsie caudale = douleur modérée, de courte durée et localisée. Identification = douleur légère, de courte durée et localisée. Nuisance liée au modèle EAE=paralysie partielle et transitoire.
Devenir
Tous les animaux seront mis à mort pour permettre le prélèvement des tissus d'intérêt.
Remplacement
Ce projet vise à caractériser l’effet de lymphocytes B dans deux modèles de sclérose en plaques. Les réponses immunitaires se développent dans les organes lymphoïdes secondaires, et impliquent des processus d’interactions entre différents types cellulaires et de migrations cellulaires entre différents organes qui ne sont pas modélisables in vitro actuellement. Les maladies auto-immunes du systèmes nerveux central impliquent également la migration des cellules du système immunitaire dans le système nerveux central, puis l’interaction de ces cellules avec des cellules résidentes du système nerveux central. Ces processus ne sont actuellement pas étudiables in vitro. Il n’y a donc pas d’alternative au fait de conduire les investigations décrites chez l'animal.
Réduction
Le protocole d'induction du modèle expérimental de sclérose en plaques a été optimisé de manière à ce que la maladie se développe de manière homogène chez les souris identiques génétiquement, ce qui permet de réduire le nombre de souris utilisées tout en permettant d'obtenir des résultats statistiquement valides. Le nombre de souris utilisées est réduit au minimum pour avoir des résultats statistiquement interprétables. Ces estimations sont basées sur notre expérience, et les estimations obtenues avec un programme d'analyse de puissance statistique. Les effectifs sont déterminés et les résultats analysés avec des tests statistiques adaptés. Une veille bibliographique sera effectuée dans ce contexte scientifique afin d'éviter la duplication inutile de travaux.
Raffinement
Le protocole d'induction du modèle expérimental de sclérose en plaques a été raffiné de manière à ce que les souris entrent en rémission après un court épisode de paralysie afin de réduire la souffrance des animaux. Nous avons établi pour chaque procédure des points limites adaptés qui permettent d'éviter toute souffrance indésirable et inutile des souris. Les animaux sont suivis de manière quotidienne par le personnel de l'animalerie formé au bien-être animal ainsi que par le/les expérimentateur(s). Le score clinique et le poids sont mesurés quotidiennement. les animaux sont hébergés par groupes sociaux et dans un environnement enrichi.
Choix des espèces
Le modèle expérimental de sclérose en plaques chez la souris a été utilisé pour le développement de thérapies aujourd’hui utilisées chez les patients. Il s'agit donc d'un modèle pertinent pour le développement et la compréhension de nouvelles pistes thérapeutiques pour cette pathologie humaine. Utilisation de souris à partir de l’âge de 7 jours pour effectuer les gestes d'identification ainsi que le prélèvement pour la biopsie. Utilisation des souris à partir de 4 semaines pour effectuer un prélèvement pour génotypage ou pour effectuer un gavage. Cet âge est requis afin de s’assurer que les souris aient une taille appropriée et suffisante pour effectuer les gestes susmentionnés sans porter atteinte à leur intégrité physique. A partir de 6 semaines d’âge et jusqu'à 16 semaines d’âge, les souris pourront être immunisées pour induire l'encéphalomyélite autoimmune expérimentale parce que cela correspond à l'âge pendant lequel la maturité du système immunitaire est adaptée pour étudier la pathogenèse de la maladie.
MeCP2_Cortex_KO
- Recherche appliquée
- Troubles nerveux
- Recherche fondamentale
- Système cardiaque
Une prostration, une difficulté respiratoire majeure ou une perte de poids supérieure à 20 % déclenchent la mise à mort par dislocation cervicale. 240 souris mâles privées de la protéine MeCP2 dans le cerveau vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance sévère, toutes tuées pour prélever leur cortex à la naissance puis à deux, quatre, six et huit semaines. Le porteur indique que le déficit neurologique apparaît vers la cinquième semaine, avec ataxie, tremblements, nervosité et respiration difficile, et que la moitié de ces souris meurent d'elles-mêmes à six semaines, 90 % à huit semaines. Le projet vise à valider une hypothèse sur l'organisation de l'ADN dans les neurones, un traitement pour les filles atteintes du syndrome de Rett restant, lui, une perspective.
Objectifs
L'ADN, qui contient l’ensemble des informations nécessaires au fonctionnement de nos cellules, est organisé sous une forme compacte appelée chromatine. Cette structure doit être souple et adaptable pour permettre aux cellules de fonctionner correctement. Lorsque cet équilibre est perturbé, cela peut entraîner des maladies, notamment des maladies dites « épigénétiques », qui affectent l’expression des gènes sans modifier directement l’ADN. Le syndrome de Rett est un exemple de maladie épigénétique rare qui touche presque exclusivement les filles. Il se manifeste par des troubles du développement neurologique entraînant un polyhandicap sévère, incluant une déficience intellectuelle, des troubles du spectre autistique et des complications respiratoires et cardiovasculaires pouvant réduire l’espérance de vie. Cette maladie est liée, dans la majorité des cas, à une mutation du gène MeCP2, situé sur le chromosome X. Les recherches sur le syndrome de Rett reposent en grande partie sur des modèles de souris génétiquement modifiées, permettant d’étudier la fonction de MeCP2 dans le cerveau. Il a ainsi été démontré que cette protéine joue un rôle clé dans le développement du système nerveux. Nos travaux récents suggèrent que le syndrome de Rett pourrait être une maladie de la chromatine : la mutation de MeCP2 empêcherait son rôle essentiel dans l’organisation de la chromatine des neurones, en perturbant son interaction avec certaines séquences répétées d’ADN. Pour mieux comprendre cette hypothèse, nous étudierons la fonction de MeCP2 dans le développement du cortex chez un modèle murin du syndrome de Rett.
Bénéfices attendus
Ce projet associera différentes approches fonctionnelles à l'échelle du génome novatrices et complémentaires. Il permettra une meilleure compréhension de la fonction neuronale de MeCP2, et clarifia l'étiologie moléculaire du syndrome de Rett. Les données obtenues pourraient conduire au développement de nouvelles thérapies pour cette maladie neuro-développementale sévère et incurable. De plus, nos travaux contribuent à la compréhension du rôle des courtes séquences d'ADN répétées sur l'organisation tridimentionnelle du génome et l’expression des gènes au cours du développement du cerveau, et peuvent avoir un impact plus large, notamment sur l'identification des mécanismes moléculaires impliqués dans les troubles du spectre autistique et dans les maladies neurodégénératives.
Procédures
Nous envisageons d'effectuer nos expériences sur des cortex prélévés sur des souris agées de 0, 2, 4, 6 et 8 semaines. Mais le déficit neurologique des mâles dépourvus en MeCP2 débute entre 4 et 5 semaines, entrainant une létalité de 50% à 6 semaines et de 90% à 8 semaines. Les souris agées de 6 ou 8 semaines seront donc probablement difficile à obtenir. Pour éviter d’avoir comme point limite la mort de l’animal pour ces souris, nous avons choisi une application stricte de point limite dès les premiers signes de souffrance (diminution importante de l’activité motrice ou prostration, difficulté respiratoire majeure ou perte de poids supérieure à 20% au poids attendu). Les souris seront observées quotidiennement, l'une de ces observations suffira à mettre en œuvre le point limite et les animaux seront mis à mort.
Impact sur les animaux
Les troubles neurologiques décris chez les souris où MeCP2 a été inactivée spécifiquement dans le cerveau à un stade embryonnaire précoce sont bien décris. Ils apparaisent vers la 5ème semaine et associent de l'ataxie, une hypoactivité, des tremblements, de la nervosité, une respiration diffcile et une perte de poids.
Devenir
Tous les animaux seront mis à mort pour prélèvement post-mortem du cortex.
Remplacement
En associant des données biochimiques, structurales obtenues in vitro à des données génomiques obtenues à partir de cellules en culture, nous avons accumulé beaucoup de résultats préliminaires qui suggèrent que MeCP2 puisse agir comme un facteur de transcription pionnier dans les neurones, capable d'envahir la chromatine en se liant aux répétitions CA. Le syndrome de Rett pourrait ainsi être considéré comme une "maladie de la chromatine" provenant de l'incapacité qu’a MeCP2, lorsqu’elle est mutée, à moduler l'organisation de la chromatine. Nous souhaitons dans ce projet valider définitivement notre hypothèse de travail par des expériences effectuées sur l'animal, étape indispensable pour le développement d’approches thérapeutiques.
Réduction
Nous ne travaillerons que sur des souris mâles pour lesquelles l'expression de MeCP2 aura été supprimée dans le cerveau, car les femelles équivalentes ne sont pas viables. L’objectif est ensuite de minimiser le nombre d'animaux utilisé tout en assurant une puissance statistique suffisante pour détecter des différences biologiquement significatives des données issues des analyses par séquençage haut-débit et atteindre l'objectif scientifique du projet. Nous estimons que de 3 à 5 réplicats biologiques seront nécessaires par expérience et par âge, soit un total de 240 souris en tenant compte de leur mortalité précoce.
Raffinement
Les mâles KO pour MeCP2 présentent une régression neurologique importante conduisant à une mort prématurée typiquement entre 6 et 8 semaines. Pour éviter d’avoir comme point limite la mort de l’animal, nous avons choisi une application stricte de point limite. Les souris seront observées quotidiennement et notées selon une grille de scoring de la douleur appliquée à l’animalerie qui repose sur l'aspect général (poids corporel, apparence physique, signes cliniques mesurables) et le comportement (modifications du comportement non provoqué, et après stimulation) : -Un score de niveau zéro n’entrainera aucune intervention particulière. -Un score de niveau 1 entrainera des soins spécifiques comme l’utilisation d’aliments gélifiés à même la litière afin de faciliter l’accès à la nourriture des animaux présentant une hypoactivité ou de l’ataxie, l’utilisation de tunnels de transfert pour la manipulation des souris présentant un phénotype de nervosité, l’utilisation d’analgésiques complémentaires, un contrôle biquotidien, une pesée régulière, une consultation éventuelle avec la Structure du Bien-Etre Animal et le vétérinaire. -Un score de niveau 2 sera le point limite et nécessitera une décision de mise à mort par la méthode de dislocation cervicale.
Choix des espèces
La lignée de souris crée est le modèle murin idoine puisqu'il développe des symptômes cliniques similaires au syndrome de Rett, avec un déficit neurologique sévère qui apparait vers la 5ème semaine et une létalité de 50% à 6 semaines. Pour ces raisons, nos expériences seront limitées aux 8 premières semaines de vie mais à différentes étapes du développement du cortex : 0, 2, 4, 6 et 8 semaines. La multiplication des points de cinétique est essentielle à notre étude puisqu'elle permettra de vérifier si la fonction chromatinienne de MeCP2 lors du développement post-natal, est concommitante à l'apparition des troubles neurologiques dans les neurones en maturation dépourvus de MeCP2.
DETERMINATION PRELIMINAIRE DE LA TOXICITE ET TOXICOCINETIQUE DE CANDIDATS MEDICAMENTS ADMINISTRES PAR VOIE INTRAVEINEUSE CENTRALE, VIA UN CATHETER CHEZ LE RAT
- Recherche appliquée
- Toxicologie (hors obligations réglementaires)
2 280 rats vont être utilisés, chacun porteur d'un cathéter implanté dans la veine fémorale ou jugulaire, avec jusqu'à trois administrations par jour pendant quatre semaines, six prélèvements sanguins en vingt-quatre heures et jusqu'à seize heures en cage à métabolisme, privés d'eau. Les procédures impliquent un niveau de souffrance modéré et tous sont tués à l'issue, pour rechercher dans leurs organes les cibles de la toxicité des molécules testées. Une partie d'entre eux est hébergée seule, de l'implantation à la fin du traitement, quand le cathéter oblige à poser un harnais qu'un congénère abîmerait. Ces essais interviennent en amont des études réglementaires, pour trier les candidats médicaments d'une recherche pharmaceutique privée avant les tests obligatoires, plus consommateurs d'animaux.
Objectifs
L’objectif de la Recherche et Développement (R&D) Pharmaceutique est de développer de nouvelles molécules qui seront évaluées durant des essais cliniques en vue de satisfaire les besoins médicaux. Pour un candidat médicament, la R&D pharmaceutique vivo se doit de déterminer la fenêtre thérapeutique pour l’administration chez l’Homme, c’est-à-dire l’intervalle de doses entre lequel le candidat est à la fois actif et efficace et engendre le moins de toxicité possible. Pour cela, des études de toxicologie (incluses dans ce projet) ainsi que des études de pharmacologie (efficacité, mode d’action du candidat médicament) doivent être mises en place conformément à la réglementation. Les études préliminaires in vivo de sécurité non clinique incluses dans ce projet permettent de déterminer le profil de sécurité des candidats médicaments et de connaître ainsi la fenêtre thérapeutique (marge de dose permettant une efficacité et absence de toxicité). Les données d’efficacité et de sécurité permettent ainsi conjointement de décider à chaque étape l’arrêt ou la poursuite du développement du médicament. Les études de ce projet concernent des candidats médicaments dont l’administration sera réalisée par administration intraveineuse chez le Rat via un cathéter implanté dans un vaisseau de large diamètre tel que la veine fémorale ou jugulaire (mimant l’administration chez l’Homme, ce qui diminue les risques d’intolérance locale par rapport à une administration périphérique dans un vaisseau de plus petit calibre et permettant des administrations répétées et/ou sur une longue durée sans aucune contention de l’animal). Elles interviennent précocement dans le processus de développement pharmaceutique (en amont des études vivo réglementaires) et ne sont réalisées que sur des molécules sélectionnées après une première étape de caractérisation et de sélection des molécules in vitro (modèles cellulaires de neurotoxicité, d’hépatotoxicité, de cardiotoxicité...) et in silico (analyse informatique de la génotoxicité). Ces études sont réalisées chez le Rat (présentant une forte homologie physiologique et anatomique avec l’Homme et étant considéré comme le plus prédictif en toxicologie) en utilisant les candidats médicaments les plus prometteurs mais également les composés autres que le principe actif du candidat médicament qui seront utilisés pour la suite du développement afin de déterminer en parallèle leurs profils de sécurité s’ils n’étaient pas encore établis.
Bénéfices attendus
Ce projet s’inscrit dans le cadre de la recherche et du développement de nouvelles entités à visée thérapeutique. Le bénéfice apporté par ce projet est l’optimisation du développement de candidats médicaments en évaluant très précocement leur toxicité éventuelle, en déterminant un profil de sécurité complet (réduction ainsi du nombre d’études réglementaires et du nombre global d’animaux utilisés pour un projet de recherche) et en ajustant au mieux les doses et le schéma expérimental avant d’initier des études réglementaires et d’évaluation pharmacologique qui nécessitent un nombre plus important d’animaux. Cette approche permet ainsi d’optimiser les études et de réduire les contraintes auxquelles les animaux sont soumis dans ces études en s’assurant de la bonne tolérance du candidat médicament dans le cadre d’administrations via un cathéter. Les deux procédures de ce projet (et associées aux informations fournies par les études de pharmacologie) permettent la sélection du meilleur candidat et l’arrêt des candidats les moins prometteurs, réduisant ainsi le nombre d’études réalisées et donc le nombre d’animaux utilisés pour un projet thérapeutique donné.
Procédures
L’ensemble des animaux inclus dans ce projet pourront être soumis : - A l’administration (unique à réitérée 1 à 3 fois par jour pendant 1 jour à 4 semaines) de composés via le cathéter (de quelques minutes jusqu’ à perfusion de 4 heures maximum) - A l’administration d’analgésique avant l’euthanasie (administration unique de quelques secondes) - A des prélèvements de sang en prélevant une faible quantité de sang prélevée à la veine marginale externe de la patte ou veine caudale sur animal vigile : 6 prélèvements maximum sur 24 heures, 2 fois maximum dans l’étude (30 secondes par prélèvement environ) - A des prélèvements via le cathéter dédié de courte durée et maximum 6 fois par jour à ces prélèvements si besoin de quantités répétées plus importantes - A des recueils urinaires d’une durée comprise entre 6h (cas standard) et 16 heures (cas exceptionnel) en cage à métabolisme (1 fois par étude au maximum) avec diète hydrique d’une durée correspondant à celle du recueil (6h en standard et 16h maximum) - A un prélèvement unique de sang réalisé sous anesthésie et analgésie avant l’euthanasie - A des examens paracliniques (ophtalmologie, cardiologie,) nécessitant une contention légère (en dessous du seuil réglementaire) au maximum 2 fois par étude
Impact sur les animaux
Dans le cadre de ce projet, des nuisances ou douleurs peuvent survenir à savoir : - Conséquences directes des actes expérimentaux : • L’administration via le cathéter nécessite une contention douce quel que soit le système utilisé (VAB ou VAH) et le placement de l’animal dans une cage dédiée au traitement – Traitement hebdomadaire à une fois par jour pendant 4 semaines maximum – Durée de quelques minutes à plusieurs heures – Degré de sévérité modéré • Hébergement individuel : le cathéter implanté peut nécessiter la mise en place d’un harnais de protection sur l’animal. L’utilisation de ce système appelé VAH (Vascular Access Harness), qui sera limitée à son maximum, et mise en place seulement si le système VAB (Vascular Access Button) ne peut pas être utilisé, nécessite une stabulation individuelle des animaux de l’implantation jusqu’à la fin de la période de traitement puis du maintien des animaux (afin d’éviter la dégradation du dispositif par un congénère) ce qui peut générer un stress pour l’animal – Degré de sévérité modéré • Prélèvements de sang à la veine marginale externe de la patte ou à la veine de la queue : La contention d’une durée maximale de 2min ainsi que le prélèvement (moins de 30s) peuvent générer du stress et de la douleur (Degré de sévérité modéré). Placement préalable de l’animal dans une enceinte thermorégulée pour la dilatation des vaisseaux dans le cas d’un prélèvement à la veine de la queue (5 minutes – degré de sévérité modéré) • Recueil urinaire (cage à métabolisme) : Le changement d’environnement et l’hébergement individuel de courte durée (6h en prélèvement diurne en standard, exceptionnellement prélèvement nocturne inférieur à 16h, cas qui devra être justifié par le demandeur) peuvent générer une nuisance et un stress pour l’animal – 1 seule fois par étude (Degré de sévérité léger) • Administrations sous-cutanées (analgésique) : la contention d’une durée maximale de 15s peut générer du stress et l’injection (moins de 10s) de la douleur (Degré de sévérité léger) - Conséquence indirecte des actes expérimentaux : La molécule administrée peut en elle-même induire des effets cliniques et peut provoquer une nuisance pour l’animal (impacts sur l’activité, état général, le poids corporel par exemple).
Devenir
Tous les animaux de la procédure ayant reçu une administration de candidat médicament (ou de formulation/véhicule) seront euthanasiés pour prélèvements et examens divers (histologie, toxicogénomique, etc…) puisqu’un des objectifs est de rechercher les organes cibles potentiels. Si les animaux cathétérisés venaient à ne pas être utilisés dans le cadre de ce projet ils seront euthanasiés pour prélèvement d’organes ou de fluides et mise au point (histologie, biologie clinique, études vitro par exemple).
Remplacement
Ce projet couvre la réalisation d’études très précoces réalisées sur l’ensemble des candidats médicaments de notre recherche (intervenant en complément d’autres études de sécurité non clinique décrites dans d’autres projets, et mises en place seulement si nécessité d’utilisation de cathéters pré-implantés des administrations centrales longues ou des composés non tolérés quand administrés par voie périphérique telle que la veine de la queue), études pour lesquelles il n’existe pas d’alternative, validée scientifiquement, éthiquement et réglementairement, à l’utilisation d’animaux. En effet, la mise en place précoce d’un profil de sécurité d’un candidat médicament nécessite l’utilisation d’organismes complexes. L’ensemble des designs expérimentaux de ce projet est néanmoins optimisé afin de n’utiliser que le strict minimum d’animaux et de générer des données utilisables pour les études ultérieures. De plus des méthodes alternatives in vitro et in silico sont utilisées au préalable dans la caractérisation et la sélection des molécules à tester dans ces études ce qui permet de réduire fortement le nombre de molécules testées in vivo.
Réduction
Une sélection des molécules les plus prometteuses est réalisée à l’aide de tests vitro et ou silico avant la mise en place des études incluses dans ce projet. Le nombre habituel de rats (2 à 4 individus/sexe/dose ou candidat médicament) est déterminé pour être un compromis efficace pour atteindre les objectifs des procédures tout en utilisant le nombre d’animaux le plus réduit possible (nombre éprouvé basé sur une solide expérience en interne et sur les recommandations de la littérature). Il permet d’intégrer de la mixité (nécessaire pour évaluer principalement la toxicité d’un composé sur l’appareil reproducteur mâle et femelle) dans les groupes sans avoir à doubler le nombre d’animaux. Ces études permettent de confirmer ou d’infirmer les données obtenues grâce aux méthodes alternatives. Elles sont mises en place précocement et profitent des informations des études de pharmacologie réalisées en parallèle (développement de modèle et recherche du mode d’action du candidat médicament). Elles correspondent ainsi à une étape supplémentaire de sélection du candidat médicament, visant à réduire le nombre total d’animaux utilisés : selon les résultats de ces études et des études de pharmacologie, le développement de la molécule peut être arrêté évitant ainsi de réaliser les études suivantes comportant un nombre d’animaux plus important. Elles permettent de mieux cibler les doses et le schéma d’administration pour les études suivantes, diminuant ainsi le risque et l’impact en termes de bien-être pour les animaux. Un nombre important d’examens cliniques et paracliniques peuvent être réalisés par animal (observations cliniques, poids et température corporels, examen ophtalmologique, prélèvement de sang pour cinétique ou biologie clinique, collecte d’urine, et à son issue prélèvements d’organes …) réduisant aussi le nombre de rats nécessaire dans chaque procédure. En cas de protocole particulier (ex besoin de suivre plus précisément un paramètre particulier) le service de biostatistiques sera sollicité pour définir le design expérimental le plus optimal. Enfin, l’utilisation du microsampling pour prélèvement de sang (prélèvement d’un faible volume à la veine marginale externe de la patte ou à la veine caudale) peu invasive, permet de réaliser une cinétique complète sur un même individu, contribuant ainsi à la réduction du nombre de rats (en évitant l’ajout d’animaux dédiés à la pharmacocinétique dans l’étude), tout en respectant la volémie physiologique.
Raffinement
L’utilisation du cathéter pour l’administration Intraveineuse permet de réaliser les administrations uniques ou réitérées des substances étudiées sans contention de l’animal contrairement à une administration intraveineuse périphérique. De plus l’administration via un cathéter dans un vaisseau de gros calibre diminue les risques d’intolérance locale par rapport à une administration périphérique dans un vaisseau de plus petit calibre. L’une des voies d’accès au cathéter à l’extérieur de l’animal consiste en un harnais de protection du cathéter, réglé tous les jours pour s’adapter à la croissance du rat (impliquant une manipulation régulière du rat). La présence de ce harnais nécessite néanmoins l’hébergement individuel et nous privilégierons donc, une nouvelle voie d’accès au cathéter consistant en un bouton transcutané (permet l’hébergement collectif et donc un raffinement important). Des observations cliniques sont réalisées chaque jour. Dès que des signes cliniques sont observés, une décision est prise en concertation entre le vétérinaire, le responsable d’étude, la Structure en charge du Bien-être animal (SBEA) et les équipes en charge des animaux. Selon les signes cliniques observés, et si les animaux sont en phase de traitement ou non, une prescription de soins, un arrêt de traitement, une diminution de doses ou une euthanasie peut être mise en place. Cette décision se base si besoin sur le score d’une grille de points limites spécifique au rat qui est mise en place rapidement. Le personnel technique formé interagit tous les jours avec les animaux (manipulation) pour générer le moins de stress possible lors des actes expérimentaux. Pour les prélèvements de sang, la technique de prélèvement d’un faible volume de sang à la veine marginale externe de la patte est mise en place dès que possible. Cette technique, rapide, peu invasive, permet de limiter l’impact d’une cinétique, de respecter la volémie physiologique du rat et d’améliorer ses conditions de manipulation. La durée du recueil urinaire est limitée, réalisée en standard en journée sur une durée de 6h ou exceptionnellement sur une période nocturne
Choix des espèces
Les 2 procédures de ce projet sont réalisées sur l’espèce rat car elles interviennent en amont des études réglementaires réalisées sur ce modèle. Comme ces études permettent, en particulier, de choisir les doses et le schéma d’administration des études réglementaires et d’identifier les organes cibles potentiels pour ajuster au mieux les examens à réaliser dans les études réglementaires obligatoires, elles doivent être réalisées sur le même modèle expérimental que celui des études réglementaires. La sélection se fait aussi sur des critères réglementaires, éthiques, scientifiques afin d’obtenir la meilleure prédiction possible de la réponse chez l’Homme. Lorsque cela est possible, l’espèce rat doit répondre aux effets pharmacodynamiques du candidat médicament. S’ajoutent à cela les données historiques (internes et issues de la littérature) relatives au rat (par souche, âge, sexe) et nécessaires à l’évaluation et l’interprétation des effets ainsi que les données des études pharmacologiques réalisées en parallèle chez la souris. Les animaux sont des jeunes adultes et adultes, conformément aux requis réglementaires et correspondant à l’âge des animaux utilisés communément dans les protocoles de recherche de candidat médicament et dans les études ultérieures à ce projet.