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Analyse par imagerie du rôle de l’Angiopoiétine-like 4 (ANGPTL4) dans la fuite capillaire dans un modèle de choc septique (1/2)
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Injectées avec des toxines bactériennes qui font chuter leur pression artérielle jusqu'à l'endormissement puis le coma, 324 souris subissent des procédures impliquant un niveau de souffrance sévère et sont toutes tuées pour récupérer leur sang et leurs tissus. Elles reçoivent aussi un produit de contraste par voie rétro-orbitaire sous anesthésie, avant un scanner de cinq minutes réalisé dans un second établissement. Le porteur cherche à savoir si une protéine repérée chez 19 patients de réanimation peut limiter la fuite de plasma hors des vaisseaux. La rubrique consacrée aux effets sur les animaux tient en une phrase et ne dit rien du délai entre l'injection et le coma.
Objectifs
Le choc septique se définit comme une infection généralisée de l’organisme entrainant une défaillance de l’ensemble des organes. Il constitue un enjeu de santé publique majeur et est responsable, d’après l’OMS (Organisation Mondiale de la Santé), d’environ 11 millions de décès chaque année. Lors d’un choc septique il existe notamment un déséquilibre majeur entre les besoins de l’organisme en oxygène et nutriments et les apports fournis par le système cardiovasculaire. Plus spécifiquement, la perméabilité des vaisseaux sanguins augmente drastiquement, provoquant ainsi une fuite majeure du plasma. Cette anomalie vasculaire, qui porte le nom de fuite capillaire, joue un rôle prépondérant dans l’évolution des patients en impactant très négativement leur pronostic vital. Pourtant, bien qu’une mortalité de 60% soit associée aux patients présentant une fuite capillaire, son origine reste néanmoins très peu connue et il n’existe à l’heure actuelle aucun traitement disponible. Dans ce contexte, notre projet de recherche vise à trouver des cibles thérapeutiques pour contrôler la fuite capillaire au cours du choc septique chez l’Homme. Dans un travail prospectif de recherche translationnelle entre un service de réanimation médicale et un laboratoire de recherche, nous avons identifié chez 19 patients plusieurs protéines associées au syndrome de fuite capillaire. Cette étude a permis en particulier d’identifier une cible d’intérêt particulier du fait de son action sur les vaisseaux sanguins. Plusieurs données suggèrent un rôle protecteur de cette protéine dans l’intégrité des vaisseaux sanguins. Notre objectif est ainsi de fournir la preuve de concept que la modulation de cette protéine permet de diminuer la fuite capillaire et ainsi la mortalité au cours du choc septique. Notre projet se déroulera dans deux établissements utilisateurs (l'un pour les injections et l'autre pour les imageries).
Bénéfices attendus
Le contrôle de la fuite capillaire au cours du choc septique est une approche totalement innovante. Elle répond à un besoin médical majeur, la fuite capillaire jouant un rôle majeur dans l’évolution défavorable des patients. L’objectif à long terme de ce projet est la mise au point de nouvelles thérapeutiques pour contrôler la fuite vasculaire chez les patients. La fuite capillaire induite par le choc septique est impliquée dans d’autres formes de syndrome de réponse inflammatoire systémique (SRIS) lié à une agression aiguë sévère, comme le choc cardiogénique au sens plus large ou le syndrome de détresse respiratoire aiguë. La positivité de notre étude ouvrirait alors un large champ d’investigations et de thérapeutiques potentielles au cours de ces pathologies.
Procédures
Les animaux recevront chacun une injection de toxines bactériennes (d’une durée de moins d’une minute) puis de notre protéine d'intérêt (dans le premier établissement utilisateur). Une injection d’anti-douleur sera réalisée systématiquement en début d'expérimentation pour limiter la souffrance des animaux (durée de moins d’une minute). Les animaux recevront du produit de contraste par voie rétro-orbitale après anesthésie générale pour limiter l'inconfort. Les animaux subiront un scanner d'une durée totale de 5 minutes sous anesthésie générale (dans le second établissement utilisateur).
Impact sur les animaux
Les effets indésirables liés à l'injection de toxines bactériennes sont les suivants : une baisse de la pression artérielle, insuffisance circulatoire avec des troubles de conscience (endormissement puis coma).
Devenir
Mise à mort, pour récupération post-euthanasie du sang et des tissus.
Remplacement
Dans un but de remplacement, des études préliminaires in vitro ont été réalisées au laboratoire. Cependant, ces conditions expérimentales ne sont pas satisfaisantes car elles ne permettent pas de reproduire les nombreuses voies physiologiques mises en jeu au cours du choc septique. La fuite capillaire est en effet d’origine multifactorielle et notre protéine d'intérêt régule de nombreuses voies physiologiques, comme l’inflammation, l’angiogenèse ou le métabolisme lipidique. Notre projet nécessite par conséquent le recours à un modèle animal, qui intègre ces différentes composantes physiologiques. De plus, les systèmes et protocoles d'imagerie ont été optimisés et caractérisés sur des objets physiques de forme, géométrie, composition, etc... connus permettant ainsi de comparer images obtenues et réalité, avant de passer chez l'animal.
Réduction
Le nombre d’animaux a été réduit à celui requis pour une validité statistique des résultats.
Raffinement
Les doses de toxines bactériennes utilisées dans notre projet peuvent engendrer l’apparition de douleurs physiques et psychologiques chez l'animal. Pour diminuer l’inconfort lié à cette phase précédent le coma, un antalgique sera administré. Néanmoins, si malgré cette administration et l’utilisation de tapis chauffants, l’enrichissement présent dans les cages et le suivi régulier des animaux, les expérimentateurs détectent une souffrance importante chez l’animal pendant l'expérimentation (scorée par une grille d'évaluation adaptée aux points limites spécifiques du projet), une mise à mort immédiate sera réalisée sous anesthésie profonde. Les animaux seront ainsi exclus de l’étude et rapportés dans un fichier spécifique. Les examens d'imagerie médicale sont non invasifs et atraumatiques et impliquent au maximum l'injection d'un agent de contraste utilisé en clinique. Les animaux seront surveillés tout au long du protocole afin d’observer leur comportement. En cas de signes de souffrance (scorée par une grille d'évaluation adaptée aux points limites spécifiques du projet), des traitements analgésiques seront utilisés. En cas d'échec de réduction de la douleur, les procédures seront arrêtées et les animaux mis à mort.
Choix des espèces
Les souris âgées de 10 semaines ont été choisies car le protocole précis d'induction du choc septique avec des toxines bactériennes est bien établi et décrit dans la littérature chez ce modèle animal. De plus, de précédentes études menées au laboratoire sur des souris de cet âge ont déjà démontré que le modèle était pertinent. Ces expériences permettront de définir si la protéine peut être une nouvelle cible thérapeutique potentielle dans le traitement de la fuite capillaire au cours du choc septique chez l'Homme.
Développement de traceurs moléculaires et validation in vivo d’un neuroprotecteur pour l’amélioration du diagnostic et du traitement de l’accident vasculaire cérébral ischémique par Imagerie TEP.
- Recherche appliquée
- Diagnostic des maladies
- Recherche fondamentale
- Système cardiaque
415 rats vont être utilisés et tous tués, 90 d'entre eux opérés sous anesthésie et tués avant tout réveil, les 325 autres dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Cent quatre-vingts subissent une chirurgie de deux heures au maximum pour obstruer l'artère cérébrale moyenne et provoquer un AVC, 325 passent six séances d'imagerie sous anesthésie étalées sur 21 jours, et 90 sont saignés vingt fois en deux heures. Le porteur indique que la chirurgie provoque des douleurs postopératoires, une perte de poids et des déficits neurologiques visibles, les rats se déplaçant en cercles ou tournant sur eux-mêmes. Il présente le projet comme répondant à un "besoin médical", alors que les traceurs testés servent d'abord à mieux voir les lésions, pas à les soigner.
Objectifs
L'accident vasculaire cérébral (AVC) ischémique est une perte soudaine d’une ou plusieurs fonctions cérébrales due à l’obstruction par un caillot de sang de vaisseaux sanguins du cerveau. C'est la troisième cause de mortalité dans le monde. En France, environ 125 000 nouveaux cas d'AVC ischémique se produisent chaque année, dont 50% sont mortels. Les facteurs de risque principaux sont l'hypertension artérielle, le tabagisme, l'hypercholestérolémie, le diabète et le vieillissement. Bien que l'intervention rapide puisse sauver la moitié des patients, les lésions cérébrales causées par l'AVC peuvent laisser des séquelles graves. En effet, les AVC sont la principale cause de handicap acquis chez les adultes dans les pays industrialisés. Le traitement de l'AVC ischémique consiste à éliminer les caillots sanguins à l’aide d’un médicament. Cependant, même après la réouverture du vaisseau principal obstrué, la microcirculation en aval reste souvent bloquée, empêchant l‘irrigation (perfusion) du tissu cérébral affecté. Cette reperfusion incomplète est largement responsable des séquelles post-AVC ischémiques. Le projet se concentre sur deux objectifs principaux. Premièrement, il vise à tester des traceurs permettant une imagerie plus précise de l'AVC ischémique, en offrant notamment une meilleure visualisation des zones de perfusion et d'ischémie. Ces traceurs seront radiomarqués pour être utilisés en tomographie par émission de positons. A terme, ils devraient faciliter et accélérer le diagnostic de l’AVC ischémique. Deuxièmement, le projet vise à tester l'efficacité de candidats médicaments neuroprotecteurs dans des modèles animaux d'AVC ischémique. Ce projet pourrait améliorer le diagnostic et le traitement de l'AVC ischémique, offrant de nouvelles perspectives pour les patients et répondant à un besoin médical.
Bénéfices attendus
Ce projet vise à améliorer la compréhension et le traitement de l'AVC ischémique. Voici les principaux bénéfices attendus : Bénéfices à Court Terme : En utilisant l'imagerie, nous développerons des signatures moléculaires spécifiques aux lésions cérébrales causées par l'AVC. Cela permettra de mieux comprendre les processus biologiques dans le contexte de l’AVC ischémique. Bénéfices à Moyen Terme : En outre, le projet aidera à créer des méthodes pour diagnostiquer l'AVC ischémique plus tôt. Une détection rapide permettra une intervention plus efficace, réduisant les complications et améliorant les résultats pour les patients. Les nouveaux traceurs offriront une visualisation plus précise des zones touchées, facilitant ainsi un traitement rapide et ciblé. Bénéfices à Long Terme : Les résultats du projet permettront d’identifier des candidats médicaments neuroprotecteurs. A terme, si certains obtiennent une autorisation de mise sur le marché, ils pourront aider les patients dès les premiers stades de l'AVC. Ces médicaments viseront à protéger les neurones et à améliorer la récupération neurologique. En comprenant mieux pourquoi la reperfusion est parfois incomplète, nous pourrons développer des stratégies pour améliorer la perfusion sanguine et réduire les dommages secondaires. Cela aura un impact direct sur la qualité de vie des patients. Les nouvelles informations obtenues dans cette étude pourraient conduire à de nouvelles stratégies de traitement et à des innovations médicales. En résumé, ce projet développera des outils de diagnostic avancés et améliorera les soins pour les patients atteints d’AVC ischémique. Il ouvrira également de nouvelles perspectives pour la recherche et les traitements innovants.
Procédures
Les interventions prévues sur une partie des animaux sont les suivantes : • Réalisation sous anesthésie gazeuse d’une chirurgie entrainant une ischémie cérébrale (durée 120 minutes au maximum, 180 animaux) • Réalisation de sessions d’imagerie sous anesthésie gazeuse (durée 120 minutes au maximum, 6 par animal espacé sur 21 jours, 325 animaux) • Injection d’un radiotraceur, sous anesthésie générale (durée 1 min) • Prélèvement sanguin sous anesthésie générale (durée : 10 secondes, répété 20 fois et espacé sur un maximum de 120 minutes, 90 animaux).
Impact sur les animaux
Lors de l'utilisation du modèle d'occlusion de l'artère cérébrale moyenne (MCAO) chez les rats pour induire une ischémie cérébrale, plusieurs effets indésirables peuvent survenir. La procédure implique une chirurgie invasive qui peut provoquer des douleurs postopératoires,. Les rats peuvent également présenter une perte de poids significative due au stress induit par la chirurgie et à la diminution de l'appétit qui en découle. Enfin, les rats peuvent avoir des comportements anormaux tels que le déplacement en cercles, des rotations compulsives et une réponse asymétrique aux stimuli tactiles, indiquant des déficits neurologiques.
Devenir
Tous les animaux seront euthanasiés à la fin de la procédure afin d’extraire les organes et réaliser des manipulations ex vivo permettant de corréler les mécanismes biologiques, la distribution des biomarqueurs d’intérêt avec les données en imagerie.
Remplacement
L'objectif de ce projet est d'identifier et de valider de nouveaux traceurs moléculaires pour l'imagerie de l'accident vasculaire cérébral (AVC) ischémique et d'évaluer des candidats médicaments neuroprotecteurs. Actuellement, les modèles in vitro et in silico, ne suffisent pas pour modéliser la complexité des interactions biologiques et des processus physiopathologiques dans un organisme entier. Les études in vivo sont essentielles pour comprendre pleinement les mécanismes des AVC ischémiques et les réponses aux traitements potentiels. Les modèles animaux, en particulier les modèles de rats utilisant l'occlusion de l'artère cérébrale moyenne (MCAO), permettent d'observer les effets des interventions dans un organisme entier. Cela inclut la distribution, le métabolisme, et l'élimination des composés. Les interactions entre les différents types de cellules cérébrales, les effets de la reperfusion, et les réponses inflammatoires et immunitaires doivent être étudiées dans un contexte physiologique complet, ce qui est impossible à reproduire complètement avec des modèles non animaux. Bien que des progrès significatifs aient été réalisés dans le développement de modèles non animaux, l'étude des AVC ischémiques et la validation de nouveaux traceurs moléculaires et candidats médicaments nécessitent encore l'utilisation de modèles animaux pour obtenir des données complètes et fiables. Ces modèles permettent de reproduire les conditions pathologiques et les réponses physiologiques de manière holistique, indispensable pour atteindre les objectifs de ce projet et assurer la transposabilité des résultats aux traitements cliniques.
Réduction
Pour ce projet, nous avons déterminé le nombre d'animaux à utiliser par une approche intégrée visant à utiliser le moins d’animaux possible tout en garantissant des résultats fiables et reproductibles. Voici les techniques que nous mettons en œuvre pour réduire le nombre d'animaux nécessaires : - Imagerie longitudinale non invasive : nous utiliserons la tomographie par émission de positons (TEP) pour étudier les différences cardiovasculaires au sein de nos groupes. Cette méthode non invasive permet de réaliser plusieurs examens d'imagerie sur le même animal au fil du temps. En suivant les mêmes animaux à différentes étapes de l'étude, nous réduisons considérablement le nombre total d'animaux nécessaires. - Analyse statistique : l'analyse choisie permet de maximiser la précision des comparaisons entre groupes tout en tenant compte des variations individuelles. - Nous avons également utilisé des logiciels spécialisés pour optimiser la taille des échantillons.
Raffinement
Deux semaines d’acclimatation sont prévues avant l’entrée des animaux en protocole. Une surveillance quotidienne des rongeurs sera pratiquée par les zootechniciens et les expérimentateurs. De l'enrichissement sera ajouté dans les cages des animaux. Tous les examens d’imagerie sont réalisés sous anesthésie générale par voie gazeuse afin de minimiser le stress de l’animal. Un suivi de l’état des animaux est pratiqué de façon hebdomadaire : poids, qualité de la fourrure des animaux et posture de l’animal dans sa cage. Des points limites ont été établis. Ces points limites servent de critères précis pour déterminer les moments où il devient nécessaire de prendre des mesures appropriées, telles que l'intervention médicale ou l'ajustement des conditions expérimentales.
Choix des espèces
Le modèle chez les rats est largement adopté pour plusieurs raisons importantes. • Les rats présentent des similitudes significatives avec les humains en termes de structure et de fonction du système vasculaire cérébral. Cela permet de modéliser fidèlement les conditions pathophysiologiques observées chez les patients atteints d'AVC ischémique. Les études montrent que l'anatomie vasculaire et la réponse physiologique des rats à l'ischémie cérébrale sont comparables à celles des humains. • De plus, cette espèce, de par sa taille, présente l’avantage d’être particulièrement adaptée aux études d’imagerie par TEP (tomographie par émission de positons), imagerie qui est facilement transposable chez l’humain. Les rats jeunes adultes ont un système vasculaire cérébral pleinement développé, ce qui permet une étude plus précise et stable des mécanismes de l'AVC ischémique.
Evaluation d’un nouveau substitut vasculaire construit par ingénierie tissulaire à partir du cordon ombilical humain EU2/2
- Recherche appliquée
- Troubles cardiaques
Valider un greffon vasculaire fabriqué à partir d'artère de cordon ombilical humain, en vue d'en faire un produit "prêt à l'emploi" pour la chirurgie cardiaque, suppose ici d'utiliser 54 cochons dans des procédures impliquant un niveau de souffrance sévère, tous tués à l'issue pour prélèvement des tissus. Chaque animal est transporté entre deux établissements, endormi, ouvert au thorax, greffé, et une de ses artères coronaires est bouchée pour reproduire les conditions rencontrées en clinique. Il est ensuite réveillé puis suivi de six semaines à un an, avec une à trois anesthésies supplémentaires pour des examens d'imagerie. Le calcul d'effectif intègre une mortalité estimée à environ 20 %, soit une dizaine de cochons qui mourront avant le terme prévu.
Objectifs
L’objectif principal de ce projet est la validation d'un greffon artériel construit par ingénierie vasculaire à partir d'artère de cordon ombilical humain pour un pontage cardiaque chez un modèle animal de cochon. Ce greffon totalement d’origine humaine ainsi validé permettra de proposer un produit « prêt à l’emploi » à usage clinique sans problème de rejet. Le projet sera réalisé dans 2 établissements utilisateurs.
Bénéfices attendus
Ce projet a pour finalité de proposer un greffon naturel humain sans problème de rejet afin de répondre à un problème majeur de Santé publique : les pathologies cardio-vasculaires dont le principal traitement repose sur le pontage coronarien. Pour pratiquer cette intervention, il est nécessaire de disposer de greffons vasculaires. Or aujourd’hui, les sources possibles reposent sur les autogreffes de patients ou les greffons synthétiques. Ils présentent chacun de nombreux inconvénients tels que les complications liées à leurs prélèvements pour l’un et au fait qu’ils sont peu adaptés pour remplacer des greffons de petits diamètres pour l’autre. La validation du greffon chez l’animal le plus proche de l’homme en terme de physiologie nous permettra de disposer de données pré-cliniques pour évaluer ce greffon avant son implantation chez l’homme.
Procédures
Dans l'établissement utilisateur 1 (hébergeur), Les animaux auront tout d'abord une injection d'un calmant afin de réduire le stress dû à la manipulation. Après transport dans l'établissement utilisateur 2 (de chirurgie) , une perfusion intraveineuse sera posée afin de permettre une anesthésie générale. Une fois totalement endormi et sous traitement anti-douleur, ils subiront une intervention chirurgicale avec mini-ouverture du thorax afin de mettre en évidence le cœur et nous procéderons au pontage avec l'artère d'intérêt et occluerons une des artères du cœur afin de mettre le cœur dans les conditions physiologiques identique à la clinique. L'animal sera alors réveillé et suivi entre 6 semaines et 1 an. Durant cette phase, les animaux subiront entre 1 et 3 anesthésies supplémentaires selon le groupe afin de réaliser des tests indolores (échographies et imageries cardiaques) pour lesquels le produit de revelation sera injecté pour estimer la perméabilité du greffon.
Impact sur les animaux
La principale nuisance est la réalisation d’une chirurgie intra-thoracique chez le cochon et le maintien en vie de l’animal pendant une longue période post-opératoire. Cette longue période est nécessaire afin de s’assurer que le greffon reste perméable même à distance de l’opération.
Devenir
A la fin de la procédure, les animaux seront euthanasiés afin d'effectuer des prélèvements de tissus nécessaires aux analyses histologiques.
Remplacement
Ce travail a traversé différentes phases d'études notamment in vitro avant d'atteindre la phase préclinique sur les cochons en tant que modèle de gros animaux. Des évaluations mécaniques et cellulaires de ce greffon sont réalisés avant implantation, ce qui nous permet d'étudier et de nous assurer des propriétés du greffon, tout en remplaçant les animaux et réduisant le nombre d'animaux utilisés. Les résultats intéressants obtenus in vitro ont montré les réelles capacités de cette prothèse vasculaire. Ces résultats prometteurs nécessitent donc en vue d’essais cliniques, une validation via une vraie étude comparative sur les minipigs qui présentent des similitudes importantes d’un point de vue anatomique et physiologique avec l’homme.
Réduction
Des évaluations du vaisseau sont réalisées avant greffe afin de valider ses propriétés et de n'implanter que des vaisseaux de qualité. Ceci permet de réduire le nombre d'animaux utilisés. Les différences intergroupes sont évaluées par le test statistique adéquat. En tenant compte de la mortalité estimée pour ce modèle à environ 20%, 54 cochons sont nécessaires afin d’obtenir une étude statistiquement exploitable.
Raffinement
Les animaux seront hébergés en box collectif afin de limiter l’angoisse, le stress des animaux en respectant le quota d’animaux par box. Les cochons seront intubés, sédatés et reçoivent un traitement antalgique continu pendant toute l'opération. La fréquence, le rythme cardiaque et respiratoire de l'animal seront suivis en continu. Toute modification de ces paramètres signale un réveil, une douleur ou un inconfort de l’animal et induirait alors un réajustement immédiatement des traitements permettant de limiter les souffrances au maximum. En suivi post-opératoire : Prise d’antibiotiques en prévention d'office pendant les 7 jours suivants l'opération avec des comprimés à croquer 2 fois par jour ainsi qu'un traitement antalgique par patch pendant 3 jours au minimum et plus si nécessaire. Un protocole empêchant la coagulation du sang est mis en place ainsi que des soins locaux antiseptiques aux abords des points chirurgicaux. Les animaux seront hébergés à l'animalerie dans un premier temps en box individuel mais permettant tout de même un contact olfactif, visuel et sonore avec des congénères présents dans les boxes en face. Ceci permettra de limiter l'angoisse et le stress des animaux. Le milieu reste enrichi avec des jouets adaptés (balles, cordes à mordre...). Les animaux seront remis en groupe selon leur état de récupération (estimé à 2 semaines).
Choix des espèces
Les minipigs ont été choisis comme modèle animal pour ce projet pour 2 raisons. Ce modèle possède une anatomie comparable à l’homme pour le système cardio-vasculaire qui permet d’implanter le greffon vasculaire dans des conditions chirurgicales similaires. De plus, le suivi des animaux s’effectuant sur une durée pouvant aller jusque un an, il faut un modèle animal avec un développement physique achevé et comparable à l'homme (adulte à 60-80kg).
Détermination de la digestibilité iléale des protéines et acides aminés sur des matières premières utilisées pour l’alimentation de poussins en croissance
- Recherche appliquée
- Alimentation animale
Des cages de 0,84 m² pour quatre poussins, quand la directive européenne en préconise 2 : 480 poulets de chair vont être utilisés dans des procédures déclarées d'un niveau de souffrance léger, tous tués à 27 jours pour récupérer le contenu de leur intestin. Un groupe témoin reçoit un aliment totalement privé de protéines, avec des carences et un retard de croissance attendus. Le projet, mené sur cinq ans pour le compte de trois sociétés concurrentes du secteur, vise à fixer une méthode de référence pour mesurer la digestibilité des matières premières d'alimentation animale. Le porteur retient le poulet de chair parce qu'il s'agit de "l'espèce cible", et reconnaît qu'une cage réduite limite l'exploration et les déplacements.
Objectifs
La digestibilité des acides aminés des aliments/matières premières destinés à l’alimentation des volailles est un sujet d’intérêt depuis quelques années. Il est désormais reconnu que la digestibilité déterminée au niveau de l’iléon (partie de l'intestin grêle) permet d’avoir une meilleure mesure de l’absorption des acides aminés par la volaille. Il existe de plus en plus de publications sur des valeurs de digestibilité iléale des acides aminés pour certaines matières premières mais avec une grande variabilité entre les publications et entre les stations de recherche où sont réalisés les projets. Ce phénomène de variabilité étant principalement dû à des différences de méthodologies utilisées. Ce projet a donc pour objectif de déterminer une méthode de référence afin de mesurer la valeur de la digestibilité iléale apparente des matières premières utilisées pour l’alimentation des volailles.
Bénéfices attendus
Ce projet est indispensable pour développer une méthode standardisée de mesure de digestibilité iléale apparente des protéines et des acides aminés des matières premières utilisées dans l’alimentation des volailles. Cela permettra ensuite de compléter des tables de valeurs nutritionnelles qui permettent de formuler les aliments des volailles d’élevage (aliments qui correspondront mieux aux besoins physiologiques de l’animal).
Procédures
Les poussins sont peu sollicités, il n'y a pas de prélèvements sur animaux vivants ou de procédures chirurgicales de réalisées. Les poussins sont d'abord placés dans les cages pendant une période de 3 jours d'adaptation (pendant laquelle aucune mesure n'est réalisée), afin que les poussins s'adaptent à leur environnement. Les animaliers passent plusieurs fois par jour pendant les périodes de mesures pour collecter les fientes sur des plateaux sous les cages ou mesurer la consommation d'aliment dans les mangeoires, ce qui ne nécessite pas de contact direct avec les animaux. Les seuls contacts ont lieu lors de la pesée des animaux à J17, J21 et J24 (5 min maximum par cage collective de 4 poussins) ainsi que lors de l'euthanasie à J27.
Impact sur les animaux
Le calcul de la valeur de digestibilité iléale apparente des protéines/acides aminés pour les matières premières testées nécessite une comparaison à un groupe témoin privé d’apport en protéines (régime protéiprive), ce qui veut dire que l’aliment distribué pour ce groupe ne contient pas de matières premières sources de protéines/acides aminés. Pour ce groupe, on peut s’attendre à des phénomènes de carence en protéines et/ou acides aminés. Ces carences peuvent entraîner notamment des retards de croissance (principalement musculaire). Pour l’ensemble des groupes, les animaux sont logés dans des cages de dimensions suivantes : 100cm x 84cm = 0.84m² x 1m de hauteur. La taille de ce module est inférieure au 2m² qui est préconisée par la réglementation (tableau 8.1 de la directive européenne) mais supérieure à la surface minimale de 0.75 m² si la durée de confinement est limitée. Cela est nécessaire pour la manipulation des animaux et pour pouvoir récolter la totalité des fientes de manière fiable. Une taille de cage réduite peut avoir des effets sur l’expression des comportements naturels des animaux (exploration, déplacements moins importants…).
Devenir
A l'issue des procédures, les animaux sont euthanasiés afin de collecter les contenus digestifs.
Remplacement
Les évaluations de ces matières premières à partir d’analyses chimiques restent problématiques et les techniques in vitro utilisant des préparations enzymatiques sont encore délicates à mettre en œuvre. De plus, elles demeurent imprécises quand on cumule l’incertitude des modèles de prédiction à celle associée à la variabilité analytique. L'objectif de ce projet est d'évaluer des matières premières pour les utiliser dans l'alimentation animale (notamment en volailles), c'est pourquoi il est nécessaire de faire appel à des oiseaux. Nous utilisons des poulets de chair de 0 à 27 jours afin de réaliser les mesures sur des animaux en croissance, ce qui est le plus répresentatif des animaux présents dans les élevages.
Réduction
Ce projet est divisé en cinq essais (un essai par an). Dans chaque essai, 3 matières premières et un témoin sont analysés (soit 15 matières premières au total sur 5 ans). Compte-tenu de la variabilité animale et environnementale, et de la précision que nous recherchons pour le calcul des valeurs nutritionnelles, 96 animaux sont nécessaires dans chaque essai (4 groupes de 6 répétitions par groupe, avec 4 animaux par répétition). Ce nombre a été déterminé par un test statistique de puissance de notre dispositif expérimental et afin que l’on puisse observer des différences significatives entre les groupes. Le dispositif utilisé permet de maîtriser les consommations par groupe de 4 poussins par module et de réaliser également une collecte totale des fientes (pour les calculs de digestibilité de l’énergie). Les mêmes animaux peuvent donc être utilisés à la fois pour déterminer la digestibilité des protéines / acides aminés ainsi que la digestibilité de l’énergie d’une matière première (réduction du nombre d’animaux). Ces travaux sont réalisés et valorisés par trois sociétés différentes et concurrentes sur le marché, ce qui permet de mutualiser certains savoirs (et de ne pas démultiplier les essais). Les poussins sont renouvelés à chaque essai, car ces mesures doivent être faites sur des animaux au même âge et en croissance, dont les besoins évoluent jusqu’à 27 jours. De plus, les animaux sont euthanasiés à la fin de la procédure afin de récupérer le contenu de l’iléon.
Raffinement
Au minimum deux fois par jour le comportement (Position, déplacement, attitude, boiterie) est observé. Tout au long de l’essai, la mortalité est contrôlée quotidiennement. De plus, le poids des poussins à J17, J21 et J24 est mesuré. En fonction de ces critères, un poussin ou le groupe d’animaux destiné à une matière première peut être mis hors essai. Une grille de notation des points limites est utilisée (notation de plusieurs indicateurs).
Choix des espèces
Il s’agit de l’espèce cible. Un essai dure 27 jours : du premier jour de vie du poussin à 27 jours d’âge. Les 14 premiers jours, les poussins sont élevés au sol dans des conditions d’élevage classiques. Ensuite, les poussins sont élevés pendant 13 jours en cages collectives : période d’adaptation à la cage pendant 3 jours puis réalisation de mesures sur les 10 derniers jours (distribution des aliments expérimentaux pendant 10 jours, récolte des fientes et euthanasie pour récolte des contenus digestifs le dernier jour). Nous utilisons des poulets de chair de 0 à 27 jours afin de réaliser les mesures sur des animaux en croissance, ce qui est le plus représentatif des animaux présents dans les élevages.
Exploration de l’association entre la vulnérabilité à la récompense de la nicotine et la sensibilité à la douleur : l’impulsivité au centre de l’interaction
- Recherche appliquée
- Troubles nerveux
- Recherche fondamentale
- Système nerveux
432 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures d'un niveau de souffrance modéré. Chacune subit une chirurgie d'une heure trente, une exposition à la nicotine huit heures par jour pendant vingt jours, une mesure du seuil de retrait de la patte, et deux mois de test quotidien de recherche de récompense alimentaire, cinq jours par semaine. Le projet cherche à relier la vulnérabilité à la nicotine et la sensibilité à la douleur en passant par l'impulsivité, avec l'espoir de nouvelles pistes contre le tabagisme. Le porteur écrit que l'imprégnation en nicotine "n'a pas d'effets nuisibles" et que les tests, hors chirurgie, sont "sans douleur" pour l'animal.
Objectifs
Le trouble lié à l'utilisation du tabac, impliquant les produits dérivés du tabac tels que les cigarettes, les e-cigarettes ou le snus (forme de tabac conditionné en sachets, contenant une poudre de tabac à sucer ou à chiquer), est l’une des addictions les plus répandues. En France, la consommation de tabac entraîne 73 000 décès chaque année, posant l'un des défis de santé publique les plus importants de notre époque. Malgré son importance, la comorbidité liée à l'utilisation du tabac avec une hypersensibilité à la douleur passe souvent inaperçue. Il est donc impératif de prendre en compte ces troubles conjointement, et de les traiter simultanément pour améliorer les approches thérapeutiques contre le tabagisme.
Bénéfices attendus
D'un point de vue de santé publique, notre objectif est d'adopter une approche transdiagnostique pour explorer l'interaction entre l'utilisation de la nicotine/du tabac et la douleur. Cette approche permettra d’identifier des mécanismes partagés et offrira de nouvelles pistes pour tester si des médicaments spécifiques peuvent être des candidats prometteurs pour de nouvelles stratégies thérapeutiques visant à traiter la sensibilisation à la douleur chez les sujets impulsifs, réduisant les troubles liés à l'utilisation du tabac chez ces individus.
Procédures
Tous les animaux seront soumis à des interventions chirurgicales (durée 1h30). Tous les animaux suivront des tests comportementaux : mesure du seuil de retrait de la patte (10min, 1 fois), comportement dirigé vers une récompense alimentaire (1h/ jour pendant 2 mois, 5 jours/sem), exposition à la nicotine (8h/jour pendant 20 jours), enregistrements in vivo (1h/jour de 1 à 15 jours). Selon les procédures, certains animaux seront injectés (quelques secondes, de 1 à 3 semaines, 5jours/semaines)
Impact sur les animaux
Les procédures chirurgicales peuvent être source de douleurs post-opératoires pour lesquelles des traitements antalgiques et un suivi post-opératoire sont mis en place. Les animaux sont également exposés à une solution de nicotine qui permet une imprégnation en nicotine, objet de l'étude pour l'addiction, mais cela n'a pas d'effets nuisibles. Le comportement sensoriel des animaux consistera à définir un seuil de réaction à une stimulation mécanique sur animal en libre mouvement. Ce test n'engendre pas de douleur. Les injections intrapéritonéales sont réalisées par un personnel compétent et n'engendrent pas de douleur autre que celle de la piqure. La contention des animaux lors de la connection/déconnection des fibres peut être source de stress, même si les animaux sont au préalable habitués au geste. Les autres tests expérimentaux sont sans douleur sur l'animal et n'engendre pas de nuisances ou d'effets néfastes.
Devenir
A l'issue de chaque procédure les animaux seront euthanasiés.
Remplacement
Nous utilisons le modèle animal pour modéliser la pathologie humaine de l'addiction à la nicotine. Les similitudes entre homme et rongeurs en terme de développement, de symptomatologie comportementale ainsi que de caractéristiques neuronales justifient l’utilisation de la souris dans nos études. De plus, notre projet d'étude des comorbidités entre addiction à la nicotine et sensibilité à la douleur repose sur une approche intégrée nécessitant les capacités cognitives de l’animal et impliquant le fonctionnement du système nerveux dans son intégrité. Un tel travail ne pourrait être effectué par une approche in vitro ou in silico.
Réduction
Nous prévoyons d'utiliser le nombre minimal de souris nécessaires pour obtenir des analyses statistiques fiables et cohérentes. Pour les études comportementales, afin de réduire au maximum le nombre d'animaux utilisés, nous effectuerons lorsque cela est possible sans biaiser les résultats de l'expérience, plusieurs tests sur les mêmes souris.
Raffinement
Les animaux sont hébergés en cages collectives (10/cage maximum) dans un milieu enrichi (litière de cellulose, carrés de cellulose et papier ouaté). La surveillance des animaux est réalisée quotidiennement par le zootechnicien. Toute anomalie ou souffrance évidente est signalée à l'expérimentateur et au responsable du projet qui décident de la conduite à tenir en fonction des points limites fixés. Des fiches de suivi post-opératoires sont mises en place, ainsi qu’une grille d’évaluation sur laquelle des critères d’arrêt et des mesures conservatoires sont décrites. Avant toute procédure, les animaux connaissent une période d’acclimatation de minimum 7 jours, durant laquelle ils sont délicatement manipulés (handling) de façon quotidienne. Cette approche permet de limiter le stress des animaux lors du démarrage des procédures en les habituant à la préhension et à la contention.
Choix des espèces
Les similitudes entre homme et rongeurs en terme de développement, de symptomatologie comportementale ainsi que de caractéristiques neuronales justifient l’utilisation de la souris dans nos études. Nos travaux considèrent la souris in vivo, et mettent à profit différents protocoles comportementaux irréalisables matériellement et/ou scientifiquement sur d'autres espèces. L'organisation du cerveau de souris est proche de celle du cerveau humain, ce qui permet de proposer des hypothèses de fonctionnement du cerveau humain dans le cadre des comportements spécifiques liés à la toxicomanie. Les animaux débuteront les expérimentations à l'âge de 56 jours, soit l’âge adulte. Nous choississons ce stade dévelopemental qui correspond à une maturation complète du cerveau.
Importance de la région claustro-insulaire dans la genèse et propagation des épilepsies du lobe temporal chez la souris
- Recherche appliquée
- Troubles nerveux
- Recherche fondamentale
- Système nerveux
Une à deux chirurgies cérébrales de une à deux heures trente, puis des injections répétées à dose croissante jusqu'au déclenchement d'une crise d'épilepsie généralisée : 197 souris vont être utilisées dans des procédures d'un niveau de souffrance modéré à sévère. D'autres développent une épilepsie chronique du lobe temporal, avec une perte de poids et un stress métabolique pendant les 24 à 48 heures suivant l'induction, et le porteur signale de rares morts subites inexpliquées. Toutes sont tuées pour récupérer leur cerveau et vérifier la position des électrodes. Le porteur applique aux souris le protocole clinique humain, en n'administrant un anticonvulsivant qu'au-delà de cinq minutes de crise, et écrit par ailleurs qu'il n'existe "pas d'alternative tangible" à ce projet.
Objectifs
L’épilepsie touche environ 1% de la population mondiale et, dans 30% des cas, aucun médicament ne permet le contrôle des crises. Cette forme de la maladie dite pharmaco-résistante est souvent associée à de nombreuses comorbidités et complications (ex. troubles cognitifs). Son coût pour la société est estimé à 14 milliards d’Euros par an en Europe et, malgré l’accès à plus d’une quinzaine de nouveaux médicaments anti-crises, le taux d’épilepsie réfractaire n’a pas changé en 30 ans. Ce constat difficile est en partie due au fait que nous ne comprenons pas bien les mécanismes de propagation et de généralisation des crises épileptiques dans le cerveau. Le cortex insulaire et le claustrum, sont connues pour être impliquées dans cette propagation des activités épileptiques. Ce projet a ainsi pour but d’étudier en détail comment cette région claustro-insulaire, participe à la propagation des épilepsies dans le cerveau et le cas échéant de tester différentes approches thérapeutiques ciblées spécifiquement à cette région.
Bénéfices attendus
Mieux comprendre comment l’activité épileptiques se propagent et généralise est de première importance pour pouvoir développer de nouvelles cibles thérapeutiques. A court et moyen terme, ce projet ainsi vise à apporter des réponses quant à la dynamique des activités de réseaux dans conditions physiologiques extrêmes et pathophysiologiques qui devraient intéresser non seulement la communauté scientifique travaillant sur l’épilepsie mais aussi de manière plus large qui s’intéresse au claustrum, à l’insula et aux interactions des réseaux neuronaux. Enfin, le but final de ce projet est de confirmer ou d’infirmer le claustrum ou l’insula comme cibles thérapeutiques pour les épilepsies pharmaco-résistante du lobe temporal. A plus long-terme, nous espérons donc pouvoir utiliser cette étude pour développer de nouvelles approches de prévention des crises liés à cette zone que ce soit par thérapie génique ou stimulation profonde.
Procédures
Les animaux subiront une à deux chirurgies sous anesthésie générale et avec analgésie. Ces chirurgies sont relativement courtes entre 1h et 2h30. De plus, la plupart des animaux vont subir soit une ou plusieurs crises aigues généralisées (une crise dure quelques secondes à minutes) soit développer une épilepsie du lobe temporal. Tous les animaux seront suivis de près après chirurgie et induction d’une crise et le cas échéant traités avec des soins adaptés (ex : analgésique pour la douleur, anti-convulsant pour la crise). Enfin, les animaux seront hébergés en groupe, cependant, pendant 2 à 3h, certains animaux devront être isolé pour l’expérimentation. Dans ce cas, ils seront habitués au préalable à la cage d’expérimentation.
Impact sur les animaux
Toutes les procédures impliquent une ou plusieurs chirurgies sous anesthésie générale. Cette intervention entraine une douleur modérée qui sera atténué par un analgésique avant et pendant l’opération et des analgésiques pendant les 5 jours postopératoires. De plus, cela entraine une déshydratation légère de courte durée qui sera prévenue par une dose de sérum physiologique durant la chirurgie. Un minimum d’une semaine post-chirurgie est donnée aux animaux avant l’habituation progressive à la cage d’expérimentation. Crises aigues induites : Injection intrapéritonéale répétée entraine une douleur légère de courte durée. Le nombre d’injection a été optimisé pour minimiser la douleur liée à cette intervention. Dans de très rare cas, les animaux peuvent subir une mort subite inexpliquée non prévu. Cependant, afin d’éviter cela, nous utilisons un modèle avec une augmentation progressive de la dose jusqu’à induction d’une crise généralisée après quoi l’animal est euthanasié. Crises épileptiques induites ou spontanées : les crises peuvent entrainer un stress de courte durée. Pendant la période post-crises, les animaux présentent très souvent une atonie et tout sera fait pour éviter de perturber les animaux pendant cette période critique. De plus, l’induction de l’épilepsie entraine un stress métabolique/malnutrition chez beaucoup d’animaux avec une perte de poids durant les 24 à 48h post-induction que la plupart vont récupérer rapidement au cours de prochains jours.
Devenir
Tous les animaux de ce projet seront euthanasiés afin de récupérer leurs cerveaux pour des études complémentaires importantes sur la localisation de nos électrodes, et l’expression de nos outils géniques.
Remplacement
Il n’existe pas d’alternative tangible pour ce projet. En effet, notre étude utilise des méthodologies impossibles à utiliser chez l’homme/patients. Des modèles de simulations informatiques complémenteront notre étude mais nous devons d’abord avoir une compréhension très claire du rôle de ces régions dans la propagation des crises épileptiques.
Réduction
La réduction du nombre d’animaux s’effectue de deux manières dans notre projet. D’une part par le choix de contrôle interne à chaque animale dès que possible et d’autre part par l’utilisation de modèles statistiques adaptés afin de réduire au maximum le nombre d’animaux sans compromettre l’interprétation des résultats.
Raffinement
Les animaux seront tous hébergés en groupe avec un suivi hebdomadaire renforcé sur l’états de chaque individu en termes de bien-être. De plus, nous effectuons une habituation progressive à la cage d’expérimentation. Pour les modèles d’épilepsie utilisés, un protocole de suivi de la crise épileptique a été optimisé. En effet, comme pour les patients, si la crise dure moins de 5 minutes, l’animal n’est pas traité pour cette crise sauf être mis au calme. En revanche, si la crise dure plus de 5 minutes, l’animal se verra administrer un anti-convulsant. Pour toutes chirurgies, les animaux seront anaesthésiés de maniere générale avec l'administration d'analgésiques appropriés en amont, durant et après l'opération pendant plusieurs jours. De plus, tous les animaux seront suivis post-chirurgie / induction d'épilepsie pendant plusieurs jours de manière renforcée pour limiter au maximum stress et douleur à l'aide de grille d'évaluation. Enfin, les points limites stricts propre à chaque procédure du projet seront appliqués afin d'apporter des soins adaptés le cas échéant.
Choix des espèces
Ce projet utilise des modèles de souris adultes épileptiques pour étudier au mieux les épilepsies du lobe temporal chez les patients adultes. En effet, l’étude proposée ainsi que les méthodologies utilisées ne sont pas applicables aux patients. De tous les modèles expérimentaux, le cerveau de souris offre un grand nombre d’avantage : Il est structurellement très proche du cerveau humain, et il est assez gros pour permettre l’utilisation de méthodes d’enregistrements précises. De plus, par rapport au rat ou au primate, la souris permet d’utiliser un éventail très large d’outils génétique, développé dans cette espèce. Enfin, Il existe un très grand nombre de modèles d’épilepsie acquise et génétique qui reproduisent fidèlement différentes épilepsies qui pourrait être utilisé dans de futurs projets pré-cliniques.
Optimisation et validation des avantages des stratégies de programmation thermique embryonnaire chez les poulets de chair.
- Recherche appliquée
- Alimentation animale
- Recherche fondamentale
- Éthologie / comportement / biologie animale
- Oncologie
Élevés au sol par groupes de quarante dès l'éclosion, opérés à quinze jours sous anesthésie pour recevoir un capteur de température dans le corps, saignés au sinus occipital à trois reprises, 1 440 poulets de chair sont ensuite exposés cinq jours durant à 32 °C six heures par jour. Ces procédures relèvent d'un niveau de souffrance modéré. Le porteur attend de l'exposition à la chaleur de l'agitation, de l'apathie et des comportements d'évitement, et signale que le picage entre animaux peut s'aggraver pendant ces épisodes. Tous sont tués à 77 jours dans un abattoir commercial et leurs carcasses "valorisées dans le circuit agroalimentaire classique", l'objet du projet étant de fournir aux couvoirs des recommandations sur le conditionnement thermique des embryons.
Objectifs
Le projet vise à évaluer dans une approche multicritère, l’impact de la « programmation thermique embryonnaire » appliquée dans différentes situations (durée de stockage des œufs, sexe), sur des poulets exposés à de fortes chaleurs. Il permettra i) d’éclairer la compréhension des mécanismes physiologiques ouvrant de nouvelles perspectives de recherche, ii) d’émettre des recommandations concrètes de mise en œuvre pour les couvoirs.
Bénéfices attendus
Le projet permettra de déterminer l'intérêt d'une programmation thermique embryonnaire sur le poulet de chair et son interaction avec le sexe des animaux et la durée de stockage des oeufs. Par ailleurs, un modèle thermodynamique sera développé, qui se concentrera sur la simulation des températures corporelle, sous-cutanée et de surface des plumes en fonction de la température ambiante, de l'humidité relative ambiante, du contenu énergétique théorique de l'aliment et de la dynamique de l'ingestion. Une fois validé, ce modèle pourrait servir de substitut non invasif pour le suivi de la température corporelle (et par conséquent les niveaux de stress thermique) sous diverses conditions environnementales.
Procédures
La pose de capteurs interne de suivi de température sera réalisée sous anesthésie pour 10 poulets par chirurgie à 15 jours. Trois prises de sang seront réalisés sur 15 poulets par lot, tous les 5 jours durant 15 jours, avant, pendant et après le coup de chaleur réalisé 10 jours avant abattage. Le délai d'anesthésie prévisionnel est de 30 min, le délai de chirurgie est estimé entre 15 et 20 min par poulet. Concernant les prises de sang, elles durent quelques secondes. Application d’un coup de chaleur qui débutera 10 jours avant abattage pour une durée de 5 jours. Les fluctuations oscilleront entre jour et nuit tel que en journée la température atteindra 32°C durant 6 h et la nuit la température descendra à 25°C durant 6 h. Les augmentations et diminutions seront graduelles.
Impact sur les animaux
Les prises de sang au sinus occipital réalisées sur les poulets sont considérées comme une source de stress, notamment due à la contention nécessaire, et peuvent engendrer des hématomes. L’exposition aux fortes chaleurs peut engendrer des conséquences physiologiques potentielles, des conséquences comportementales (agitation, apathie, ou des comportements visant à éviter la chaleur (par exemple, regroupement en zones fraîches ou tentatives d’échappement) durant cette période. La chirurgie peut provoquer de la douleur et de l’inconfort en cas d’insuffisance d’action de l’anesthésie. Cette dernière peut provoquer une dépression respiratoire, même si le risque est limité avec une anesthésie gazeuse. Dans nos conditions, l’apparition de complications post-opératoires est peu probable mais reste possible. L’élevage des animaux au sol en groupe peut entraîner des comportements agressifs, voire de picage, qui peuvent être exacerbés lors d’épisodes de chaleur.
Devenir
Tous les animaux élevés durant le projet seront mis à mort à 77 jours dans un abattoir commercial et leurs carcasses valorisées dans le circuit agroalimentaire classique. Les animaux auront atteint l’âge classique d’abatage en conditions commerciales. ce qui permet la valorisation des carcasses.
Remplacement
Aucun modèle cellulaire ou in vitro n'est capable de reproduire l'effet de la programmation thermique chez l'espère cible, le poulet de chair, et son impact durant toute la durée de vie de l'animal (physiologie, comportement, etc..).
Réduction
Les travaux antérieurs et la variabilité interindividuelle attendue pour nos critères d’intérêt montrent que pour mettre en évidence des effets significatifs pour les indicateurs sanitaires, comportementaux et zootechniques. nous devons disposer de 240 animaux/lot. Parmi les différents paramètres mesurés, les marqueurs sanguins de stress oxydatifs sont les plus variables. L’estimation du nombre d’animaux nécessaires pour mettre en évidence une différence significative entre les groupes est de 15 poulets/lot. Pour le suivi de la température corporelle des poulets et compte tenu de la faible variabilité interindividuelle de ce critère, le nombre de 5 animaux par lot est nécessaire et suffisant pour mettre en évidence des effets significatifs entre les groupes.
Raffinement
Les poulets seront élevés dans des conditions standards dès l’éclosion dans des parquets de 6m² à raison de 40 animaux par loge dans un bâtiment d‘élevage avec un contrôle automatique de la température, ventilation et lumière. Les animaux seront élevés au sol, sur copeaux, par lot de 40, et auront accès à l’aliment et à l’eau ad libitum. Cet élevage en groupe permet la proximité entre congénères et renforce les échanges auditifs, olfactifs et visuels entre les animaux, ainsi que les interactions positives. Ils seront visités deux fois par jour minimum, y compris pendant les week-ends et jours fériés et les manifestations de détresse ou de maladie seront prises en considération pour envisager le retrait des animaux (case infirmerie) ou leur euthanasie en cas d’atteinte des points limites. Le milieu de vie des poulets sera enrichi avec des chaînettes de couleur à picorer, et un perchoir sera mis à disposition des animaux dans chacune des cases dès leur arrivée dans le bâtiment à 1 jour.
Choix des espèces
Le poulet de chair a été choisi comme modèle car il s'agit de l'espèce agronomique cible du projet. L’évaluation de l’intérêt d’une programmation thermique embryonnaire lors de l’incubation se fera tout au long de la durée d’élevage des animaux. L’opération se fera sur des animaux de 15 jours afin qu’il puisse supporter l’acte de chirurgie et permettre de suivre les paramètres du capteur tout au long de la vie de l’animal. Par ailleurs, l’épisode artificiel de forte chaleur sera appliqué en fin d’élevage, 10 jours avant abattage (à l’âge où les animaux sont les plus sensibles au pic de température) de J67 à J72. Il convient donc de suivre les critères zootechniques, comportementaux et sanitaires pendant toute la durée de l’élevage. Les poulets seront élevés de leur jour d’éclosion jusqu’à l’âge classique d’abattage pour un élevage type fermier à savoir 10 semaines (77 jours).
Suivi longitudinal de l’activité et de la température corporelle d’animaux par des dispositifs de mesure par télémétrie
- Recherche appliquée
- Troubles gastrointestinaux
Tous les 144 rats sont tués à la fin de l'expérience, le porteur indiquant qu'ils ne peuvent plus être utilisés pour d'autres projets, tandis que les dispositifs implantés dans leur corps sont retirés, décontaminés et remis en service. Ces implants de télémétrie sont posés sous la peau entre les omoplates ou dans l'abdomen, sous anesthésie, la plaie étant refermée par agrafes, dans des procédures d'un niveau de souffrance modéré. Une partie des rats reçoit ensuite une injection déclenchant un choc inflammatoire, avec fièvre et prostration attendues. Le projet évalue la faisabilité de cette technologie dans le laboratoire, le porteur mettant en avant le confort qu'elle apporte aux animaux en évitant les contentions et les sondes rectales répétées.
Objectifs
L’activité motrice des animaux est entre autres le reflet de leur bien-être et de leur état de santé général, la diminution ou l’augmentation de l’activité peut être transitoire ou épisodique, ce qui rend la détection et l’évaluation de leur amplitude fastidieuse. On associe également la baisse ou l’augmentation de la température corporelle à des modifications des paramètres physiologiques ou à une pathologie. Les mesures de l’activité et de la température corporelle peuvent être réalisées de manière continue et individuelle à l’aide de micro-dispositifs implantés chez les animaux, les informations sont acheminées et centralisées par des émetteurs-récepteurs et permettent une analyse à postériori à l’issue de la période de mesure. Ce projet consiste à la mise en place de cette technologie dans notre laboratoire de manière à en évaluer sa faisabilité et sa pertinence.
Bénéfices attendus
Les avantages de cette technologie d’utilisation de ces dispositifs de télémétrie sont multiples, il s’agit surtout de la possibilité de réaliser des meures continues de plusieurs paramètres sans intervention de manipulation ni contention des animaux, ce qui est un confort supplémentaire pour l’animal. Les implants de nouvelle génération présentent un avantage supplémentaire, car ils permettent de maintenir les hébergements sociaux de animaux, les mesures issues de plusieurs émetteurs avec des fréquences différentes peuvent avoir la même cage d’origine. Dans le contexte des programmes d’évaluation d’efficacité de nouveaux médicaments dans nos modèles de pathologie métaboliques, le recours à cette technologie pourrait apporter des informations complémentaires dont nous ne disposons pas à ce jour en raison des contraintes imposées par les mesures traditionnelles (activités par caméra IR ou mesure de température par sonde rectales) Le succès de cette phase d’évaluation des dispositifs simples pourrait être poursuivie par l’utilisation d’implants plus complexe qui donnent accès à des mesures de paramètres physiologiques complexes (électrocardiogramme, encéphalogramme, myogramme, ou encore pression artérielle)
Procédures
Il faut distinguer les temps chirurgicaux et post opératoires, des périodes expérimentales de mesure au cours des desquelles seront selon les cas ajoutés des interventions techniques. L’application des conditions d’asepsie sont primordiales. Pour la pose de l’implant sous-cutané : intervention chirurgicale dans le creux intrascapulaire. Une seule intervention par animal d’une durée de 5 minutes (anesthésie-tonte-asepsie-analgésie-incision plan cutané-pose implant- fermeture plaie avec agrafes) Pour la pose de l’implant intra-péritonéal : intervention chirurgicale dans la partie abdominale. Une seule intervention par animal d’une durée de 10 minutes (anesthésie-tonte abdomen-asepsie-analgésie locale-incision plan cutané puis plan musculaire-insertion implant- suture plan musculaire-fermeture plaie avec agrafes-analgésie). Les animaux implantés qui subiront un stimulus inflammatoire, recevront une injection intrapéritonéale.
Impact sur les animaux
Au cours de ce projet, les procédures seront réalisées sur des animaux sains. La nuisance sera limitée aux inconforts liés au temps chirurgical au moment de la pose de l’implant, et à la période post-opératoire de cicatrisation de la plaie. Dans le cas de l’utilisation des implants de télémétrie pour des animaux qui subissent un choc inflammatoire stérile, nous pourrons observer un stress et un inconfort produit par le stimulus (prostration et fièvre).
Devenir
Les animaux seront engagés dans des procédures courtes d'évaluation. Le nombre le plus restreint possible sera utilisé ( pas de répétition des essais concluants) Les aniamux seront mis à mort à la fin de l'expérience car il ne peuvent être utilisés pour d'autres projets. par aulleurs, les dispositifs implantés sont réutilisables ( durée de fonctionnement limitée et coût unitaire élevé) , ils seront donc retirés puis recyclé après avoir suivi une procédure de reconditionnement adaptées. (décontamination et stérilisation)
Remplacement
La possibilité de disposer d’un modèle animal qui permette d’évaluer les paramètres physiologiques constitue une étape clé dans le développement de solutions thérapeutiques qui altèrent ces paramètres physiologiques lorsque les organismes sont atteints par une maladie. Son remplacement à ce stade d’un projet scientifique (phase pré clinique) n'est pas envisageable dans une système biologique simple qui quel que soit sa nature ne pourra apporter tous les enseignements issus de l'expérimentation in vivo.
Réduction
La stratégie de réduction consiste à ne réaliser finalement tous les essais dans les conditions optimales et d’être en mesure de sécuriser les résultats obtenus. Cela passe par la robustesse des résultats qui sont produits (effectifs suffisant et strictement nécessaire pour les analyses statistiques) mais également en apportant un maximum d’informations pertinentes sur le nombre le plus réduit d’animaux engagés. Le recours à des méthodes non invasives et non stressantes pour les animaux permet d’accroître le niveau d’information sur un nombre identique d’animaux, cela revient à réduire le nombre d’animaux utilisé.
Raffinement
Les rats sont hébergés en groupes sociaux, ils ne sont pas realotés puisque la technologie qui sera employée permet de travailler avec 5 individus hébergés dans une même cage. L’enrichissement du milieu est systématisé par l’apport de dispositifs permettant aux animaux de rongeur (blocs ou billes des bois), un apport de coton compressé permet de maintenir l’instinct de création du nid, des tunnels en polycarbonate transparent teinté en rouge sont placés dans les cages pour apporter un espace simulant la dissimulation et favorisant le maintien de l’instinct grégaire des rats. L'établissement de points limites dans ce modèle expérimental de stress inflammatoire aigu nous permet d'écarter tout individu susceptible de subir un inconfort trop important ou de la douleur. Bien conscient que la chirurgie même de durée relativement brève occasionne de la douleur, nous nous efforçons d'avoir recours à des moyens analgésiques adaptés et non confondants. La pathologie et les mécanismes qui la déclenchent sont en partie connus, l'emballement inflammatoire en est une composante, le recours à des moyens de lutte contre la douleur peut introduire un biais expérimental ; une étape de validation s’impose pour chaque situation.
Choix des espèces
Notre domaine de recherche concerne les troubles métaboliques et plus précisément les maladies du foie. La littérature scientifique, est riche dans ce domaine car les rongeurs sont de bons répondeurs aux stimuli métaboliques, (condition importante dans ce projet.) Les méthodes chirurgicales de pose des types d’implants évoqués dans ce projet sont relativement aisées chez les souris et rats, mais les modèles d’études que nous avons au laboratoire sont essentiellement pratiqués chez les rats, c’est la raison pour laquelle les évaluations des méthodes de mesures télémétriques seront réalisées chez le rat au cours de ce projet. Les animaux seront employés à l'âge adulte généralement vers 8 semaines d'âge. Les modèles que nous avons établis sont appliqués sur un organisme développé, qui puisse mettre en place des mécanismes de réparation et de défense. L’animal au stade de jeune adulte qui a un système immunitaire compétent (microbiote bien établi) et des mécanismes de réponse à des stress inflammatoires correspond au stade de vie requis pour développer notre modèle expérimental. Ce sont donc chez des animaux d’âge moyen de 8 semaines que seront pratiqués les essais de mesure à l’aide d’implants télémétriques.
Evaluation de l’innocuité, de la tolérance locale et de l’efficacité de produit dans un modèle d’infection oculaire bactérienne chez le lapin.
- Recherche appliquée
- Maladies infectieuses
Les deux yeux de chaque lapin sont infectés par une bactérie après scarification de la conjonctive sous anesthésie, puis reçoivent jusqu'à soixante-dix administrations de collyre en deux semaines, avec des prélèvements par coton-tige et un examen oculaire chaque jour. 210 lapins subissent ces procédures d'un niveau de souffrance léger à modéré, avec conjonctivite attendue, œdème des paupières et inflammation de l'iris, et sont hébergés seuls dès l'infection. Le projet teste cinq à dix candidats médicaments pour un donneur d'ordre, en vue d'une mise sur le marché. 195 lapins sont tués, leur infection rendant selon le porteur toute réutilisation impossible, tandis que dix lapins de réserve non infectés seront réutilisés pour la formation du personnel et cinq proposés à l'adoption.
Objectifs
Les infections oculaires (conjonctivites, kératites et uvéites) sont un motif fréquent de consultation en ophtalmologie. Elles peuvent entrainer une gêne et des douleurs significatives mais également des complications sévères, jusqu’à la perte de la vision, si elles ne sont pas traitées correctement. Il est donc primordial de traiter rapidement et efficacement ces infections afin d’éviter des complications pouvant conduire à des interventions médicales ou chirurgicales. La multiplication des résistances aux antibiotiques nécessite constamment le développement de nouveaux médicaments offrant des traitements plus efficaces et mieux tolérés. L’objectif du projet est d’évaluer l’innocuité, la tolérance locale et l’efficacité de différents candidats médicaments (tel que des collyres) dans un modèle d’infection bactérienne oculaire chez le lapin. Entre 5 et 10 traitements à des posologies différentes pourront être testés au cours de ce projet.
Bénéfices attendus
Ce projet contribuera aux développements et éventuellement à la mise sur le marché de nouveaux produits ophtalmiques offrant des traitements plus efficaces et mieux tolérés contre les infections bactériennes oculaires.
Procédures
Les animaux subiront une intervention afin de réaliser l’infection des 2 yeux sous anesthésie et analgésie. La procédure d’infection durera en moyenne 30 minutes (anesthésie comprise). Les animaux vigiles recevront dans les 2 yeux les produits tests, références ou contrôles. Ces produits seront administrés entre 1 et 5 fois par jour. L’administration des traitements commencera le lendemain de l’infection et se poursuivra jusqu’à 7 ou 14 jours post-infection (en fonction de la durée de l’étude). Les animaux recevront donc au maximum 70 administrations oculaires. Ces administrations dureront environ 5 minutes. Des examens spécifiques oculaires des 2 yeux seront réalisés quotidiennement de l’infection jusqu’à la fin de l’étude (soit 8 ou 15 examens en fonction de la durée de l’étude post-infection). Ces examens dureront environ 10 minutes. Des prélèvements oculaires à l’aide d’un coton-tige seront réalisés sous anesthésie locale au niveau des 2 yeux avant l’infection (baseline), environ 12h après l’infection puis à 1, 2, 3, 4, 5, 7, 9, 11 et 14 jours après l’infection (soit 8 ou 11 prélèvements en fonction de la durée de l’étude post-infection : 7 ou 14 jours). Ces prélèvements dureront environ 5 minutes.
Impact sur les animaux
Dans ce modèle d’infection oculaire, une conjonctivite est attendue chez les animaux ce qui entrainera l’apparition de différents signes cliniques tels qu’une hyperémie palpébrale et bulbaire (accumulation de sang au niveau des paupières ou du bulbe oculaire), exsudation, chémosis (gonflement de la conjonctive), œdème des paupières, blépharite (inflammation de la paupière), iritis (inflammation de l’iris). La sévérité et la durée de ces signes pourront varier entre les animaux traités et non traités. Les animaux seront manipulés régulièrement (jusqu’à 5 fois / jour) pour différents actes susceptibles d’induire un stress : examen oculaire, examen clinique, pesée, administration des traitements, réalisation des prélèvements oculaires.
Devenir
Les animaux inclus dans les études seront euthanasiés à la fin du protocole car ils seront entrés dans une procédure infectieuse rendant leur réutilisation impossible. De plus, des prélèvements des yeux pourront être réalisés pour analyse histologique. Dans la mesure du possible, les animaux réserves qui n’auront finalement pas été inclus dans les études pourront être réutilisés pour de la formation continue du personnel ou adoptés selon la procédure d’adoption de l’EU.
Remplacement
Afin de répondre aux objectifs de ce projet ainsi qu'à des exigences réglementaires, le recours à l'expérimentation animale est nécessaire car il n'existe pas à l'heure actuelle de méthode alternative in vitro ou in silico permettant de modéliser la réponse d’un organisme entier vivant à une infection bactérienne locale (modélisation d’une situation clinique). En effet, cette réponse dépend d’un très grand nombre de facteurs impliquant notamment l’ensemble du système immunitaire. Une sélection in vitro des candidats les plus prometteurs pourra être réalisée en amont des études précliniques par le donneur d'ordre.
Réduction
Dans un premier temps, des études sur un nombre restreint d’animaux (3 animaux par conditions expérimentales) pourront être réalisées afin de valider l’établissement d’un modèle de conjonctivite et/ou d'ajuster différents paramètres tels que la concentration et la fréquence d’administration des traitements. Une fois les conditions optimales définies et afin d’obtenir des résultats statistiquement exploitables permettant de conclure sur l’innocuité, la tolérance locale et l’efficacité des produits testés, des études avec des groupes d’au moins 6 animaux seront réalisées. Un groupe contrôle traité avec le placebo/véhicule sera systématiquement inclus dans les études.
Raffinement
Une période d’acclimatation de minimum 8 jours sera respectée pour les lapins. Les animaux seront hébergés avec les enrichissements appropriés (plateforme et cachette, bâtonnet de bois à ronger, balles (jeux) et galet de foin, autant que possible en groupe sociaux en parcs ou en cages durant la période d’acclimatation puis en individuel après l’infection afin d’éviter tout risque de bagarre pouvant engendrer des blessures au niveau des yeux ne permettant plus de répondre à l’objectif de l’étude (innocuité et tolérance locale). Les animaux seront observés quotidiennement, à l’aide d’une grille de scoring permettant d’observer à la fois leur état général et leur mobilité, afin de déceler précocement tout signe clinique anormal et mettre en place des mesures de prise en charge aussi rapidement que possible (mesures de soutien de type désinfection de plaies, hydratation, isolement etc. ou bien mise à mort en cas d'état de santé considérablement dégradé et irréversible). Des pesées seront réalisées quotidiennement. De plus, un vétérinaire ophtalmologue spécialisé réalisera quotidiennement un suivi clinique oculaire. Lors de l’anesthésie, une attention particulière sera portée pour éviter l'hypothermie : mise en place de tapis chauffant et/ou réveil des animaux sous lampe chauffante. Un gel oculaire sera appliqué sur les yeux de l’animal pendant l’anesthésie pour éviter le dessèchement cornéen. Un protocole analgésique sera mis en place avant et aprés la scarification de la conjonctive et un anesthésique local sera appliqué avant la scarification de la conjonctive et avant chaque prélèvement oculaire permettant la quantification de la charge bactérienne. Les lapins seront habitués à entrer dans la boite à contention. Pour cela, il seront placés plusieurs fois dans la boite en amont de l’étude sans réalisation de geste technique. Une récompense alimentaire (boulette croquante au fruit) leur sera alors donnée à ce moment-là.
Choix des espèces
Le lapin est l’espèce privilégiée dans les modèles d’infection oculaire. Sa taille permet une observation confortable des signes cliniques oculaires. De plus, cette espèce est très bien caractérisée et présente des similarités anatomiques avec l’homme permettant une transposition des résultats. Les lapins seront utilisés entre 10 et 12 semaines afin d’avoir des animaux d’environ 2-3 kg au moment de l’infection. Les animaux seront donc réceptionnés à partir de 8/9 semaines (pour prendre en compte la période d’acclimatation de minimum 8 jours). Il n’y a pas de contraintes spécifiques liés à l’âge pour ce type d’étude, cependant des animaux de 2-3 kg permettent une manipulation facile et le système immunitaire du lapin aura atteint une maturité fonctionnelle complète à partir de 8 semaines.
Défaut mandibulaire chez le rat : un modèle pour évaluer des biomatériaux destinés à la régénération osseuse
- Recherche appliquée
- Autres troubles humains
75 rats subissent le percement d'un défaut osseux dans la mandibule, chacun pouvant recevoir deux implantations de biomatériau au cours d'une intervention de vingt minutes. Les procédures relèvent d'un niveau de souffrance modéré, et le porteur envisage des infections et des réouvertures de plaie comme complications possibles. Les rats sont tués par groupes, à chaque échéance expérimentale, pour analyse radiologique et histologique de l'os. Le bénéfice annoncé, des membranes de régénération osseuse utilisables en clinique, suppose encore une validation ultérieure sur des animaux plus grands que le porteur présente comme une étape à venir.
Objectifs
Les pertes de substances osseuses représentent un défi en chirurgie orale et orthopédique. En clinique, l'utilisation de greffe autologue est très répandue mais présente certains inconvénients (chirurgie additionnelle, morbidité du site donneur...). Ainsi, le développement de biomatériaux en régénération osseuse est indispensable pour pallier ces limitations. Pour évaluer les propriétés ostéogéniques des biomatériaux étudiés, nous souhaiterions avoir recours à un modèle animal déjà développé et maîtrisé au sein de notre unité. Ce modèle est facile à mettre en œuvre et reproductible. Le modèle de défaut osseux mandibulaire est réalisé chez le rat adulte afin de d’évaluer les propriétés ostéogéniques des biomatériaux implantés.
Bénéfices attendus
Ce projet permettrait le développement de nouveaux dispositifs médicaux (membranes pour la régénération osseuse guidée) dans le domaine de l'ingénierie tissulaire osseuse dans la perspective d’une utilisation en clinique.
Procédures
Les animaux auront une chirurgie osseuse au niveau de l’os mandibulaire. L’intervention a lieu une seule fois et dure 20 mn maximum par animal.
Impact sur les animaux
La chirurgie peut entraîner des douleurs mais ne nécessitera pas de fixations interne de l’os. De rares complications post- opératoires sont à envisager : infection ou réouverture de la plaie. Pour toute complication, un nettoyage du site opératoire par l’application d’un antiseptique (Bétadine) sera réalisé. La rupture d’un point de suture entraînera éventuellement la reprise de ce dernier en fonction de la cicatrisation de la plaie. La chirurgie sera réalisée sous anesthésie et avec application d’un analgésique (Buprénorphine,0,05 mg/kg injecté par voie intrapéritonéale). L’estimation de la souffrance est réalisée quotidiennement par le personnel de l’animalerie.
Devenir
Après les implantations, les animaux de chaque lot correspondant à un temps expérimental donné seront mis à mort à l’issu de ce temps expérimental, de même que les animaux atteignant les points limites. Des analyses radiologiques et histologiques seront ensuite réalisées sur les echantillons issus de ces animaux.
Remplacement
Les produits destinés à être implantés chez l'humain doivent nécessairement être testés chez l'animal avant les essais cliniques. Il n'existe pas de méthode basée sur une approche in vitro permettant d'évaluer ces matériaux. Les matériaux doivent être d'abord testés dans un modèle de rat, puis, si les résultats obtenus sont satisfaisants, ils doivent être testés dans un modèle chez le gros animal.
Réduction
Ne seront testés in vivo que les matériaux ayant démontré une absence de cytotoxicité in vitro, ainsi qu’une biocompatibilité in vivo, et une seule lignée de rats sera utilisée. Le nombre d'animaux a été déterminée par une approche statistique. De plus, afin de réduire le nombre de rat, 2 implantations pourront être réalisées par animal.
Raffinement
Pour réduire l’angoisse : une période d’adaptation d’une semaine sera respectée avant le début des expérimentations. Une cage après l’autre sera amenée à la salle de chirurgie, séparée de la zone d’hébergement des animaux pour éviter toutes sources de stress des animaux opérés et des animaux à opérer. Avant la chirurgie, les animaux bénéficieront d'une procédure analgésiante afin de prévenir toute douleur lors de l'opération. Ils seront ensuite anesthésiés dans une chambre à induction puis maintenue anesthésiés au masque avec de l'isoflurane. Après la chirurgie, chaque rat se réveille dans une cage à part pour éviter le contact avec des congénères non anesthésiés. Après le réveil complet, le rat sera réintégré à sa cage d’origine. Les animaux seront ensuite observés sur une semaine. Toutes les modifications de comportement et d’aspect seront consignées dans un fichier informatique par les personnes impliquées directement dans ce projet. Une grille de score basée sur des critères significatifs sera mise en place et des points limites adaptés seront utilisés. Un arbre décisionnel sera suivi pour déterminer la conduite à tenir, incluant la mise à mort en fonction de critères d'arrêt de souffrance définis. Un raffinement est également mis en place lors de l'hébergement : les animaux sont avec leurs congénères avec présence de litière en copeaux de peupliers et de jouets, ainsi que des bâtons à ronger qui sont régulièrement mis dans les cages.
Choix des espèces
Le Rat est une espèce adaptée à la première étape de validation chez l'animal de matériaux destinés au traitement des pertes osseuses. De par sa taille, il permet de réaliser des lésions circulaires de diamètre suffisant au niveau mandibulaire. De plus, il a été choisi à la suite de travaux réalisés dans notre laboratoire et par d'autres équipes portant sur l'analyse des propriétés histologiques et biologiques de biomatériaux destinés à la régénération osseuse. En cas de résultats satisfaisant et supérieurs à ce qui est obtenu avec les produits de référence actuellement sur le marché, une validation chez le gros animal sera nécessaire. Rats Sprague Dawley adultes de 10 semaines, d’un poids d’environ 350 - 400 grammes. La croissance du squelette doit être arrivée à son terme. Il faut des animaux de poids suffisant pour supporter la procédure.
Etude de l’efficacité d’un candidat-médicament anticancer seul ou en combinaison, sur différents modèles de cancers.
- Recherche appliquée
- Cancers
Une partie des 912 souris est immunodéficiente, pour que des tumeurs d'origine humaine y soient greffées sans rejet, ce qui les expose aux infections. Toutes reçoivent une injection ou une implantation chirurgicale de cellules tumorales, puis une injection hebdomadaire du composé testé dans la veine de la queue ou dans l'abdomen, leurs tumeurs étant mesurées trois fois par semaine, dans des procédures d'un niveau de souffrance modéré. Le porteur mentionne une douleur après la chirurgie et une gêne à la locomotion possible si le volume tumoral atteint le point limite. Toutes sont tuées à la fin de l'étude du fait de l'injection de cellules tumorales, l'objet étant d'établir le mécanisme d'action d'un dérivé bactérien anticancer avant d'envisager des essais chez l'humain.
Objectifs
Depuis quelques décennies, l'immunothérapie s'impose comme une approche thérapeutique innovante contre le cancer, visant à stimuler ou réactiver le système immunitaire. Récemment, la prise en charge de cancers tels que le mélanome ou le cancer du poumon a fait des avancées notables grâce à une catégorie de ces immunothérapies, qui vont empêcher l’épuisement des cellules immunitaires qui détruisent les cellules infectées ou anormales. Depuis le XIXe siècle, on sait que les composants de certaines bactéries déclenchent une réponse immunitaire contre le cancer, mais leurs effets secondaires limitent leur usage clinique. Aujourd’hui, un dérivé moins toxique et plus efficace a été mis au point. Il a montré son efficacité à bloquer la croissance tumorale chez la souris, aussi bien en seul sur un modèle de cancer osseux qu'en association avec des immunothérapies sur d’autres cancers, sans provoquer d’effets secondaires graves. Dans l’optique du lancement futur des essais cliniques chez l’humain, il est important de comprendre et connaitre les mécanismes d’actions de la formule finale de ce composé. Après avoir défini la posologie la plus adaptée, son efficacité sera évaluée dans différents modèles représentant des cancers communément retrouvées chez l’humain, injecté seul et en combinaison avec des traitements déjà utilisés en clinique. Puis, le type de cellules immunitaires activé par le composé et impliqué dans l’efficacité à empêcher la croissance tumorale sera mis en évidence.
Bénéfices attendus
Aujourd’hui encore, beaucoup de cancers ne présentent aucun traitement efficace, ou une résistance au traitement se développe chez certains patients. Ce projet va permettre d’évaluer la portée d’action du composé sur différents modèles de cancers mimant ceux pouvant être retrouvés chez l’humain. Également, cela permettra de voir si, associé au composé, les thérapies disponibles mais inefficaces peuvent retrouver leur efficacité après stimulation de l’immunité. Dans un second temps, cette étude montrera les cellules immunitaires impliquées dans l’efficacité au composé. Cela permettra, pour cette étude ou à plus large portée pour la lutte contre le cancer, de se concentrer précisément sur les mécanismes à cibler.
Procédures
- 1 injection de cellules tumorales sous anesthésie - durée < 1 minute. Ou 1 chirurgie (sous anesthésie) pour implantation de la tumeur (selon le type de tumeur) – durée 5 min - 1 contention + 1 injection/semaine du composé testé dans la veine de la queue (animal vigile) et/ou 1 injection/semaine en intra-péritonéale (sous anesthésie) - durée < 5 minutes. - Mesures de volumes tumoraux et pesée 3x/semaine - durée < 1 minute - Petite incision de la veine de la queue (sous anesthésie) pour prélèvement de sang – durée < 1 min
Impact sur les animaux
Pour toutes les souris - Stress lié à la contention et aux mesures des volumes tumoraux et pesées (durée de quelques minutes, 3 fois/semaine) - Douleur lors d’injection : Lors de l’implantation des cellules tumorales (durée de quelques minutes, une fois), et lors de l’injection du/des traitement(s) (durée de quelques minutes, maximum 4 fois) - Douleur post-chirurgicale après implantation de tumeurs et suture. - Gêne à la locomotion, nuisances possibles si le volume tumoral atteint le point limite. Il n’y a pas de métastases attendues avec les modèles tumoraux utilisés. Pour les souris à phénotype dommageable (immunodéficience) : risque d’infection
Devenir
Tous les animaux seront mis à mort à la fin de l’étude, dû à l'injection de cellules tumorales
Remplacement
Avant le passage sur modèle animal, l’efficacité de ce composé et sa formulation ont été préalablement validées in vitro au laboratoire. Des tests plus poussés doivent être réalisés sur modèle animal pour évaluer l’effet de ce composé sur un organisme entier et plus complexe. En effet, la sensibilité des cellules tumorales aux molécules anticancéreuses dépend fortement du microenvironnement, et également du système immunitaire et de ses interactions complexes. Par ailleurs, plusieurs paramètres jouant sur la diffusion du composé dans le système sanguin et les différents organes, la mise en place de la réponse immunitaire activée par le composé, sa migration, son recrutement et son effet sur la tumeur nécessitent de travailler sur un organisme entier. Pour ces raisons, les études chez le modèle souris s’avèrent essentielles.
Réduction
Selon les précédentes expériences dans les mêmes conditions de traitement et de contrôles avec des souris, le nombre d’animaux strictement nécessaire pour obtenir des résultats statistiquement significatifs a pu être déterminé grâce à un logiciel statistique.
Raffinement
Les souris seront observées quotidiennement en surveillant leur état général, leur comportement critères physiques, ou le moindre signe de douleur. L’altération de ces critères éventuels sera annotée sur une fiche de suivi, et comparée à une grille de score pour détecter le moindre signe de souffrance et prendre les mesures nécessaires afin que le bien-être de l’animal soit respecté. Elles seront sous anesthésie générale avant injections et pendant la chirurgie. Un coussin chauffant est utilisé lorsque l’animal est endormi pour palier à la baisse de température corporelle lors de l’anesthésie. Les copeaux de litières seront remplacés par de la cellulose afin d’être moins irritants pour les souris présentant des tumeurs et éviter les nécroses. Les souris ont différents types d’enrichissement régulièrement renouvelé : maisons, tunnels, nids de cotons et paillage. Pour les souris présentant un phénotype dommageable (immunodéficience), celles-ci seront manipulée stérilement, et hébergées sous portoirs ventilés. Les gants seront changés avant manipulation.
Choix des espèces
Les souris sont particulièrement adaptées pour l’étude de tumeurs de par la disponibilité de modèles tumoraux, de réactifs, et permettent de constituer des groupes avec un nombre de souris suffisant, compatibles avec des résultats statistiquement significatifs. L’utilisation de souris immunodéficientes va permettre d’étudier l’effet du composé sur des tumeurs d’origine humaine, sans risque de rejet par le système immunitaire murin. Les souris seront utilisées entre 6 et 12 semaines, ce qui correspond à l’âge adulte. Cette tranche d’âge permet aux souris d’avoir un système immunitaire mature tout en ayant une prise tumorale optimale.
Etude des propriétés immunitaires des antigènes dérivés du génome non-codant.
- Recherche appliquée
- Cancers
- Recherche fondamentale
- Oncologie
- Système immunitaire
6 516 souris vont être utilisées, chacune portant une tumeur induite par un carcinogène, greffée sous la peau ou appliquée sur une peau abrasée, dans des procédures d'un niveau de souffrance léger à modéré. Un quatrième groupe est irradié pour détruire son système immunitaire avant de recevoir une greffe de moelle osseuse, avec des diarrhées, de la prostration et une altération de l'état général possibles pendant trois semaines. Toutes sont tuées pour analyses post-mortem. Le porteur revendique de suivre vingt peptides chez la même souris pour réduire les effectifs, affirme qu'il reste "nécessaire" de valider ses observations dans un "organisme entier", et annonce comme retombée d'accélérer le développement de vaccins anti-tumoraux.
Objectifs
L’essor récent des approches d’immunothérapie a révolutionné la prise en charge de cancers préalablement incurables. Cependant, ces approches ne sont pas efficaces pour les patients et ne s’appliquent pas à tous les cancers. Pour élargir leur champ d’application, il est essentiel d’identifier des stratégies visant à combiner les médicaments d’immunothérapie déjà utilisés avec d’autres molécules ou approches qui augmenteront l’efficacité des traitements. Une piste privilégiée est le développement de vaccins anti-tumoraux. L’objectif de tels vaccins seraient d’induire le développement de cellules immunitaires capables de reconnaître les cellules tumorales. Une étape essentielle est d’identifier les molécules exprimées par les cellules cancéreuses (antigènes) et pas par les cellules saines. Cela est possible car pendant la tumorigénèse, les cellules cancéreuses divergent petit à petit des cellules normales par l’accumulation d’anomalies génétiques ou épigénétiques. On sait depuis longtemps que le système immunitaire peut détecter les anomalies génétiques associées aux cancers. Ces dernières années, de nombreuses équipes ont montré qu’il peut détecter la plupart des anomalies épigénétiques acquises pendant la tumorigénèse. Cependant, il est nécessaire de tester si les cibles dérivant de ces anomalies épigénétiques sont adéquates pour une vaccination anti-tumorale, en déterminant notamment la stabilité de leur expression au cours du temps, leur capacité à induire une réponse immunitaire robuste, etc… L’objectif de ce projet est de fournir une description approfondie des réponses immunitaires contre les anomalies épigénétiques associées aux cancers, pour accélérer le développement de vaccins anti-tumoraux.
Bénéfices attendus
Le développement de l’immunothérapie a révolutionné la prise en charge de nombreux cancers. Cependant, ces protocoles ne sont pas efficaces pour tous les patients et ne s’appliquent pas à toutes les pathologies. Améliorer leur efficacité est un enjeu central en cancérologie. Le développement de vaccins anti-tumoraux thérapeutiques est une piste prometteuse pour améliorer le champ d’application de l’immunothérapie. Ces dernières années, de nombreuses équipes ont identifié de nouvelles sources de molécules exprimées par les cellules tumorales qui peuvent être détectées pour le système immunitaire. Cependant, il est nécessaire de mieux décrire les réponses immunitaires contre ces nouvelles molécules si on veut s’appuyer sur cette découverte pour améliorer la prise en charge clinique des patients. Le projet proposé ici apportera une compréhension approfondie des réponses immunitaires contre les cancers et consolidera les approches visant au développement de vaccins anti-tumoraux.
Procédures
Dans un premier lot d’animaux, une molécule carcinogène (induisant la formation des tumeurs) sera injectée à des souris anesthésiées (1 fois au cours de l’expérience, durée de l’anesthésie inf à 5 min). Dès que les tumeurs seront palpables (5-7 jours post-injection), elles seront mesurées deux fois par semaine sur animaux vigiles à l’aide d’un point à coulisse pendant toute la durée de la procédure. Dans un deuxième lot d’animaux, des cellules tumorales seront injectées aux animaux vigiles (1 fois au cours de l'expérience – durée du geste inf à 10 sec). Dès que les tumeurs seront palpables (5-7 jours post-injection), elles seront mesurées deux fois par semaine sur animaux vigiles à l’aide d’un point à coulisse et les animaux seront traités 2 fois par semaine par injection pendant toute la durée de la procédure. La mesure de la tumeur et l’injection pour le traitement sont réalisées en même temps (une seule contention inf à 2 min). Dans un troisième lot d’animaux, des cellules tumorales seront appliquées aux animaux anesthésiés après abrasion douce de la peau (1 fois au cours de l’expérience – durée de l’anesthésie env 20 min). Dès que les tumeurs seront palpables (5-7 jours post-injection), elles seront mesurées deux fois par semaine sur animaux vigiles à l’aide d’un point à coulisse pendant toute la durée de la procédure. Dans un quatrième lot d’animaux, les animaux seront irradiés pour éliminer les cellules immunitaires. 4h après irradiation, des cellules de moelle osseuse d’intérêt seront injectées par voie intraveineuse sur animaux vigiles (1 fois au cours de l'expérience – durée du geste inf à 10 sec) pour reconstituer le système immunitaire. 6-8 semaines après injection, un prélèvement de sang sera réalisé sur animaux vigiles (1 fois au cours de l'expérience – durée du geste inf à 10 sec) pour évaluer la reconstitution.
Impact sur les animaux
Les animaux greffés avec des cellules tumorales par voie sous-cutanée ou soumis à une procédure de carcinogenèse chimique développeront des tumeurs qui seront mesurées régulièrement. Pour les expériences d’injections de carcinogènes, de cellules ou des traitements, il est attendu une douleur directe associée à l’utilisation d’une aiguille. Pour le prélèvement de sang, il est également attendu une douleur légère liée à la piqûre elle-même (gène de courte durée ). Suite aux irradiations, certains animaux peuvent présenter des problèmes de diarrhée, prostration, altération de l’état général pendant les 3 premières semaines suivant l’irradiation.
Devenir
Tous les animaux seront mis à mort à la fin de l’expérience pour des analyses post-mortem.
Remplacement
Nous avons réalisé des expériences in vitro ainsi que de nombreuses analyses bioinformatiques qui nous ont permis d’identifier des peptides dérivant de gènes, de mutations ou du génome silencieux exprimés par plusieurs lignées tumorales. Cependant, pour analyser si leur expression peut être affectée lors d’une réponse immunitaire efficace, il nous est essentiel de réaliser certaines expériences en utilisant des modèles de souris. En effet, il n’existe pas à l’heure actuelle de système d’activation in vitro permettant de récapituler la complexité des interactions entre cellules tumorales et système immunitaire lors du développement d’un cancer. Par conséquent, pour décrire les propriétés immunologiques des antigènes dérivés du génome non-codant, il nous est essentiel d’avoir recours à un modèle animal. Le modèle murin est particulièrement adapté du fait de la proximité des systèmes immunitaires entre hommes et souris.
Réduction
Nous avons réalisé des approches expérimentales et bioinformatiques en profondeur pour caractériser au mieux l’expression de différents types d’antigènes par nos cellules tumorales d’intérêt et ajuster les expériences à faire in vivo. Cela permet de réduire le nombre d’animaux utilisés au cours de ce projet. Néanmoins, il est nécessaire de valider ces observations dans le contexte d'un organisme entier où les interactions complexes entre cellules tumorales et système immunitaire seront reproduites. D’autre part, nous utiliserons systématiquement des approches dites de « multiplexage », qui permettront de suivre dans la même souris le comportement d’au moins 20 peptides différents. Ces approches complexes ont déjà été mises en place au laboratoire, ce qui permet de minimiser le nombre d’animaux utilisés dans ce projet . Les nombres d’animaux dans les différentes procédures ont été déterminés sur la base d’expériences similaires au laboratoire et sur la base des données de la littérature
Raffinement
Les animaux seront suivis régulièrement afin d’assurer leur bien-être et pour surveiller les éventuels signes de souffrance ou de stress. Une grille de score a été établie afin d’évaluer la souffrance, et des points limites ont été définis. Les animaux seront mis à mort à l’atteinte des points limites. Dans le cas des greffes de tumeurs, les animaux sont surveillés 2 à 3 fois par semaines pour leur état général et pour mesurer la taille de la tumeur afin d'appliquer les points limites décrits dans la grille de score. Les gestes invasifs seront réalisés sous anesthésie générale avec recours aux analgésiques.
Choix des espèces
La souris est un modèle de choix en immunologie du fait de la forte similitude des systèmes immunitaires humains et murins. D’autre part, la connaissance complète du génome murin permet d'utiliser de nombreux outils bien caractérisés, dont les souris immunodéficientes. Il y a également de nombreux modèles de tumeurs transplantables disponibles, bien décrits et reproductibles, qui permettront de répondre rapidement aux questions posées dans ce projet. Les souris seront utilisées à l'âge adulte afin qu’elles aient fini leur croissance et que les résultats ne soient pas affectés à cause de modifications dues à un âge trop avancé des animaux. De plus, cet âge est adapté pour générer des modèles de tumeurs par la greffe de lignées de cellules tumorales. Enfin, l'âge adulte permet d'étudier un système immunitaire mature.