Recherche appliquée

Sous une anesthésie de trois heures, des brebis subissent une mastoïdectomie, le fraisage de l'os derrière l'oreille, pour recevoir du gadolinium dans l'oreille interne, par ultrasons d'un côté et par injection de l'autre, avant deux heures d'imagerie. 23 brebis vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, avec une seconde anesthésie pour prélever le liquide de l'oreille interne. Le porteur annonce vouloir vérifier l'absence de retentissement sur l'audition, l'équilibre et la symétrie du visage, et cite comme effets néfastes le stress de la contention et un hématome possible. Toutes les brebis sont tuées à l'issue en raison, écrit-il, d'une "perte de la fonction auditive irréversible", de "vertiges incoercibles" et d'une "paralysie faciale empêchant une alimentation normale". Il annonce 23 brebis, puis juge raisonnable d'en inclure 12, plus 2 en cas de problème.

Objectifs

L'objetif principal de notre projet vise à étudier la diffusion de molécules de gadolinium au sein de l'oreille interne en comparant les injections transtympaniques classiques versus l'utilisation d'ultrasons. Les objectifs secondaires sont de vérifier l'absence de retentissement sur la fonction auditive après la réalisation des séances de ces techniques et à distance (J7 de la délivrance), une conservation de l'quilibre et de la symétrie du visage, et l'absence d'altération de la composition des liquides de l'oreille interne suite à ces procédures.

Bénéfices attendus

Si les résultats du projet sont démontrés, c'est-à-dire une amélioration de la diffusion du gadolinium à l'oreille interne par sonoporation (avec ou sans microbulles chargées) avec absence d'effets indésirables à court et long terme, cela permettra de proposer un nouveau mode de diffusion chez l'Homme. Cette méthode permettrait d'obtenir une meilleure diffusion le long de la cochlée et des concentrations plus élevées d'agents thérapeutiques au sein de la cochlée. Par la suite, il sera nécessaire de développer une sonde spécifique pour l'Homme, de réaliser de nouvelles expérimentation avec d'autres molécules. Cependant, cette étape préliminaire reste indispensable à la poursuite du projet. Cette voie de délivrance par sonoporation à l'oreille interne pourrait par la suite avoir un rôle thérapeutique notamment pour traiter certaines atteintes de l'oreille interne comme la surdité brusque, la maladie de Menière où actuellement les injections transtympaniques sont privilégiées. Il pourrait aussi s'agir d'une voie de délivrance dans le cadre de la thérapie génique pour les surdités d'origine génétique.

Procédures

La majorité des actes auront lieu sous anesthésie générale, il s'agit de la mesure des seuils auditifs, de l'abord chirurgical avec la délivrance de molécule, de l'imagerie et du prélèvement de liquide de l'oreille interne. La durée de la première anesthésie générale sera de 3H (1H de chirurgie et 2 H d'imagerie). La seconde anesthésie générale durera 30 minutes, il sera effecué le prélèvement de liquide de l'oreille interne au cours de cette chirurgie.

Impact sur les animaux

Les brebis incluses subiront deux anesthésies générales. Lors de la première, il sera effectué une mastoïdectomie avec délivrance de molécules. Lors de la seconde, il sera effectué un prélèvement de périlymphe. La contention effectuée pour l'induction des 2 anesthésies peut engendrer du stress pour l’animal, et l'injection de produit anesthésiant par voie intraveineuse à la jugulaire peut provoquer un hématome.

Devenir

L'ensemble des brebis seront euthanasiées suites aux procédures compte tenu de la perte de la fonction auditive irréversible, de vertiges incoercibles empêchant une mobilité normale et d'une paralysie faciale empêchant une alimentation normale. Ainsi ces pertes de fonctions auront un retentissement majeur dans la vie quotidienne des brebis.

Remplacement

Des études pré-cliniques chez l'animal sont nécessaires afin de s'assurer de la bonne diffusion des molécules utilisées suite à la sonoporation au sein de l'oreille interne. L'utilisation de modèles animaux autorise aussi la vérification de l'absence d'évènements indésirables, et le prélèvement de liquide de l'oreille interne. Cette étude permettra de s'assurer de la supériorité de la sonoporation pour la diffusion du gadolinium au sein de l'oreille interne et de vérifier l'absence de déficit (auditif, vestibulaire ou de la fonction faciale). Le modèle animal ne peut être substitué par un modèle in-vitro ou in silico à ce jour.

Réduction

Sur la base d'une étude statistique et bibliographique, notre étude nécessite l'inclusion de 23 animaux. Afin de réduire le nombre d'animaux utilisés, chaque brebis sera son propre témoin avec un côté où il sera effectué une délivrance de gadolinium par sonoporation et un autre une délivrance par injection en regard de la fenêtre ronde pour vérifier l'hypothèse d'une meilleure diffusion par sonoporation. L'hypothèse d'une amélioration de la diffusion de 60% +/- 30 % du gadolinium par la sonoporation sera vérifiée par un test statistique approprié, ainsi que l'absence de baisse des seuils auditifs. Le calcul d'effectif indique qu'un groupe de 6 sera suffisant pour confirmer cette hypothèse. En métabolomique (pour l'analyse de la périlymphe), il n'existe pas de recommandation sur le nombre minimum de sujets. Cependant nos précédentes études sur le sujet ont montré que l'inclusion de 6 sujets avait permis de faire ressortir des groupes statistiquement différents en utilisant des analyses statistiques adaptées. Notre expérience, sur le prélèvement de périlymphe, nous a permis de le réaliser systématiquement sur une oreille normale jamais opérée. La principale contrainte était le faible volume prélevé qui a été résolu par validation de la technique d'analyse. Ainsi, nous estimons que 12 brebis incluses au total serait raisonnnable pour ne pas augmentrer le nombre d'animaux tout en ayant des résultats si nos hypothèses se vérifient. 2 animaux supplémentaires seront prévus en cas de problème.

Raffinement

Anesthésie : les animaux arriveront la veille de la 1ère anesthésie, et seront mis à jeun 15h avant l’intervention, avec abreuvement adlibitum. Induction intraveineuse, puis maintien au masque avec inhalation d’un mélange gazeux d’oxygène et de gaz anesthésiant pour obtenir un relachement musculaire suffisant avant intubation. Chirurgie et Per-imagerie - Anesthésie : Les brebis seront maintenues sous O2 à la fin de la première anesthésie pour améliorer la qualité et la rapidité du réveil. Dès que l’animal présentera les premiers signes de déglutition ou de clignement des paupières, il sera extubé. Les animaux sont logés en cases collectives sur paille, et manipulés dans le calme. Le monitoring des constantes sera effectué lors de l'anesthésie générale afin de détecter une douleur peropératoire nécessitant une adaptation de l'analgésie et/ou de la profondeur de l'anesthésie. La réalisation d'une anesthésie locale permettra de minimiser la douleur per opératoire. Ces injections seront renouvelées en cas de douleur de l'animal . Une table chauffante sera utilisée pendant la durée de l'anesthésie générale pour éviter tout épisode d'hypothermie. La douleur post-opératoire sera aussi monitorée avec l'échelle visuelle en pièce jointe et l'analgésie revue en cas de douleur.

Choix des espèces

La brebis est l'animal que nous désirons utiliser pour ces recherches sur l'oreille interne car elle présente un spectre auditif comparable à l'Homme et une anatomie de l'oreille interne semblable à l'Homme en terme d'anatomie et de dimensions. La chirurgie de la brebis est comparable à celle de l'homme pour l'accès à l'oreille interne. Le sexe féminin est à privilégier compte tenu des difficulté d'accès à l'oreille interne chez le bélier. En effet, l'épaisseur de la corticale du bélier rend le fraisage difficile et très long. Enfin, le volume de liquide endocochléaire prélevé chez la brebis est comparable au volume qu'il est possible de prélever chez l'Homme rendant possible les études en métabolomique sur ce liquide. Les animaux utilisés seront âgés de plus d'un an car à cet âge, la maturation du système auditif est atteinte. Afin de constituer un groupe homogène, les brebis seront âgées de 2 à 3 ans.

Inoculées à 14 jours avec un virus de la maladie de Marek modifié pour être suivi par fluorescence, 54 poules subissent ensuite six prélèvements de sang et quatre prélèvements de plumes sur animal éveillé. Ces procédures sont déclarées d'un niveau de souffrance modéré, alors que le porteur décrit une maladie hautement contagieuse et fatale pour la majorité des oiseaux infectés et attend que la plupart des animaux inoculés la développent en 63 jours, avec fièvre, ataxie, difficultés respiratoires et fatigue. Toutes les poules sont tuées en fin d'expérience pour prélever organes et plumes, les plus atteintes étant tuées plus tôt. Le porteur retient le poulet parce que cet herpèsvirus ne provoque des lymphomes que chez les gallinacés, ce qui exclut selon lui tout modèle animal moins sensible.

Objectifs

Le virus de la maladie de Marek est un herpesvirus aviaire hautement contagieux et entrainant des lymphomes mortels pour les animaux en quelques semaines. Ce virus se transmet entre animaux par l'intermédiaire de poussières d'élevage contaminées. Les virions présents dans l'environnement sont excrétés à partir des follicules plumeux infectés, contaminant durablement l'environnement. En effet, l'infectiosité de ce virus dans l'environnement perdure pendant plusieurs mois, ce qui est tout à fait inhabituelle pour un herpesvirus. L’objectif de ce projet est d’approfondir les connaissances sur l'excrétion de ce virus dans l'environnement en suivant les particules virales par imagerie dans les plumes et dans les poussières et de caractériser la nature du matériel infectieux. Ce virus permettra aussi d'approfondir nos connaissances sur la latence et la réactivation virale dans les tumeurs et la rate aux stades tardifs de la maladie. Dans le cadre de ce projet, nous proposons de générer un nouveau virus avec un système innovant qui permet de suivre le génome viral par fluorescence. Il sera validé en culture de cellule avant d'être testé in vivo chez le poulet. L’approche in vitro a montré ses limites, car elle ne permet pas la formation de tumeurs dans leur environnement naturel ni l'excrétion virale telles que décrites à partir des plumes avec la libération de virions infectieux, à haut titre, indépendamment de cellules vivantes.

Bénéfices attendus

Le suivi du génome viral en fluorescence dans les tumeurs, les rates, les plumes et les poussières d'élevage requiert un volet in vivo. Aucun nouveau virus n'a jamais été décrit pour MDV (virus de la maladie de Marek). Au travers de ce projet, nous espérons (i) visualiser les particules virales matures dans l'épithélium des plumes et dans les poussières de l'environnement; (ii) visualiser les cellules infectées (en latence et/ou en réactivation (centre de réplication)) dans les tumeurs et les rates, voire de les quantifier ; (iii) collecter des poussières infectieuses pouvant servir de matériel pour déterminer la nature des poussières infectieuses (taille) mais aussi l'ultrastructure des particules virales dans les poussières après enrichissement sur la base de la fluorescence. Les poussières d'élevage pourront aussi servir de matériel pour réinfecter des animaux, mais aussi pour développer un test d'infectiosité avec des cellules en culture. Les bénéfices sont donc à répartir sur plusieurs niveaux : - Maladie de Marek : Meilleure caractérisation de la maladie par une détection des cellules infectées directement dans les tissus par imagerie. - Virologie : Méthode pour visualiser les particules virales MDV dans les plumes et les poussières. Description de la nature des particules virales excrétées présentes dans les poussières et des poussières contaminées. Capacité à infecter des cellules directement à partir de poussières infectieuses. - Diagnostic : Méthode pour l'évaluation de l'infectiosité des poussières dans un système en culture. Aucune méthode de ce type n'existe actuellement.

Procédures

une inoculation de virus sur animaux vigiles + 6 prélèvements de sang sur animaux vigiles + 4 prélèvements de plumes sur animaux vigiles. Durée de chaque acte : moins d’une minute

Impact sur les animaux

(i) Hébergement. L’hébergement des animaux en isolateurs est nécessaire dans le cadre des recherches portant sur le virus de la maladie de Marek afin de protéger l'environnement de la contamination par le MDV. L’hébergement en isolateurs peut induire une compétition sur les ressources alimentaires en fonction de la fréquence des nourrissages. (ii) Maladie de Marek. La maladie de Marek est une maladie virale hautement contagieuse et fatale pour la majorité des animaux infectés. Il est attendu que la majorité des animaux inoculés développent la maladie durant le temps de l’étude (63 jours). Parmi les symptômes de la maladie de marek qui conduisent à un mal être de l’animal, sont retrouvés : fièvre, ataxie, difficultés respiratoires, fatigue. (iii) Gestes techniques. Les injections et prélèvements de sang et de plumes entraineront un stress chez les animaux concernés. Ces manipulations entraineront également des douleurs ponctuelles au niveau du site d'injection ou de prélèvement.

Devenir

En fin d’expérience, tous les animaux seront euthanasiés pour réaliser différents prélèvements d'organes et de plumes.

Remplacement

Il est impossible de remplacer le modèle par des approches in vitro ou in silico car les méthodes actuelles n‘offrent qu‘une approche limitée de la maladie. Notamment, il n‘est pas possible d‘étudier in vitro la lymphomagenèse et l'excrétion à partir des plumes sous la forme de poussière. L’utilisation d’un autre modèle animal, moins sensible, est également impossible car cet herpèsvirus n’infecte que les gallinacés.

Réduction

Le nombre d’animaux nécessaire par groupe a été déterminé statistiquement sur la base de résultats d’expériences précédentes avec des constructions de virus mutants. Ce nouveau virus est construit de la même façon.

Raffinement

Les animaux seront maintenus en groupe dans des isolateurs adaptés en nombre et en taille, dans des conditions environnementales contrôlées, avec nourriture et boisson à volonté. Ils bénéficieront d’un enrichissement social. Dans les isolateurs, des objets à picorer seront à disposition. Une visite des animaux sera effectuée 2 fois par jour par le personnel technique qualifié. Les animaux présentant des symptômes graves seront euthanasiés après confirmation du diagnostic de la maladie de Marek. Les animaux présentant des symptômes légers seront surveillés plus attentivement pour détecter l'apparition de nouveaux symptômes. Les euthanasies seront réalisées par injection de pentobarbital. L'ensemble des gestes techniques est assuré par du personnel formé et compétent, ce qui limitera le stress des animaux. La contention sera effectuée en douceur et les prélèvements seront réalisés le plus rapidement possible. Les prélèvements de petites plumes et de sang seront réalisés simultanément pour limiter le stress. Le nombre de prélèvements sera réduit au minimum et espacés au minimum de 7 jours pour limiter la manipulation et la souffrance liées aux prélèvements répétés. Dans le cas des prélèvements de plumes, de petites plumes seront prélevées, ce qui limite la douleur par rapport aux prélèvements de plus grosses plumes. Afin de limiter la douleur lors de l'inoculation du virus, nous utiliserons des seringues à insuline et des aiguilles courtes et fines. Les injections seront réalisées sous PSM (poste sécurité microbiologique) avant l'entrée des animaux dans les isolateurs afin de faciliter la manipulation, notamment la contention des animaux et ainsi rendre l’injection plus simple et moins stressante pour les animaux.

Choix des espèces

Le virus de la maladie de Marek ne provoque des lymphomes que chez les gallinacés. De plus, chaque année, malgré la vaccination, des élevages de poulets présentent des cas de maladie de Marek. Cela peut être dû à une mauvaise vaccination, à des souches hypervirulentes ou à des environnements très contaminés. Pour des raisons techniques, les poulets seront infectés à l’âge de 14 jours. Ils seront euthanasiés à maximum 78 jours d’âge. L’âge d’inoculation de 14 jours a été choisi car il permet de commencer les prélèvements sanguins dès le début de l’expérience, tout en restant suffisamment sensible à la maladie pour obtenir des résultats robustes en un minimum de temps.

Trois heures de chirurgie pour implanter des cathéters permanents, une sonde débitmétrique et une canule dans l'iléon ou l'estomac, puis six journées de prélèvements de sept heures avec dix prises de sang simultanées sur deux cathéters, soit 54 millilitres par journée : 64 mini-porcs vont être utilisés dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Le projet teste la digestibilité de régimes végétalisés et l'effet d'un probiotique sur l'assimilation des nutriments, en vue de recommandations pour l'alimentation humaine. Chaque animal reste hébergé seul dans une case aux parois transparentes, et le porteur ramène les douleurs abdominales postopératoires à quelques jours suivis d'une gêne qu'il qualifie de mineure. Tous sont tués à la fin des essais, pour récupérer le matériel implanté et prélever des muscles.

Objectifs

Notre unité de recherche aborde la nutrition de manière intégrée, depuis la qualité des aliments et des régimes alimentaires jusqu’à leurs effets sur la santé dans le cadre d’une transition vers une alimentation plus durable. Le projet s’inscrit totalement dans cette thématique puisqu’il a pour objectif de tester la qualité nutritionnelle de régimes alimentaires végétalisés en évaluant la digestibilité des macro et micro-nutriments qu’ils contiennent. Une optimisation de cette digestibilité permettra ainsi d’améliorer la qualité de l’alimentation et ses effets sur la santé. Nos pistes pour élaborer une stratégie nutritionnelle efficace sont 1) de tester des repas complets avec un apport optimisé à la fois en protéines de qualité et en fibres mais aussi avec un apport limité en facteurs antinutritionnels et 2) d’améliorer l’utilisation des nutriments par l’hôte à l’aide d’une stratégie d’amélioration du microbiote intestinal via l’apport d’un probiotique. Ce projet mettra en oeuvre un modèle de mini-porcs.

Bénéfices attendus

Le bénéfice attendu de ce projet est l’élaboration de stratégies nutritionnelles adaptées à des situations physio-pathologiques. Le projet devrait donner à la fois des indications quant à la biodisponibilité des macro et micro-nutriments de régimes optimisés et des pistes sur leurs effets sur la santé de l’hôte. L’objectif principal est de trouver une matrice alimentaire qui soit la plus digestible possible permettant ainsi de contre-carrer un état physio-pathologique tel que l’insulino-résistance ou la résistance anabolique post-prandiale observée lors du vieillissement.

Procédures

Chaque animal subira une seule demi-journée (3h) d’intervention chirurgicale pour la pose de cathéters permanents, de sonde débit-métrique et de canule iléale et/ou gastrique (1h de préparation pré-opératoire, et 2 h entre l’incision cutanée et le réveil de l’animal). Une période de récupération de 15 jours sera observée , entre la chirurgie et la première journée de prélèvements. Chaque animal participera au final à 6 cinétiques post-prandiales d’une durée de 7h suivie d’une période de récupération de 7 jours minimum entre chaque cinétique. Lors d’une journée de prélèvement, les animaux recevront le matin comme seul aliment un des régimes à tester. Des prélèvements de sang seront réalisés simultanément dans les 2 cathéters avant et après le repas selon la cinétique de 10 prélèvements sanguins en simultanés sur chaque vaisseau pour chaque animal, étalés sur une journée de 9 heures. Pour chacune des journées de prélèvements, 2.7 ml de sang seront prélevés sur chaque cathéter à chaque point de cinétqiue. Le volume total prélevé sera de 54 ml par cinétique (moins de 5% du volume sanguin de l'animal).

Impact sur les animaux

Des douleurs abdominales peuvent être ressenties par l’animal suite à l’intervention chirurgicale. Elles peuvent se manifester dans les premiers jours suivant l’opération, mais après cette période de récupération, elles restent mineures.

Devenir

En fin d'expérimentation les animaux seront euthanasiés, afin de récupérer le matériel implanté et d'effectuer des prélèvements d'organes pour l'évaluation de l'effet des régimes sur la santé musculaire des animaux.

Remplacement

La biodisponibilité des nutriments fait intervenir de nombreux processus biologiques coordonnés et régulés, qui à ce jour ne peuvent pas être reproduits in vitro.

Réduction

L'effectif prévu dans le schéma expérimental (8 animaux maximum inclus dans le schéma expérimental de la procédure 1 et 6 animaux par lot dans la procédure 2) est réduit à son minimum en tenant compte de la variabilité du principal paramètre mesuré (apparition des acides aminés dans le sang), estimée à partir de nos précédentes études sur la biodisponibilité des nutriments réalisées avec un design expérimental similaire. Cette variabilité est liée non seulement de la variabilité interindividuelle des animaux, mais aussi à la qualité des prélèvements effectuées et à la précision des données obtenues par l’analyse biochimique. Ces aspects sont parfaitement maitrisés par les expérimentateurs du projet qui ont une longue expérience dans le domaine. Le fait d’utiliser un schéma expérimental en carré latin permet de diminuer significativement le nombre d’animaux utilisés (chaque animal étant son propre témoin). L'équipe de recherche impliquée dans le projet a une longue expérience sur l'utilisation d'animaux porteurs de canules digestives et de cathéters sanguins, ce qui permet de réduire au maximum le nombre d'animaux utilisés dans le projet, et de prévenir les processus douloureux. L’analyse statistique des données cinétiques (concentrations artérielles en acides aminés, flux de matière sèche et d’azote dans l’intestin chez le porc), sera réalisée avec l’animal comme variable aléatoire, et le temps, le repas et l’interaction temps x repas, comme facteurs. Pour les données représentant la valeur moyenne d’une variable (par exemple la digestibilité) une analyse de variance classique sera réalisée (repas, animal, semaine de prélèvement, comme effets principaux).

Raffinement

L’approche développée sera peu invasive, et peu traumatisante pour l’animal. La douleur imposée aux animaux pendant l’expérimentation est liée à l’acte chirurgical lequel se déroule sous anesthésie général avec monitoring des constantes vitales. Les animaux recevront pendant 6 jours un traitement analgésique et spamolytique, mais après cette période de récupération, elles restent mineures. Pendant la période de récupération, les animaux sont surveillés régulièrement (visite toutes les 2 h pendant la journée). L'évaluation de la gêne et de la douleur est faite par observation du comportement des animaux : reprise de l'alimentation, du transit intestinal, posture, vocalises, réactivité et la température corporelle. Pendant toute la durée de la période d'expérimentation, les animaux seront hébergés dans des cages, individuelles, au sol de taille réglementaire avec des copeaux de bois comme litière leur permettant de réaliser une activité de fouissage, et avec des parois latérales en plexiglass pour que les animaux puissent se voir et interagir entre eux. Leur environnement est enrichi à l’aide d’une chaîne en métal fixée sur les parois et de ballons. La pièce est à température régulée. Les animaux ont libre accès à l'eau.

Choix des espèces

Le porc présente un certain nombre de similitudes anatomiques et physiologiques avec l'homme. C’est la raison pour laquelle il est fréquemment utilisé comme modèle pour les études de nutrition. Le mini-porc permet de travailler sur des adultes (à stabilité pondérale) d'une taille compatible avec l'expérimentation animale. Il présente de plus l'avantage d'avoir un système digestif très proche de celui de l'Homme et d'accepter de manger tous types d'aliments. Ce modèle animal est reconnu par la communauté scientifique comme pertinent pour des études sur la digestibilité d'aliments avec un tranférabilité facilité à des études de la physiologie humaine. La procédure expérimentale est réalisée sur des animaux en fin de croissance (âge>10 mois), afin de bénéficier d'une stabilité pondérale pendant la totalité de la période d'expérimentation.

Cathéter posé dans la veine de la queue, 45 minutes d'imagerie sous anesthésie, prélèvement de 30 microlitres de sang : chaque souris porteuse de tumeurs greffées enchaîne ces gestes pour qu'un médicament radioactif soit suivi dans son corps. 2 370 souris vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, toutes tuées en fin d'étude pour mesurer la radioactivité de leurs organes. Le porteur annonce que les meilleurs candidats passeront ensuite en clinique, et affirme qu'aucun modèle en laboratoire ou sur ordinateur ne reproduit la complexité d'une tumeur. Il évoque des points limites établis lors d'expérimentations préliminaires sans les énoncer, et reprend l'effectif de 2 370 souris déjà déclaré dans le projet jumeau EU1, au texte quasi identique.

Objectifs

Cette étude cherche à mieux comprendre comment des médicaments radioactifs se déplacent dans le corps et se concentrent sur des cibles précises, comme certaines cellules cancéreuses ou leur environnement. Ces médicaments radioactifs sont utilisés pour créer des images médicales pour le diagnostic du cancer ou pour traiter le cancer de manière ciblée. Notre étude vise à comparer différents formats de médicaments radioactifs afin d'obtenir des images avec un bon contraste et de limiter l’exposition des organes sains aux radiations. Ces médicaments radioactifs sont faits de plusieurs parties, et chacune peut influencer la façon dont le médicament se répartit et s'accumule dans les différents organes. Notre étude vise à identifier les meilleures combinaisons ou les effets précis de chacune de ces parties.

Bénéfices attendus

Ce projet vise à tester, sur des modèles animaux, l’efficacité de médicaments radioactifs pour détecter et traiter le cancer de manière ciblée. À la fin de l’étude, les médicaments présentant le meilleur ciblage et la meilleure distribution dans le corps pourront être testés en clinique. Plus largement, ce projet permettra de mieux comprendre comment les différentes parties de ces médicaments influencent leur parcours dans le corps et leur capacité à atteindre les zones ciblées.

Procédures

- injection sous-cutanée (30 sec/animal). - Anesthésie dans une boite chauffée (3 min/animal) - Placement d’un cathéter dans la veine de la queue (1 min/animal). - Imagerie (maximum : 45 min/animal) - Prélèvement de 30 μL de sang (1min/animal).

Impact sur les animaux

Effets indésirables direct : - douleur associée à une injection sous-cutanée - douleur associée à une injection intraveineuse - douleur associée à un prélèvement sanguin. Effets indésirables indirect conséquence des produits injectés: - croissance tumorale - perte de poids. Les souris immunodéficientes pourraient développer des pathologies du fait de leur manque de défenses immunitaires néanmoins nous ne nous attendons pas à observer ce phénotype dommageable grâce aux conditions d’hébergement (hébergement dans une enceinte, capots filtrants) et les mesures sanitaires en place (port d’EPI par les expérimentateurs, désinfection des surfaces de travail).

Devenir

La totalité́ des animaux seront mis à mort en fin d’étude car pour nos objectifs scientifiques des mesures de radioactivité et analyses complémentaires sur des organes d’intérêts sont nécessaires, rendant le prélèvement final de ces organes obligatoire.

Remplacement

Il n'existe pas encore de modèles en laboratoire ou sur ordinateur capables de reproduire toute la complexité d'une tumeur et de prédire précisément comment un médicament radioactif se répartira dans le corps.

Réduction

Nous utilisons le moins d'animaux possible tout en nous assurant que les résultats obtenus soient fiables. Étudier les médicaments radioactifs nécessite plusieurs groupes de comparaison, mais grâce à des techniques d’imagerie non invasives, nous pouvons limiter le nombre d’animaux, car il n’est pas nécessaire de les sacrifier à chaque étape de l’étude. La taille des groupes a été calculée avec l’aide de spécialistes en statistiques pour garantir que les résultats soient valides, en tenant compte des données que nous avons déjà obtenues. Pour analyser ces résultats, nous utiliserons différents tests statistiques pour comparer les groupes ou évaluer les courbes de survie.

Raffinement

Les animaux feront l’objet d’une surveillance quotidienne par les mêmes membres du personnel. Les signes de douleur, souffrance, angoisse, changement de comportement ou d’aspect physique seront classés et rapportés. Les expérimentateurs sont formés pour reconnaître ces signes. De manière plus spécifique, des mesures de prise en charge de la douleur éventuelle et des points limites spécifiques ont été mis en place lors d'expérimentations préliminaires. Les animaux seront hébergés par 5 ou 10 en fonction de la taille des cages et le nombre d’animaux par groupes mais l’hébergement individuel sera proscrit. L’eau et la nourriture seront donnés ad libitum. Au minimum une sorte d’enrichissement sera mis dans chaque cage (sizzle-dri ou tubes en polycarbonate). Les souris possédant un système immunitaire faible sont hébergées et manipulées dans des conditions visant à prévenir les risques d’infections avec des pathogènes. L’imagerie est une méthode non invasive permettant de réduire la douleur à son minimum. De plus, la majorité des procédures est réalisée sous anesthésie sur lit chauffant réduisant l’inconfort potentiel à son minimum et permettant ainsi le raffinement de l’étude.

Choix des espèces

Il n’existe pas d’autres solutions que d’utiliser des animaux pour ces expériences, car elles nécessitent d’étudier directement dans un organisme vivant comment le médicament se répartit, agit et est éliminé. Les souris sont particulièrement adaptées à ces études, car leur façon de digérer, transformer et éliminer les substances est très proche de celle de l’être humain. Age 6-8 semaines, animal adulte. Les cancers évalués (pancréatique, sein, colorectal) étant dominants dans la population adulte, les animaux utilisés seront donc en âge adulte.

L'exposition professionnelle aux nanoplastiques, sur les sites de recyclage ou en impression 3D, sert de motif à ce suivi de nanoparticules de plastique PET dans l'organisme. 40 rats, 20 femelles et 20 mâles, vont être utilisés dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Sous anesthésie, chacun est intubé et reçoit dans la trachée une solution de nanoparticules marquées au carbone 14, avant réveil par antidote, puis un séjour d'un à cinq jours en cage à métabolisme pour collecter urines et selles. Ils sont tués par groupes de quatre à 1 heure, 4 heures, 24 heures, 7 jours et 28 jours, pour mesurer la radioactivité du sang, des poumons, du foie, des reins, de la rate, du cerveau et des organes reproducteurs. Le porteur retient le rat comme l'espèce préconisée par les recommandations de l'OCDE en toxicocinétique.

Objectifs

Les nanoplastiques sont omniprésents dans l’environnement mais aussi sur certains lieux de travail (sites de recyclage, usines de production de textiles, entreprises d’impression 3D,…). Cependant peu de d’informations sont disponibles quant à leur devenir dans l’organisme à la suite de l’exposition des salariés. En milieu professionnel, l’inhalation est la voie majeure d’exposition à ce type de particules. Afin de suivre la distribution dans l’organisme, la méthode la plus sensible consiste à utiliser des particules radiomarquées. Ce projet a donc pour objectif d’étudier le devenir et la distribution dans l'organisme ainsi que l'élimination (toxicocinétique) sur une période maximale de 28 jours chez le rat de nanoparticules de polyéthylène téréphtalate (PET) marquées avec un traceur radioactif, le carbone 14. Cette analyse de toxicocinétique se fera après l'administration directe des nanoparticules dans le poumon de rats après intubation de l'animal sous anesthésie générale (administration par instillation intratrachéale).

Bénéfices attendus

Ce projet apportera des connaissances nouvelles sur la toxicocinétique de nanoparticules de PET. Au-delà des données de biodistribution, il pourra aider à développer des modèles de toxicocinétique permettant de limiter le recours aux animaux de laboratoire. Il sera aussi une source d'information sur la potentielle dangerosité de ces nanoparticules administrées par voie pulmonaire dans d'autres organes que le poumon en fonction des quantités détectées.

Procédures

Cinq groupes de 4 rats femelles et cinq autres groupes de 4 rats mâles recevront, sous anesthésie (à l'aide de médicaments spécifiques), une solution contenant des nanoparticules marquées avec un traceur radioactif, le carbone 14 par instillation dans les voies respiratoires. Après l'administration, les rats seront réveillés grâce à une injection d'un médicament antidote spécifique. L'ensemble de l'expérience (anesthésie, instillation, et réveil des animaux) ne durera pas plus d'une heure. Les rats seront ensuite mis à mort à différents temps : 1 heure, 4 heures, 24 heures, 7 jours et 28 jours après l'administration des nanoparticules. Les animaux seront mis à mort dans le respect du bien-être animal. Divers fluides et organes (sang, poumon, ganglions lymphatiques proches des poumons, foie, reins, rate, cerveau, organes reproducteurs mâles et femelles) seront prélevés pour mesurer la radioactivité qu'ils contiennent. Les rats mis à mort 24 heures après l'administration de nanoparticules seront placés dans des cages spéciales (cages à métabolisme) pendant cette période post administration de 24 heures afin de collecter leurs urines et leurs selles. Ceux mis à mort après 7 jours ou 28 jours seront également placés dans le même type de cages pendant une période pouvant aller jusqu'à 5 jours, en fonction des niveaux de radioactivité observés dans leurs urines et leurs selles.

Impact sur les animaux

Au-delà de l’inconfort causé par l’anesthésie et l’instillation intratrachéale, le projet aura un impact limité sur le bien-être des animaux. Le placement en cage à métabolisme pendant 24 h ou jusqu'à 5 jours pour les temps post-exposition 7 jours et 28 jours consistera la plus grande source d’inconfort post-exposition. Il n’est pas attendu que la quantité de particules administrée ou la dose de radioactivité aient une incidence majeure sur la santé des animaux.

Devenir

Les animaux sont mis à mort à la fin de la procédure afin de collecter le sang et les tissus d’intérêt dans l’objectif de quantifier la radioactivité présente et ainsi estimer la biodistribution des nanoparticules.

Remplacement

A ce jour, en l’absence de connaissances suffisantes, il est nécessaire d’utiliser des animaux de laboratoire pour étudier la biodistribution dans l'organisme entier et l’excrétion de nanoparticules de PET. Ces travaux concourront cependant à développer des modèles mathématiques de toxicocinétique permettant à terme de limiter le recours à des animaux de laboratoire.

Réduction

Grâce au recours à des nanoparticules de PET radiomarquées, il ne sera pas nécessaire de disposer de groupes témoins pour analyser les résultats. Par ailleurs, le nombre d’animaux utilisés est réduit au minimum nécessaire pour pouvoir interpréter les résultats. Enfin, cette étude portera tout d’abord sur le temps 24 heures. Les temps plus courts (1 et 4 heures) ou longs (7 et 28 jours) ne seront réalisés qu’en fonction des résultats obtenus sur les temps courts et de la sensibilité de la méthode.

Raffinement

Les administrations par instillation intratrachéale seront réalisées sous anesthésie. En dehors de la période de 24 heures (ou éventuellement 5 jours pour les groupes 7 jours et 28 jours) en cage à métabolisme, les animaux seront hébergés par deux en présence d’enrichissement adapté (tunnel en polycarbonate rouge). Au vu des données de la littérature et de notre expérience, les procédures expérimentales utilisées dans ce projet ne sont pas considérées comme générant une souffrance sévère chez l’animal. Les points limites suivants seront cependant appliqués: 1) perte de poids supérieure à 20% au cours de la procédure; 2) modification de l'apparence physique (défaut de toilettage, piloerection importante); 3) altération de la respiration; 4) difficulté à se mouvoir et 5) détresse marquée lors de la manipulation. L’atteinte de points limite entrainera la mise à mort de l’animal dans le respect du bien-être animal. L'évaluation de cette atteinte de points limites sera réalisée au travers d'une grille de score.

Choix des espèces

Le rat de laboratoire possède un système pulmonaire relativement évolué présentant de nombreuses similitudes avec celui de l’être humain. Les données de toxicocinétique chez cette espèce sont extrapolables à l’être humain. Le rat est l’espèce préconisée dans les recommandations internationales (en particulier celles de l'OCDE) relatives à l'étude de la toxicocinétique des agents chimiques. Des animaux jeunes adultes de 10 semaines seront utilisés. Cela correspond à un stade du développement en accord avec les études de toxicologie qui requièrent des animaux jeunes et exempt de toute pathologie.

Les souris utilisées sont immunodéficientes et portent des tumeurs pancréatiques, mammaires ou colorectales greffées, une fragilité que le porteur compte contenir par l'hébergement en enceinte filtrante. 2 370 souris vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, pour comparer des formats de médicaments radioactifs destinés au diagnostic et au traitement ciblé du cancer. Chacune reçoit une injection sous-cutanée, une anesthésie, un cathéter dans la veine de la queue, jusqu'à 45 minutes d'imagerie et un prélèvement de 30 microlitres de sang, avec croissance tumorale et perte de poids annoncées comme effets indésirables. Toutes sont tuées en fin d'étude pour mesurer la radioactivité accumulée dans leurs organes.

Objectifs

Cette étude cherche à mieux comprendre comment des médicaments radioactifs se déplacent dans le corps et se concentrent sur des cibles précises, comme certaines cellules cancéreuses ou leur environnement. Ces médicaments radioactifs sont utilisés pour créer des images médicales pour le diagnostic du cancer ou pour traiter le cancer de manière ciblée. Notre étude vise à comparer différents formats de médicaments radioactifs afin d'obtenir des images avec un bon contraste et de limiter l’exposition des organes sains aux radiations. Ces médicaments radioactifs sont faits de plusieurs parties, et chacune peut influencer la façon dont le médicament se répartit et s'accumule dans les différents organes. Notre étude vise à identifier les meilleures combinaisons ou les effets précis de chacune de ces parties.

Bénéfices attendus

Ce projet vise à tester, sur des modèles animaux, l’efficacité de médicaments radioactifs pour détecter et traiter le cancer de manière ciblée. À la fin de l’étude, les médicaments présentant le meilleur ciblage et la meilleure distribution dans le corps pourront être testés en clinique, Plus largement, ce projet permettra de mieux comprendre comment les différentes parties de ces médicaments influencent leur parcours dans le corps et leur capacité à atteindre les zones ciblées.

Procédures

- injection sous-cutanée (30 sec/animal). - Anesthésie dans une boite chauffée (3 min/animal) - Placement d’un cathéter dans la veine de la queue (1 min/animal). - Imagerie (maximum : 45 min/animal) - Prélèvement de 30 μL de sang (1min/animal).

Impact sur les animaux

Effets indésirables direct : - douleur associée à une injection sous-cutanée - douleur associée à une injection intraveineuse - douleur associée à un prélèvement sanguin. Effets indésirables indirect conséquence des produits injectés: - croissance tumorale - perte de poids. Les souris immunodéficientes pourraient développer des pathologies du fait de leur manque de défenses immunitaires néanmoins nous ne nous attendons pas à observer ce phénotype dommageable grâce aux conditions d’hébergement (hébergement dans une enceinte, capots filtrants) et les mesures sanitaires en place (port d’EPI par les expérimentateurs, désinfection des surfaces de travail).

Devenir

La totalité́ des animaux seront mis à mort en fin d’étude car pour nos objectifs scientifiques des mesures de radioactivité et analyses complémentaires sur des organes d’intérêts sont nécessaires, rendant le prélèvement final de ces organes obligatoire.

Remplacement

Il n'existe pas encore de modèles en laboratoire ou sur ordinateur capables de reproduire toute la complexité d'une tumeur et de prédire précisément comment un médicament radioactif se répartira dans le corps.

Réduction

Nous utilisons le moins d'animaux possible tout en nous assurant que les résultats obtenus soient fiables. Étudier les médicaments radioactifs nécessite plusieurs groupes de comparaison, mais grâce à des techniques d’imagerie non invasives, nous pouvons limiter le nombre d’animaux, car il n’est pas nécessaire de les sacrifier à chaque étape de l’étude. La taille des groupes a été calculée avec l’aide de spécialistes en statistiques pour garantir que les résultats soient valides, en tenant compte des données que nous avons déjà obtenues. Pour analyser ces résultats, nous utiliserons différents tests statistiques pour comparer les groupes ou évaluer les courbes de survie

Raffinement

Les animaux feront l’objet d’une surveillance quotidienne par les mêmes membres du personnel. Les signes de douleur, souffrance, angoisse, changement de comportement ou d’aspect physique seront classés et rapportés. Les expérimentateurs sont formés pour reconnaître ces signes. De manière plus spécifique, des mesures de prise en charge de la douleur éventuelle et des points limites spécifiques ont été mis en place lors d'expérimentations préliminaires. Les animaux seront hébergés par 5 ou 10 en fonction de la taille des cages et le nombre d’animaux par groupes mais l’hébergement individuel sera proscrit. L’eau et la nourriture seront donnés ad libitum. Au minimum une sorte d’enrichissement sera mis dans chaque cage (sizzle-dri ou tubes en polycarbonate). Les souris possédant un système immunitaire faible sont hébergées et manipulées dans des conditions visant à prévenir les risques d’infections avec des pathogènes. L’imagerie est une méthode non invasive permettant de réduire la douleur à son minimum. De plus, la majorité des procédures est réalisée sous anesthésie sur lit chauffant réduisant l’inconfort potentiel à son minimum et permettant ainsi le raffinement de l’étude.

Choix des espèces

Il n’existe pas d’autres solutions que d’utiliser des animaux pour ces expériences, car elles nécessitent d’étudier directement dans un organisme vivant comment le médicament se répartit, agit et est éliminé. Les souris sont particulièrement adaptées à ces études, car leur façon de digérer, transformer et éliminer les substances est très proche de celle de l’être humain. Age 6-8 semaines, animal adulte. Les cancers évalués (pancréatique, sein, colorectal) étant dominants dans la population adulte, les animaux utilisés seront donc en âge adulte.

Des cellules de cancer du sein triple négatif sont injectées à des souris, la tumeur mammaire est retirée sous anesthésie deux à trois semaines plus tard, puis les métastases pulmonaires sont suivies par imagerie une fois par semaine pendant quatre semaines. 780 souris vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, toutes tuées pour des analyses post-mortem. Le porteur décrit un travail préalable sur lignées cellulaires humaines et organoïdes pulmonaires, et réserve à l'animal l'étude de la progression métastatique elle-même. Sur les nuisances attendues, il retient la piqûre, "gêne de courte durée", puis mentionne des métastases pulmonaires capables d'entraîner une gêne respiratoire.

Objectifs

La progression métastatique des cancers reste le principal défi en oncologie. Le cancer du sein occupe la première position parmi les cancers féminins, et son sous-type le plus agressif, dit « triple négatif », métastase principalement dans le poumon. Les projets de notre équipe visent à comprendre les mécanismes qui permettent aux cellules cancéreuses d’atteindre le tissu pulmonaire. Dans notre équipe, nous utilisons le modèle organoïde pour étudier l’interaction entre le tissu pulmonaire et les cellules du cancer du sein. Nos données montrent que la présence de cellules cancéreuses qui métastasent spécifiquement dans le poumon in vivo modifient l’expression de gènes liés à la réponse inflammatoire dans le poumon. Notre hypothèse est donc la suivante : les cellules cancéreuses induisent un état pro-inflammatoire et donc pro-métastatique dans le poumon via une communication à distance. En partant de nos données ex vivo, notre objectif en utilisant le modèle animal est de comprendre le rôle de ces gènes liés à la réponse inflammatoire dans l’établissement de la niche métastatique pulmonaire. En modélisant la progression métastatique dans des souris sauvages ou déficientes de ces gènes, nous cherchons à comprendre la dynamique du microenvironnement pulmonaire dans le contexte des métastases.

Bénéfices attendus

Les résultats issus de ce projet avanceront notre compréhension des processus métastatiques, essentielle pour arriver à terme de mieux prendre en charge des patients atteints de cancer, tout d’abord en cas de rechutes, mais surtout à les prévenir. Notre projet vise le cancer du sein triple négatif, le sous-type le plus agressif du premier cancer détecté chez les femmes, pour lequel les avancements thérapeutiques sont les plus urgents. Nous envisageons que la compréhension du rôle de gènes liés à la réponse inflammatoire dans la prévention des métastases pulmonaires pourrait donner suite aux études évaluant le potentiel thérapeutique des molécules ciblant ces gènes.

Procédures

Dans un premier lot, les animaux vigiles seront injectés avec des cellules tumorales (durée du geste

Impact sur les animaux

Les nuisances attendues lors de l’administration des cellules par injections intraveineuses ou injections dans l’abdomen seront celles liées à la piqûre elle-même (gène de courte de durée). L’injection de cellules tumorales causera le développement des tumeurs au niveau mammaire ou des métastases pulmonaires, qui pourront entrainer respectivement une gêne à la mobilité ou une gêne respiratoire.

Devenir

Tous les animaux sont mis à mort pour des analyses post-mortem.

Remplacement

Nous utilisons plusieurs stratégies de remplacement : (1) Tout d’abord, pour étudier les mécanismes intrinsèques aux cellules tumorales de propension métastatique, nous disposons de plusieurs lignées cellulaires humaines de cancer du sein triple négatif qui diffèrent dans leurs potentiels et tropismes métastatiques. Nous utilisons donc systématiquement ces modèles in vitro. (2) Pour mieux comprendre l’interaction entre les cellules tumorales et le tissu pulmonaire, nous utilisons le modèle organoïde. Nous dérivons des organoïdes pulmonaires des cellules souches pluripotentes humaines, et procédons aux co-cultures avec les cellules de cancer du sein. Seuls les gènes candidats dont nous aurons montré l’importance dans ces deux systèmes seront ensuite étudiés in vivo. Cependant, la progression métastatique est un processus multi-organe, qui implique plusieurs étapes complexes, et enfin l’établissement dans le tissue secondaire. Modéliser ce processus ex vivo reste encore un défi à atteindre. Nous envisageons donc à procéder à l’utilisation des organoïdes vascularisés, et ensuite assemblés avec les cellules immunitaires pour mieux modéliser la progression métastatique. Cependant, l’animal vivant reste le modèle le plus adapté pour l’étude de progression tumorale, surtout métastatique, car ce processus est multi-organe. L'apprentissage des gestes techniques sera réalisé dans un premier temps sur mannequins puis sur cadavres frais.

Réduction

Nous allons utiliser le nombre minimal d’animaux suffisant pour obtenir des résultats significatifs. Nous utiliserons systématiquement l’imagerie pour les suivis de la progression métastatique dans le poumon. Cette méthode permet d’éviter la mise à mort des animaux à différents temps pour le suivi des métastases pulmonaires. Chaque mise à mort des animaux sera exploitée et optimisée en récoltant un maximum de prélèvements, permettant ainsi de diminuer le nombre d’animaux à utiliser. Dans les procédures où la tumeur primaire est enlevée chirurgicalement, les tumeurs seront récupérées pour différentes analyses. L'utilisation de mannequins ou de cadavres pour l'apprentissage des gestes techniques permettra de limiter le nombre d'animaux utilisés.

Raffinement

Une grille de score est mise en place pour évaluer de façon objective l’état des animaux, et les valeurs seuil sont définies pour commencer les soins nécessaires ou mettre à mort les animaux. Les gestes invasifs ou nécessitant l’immobilité de l’animal seront réalisés sous anesthésie générale avec recours aux analgésiques si nécessaire. Toutes les mesures seront prises pour éviter l’hypothermie, la déshydratation et le stress respiratoire liés à l’anesthésie. Les soins post-opératoires seront mis en place pour réduire la douleur et l’inconfort des animaux : surveillance accrue, analgésie, prévention des infections, aliment hydraté. L'apprentissage des gestes techniques sera réalisé de manière séquentielle, sur mannequin puis sur cadavre frais avant de passer à l'animal vivant. L'acquisition du geste technique sear validée, par des opérateurs expérimentés, grâce à des critères précis et précoces.

Choix des espèces

La souris est le modèle de choix pour étudier la biologie de cancer en général, et pour comprendre le processus métastatique en particulier. Cela est dû au fait que les systèmes de plusieurs organes (y compris pulmonaire, vasculaire, immunitaire) sont comparables à ceux de l’homme et très bien caractérisés depuis plusieurs décennies. De plus, le modèle souris et les procédures utilisées sont très bien établis et standardisés dans le domaine. La disponibilité de lignées génétiquement modifiées et de souris immunodéficientes est un autre atout très important pour la faisabilité des expériences et pour les greffes de cellules humaines. Les souris adultes, âgées de 8-12 semaines seront utilisées pour toutes les expériences. Le cancer du sein se manifeste chez les femmes adultes, et les souris de cet âge sont couramment utilisées pour modéliser la progression métastatique par greffe des cellules cancéreuses

Opérées pendant une heure par le cou pour boucher puis rouvrir une artère du cerveau, 48 souris passent à l'IRM sous anesthésie pendant l'occlusion et sont traitées par un activateur de la protéine Epac1 ou par un placebo. Dans ces procédures d'un niveau de souffrance modéré, elles perdent du poids et présentent des déficits sensorimoteurs, comme une paralysie partielle d'un côté du corps, et celles qui font une hémorragie sous-arachnoïdienne sont tuées sans réveil après l'IRM. Le porteur affirme que les lésions du cerveau "n'engendrent pas de douleur", la douleur portant selon lui surtout sur la cicatrice du cou, et prévoit de la buprénorphine jusqu'à la fin. Il écrit que le suivi est "volontairement limité à 24h post-AVC", alors que le protocole prévoit sept jours de survie avant une IRM terminale. Toutes sont tuées après cette dernière IRM pour prélever leur cerveau.

Objectifs

L’accident vasculaire cérébral ischémique (AVCi) est une maladie fréquente et invalidante. Comprendre les mécanismes impliqués dans la formation des lésions cérébrales suite à un AVCi est devenu une priorité pour développer de nouvelles stratégies thérapeutiques en neuroprotection et améliorer le devenir des patients. L’objectif global du projet est d’évaluer l’effet protecteur à long-terme d’un nouveau traitement ciblant la protéine Epac1 dans un modèle murin d’AVC transitoire. Des études préliminaires in vitro et ex vivo sur cette nouvelle cible thérapeutique suggèrent un effet protecteur de l’activation d’Epac-1 sur le cerveau en condition d’AVC. Afin de confirmer ces résultats et d’aller plus loin dans l’exploration des effets in vivo de Epac-1 dans l’AVCi à long terme, nous allons évaluer les conséquences d’une activation d’Epac-1 à l’aide d’un agoniste (qui favorise l’expression de la cible thérapeutique) par imagerie par résonance magnétique (IRM) multiparamétrique. Pour vérifier que ces résultats sont maintenus à plus long terme, nous allons réaliser un suivi des animaux traités avec l’agoniste ou le placebo pendant 7 jours, Notre hypothèse est que l’activation d’Epac-1 devrait diminuer la taille des lésions, protéger la barrière hématoencéphalique et ainsi améliorer le pronostic des animaux.

Bénéfices attendus

Si l’effet neuroprotecteur de la modulation d’Epac-1 est prouvé, cela validera Epac-1 comme une nouvelle cible thérapeutique. Il sera possible de proposer un nouveau traitement de l’AVCi, avec l’espoir à terme de limiter les séquelles neurologiques pour les patients victimes d’un AVC.

Procédures

Chirurgie de 60 minutes IRM sur animaux ansthésiés d’environ 60 min Mesures neurofonctionnelles de 10 min

Impact sur les animaux

Suite à l'accident vasculaire cérébral, les animaux perdent du poids et présentent des déficits neurofonctionnels sensorimoteurs (par exemple hémiparésie et diminution de la sensibilité des vibrisses). La douleur concerne principalement la cicatrice due à l’abord chirurgicale (le cou) car les dommages au niveau du parenchyme cérébral n’engendrent pas de douleur (raison pour laquelle les patients présentant un AVC tardent à se rendre aux urgences). Les animaux sont gardés en vie pendant 7 jours puis ils sont mis à mort à l’issue de l’examen IRM terminal. La principale complication du modèle est le décès par œdème malin ou hémorragie sous-arachnoïdienne (

Devenir

Les animaux seront mis à mort pour permettre le prélèvement du cerveau pour les analyses complémentaires postmortem (étude des mécanismes).

Remplacement

Cette étude in vivo vient compléter des études déjà réalisées in vitro, ex vivo et in vivo qui ont montré le rôle de la protéine Epac-1 dans l'ischémie-reperfusion. L’utilisation du modèle animal adéquat (permettant une ischémie et une reperfusion) conditionne la validité de l’évaluation des traitements et la possibilité de transfert en clinique. L’utilisation d’animaux est egalement justifiée par le rôle central de l’imagerie in vivo dans ces procédures.

Réduction

Le nombre minimal et suffisant d'animaux a été estimé par une étude statistique en prenant en compte la variabilité attendue du modèle et les critères d'exclusion (absence d'infarct cérébral, hémorragie sous-arachnoïdienne). L’utilisation de l’IRM longitudinale permet de réduire le nombre d’animaux car chaque animal est son propre contrôle (on peut rapporter la taille de lésion par la taille de l’atteinte initiale en perfusion ou en diffusion en perocclusion chez chaque individu). Enfin, lors des prélèvements finaux, d'autres tissus pourront être prélevés et conservés en concertation avec nos collaborateurs au moment de la mise en place du projet afin de limiter, optimiser et valoriser au mieux les prélèvements et le nombre d'animaux utilisés dans cette étude.

Raffinement

L’imagerie réalisée pendant l'accident vasculaire cérébral permet de sélectionner des animaux avec une occlusion artérielle correcte, et une lésion cérébrale significative. La variabilité du modèle est ainsi limitée. L’IRM per-occlusion est également efficace pour détecter les animaux présentant un hémorragie sous-arachnoïdienne précoce (

Choix des espèces

Les animaux utilisés pour cette étude seront des souris car il existe une littérature importante rapportant l’utilisation de cette souche pour la recherche translationnelle sur les AVCi. En particulier, cette souche de souris a peu d'artères collatérales dans le cerveau ce qui permet d'avoir une lésion ischémique plus reproductible d'un animal à un autre. D'autre part, leur pigmentation de peau blanche rend plus facile la pose du cathéter caudal pour les examens IRM nécessitant l’administration d’un agent de contraste (imagerie de perfusion et de perméabilité). Les animaux auront entre 6 et 8 semaines (adultes) : la maturité cérébrale est atteinte et le poids suffisant pour la mise en place d’un cathéter veineux caudal pour l’injection des agents de contraste.