Recherche appliquée
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Évaluation préclinique chez le lapin d’émulsions lipidiques destinées à améliorer la clairance dialytique des toxines urémiques liées aux protéines
- Recherche appliquée
- Troubles urogénitaux
Anesthésiés, munis de cathéters, puis soumis pendant deux heures à un clampage des deux pédicules rénaux pour simuler une défaillance des reins, 56 lapins subissent une procédure de quatre heures. Chacun reçoit en perfusion les émulsions lipidiques à tester et fournit treize prélèvements de sang, soit 19 mL. L'objet est de doper l'élimination des toxines urémiques pendant une séance d'hémodialyse, méthode déjà brevetée et testée chez le porc, avant un essai clinique déjà budgété et financé. Tous les lapins sont tués avant tout réveil, le porteur indiquant que l'insuffisance rénale aiguë provoquée par le clampage ne pourrait pas être prise en charge et menacerait leur survie.
Objectifs
L’insuffisance rénale chronique terminale concerne en France plus de 90 000 patients et nécessite pour assurer leur survie le recours à la dialyse ou à la transplantation. Les toxines urémiques sont des composés qui n’étant plus éliminés par les reins s’accumulent chez les patients insuffisants rénaux. L'insuffisance rénale terminale est donc associée à l'accumulation d'un très grand nombre de ces toxines responsables d’effets délétères sur l’organisme. Certaines toxines sont très mal éliminées par les techniques courantes de dialyse. Ces toxines que l’on ne sait pas bien épurer contribuent par leur toxicité aux complications et à la mortalité associées à l’insuffisance rénale terminale. Nous avons développé une nouvelle stratégie d’hémodialyse permettant de mieux éliminer ces composés en testant des composés qui en potentialisent l’élimination. Nous avons récemment démontré chez le porc hémodialysé que la perfusion de certains lipides permettait de « doper » l’efficacité de la séance d’hémodialyse en améliorant l’élimination des toxines urémiques. Les lipides utilisés présentent toutefois l’inconvénient d’être très rapidement métabolisés. Nous souhaitons tester des formulations différentes pour l’administration des lipides (lipides complexes) afin de limiter leur dégradation et de maximiser leur efficacité. Nous souhaitons en outre évaluer la meilleure voie d'administration des lipides (par voie intraveineuse ou par voie orale). Le lapin constitue un modèle de choix car sa taille et donc son volume nous permettront de réaliser tous les prélèvements de sang nécessaires à notre étude. Le lapin présente également l’avantage d’avoir un métabolisme lipidique très proche de celui de l’homme.
Bénéfices attendus
Nous souhaitons développer une nouvelle méthode d’hémodialyse qui permettent de mieux éliminer certaines toxines urémiques en perfusant des lipides pendant la dialyse. Cette étude vise donc à tester la meilleure formulation et la meilleure voie d’administration des lipides pour améliorer l'élimination de ces toxines urémiques lors d'une séance d'hémodialyse. Cette méthode a été breveté et nous avons démontré l’efficacité de son efficacité dans une étude préclinique chez le porc. La présente étude nous permettra de démontrer l’efficacité et d’évaluer la sécurité et la bonne tolérance de notre protocole avant d’entreprendre l’étude clinique qui a d'ores et déjà été budgétée et financée.
Procédures
La procédure nécessite une opération chirurgicale pour induire l’insuffisance rénale chez les lapins. La procédure dure environ 4h00 pour chaque animal (30 min de préparation (pré-anesthésie -induction de l’anesthésie), 1h15 de chirurgie, 2h de prélèvement). L'animal sera anesthésié et une analgésie préventive sera mise en place par perfusion d'un morphinique. Durant cette anesthésie, le lapin recevra en perfusion des solutés à tester pendant deux heures et plusieurs prélèvements de sang seront réalisés (représentant au total moins de 11% du volume sanguin total de l'animal). L’animal sera euthanasié par injection létale a l’issue de l’expérimentation sans que ce dernier ne soit réveillé afin d’éviter toute détresse ou toute douleur. Chaque animal ne subira qu'une et une seule procédure expérimentale.
Impact sur les animaux
Les principales complications envisagées sont de possibles hypotensions et la formation de thromboses dans les cathéters. Ces complications ne sont pas létales pour l’animal et ne sont pas génératrices de souffrance mais susceptibles d’être à l’origine d’un arrêt prématuré de la procédure pour l’animal considéré. La tension artérielle étant monitorée en continue, les hypotensions pourront être traité en séance par mise en place d’une perfusion de sérum physiologique. La formation de thromboses dans les lignes d’hémodialyse peut survenir mais sera systématiquement prévenue par une administration systématique d’un anticoagulant (l’héparine) en début de protocole au besoin complétée par l’administration de doses supplémentaires.
Devenir
Tous les animaux seront mis à mort sans réveil à l’issue du dernier prélèvement afin d'éviter toute douleur ou toute détresse. A l’issue de l’expérimentation, le lapin sera euthanasié sous anesthésie générale. Outre les abords chirurgicaux susceptibles d'être à l'origine de douleurs post-opératoires, les animaux auront subi pendant 2h un clampage bilatéral des pédicules rénaux (pour simuler une défaillance rénale) et ils développeraient une insuffisance rénale aigue s'ils étaient maintenus en vie. Cette insuffisance rénale aigue ne pourrait pas être prise en charge et menacerait leur survie. Il est donc plus éthique d'euthanasier les animaux avant leur réveil.
Remplacement
L’évaluation et les preuves de concept ont été réalisées in vitro sans nécessiter l’utilisation d’animaux. En effet, les premiers essais ont été réalisés sur de larges volume de sang de boeuf (collectés dans un abattoir) en utilisant des générateurs d’hémodialyse et du matériel utilisés en clinique. Nous avons ainsi pu démontrer la grande efficacité de notre système mais la limite de ces expériences in vitro est que nous travaillions sur un modèle simplifié qui ne reproduit qu’imparfaitement la distribution des toxines dans l’organisme. II nous est en outre impossible in vitro d’en vérifier la sécurité d’emploi et la bonne tolérance de notre procédure et de mesurer la métabolisation des composés testés.
Réduction
Les données préliminaires dont nous disposons nous ont permis de calculer précisément le nombre d’animaux nécessaires pour garantir une bonne puissance statistique. Le calcul d'effectif a été réalisé sous G*Power prenant une taille d’effet de 0,6, la comparaison de 7 groupes, un risque alpha de 0.05 et une puissance de 0.8. Avec ces donnée l’effectif total calculé est de 56 animaux soit 8 animaux par groupes. Il sera en outre possible de collecter certains tissus du lapin post mortem pour permettre à d’autres laboratoires ou établissements de réaliser des tests (ex: foie pour le dosage de l'activité d'enzyme mitochondriales en TP à l'université) . La possibilité de collecter des tissus de lapin post mortem sera systématiquement proposée sur la mailing-list des SBEA locales afin de promouvoir la réutilisation de tissus.
Raffinement
Les animaux seront hébergés, par groupe de 8 pour satisfaire leur instinct grégaire. Un enrichissement (ballons, jouets, cartons, batônnets à ronger…) sera systématiquement proposé. Nous avons choisi de réaliser la procédure entièrement sous anesthésie générale et d’euthanasier les animaux sans les réveiller à l’issue de la procédure. Le protocole anesthésique et analgésique a été optimisé avec une anesthésie gazeuse complétée par une infusion continue d’un morphinique afin de prévenir toute douleur. Trois points limites ont été identifiés : Hypotension sévère et incontrôlable, Coagulation massive et irrécupérable dans les cathéters empêchant toute perfusion et/ou tout prélèvement sans possibilité d’un autre cathéter. Hyperthermie maligne. Si l’un de ces point limite est rencontré et ne peut être contrôlé, la procédure sera interrompue et l’animal sera euthanasié.
Choix des espèces
Le présent protocole implique pour la réalisation de cinétique des prélèvements sanguins répétés sur le même animal (13 prélèvements de sang soit un volume de 19 mL) . Cette procédure n’est donc possible que sur un animal disposant d’un volume sanguin suffisamment grand. Le lapin constitue un modèle de choix car son volume sanguin nous permettra de réaliser les 13 prélèvements de sang sans induire une diminution trop importante du volume sanguin (
Etude du rôle d’une cytokine et de sa voie de signalisation dans le vitiligo
- Recherche appliquée
- Troubles immunitaires
- Recherche fondamentale
- Système immunitaire
Rasées et greffées sous la peau du flanc avec des cellules de mélanome, 392 souris reçoivent au quatrième puis au dixième jour des anticorps qui lèvent le frein immunitaire, avant de subir au douzième jour l'ablation chirurgicale de la greffe et de la peau au-dessus. Une dépigmentation apparaît vers le trente-cinquième jour, et le suivi se poursuit par une anesthésie gazeuse hebdomadaire pendant seize semaines pour peser, mesurer et photographier, avec quatre prises de sang. 400 souris au total sont utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, et toutes sont tuées entre un et neuf mois pour les prélèvements. Le porteur décrit un arbre décisionnel dont les points limites comprennent la prostration, la taille maximale de la greffe, la nécrose et le saignement.
Objectifs
Les cytokines sont des petites protéines ayant un rôle essentiel dans la régulation du système immunitaire, lors des infections ou lors de maladies auto-immunes. L'équipe est reconnue pour avoir étudié le rôle d'une cytokine produite par les cellules de l'épiderme dans différentes maladies inflammatoires de la peau. Le vitiligo est une maladie auto-immune, caractérisée par l’apparition de taches blanches sur la peau. La prévalence de cette maladie est estimée à 1 % de la population mondiale et il n'existe actuellement aucun traitement pour la guérir. En effet, le vitiligo est une maladie complexe faisant intervenir de nombreux facteurs combinés : prédisposition génétique, stress, frottements. Avec une diminution de cette cytokine dans la peau chez le patient humain, il nous parait important d’étudier la fonction des voies de signalisation de cette cytokine dans la pathogenèse du vitiligo. En utilisant des modèles, nous pourrons développer de nouvelles thérapies. Le projet utilisera les souris initialement développées dans notre laboratoire où sont inactivées les gènes de la cytokine et d’un acteur de sa voie de signalisation dans un modèle d’induction du vitiligo décrit récemment dans les publications. Ce modèle est médié par une réaction auto-immune qui induit une dépigmentation de la peau. On greffe sous la peau des cellules d'une lignée cellulaire de mélanocytes générée à partir d’un mélanome de souris, qui vont induire une réponse immune par la production de lymphocytes T tueurs. Ceux-ci étant réprimés par des lymphocytes T régulateurs (Treg) qui seront bloqués par deux injections d’anticorps neutralisants, ces cellules T tueuses pourront provoquer une réaction auto-immune dirigée contre les cellules de la peau pigmentaires entrainant la décoloration : le vitiligo. Au bout de 12 jours, on retire les cellules greffées et la peau au-dessus de cette greffe. Au bout de 1 mois, on arrive à voir les modifications des populations de lymphocytes T. Au bout de 35 jours, on peut voir la dépigmentation se mettre en place. Entre un mois et 9 mois, nous euthanasierons les souris et effectuerons les prélèvements pour analyser le développement de cette maladie et son impact sur le système immunitaire.
Bénéfices attendus
Ce projet nous permettra de mieux comprendre les phénomènes biologiques mis en place lors du développement du vitiligo, d’expliciter le rôle de la cytokine étudiée et de sa voie de signalisation et de proposer de nouvelles thérapies à cette maladie auto-immune très invalidante.
Procédures
392 souris seront anesthésiées, puis rasées et injectées en sous-cutanée sur un des flancs, avec des cellules de mélanome (durée : 5min). Au jour 4 et 10 post-greffe, ces souris vont être pesées puis injectées sans anesthésie en intrapéritonéale par des anticorps neutralisants (durée : 1min). 3 fois par semaine (lundi, mercredi et vendredi), les souris vont être anesthésiées par voie gazeuse légère pour pouvoir les peser, mesurer et photographier le développement de la greffe (durée 5x3min). Au jour 12, elles vont subir une opération sous anesthésie générale pour réséquer la greffe (durée = 10min). Puis, 1 fois par semaine, les souris vont être anesthésiées par voie gazeuse légère pour pouvoir les peser, mesurer et photographier le développement du vitiligo autour de la cicatrice et sur la queue (durée : 16 semaines x 3min). Entre 1 et 4 mois, en plus du suivi visuel, nous prélèverons 3 fois 100µl de sang pour analyser les cellules circulantes du système immunitaire ( 3x1min). Puis, à la fin de l'expérience (de 4 à 9 mois), nous pourrons encore prélever une 4ème fois 100µl de sang pour nos analyses.
Impact sur les animaux
La piqure d’injection des cellules en intradermique dans le flanc gauche sous anesthésie légère gazeuse peut entrainer une rougeur. 392 animaux développeront une masse cellulaire localisée sur le flanc, uniquement au niveau du point d’injection des cellules. La résection par chirurgie, d’une durée de 5 à 8 minutes, entraine au réveil un état de stress lié à un léger manque de mobilité de la patte arrière à cause de la pose de 2 points de suture et des 4 à 5 agrafes le long des berges de la plaie. Durant les premières minutes après le réveil, une douleur est ressentie par les animaux qui présentent des signes (dos vouté, raideur de la patte postérieure gauche, marche avec les pattes postérieures écartées). Après 10min, les souris retrouvent leur mobilité et un comportement normal (grooming, activité exploratoire, interaction sociale). Les sites d’injections d'analgésique en sous-cutanée sous anesthésie gazeuse légère peuvent présenter une rougeur. Les prises de sang effectuées à la joue nécessitent une contention stressante pour l’animal pendant 30s. La pression sur la joue pour arrêter le saignement ajoute du stress.
Devenir
A la fin de la procédure, tous les animaux seront euthanasiés pour effectuer les prélèvements qui seront analysés.
Remplacement
Les cibles (cytokines, récepteurs et cellules) étudiées dans ce projet ont été identifiées grâce à des travaux menés in vitro et in silico par notre équipe et par d'autres laboratoires. L'étude de la réponse immunitaires met en jeu plusieurs organes et réseaux complexes impliquant plusieurs types cellulaires. Cette complexité rend nécessaire l'utilisation d'expériences in vivo pour comprendre le type d’interaction et les différentes voies de signalisation impliquées dans ces réponses immunitaires ainsi que le processus de pathogenèse du vitiligo.
Réduction
Ce protocole sera appliqué à un maximum de 400 souris. Elles seront utilisées afin de caractériser le rôle de la cytokine étudiée ainsi que des acteurs de sa voie de signalisation dans la pathogenèse du vitiligo. Nous réaliserons une expérience pilote avec un nombre limité d’animaux sauvages pour mettre en place et valider le protocole expérimental publié récemment et déterminer le meilleur moment pour faire nos analyses. Les groupes comporteront 40 souris pour avoir un effectif minimal de 24 (60% à 80% des souris traitées développent un vitiligo d’après la publication) pour obtenir, au meilleur moment choisi lors de l’étude pilote, des résultats statistiquement interprétables pour les paramètres étudiés (fréquences des Treg et des autres populations de lymphocytes T). Nous allons tout d'abord étudier 2 lignées de souris dans laquelle le gène d'intérêt est absent dans tout l'organisme, puis, si des résultats intéressants sont produits, d'étudier ensuite les lignées de souris dans laquelle les gènes étudiés sont absents dans un type cellulaire donné (les cellules dendritiques).
Raffinement
Les souris seront maintenues en groupe pour préserver les interactions sociales. La prise de photos et le suivi nécessitent une anesthésie gazeuse légère de courte durée. Les souris seront remises dans leur cage avec une courte exposition à la lampe chauffante. En plus de la surveillance journalière, le suivi de la croissance de la greffe (pesée, photos, mesure de la taille) sera réalisé 3 fois par semaine (lundi, mercredi, vendredi). La chirurgie se fera sous anesthésie totale et sous antalgique, par des personnes ayant suivies la formation correspondante. La chirurgie, les médicaments utilisés et leurs doses seront validés par notre vétérinaire. Les observations faites lors des suivis permettront de situer l'état des animaux dans l'arbre décisionnel et d'appliquer ces points limites. L’arbre décisionnel mis en place pour ce projet tient compte de l’apparence physique ("Grimace Scaling"), du comportement (observation de la continuité des activités comportementales normales des animaux), de l’absence de signes d’infection aux lieux de piqures ou de traitements, du développement de la greffe qui ne doivent pas être invalidantes pour nos animaux. Ces critères sont assortis de points limites ou points d’arrêt, définis pour éviter des douleurs entrainant un changement dans les comportements des animaux et des blessures qui impactent nos résultats : prostration, taille maximale de la greffe, signe d’infection au point d’injection, nécrose, saignement.
Choix des espèces
La réponse immunitaire dans le contexte du vitiligo met en jeu différents organes comme la peau, les ganglions lymphatiques, le thymus, rendant nécessaire l'utilisation d'expériences in vivo pour comprendre cette réponse. Le modèle animal choisi pour étudier le mélanome est la souris car son système immunitaire est proche de celui de l'Homme avec une immunité innée et une immunité adaptative. De plus, la peau des souris présente des similitudes avec la peau humaine, rendant ce modèle pertinent pour l'étude du vitiligo. D'après la publication de référence, nous utiliserons des souris adultes âgées de 7 à 9 semaines car l'induction du vitiligo est maximal à cette période et les injections ne sont pas génées par le stade anagène du développement du système pileux.
Étude des effets d’une modification protéique, l’O-GlcNAcylation, sur l’adaptation à la vie extra utérin chez le rat Wistar.
- Recherche appliquée
- Troubles cardiaques
- Recherche fondamentale
- Biologie du développement
- Oncologie
- Système cardiaque
Placés en manque d'oxygène de un à vingt-et-un jours et injectés chaque jour sous la peau, 756 rats vont être utilisés dans ce projet, mères gestantes et nouveau-nés compris. Les procédures sont déclarées d'un niveau de souffrance léger. Le porteur indique que l'hypoxie peut provoquer des troubles respiratoires, cardiovasculaires et métaboliques, et affirme dans le même temps que les effets "devraient être amoindris" chez ses animaux. Les mises à mort à la naissance, à sept jours et à vingt-et-un jours sont faites par dislocation et par décapitation, une couverture anesthésique n'étant prévue que pour les mères, afin de prélever cœur, aorte, poumons, reins, foie et sang.
Objectifs
L'oxygène est essentiel à la survie, les humains ayant besoin d'au moins 94 % d’oxygène dans leur sang pour un fonctionnement cellulaire approprié. Les malformations cardiaques peuvent perturber la circulation sanguine et l'oxygénation en raison de modifications anatomiques. La malformation la plus courante, touche 1 naissance sur 2 000. Cette condition entraîne des altérations morphologiques du coeur, provoquant une décoloration bleutée de la peau due à un manque d'oxygène dans le sang, communément appelée "bébés bleus", par opposition aux "bébés roses" ayant une concentration normale. Dans d'autres malformations cardiaques congénitales, la saturation peut même descendre en dessous de 30 %. De manière remarquable, ces nourrissons peuvent survivre pendant des semaines, voire des années, avant de nécessiter une intervention chirurgicale, malgré des niveaux d’oxygène dans le sang généralement considéré comme incompatibles avec la vie. Le taux de survie de ces patients est étonnamment élevé. A ce jour, aucun mécanisme moléculaire expliquant ce phénomène n’a été validé. L’identification et la compréhension de ces mécanismes sont des enjeux scientifiques et cliniques afin d’améliorer la prise en charge des patients. La stimulation d’une une modification protéique a démontré être bénéfique lors d’un manque d’oxygénation du cœur et dans le choc hémorragique. Son importance lors du développement cardiaque a été souligné dans de nombreuses études ainsi que son rôle dans la réponse à l’hypoxie. De plus notre équipe a mis en évidence un switch des niveaux de cette modification au niveau cardiaque entre le jour avant la naissance et le jour de la naissance. L’hypothèse de ce projet est que l’augmentation des niveaux de cette modification pourrait être bénéfique dans le cadre d’un manque d’oxygénation à la naissance. Les objectifs de ce projet sont : (1) Définir l’implication de cette modification dans la transition vie intra utérine et vie extra utérine. (2) Identifier les mécanismes moléculaires impliqués dans l’adaptation à l’hypoxie.
Bénéfices attendus
Pour vivre l’humains a besoin d'une concentration en oxygène dans le sang d'au moins 94 %. Les nourrissons atteints de malformation cardiaque peuvent avoir une concentration artérielle en oxygène proche de la normale (au-dessus de 90 %) ou considérablement réduite, avec des niveaux tombant jusqu'à 30 % dans les cas graves. De manière remarquable, ces nourrissons peuvent survivre pendant des semaines, avant de nécessiter une intervention chirurgicale, malgré des niveaux d’oxygène dans le sang généralement considéré comme incompatibles avec la vie. Le taux de survie de ces patients est étonnamment élevé. A ce jour, aucun mécanisme moléculaire expliquant leur capacité d’adaptation n’a été validé. L’identification et la compréhension de ces mécanismes sont des enjeux scientifiques et cliniques afin d’améliorer la prise en charge de ces patients. Les bénéfices associés à ce projet sont 1) une meilleure compréhension des mécanismes impliqués dans l’adaptation au manque d’oxygène natale et 2) identifier des cibles thérapeutiques.
Procédures
Les animaux subissent 1 unique procédure qui correspond à une hypoxie de 1 à 21 jours. 1 jour avant l’accouplement et jusqu’au sacrifice ou la mise bas les animaux recevront une fois par jour, une injection sous cutanée de NButGT afin d’augmenter les niveaux de O-GlcNAcylation. L’injection est réalisée sur une période de 5 secondes afin de limiter tout stress chez l’animal. L’étude de l’impact structurel et fonctionnel de l’hypoxie +/- O-GlcNAcylation sera réalisée via une échocardiographie d’environs 5min sur les animaux à la naissance et 7 jours de vies. A la fin de cette période, les animaux sont euthanasiés afin de prélever les différents organes (cœur, aorte, rein, poumons, foie, sang).
Impact sur les animaux
L’injection sous cutanée peut être à l’origine d’une inflammation localisée. Afin de limiter ce risque les sites d’injections seront modifiées chaque jour. De plus tout animal ayant une apparition d’une réaction cutanée, des difficultés respiratoires ou d’une modification de son comportement (léchage, grattage intensif) fera l’objet d’un arrêt du protocole. L’impact de l’hypoxie sur les animaux est très bien décrit dans la littérature. L’hypoxie peut provoquer des problèmes respiratoires, cardiovasculaire, et métabolique. Les animaux étant soumis à une hypoxie pendant 24h à 21 jours les effets observés ici devraient être amoindrit. Chaque signe de détresse de l’animal mettra fin au protocole.
Devenir
A la fin de la procédure, l’ensemble des animaux seront euthanasiés. Après euthanasie, le cœur, l’aorte, les poumons, les reins, le foie et le sang seront prélevés pour des analyses.
Remplacement
Le développement cardiaque est un processus complexe et intégré faisant intervenir une multitude d’acteurs. Mimer le développement cardiaque par des approches cellulaire n’est pas envisageable ; rendant l’usage d’animaux indispensable pour mieux comprendre le lien entre l’adaptation à la vie extra utérine, le manque d’oxygène et notre modification post-traductionnelle.
Réduction
Le nombre d’animaux utilisés est réduit au minimum tout en ayant des données statistiques assez puissantes (dans la mesure du possible les tests seront réalisés en aveugle, afin d’augmenter la puissance de l’étude). Enfin, lorsque cela est possible, plusieurs investigations seront réalisées sur les mêmes animaux, afin de limiter la multiplication de groupes expérimentaux et d’animaux nécessaires. Au total, le nombre d’animaux maximal utilisé dans ce projet est de 756 animaux.
Raffinement
Après leur arrivée, les animaux seront placés par 3 dans des cages avec enrichissements (tunnel et bâton en bois) sur portoirs ventilés et avec accès à l’eau et à la nourriture ad libitum. Lors de la procédure d’accouplement et après cette dernière, les animaux seront placés individuellement dans des grandes cages avec enrichissements (tunnel, frisotis et bâton en bois) et accès à l’eau et à la nourriture ad libitum. L’alimentation et l’eau de boisson seront assurées par un membre de l’équipe, assurant une surveillance quotidienne des animaux. Lors de la mise a morts des animaux, et lorsque cela est possible (mise à mort des mères), une couverture anesthésique sera mise en place. La mise à mort des animaux à 7, 21 jours et à la naissance (J0) ne peut être réalisé respectivement que par dislocation et décapitation. Ces gestes sont connus de l’équipe qui y a régulièrement recourt et qui les maitrise.
Choix des espèces
Ce modèle est l’un des modèles les plus utilisés en recherche. De plus, notre équipe possède une expertise sur ce modèle animal, son comportement et sur l’ensemble des procédures associées. La taille des animaux permet de réaliser plusieurs analyses sur un même animal et donc de réduire le nombre d’animaux utilisés. L’objectif du projet est d’étudier le lien le lien entre l’adaptation à la vie extra utérine, le manque d’oxygène et notre modification post-traductionnelle. Afin d’étudier l’impact sur le développement cardiaque, différents stades de développement sont nécessaires dans ce projet. L’utilisation d’animaux à la naissance (J0), à 7 jours post naissance (J7) et à 21 jours post naissance, permet d’obtenir une information complète sur l’impact de l’O-GlcNAcylation lors du développement cardiaque post-natal
Repositionnement d’une molécule vasodilatatrice en association avec une radiothérapie focale et du témozolomide sur la progression tumorale et l’hypoxie dans des modèles murins de xénogreffes de glioblastome
- Recherche appliquée
- Cancers
- Recherche fondamentale
- Multisystémique
- Oncologie
64 souris privées de système immunitaire reçoivent chacune une greffe de cellules de glioblastome humain directement dans le cerveau, au cours d'une chirurgie de trente minutes. S'ajoutent trois injections de chimiothérapie sur trois jours consécutifs, trois séances d'irradiation de 4 Gy, des IRM de suivi et, pour 48 d'entre elles, jusqu'à vingt-cinq injections de la molécule testée sur cinq semaines, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Le porteur attend une perte de poids, de motricité et de sensibilité chez les souris dont la tumeur se développe, ainsi qu'une dégradation de l'état général après l'irradiation du cerveau, avec sécrétions au museau et pelades sur la tête. Ces mêmes signes constituent les points limites du protocole, leur apparition déclenchant la mise à mort de l'animal, et le porteur annonce avoir adapté le suivi pour éviter d'y arriver.
Objectifs
L'étude a les objectifs suivants : • Déterminer l'efficacité in vivo de la molécule vasodilatatrice en présence de radiochimiothérapie en tant que composé candidat dans deux modèles de xénogreffes murines de glioblastome humain, déterminée par la survie des animaux et la charge tumorale. • Déterminer l'effet de la molécule vasodilatatrice sur l'hypoxie tumorale telle que déterminée par immunomarquage, afin de déterminer si elle peut augmenter la sensibilité tumorale aux rayonnements ionisants.
Bénéfices attendus
Le bénéfice attendu est une amélioration des stratégies thérapeutiques actuelles sur le glioblastome (RT+CT)
Procédures
Les animaux sont soumis à plusieurs types d’interventions : - Chirurgie (implantation cérébrale de cellules tumorales sous anesthésie générale) : 30 minutes maximum par animal, réalisée une seule fois sur chaque animal, 64 animaux sont concernés. - Injection intrapéritonéale de la chimiothérapie(animal vigile) : 3 fois sur 3 jours consécutifs ; 5 minutes maximum par animal, 64 animaux sont concernés. - Injection intrapéritonéale de la molécule (animal vigile) : 5 fois consécutifs par semaine pendant 5 semaines post radiothérapie au maximum ; 5 minutes maximum par animal, 48 animaux sont concernés. - Irradiation (sous anesthésie générale) : 3 séances de 4 Gy sur 3 jours consécutifs : 10 minutes maximum par animal, 64 animaux sont concernés. - Injection sous-cutanée de buprénorphine (animal vigile) : 1 fois avant la mise à mort pour tous les animaux ; 2 minutes maximum par animal, tous les animaux sont concernés. - Imagerie IRM pour suivi de croissance tumorale
Impact sur les animaux
Suivant l’expérience du laboratoire concernant les procédures expérimentales, nous nous attendons à avoir une perte de poids, de motricité et de sensibilité chez les animaux qui auront un développement de tumeur. Toutefois, ces critères représentent les points limites de l’étude et ainsi, si l’un ou plusieurs de ces éléments apparaissaient, alors les animaux seraient mis à mort. Nous nous attendons également à une fatigue et une dégradation de l’état général (porphyrine autour des yeux et de la bouche, sécrétions au niveau du museau, pelades sur la tête) induit par l'irradiation cérébrale jusqu’à une semaine après l’irradiation. Nous avons adapté en conséquence le suivi des animaux, le raffinement des conditions expérimentales et le scoring afin d’anticiper et d’éviter l’exclusion des animaux par atteinte de points limites.
Devenir
A la fin de chaque procédure, les animaux sont mis à mort dans le but de récupérer différents organes pour analyses post-mortem.
Remplacement
Les tumeurs sont connues pour être multi-compartimentales, c'est-à-dire qu’au-delà du simple compartiment de la cellule tumorale existent la vascularisation, l’hypoxie et l’inflammation qui influent fortement sur la croissance tumorale. L’utilisation de modèles in vivo permet d’intégrer ces différentes composantes, indispensables à la compréhension des mécanismes de développement tumoral et de réponses aux différents traitements. Dans ce projet, nous nous intéressons aux phénomènes de vasodilatation, impossibles à appréhender in vitro.
Réduction
L’utilisation des méthodes d’imagerie non invasive se conforme à la réglementation en vigueur dans le respect de la réduction du nombre d’animaux car elles permettent de suivre à différents temps l’évolution de la tumeur chez le même animal sans nécessité d’euthanasier plusieurs animaux à chacun des temps. Chaque animal est, dans ce cas, son propre contrôle et permet de réduire le nombre total d’animaux nécessaires pour l’étude. . Afin de pouvoir réaliser des analyses statistiques, nous estimons qu’au minimum, 12 animaux par groupe au départ sont nécessaires afin de réaliser des tests statistiques puissants , et ainsi comparer les effets des différents traitements et ce, en fonction du temps. Ces 12 animaux sont calculés sur la base d’un test de puissance connaissant la variabilité intrinsèque des modèles tumoraux (environ 25%) basés sur nos travaux antérieurs et en espérant une valeur statistique de 5% pour une puissance de 80%. De plus, 4 animaux par groupe sont nécessaires pour évaluer le niveau d’hypoxie cérébral juste après la RT par une étude immuno-histochimique.
Raffinement
A leur arrivée, les animaux seront placés en groupe sociaux (4 souris par cage) dans des cages standards répondant aux normes européennes. Ils bénéficieront d’un temps d’adaptation avant toute expérimentation et bénéficieront également d’enrichissement (roue d’activité, stimulation sensorielle par différents objets). Les animaux seront surveillés de leur arrivée à la fin du protocole par un personnel compétent afin de déterminer leur état (poids, apparence physique) et la mise en place, si nécessaire, de mesures afin d’améliorer le bien-être animal. Cette évaluation sera réalisée quotidiennement pendant les phases critiques (implantation, irradiation) et 3 fois par semaine par la suite. Enfin, les différents protocoles ont été pensés de manière à limiter au maximum la souffrance animale par l’administration d’agents analgésiques et anesthésiques appropriés et par le choix de points limites cohérents. Il est à noter que les animaux étant immunodéprimés, ils sont placés dans des cages ventilées individuellement par des portoirs spécifiques (portoirs Innovive), ces deniers étant eux-mêmes dans une zone spécifique et dédiée à la manipulation des animaux immunodéprimés pour la recherche en cancérologie.
Choix des espèces
La souris immunodéprimée est une espèce de choix pour évaluer l’évolution du volume tumoral dans le temps dès lors que les cellules tumorales utilisées sont d’origine humaine. Notre expertise des différents modèles de tumeurs cérébrales, nous a permis d’établir que suivant le type cellulaire, nous obtenons des tumeurs plus ou moins hypoxiques et plus ou moins vascularisés. Ces deux composantes, influençant la croissance tumorale et l’efficacité des traitements actuels, il est nécessaire de travailler avec ces différents modèles in vivo, afin de se rapprocher de la situation clinique. 3.4.11. Indiquez à quels stades de développement les animaux seront utilisés et le justifier : L’ensemble des animaux utilisés dans cette étude seront de jeunes adultes, âgés de 8 à 12 semaines en début de protocole. Cela permettra le développement de tumeurs plus reproductibles. De plus, à ce stade, le cerveau est mature et il est possible de suivre l’évolution des animaux sur des temps longs. Cet âge leur confère également une résistance aux protocoles expérimentaux utilisés.
Restauration de l’odorat par implant olfactif chez la brebis anosmique site 4-4
- Recherche appliquée
- Troubles sensoriels
- Recherche fondamentale
- Organes sensoriels
20 brebis vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, toutes tuées à l'issue, l'anosmie leur étant provoquée au cours du projet. Dix d'entre elles subissent une chirurgie de deux heures pour la pose d'une électrode dans les bulbes olfactifs, un test de stimulation de trente minutes sur animal vigile et une IRM fonctionnelle d'une heure sous anesthésie. Les dix autres passent vingt séances d'entraînement à associer une odeur à une récompense, puis trois interventions chirurgicales, et portent une muselière rotative sur laquelle est fixée la partie externe de l'implant. Le porteur décrit des essais menés en laboratoire, un capteur de gaz exposé à un flux d'air odorant et une stimulation électrique enregistrée dans un verre d'eau, puis conclut que le recours aux animaux est "irremplaçable" pour évaluer la tolérance et l'efficacité du dispositif.
Objectifs
L’anosmie est une perte totale et irréversible de l’odorat. Les données épidémiologiques estiment que 10 à 15% de la population mondiale souffre d’une altération de l’odorat, et que 5% de la population mondiale est totalement anosmique. C’est un symptôme fréquent de la Covid-19, mais qui survient aussi après d’autres infections virales, ou après un traumatisme, ou qui peut être lié à des maladies neurodégénératives (Parkinson, Alzheimer) ou à des tumeurs cérébrales. La plupart des anosmies sont liées à un déficit de détection des odeurs dans la cavité nasale au niveau de l’épithélium olfactif, qui a tendance à dégénérer pendant le vieillissement et dont la fonction peut être altérée dans le cas d’infections. A terme l’anosmie altère le plaisir de manger, entraîne une perte d’appétit et de poids et réduit également la capacité à détecter des dangers. Elle affecte l’humeur, la santé, le travail et le bien-être. Elle est fréquemment associée à une détérioration de la qualité de vie perturbant la relation des patients à eux-mêmes et aux autres, menant très souvent à la dépression. Et il n'existe à ce jour aucun traitement pour corriger l’anosmie. Dans la plupart des cas d’anosmie, la première structure cérébrale recevant les informations olfactives, localisée au niveau des bulbes olfactifs (BO), reste fonctionnelle. La solution thérapeutique que nous proposons, consiste en un implant olfactif combinant un nez électronique (capteur olfactif externe) et un réseau d’électrodes, placé au niveau des bulbes olfactifs pour une stimulation électrique directe mimant l’information olfactive qui arrive au niveau du système nerveux central lorsque le système olfactif est fonctionnel. L’implant olfactif est une solution prometteuse pour les patients anosmiques. Notre objectif est de développer un implant qui serait à l’olfaction ce que l’implant cochléaire est à l’audition. Une étude pré-clinique sur l’animal est un prérequis indispensable avant d’envisager une implantation olfactive chez des patients. Ce projet consiste donc à fournir une preuve de la faisabilité chez le mouton, choisi pour ses similitudes d’organisation et de taille du système olfactif par rapport à l’humain. Pour la première fois, des tests de stimulations et de comportements olfactifs générés via un implant seront réalisés sur un animal éveillé. Ce projet se déroulera dans 4 établissements utilisateurs qui y collaborent.
Bénéfices attendus
Ce projet a pour ambition de développer un implant olfactif qui aidera les patients anosmiques à retrouver des sensations olfactives, et d’apporter la preuve que cette stratégie produirait effectivement des sensations reconnues comme des odeurs. Ce projet constitue une étape clé dans l'amélioration de la qualité de vie et de la sécurité de nombreux patients anosmiques qui ne récupèrent pas leurs sensations olfactives. L’impact médical attendu est la réduction des complications associés à l'anosmie (malnutrition, dépression, accidents domestiques). En outre, les modèles animaux d'anosmie montrent qu'en l'absence d'apport olfactif, les signaux nerveux liés à la respiration (et aux émotions) disparaissent. Nous souhaitons développer un nez électronique capable de rétablir à la fois la détection des odeurs la perception des saveurs et l’apport respiratoire dans le bulbe olfactif imitant la détection naturelle du flux respiratoire par les neurones olfactifs. Cette restauration aurait un impact thérapeutique sur les états dépressifs, apportant un réel bénéfice aux patients anosmiques. Le projet permettra d’évaluer une approche chirurgicale originale pour la stimulation électrique du cerveau qui pourrait en outre promouvoir la régénération des neurones olfactifs. Cela pourrait aider les patients souffrant d'un dysfonctionnement olfactif, comme lors de maladies neurodégénératives (Alzheimer, accidents vasculaires cérébraux). L’impact scientifique attendu est une meilleure compréhension de l’interprétation des odeurs par le cerveau.
Procédures
10 animaux seront soumis à : • 1 intervention chirurgicale, sous anesthésie générale et analgésie pour la pose de l’électrode de stimulation, d’une durée totale estimée à 2 heures (EU2). • 1 test de stimulation du bulbe olfactif, sur animal vigile, d’une durée de 30 minutes (EU1). • 1 IRM fonctionnelle par stimulation du bulbe olfactif, sous anesthésie générale, d’une durée de 1 heure (EU3). • 1 euthanasie (EU4) .10 animaux seront soumis à : • 20 sessions d’entraînement à l’association d’odeur à une récompense de quelques minutes en tout, reparties pendant 4 à 8 semaines (EU1). • 1 intervention chirurgicale, sous anesthésie générale et analgésie, d’une durée totale estimée à 2 heures (EU2). • 2 interventions chirurgicales, sous anesthésie générale et analgésie, d’une durée de 1H chacune (EU2). • 1 euthanasie (EU1)
Impact sur les animaux
Après les différentes interventions chirurgicales, les animaux sont susceptibles de ressentir des douleurs post-opératoires, d’avoir un léger saignement de nez, une fuite de liquide céphalo-rachidien ou une infection. Ces risques sont considérés comme très limités étant donné les précautions chirurgicales appliquées pour toutes les interventions. Les différentes injections (analgésie, anesthésie, antalgie, antibiotiques...) réalisées au cours du projet, peuvent provoquer un léger stress lié à la manipulation de l’animal et une légère douleur liée à la piqure. Un inconfort dû aux pansements peut être également ressenti pour certains animaux au début de la phase de récupération (2 ou 3 jours), ainsi que lors du changement de ces pansements (10 minutes au maximum). Lors du test de stimulation du bulbe olfactif, les animaux seront placés individuellement dans une case de dimensions réduites, à proximité des autres brebis, ce qui peut générer un léger stress. Les entrainements au test olfactif et la manipulation des animaux peuvent entrainer du stress ou de la frustration en cas d’échec au test pour certaines brebis au début de l’entrainement. La mise en place d’une muselière rotative permettant donc de s’alimenter normalement et sur laquelle sera fixée la partie externe de l’implant olfactif des brebis, va probablement demander un temps d’adaptation aux animaux, donc un léger stress de quelques jours.
Devenir
Tous les animaux seront euthanasiés pour des prélèvements de tissus post-mortem : les deux bulbes olfactifs de chaque brebis, ainsi que des biopsies d’épithélium olfactif, seront réalisées sur tous les animaux afin d’évaluer, par analyses histologiques et biochimiques, la réaction inflammatoire et la perte neuronale au sein de ces tissus.
Remplacement
Le développement et le test de l’implant olfactif seront réalisés avant tout démarrage de l’expérimentation animale. Ainsi, plusieurs tests se feront en laboratoire par les ingénieurs, sans recourir à l’animal. Le nez électronique sera ainsi exposé à une simulation de flux inspiratoire amenant l’odeur test sur le capteur de gaz. La stimulation électrique découlant de la détection de l’odeur sera quant à elle effectuée dans un milieu conducteur (verre d’eau) afin d’enregistrer la réponse électrique à la stimulation olfactive. Le but ultime de ce projet étant de développer un implant olfactif, le recours aux animaux est irremplaçable afin d’évaluer la tolérance et l'efficacité du dispositif.
Réduction
Les techniques chirurgicales ont été raffinées en amont sur le modèle animal de ce projet lors de dissections post-mortem de 5 brebis destinées à la réforme, ce qui permet de réduire le nombre d’animaux nécessaires à la mise au point de la technique. Le nombre de brebis choisis (20) a été défini sur la base des résultats obtenus sur des protocoles similaires sur brebis, qui ont montré qu’un tel effectif était nécessaire et suffisant pour mettre en évidence des différences statistiquement significatives lors des tests de comportement. Trois stratégies permettent de réduire le nombre d’animaux utilisés dans ce projet : i) La combinaison successive des différentes approches (chirurgie, électrophysiologie, imagerie par IRM fonctionnelle, comportement) sur les mêmes animaux ; ii) l’utilisation des animaux comme leur propre contrôle, avant et après induction de l’anosmie, avant et après entraînement comportemental olfactif ; iii) la comparaison entre les deux bulbes olfactifs d’un même animal (côté implanté, versus côté non-implanté).
Raffinement
Les brebis seront hébergées en groupe pour conserver les relations sociales, s’acclimater à leurs différents environnements, avec surveillance accrue du personnel, conditions d’élevage optimisées (boisson, nourriture ad libitum, litière), enrichissements de milieu (brosses, ballons, mobiles suspendus, pierres à sel) et manipulations régulières pour les habituer aux interactions humaines et aux tests comportementaux. Les brebis soumises à des tests de stimulation électrique du bulbe olfactif ou sélectionnées pour les tests comportementaux olfactifs ne seront jamais placées en situation d’isolement. En fonction des besoins (situation post-opératoire, soins, tests, …) les animaux seront placés temporairement dans des loges d’hébergement individuelles, simplement séparés des autres par une barrière à clairevoies qui limite la taille de la loge, mais les laissent au contact visuel, olfactif, et auditif de leurs congénères. Les animaux sont habitués à ce genre de cloisonnement nécessité par certains soins (parage, prélèvements, échographies, …). Les chirurgies seront réalisées sous anesthésie générale avec une gestion adaptée de la douleur et du risque infectieux ; suivi de la température ; tapis chauffant, réveil en cage individuelle, sous lampes infrarouge pour limiter l’hypothermie ; enrichissement de milieu, contact visuel et olfactif avec leurs congénères. La surveillance post-opératoire implique un traitement analgésique systématique et antibiotique si nécessaire. Nous utiliserons une grille d’évaluation de la douleur basée sur les mimiques faciales. S’il y avait des complications sévères, sans alternative thérapeutique, les brebis concernées seraient euthanasiées. D’une manière générale, si une brebis montre des signes d’inconfort (prostration, manque d’appétit, arrêt des relations sociales animal/animal, soigneur/animal), un vétérinaire sera consulté et son avis sera suivi (traitements, sortie du protocole pour une situation extrême). Tous les transports/transferts des animaux entre les différents sites se feront en bétaillère agrée, paillée et toujours en groupe pour limiter le léger stress lié au transport. Des points limites seront appliqués, au-delà desquels les animaux seront temporairement ou définitivement sortis de la procédure.
Choix des espèces
Les ovins ont été choisis car c’est une espèce dont l’organisation de la cavité nasale et les dimensions du bulbe olfactif sont quasi-similaires à celles de l’humain. Des brebis de 12 à 18 mois, c’est-à-dire ayant achevé leur puberté, et avant l’apparition d’une épaisseur d’os crânien trop importante, de manière à permettre des chirurgies plus aisées et rapides, pour une meilleure récupération des animaux.
Evaluation d’un nouveau modèle de souris
- Recherche appliquée
- Troubles nerveux
Deux injections intrapéritonéales par jour pendant cinq jours, puis une prise de sang terminale sous anesthésie : 80 souris vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger, toutes tuées pour que leurs organes soient analysés. Le gène modifié n'est jamais nommé, ni la drogue qui déclenche son extinction dans un organe choisi. Les souris sont examinées à trois, quatre et cinq mois par le test SHIRPA, qui note leur apparence, leur poids, leurs réflexes et leurs sens. Le porteur écrit que la suppression complète de ce gène provoque un placenta anormal et un retard de croissance qui empêchent l'embryon de survivre, et affirme par ailleurs ne pas s'attendre à un phénotype dommageable chez ces animaux.
Objectifs
Ce projet vise à étudier un nouveau type de souris dont un gène a été modifié. Ce gène est essentiel pour le développement normal des souris avant la naissance. Quand ce gène est complètement éliminé, il cause des problèmes comme un placenta anormal et un retard de croissance, ce qui empêche l'embryon de survivre. Pour mieux comprendre ce gène, nous avons créé un modèle où le gène peut être désactivé uniquement suite à l’administration d’une drogue, spécifiquement dans un organe donné, lorsque nous le décidons.. Nous examinerons les souris à 3, 4 et 5 mois en utilisant un test appelé Shirpa, qui nous aidera à évaluer leur apparence, leur poids, leurs réflexes et leurs sens. Enfin, à la fin de l'étude, nous prendrons un échantillon de sang pour réaliser des analyses biochimiques.
Bénéfices attendus
Ce projet permettra de progresser dans notre connaissance des gènes étudiés en recherche préclinique. Les données générées mettront en évidence d'éventuels phénotypes physiques ou neurologiques chez ces animaux, ainsi que des pistes thérapeutiques potentielles qui pourront être utilisées pour le développement de nouveaux candidats-médicaments dans le cadre des pathologies liées à ce gène. À plus long terme, ces données pourront contribuer au développement de médicaments pour l’Homme.
Procédures
Nous allons réaliser des injections intrapéritonéales chez ces animaux 2 fois par jour pendant 5 jours, cette injection dure quelques minutes. Un prélévement sanguin terminal sera également réalisé.
Impact sur les animaux
Durant ce projet, les animaux recevront deux injections intrapéritonéales par jour pendant 5 jours, ce qui peut induire un certain inconfort. Chaque injection dure quelques minutes et n’affecte pas le bien-être des animaux pendant plus d’une heure. En fin de protocole, les animaux subiront un prélèvement de sang terminal sous anesthésie.
Devenir
Tous les animaux seront mis à mort à la fin de la procédire afin d'analyser les différents organes.
Remplacement
Ce projet vise à mettre en évidence l'impact de la modification génétique d'un gène sur le phénotype physique et neurologique de l'animal. Il n'existe actuellement pas de méthode alternative pour modéliser les analyses effectuées dans ce projet. Par ailleurs, seule une approche basée sur un mammifère permet de collecter des données initiales concernant les mécanismes physiologiques. Ces données fournissent de nombreuses informations qui pourront ensuite servir dans une approche translationnelle, afin de mieux comprendre la physiologie humaine.
Réduction
Le nombre d'animaux par groupe expérimental a été déterminé au fur et à mesure de notre expérience. Nous avons effectué des analyses permettant de calculer la puissance statistique des paramètres mesurés et avons conclu que cet effectif de 10 animaux par groupe constitue un bon compromis entre la puissance d'analyse et la réduction du nombre d'animaux utilisés. Durant cette étude, nous allons générer des données paramétriques (poids, nombre de redressements, analyses biochimiques) qui seront analysées à l'aide de tests statistiques adaptés.
Raffinement
Dans le cadre des procédures expérimentales, nous nous efforcerons de réduire autant que possible le stress des animaux. Une surveillance quotidienne de leur état, une pesée hebdomadaire, ainsi qu'un suivi régulier de leur état général seront mis en place pour garantir leur bonne santé. Par ailleurs, nous nous engageons à offrir les meilleures conditions d'hébergement possibles, avec un enrichissement adéquat. Ils disposeront sans limitation de nourriture, boisson et d'un milieu enrichi (nids en quantité suffisante, bâton et balles à ronger). En cas de conflit entre animaux, nous isolerons l'animal dominant et, si nécessaire, procéderons à des soins locaux. Tout au long des procédures, des seuils limites spécifiques seront établis pour assurer que les animaux demeurent dans des conditions éthiquement acceptables et pour réagir de manière appropriée à tout signe de souffrance ou de diminution du bien-être. Nous ne pensons pas que les animaux présenteront un phénotype dommageable car nous avons précédemment réalisé une validation de ce modèle génétique, et les animaux n’ont pas montré de signes physiques.
Choix des espèces
La souris est l’animal modèle de choix pour une première étude de la fonction d’un gène présent chez les mammifères. Elle permet notamment un accès facile à l’ingénierie génétique. Notre étude implique des analyses physiologiques et neurologiques qui nécessitent l’organisme entier et ne peuvent pas être réalisées in vitro. Nous réceptionnerons les animaux à l'âge de 6 semaines, et le traitement commencera à l'âge de 9 semaines. Les tests comportementaux seront effectués à 1, 2 et 3 mois après de début du traitement.
Etude peptidomique de la mise à disposition des nutriments protéiques à différents âges physiologiques chez le rat
- Recherche appliquée
- Autres troubles humains
Enfermés seuls deux heures par jour pendant une semaine, le temps d'avaler un repas à base de viande, 180 rats vont être utilisés dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, tous tués à l'issue. Sous anesthésie, deux prélèvements de sang sont faits dans la veine porte et dans l'artère abdominale, avec les contenus digestifs, avant la mise à mort. Le projet cherche à identifier les peptides libérés par la digestion des protéines à deux âges, et le porteur revendique par là une contribution au remplacement, les données devant servir à valider un modèle de digestion in vitro. Le rat est retenu pour son espérance de vie de vingt-quatre mois, deux groupes étant comparés à six et à dix-huit mois.
Objectifs
La digestibilité, mais surtout la vitesse de digestion, sont des déterminants importants dans l’optimisation de l’apport protéique chez les populations cibles telles que les seniors ou les malades chroniques. En plus de son rôle de fournir des acides aminés à l’organisme, la digestion des protéines alimentaires conduit également à la libération de peptides. Ces peptides sont l’objet de nombreuses études en raison de leur importance dans le déterminisme de l’effet santé des aliments. En effet, le peptidome, défini comme l’ensemble des peptides issus de la digestion des protéines, varie quantitativement et qualitativement tout au long du tractus digestif. Ce peptidome contient des peptides potentiellement bioactifs à propriétés antioxydantes, antihypertensives, ou encore anti-diabétiques. La question de l’altération des fonctions digestives au cours du vieillissement est clairement posée concernant la digestibilité des protéines alimentaires, mais son impact sur le peptidome biologiquement actif reste non exploré, ainsi que son rôle dans l’altération de certaines fonctions du tractus digestif ou organes périphériques. Une des raisons de ce peu d’information sur l’impact du vieillissement du tractus digestif sur la composition du peptidome est qu’il faut faire face à un verrou méthodologique qui est l’identification par spectrométrie de masse des peptides issus de la digestion, dans un milieu complexe, appelée peptidomique ou digestomique. Par ailleurs, des questions se posent également concernant les modèles pertinents pour étudier la digestion des protéines alimentaires et la libération des peptides, i.e. in vivo sur digestats à différents niveaux du tractus digestif ou in vitro sur digesteur artificiel.
Bénéfices attendus
A court terme, les prélèvements de contenus digestifs d’aliments marqués permettront de travailler sur la mise au point d’une méthode d’identification des peptides issus de la digestion, sans ambigüité avec les peptides endogènes. Ce point est un verrou méthodologique très important limitant grandement les études sur la digestion des aliments protéinés. A moyen terme, ce projet permettra d’obtenir des données physiologiques objectives sur le vieillissement de la fonction digestive ; il s’agit là d’un véritable verrou de connaissance pour lequel il y a très peu d’éléments de bibliographie. Lever ce verrou permettra d’approfondir les recherches sur les difficultés d’adaptation au cours du vieillissement des organismes à leur environnement ; des défauts d’adaptation pouvant potentiellement conduire à des dysfonctionnements métaboliques et fonctionnels des organes. Le long du tractus digestif, une altération et/ou diminution de l’efficacité de la digestion des aliments affecte la dégradation des aliments en nutriments, leur biodisponibilité et leur devenir métabolique. En conséquence, une moindre biodisponibilité en nutriments est un des éléments potentiellement explicatifs du développement de la malnutrition des séniors et augmenterait le risque de développement de pathologies associées au vieillissement. Il est en effet aujourd’hui admis que le besoin en acides aminés d’origine alimentaire est augmenté lors du vieillissement, et que l’apport en protéines alimentaires doit être supérieur à celui d’individus adultes plus jeunes. Les raisons sont multiples, et notamment d’origine métabolique, mais une altération de la digestion des protéines et de sa vitesse a été évoquée pour expliquer cela. In fine, la combinaison des résultats obtenus avec ceux obtenus in vitro en utilisant le protocole standardisé de digestion in vitro permettra à plus long terme de valider cette approche pour l’étude de la digestion chez l’âgé, et permettrait à l’avenir de s’affranchir de modèles in vivo sur animaux. Par ce biais, ce projet participe à apporter des éléments à un des piliers des 3R, le Remplacement.
Procédures
Les animaux seront hébergés en cages individuelles, 2h par jour pendant une semaine, le temps de manger un repas à base de viande. En fin d'expérimentation, après un repas ils subiront sous anesthésie et analgésie 2 prélèvements de sang (en veine porte et en artère abdominale) et de contenus digestifs. Après les prélèvements qui dureront moins de 10 minutes, les animaux seront euthanasiés.
Impact sur les animaux
Les procédures nécessitent de contrôler la consommation alimentaire des animaux et requiert donc une mise en cage individuelle des animaux pour le temps du repas. Celle-ci sera faite 10-12 jours avant le protocole expérimental afin d’acclimater les animaux.
Devenir
Les animaux seront euthanasiés en fin de procédure afin de procéder à des prélèvements de tissus et organes pour des analyses.
Remplacement
Le seul modèle de digestion in vitro repose seulement sur des recommandations sur des paramètres physiologiques (pH, concentration en enzymes, durée de vidange des compartiments digestifs) moyennés selon les informations issues de la bibliographie. Comme le mentionnent les auteurs eux-mêmes, des études sont nécessaires pour valider ce modèle in vitro chez le sénior et s’assurer que les adaptations du protocole de digestion in vitro sont bien représentatives de la physiologie digestive au cours du vieillissement. Il y a donc un réel besoin de données objectives quant à la physiologie digestive au cours du vieillissement afin de pouvoir valider le modèle in vitro et ainsi proposer une alternative fiable aux modèles animaux. Néanmoins, si nos résultats de tests de comparaison entre les données in vivo et in vitro sont concluants, nous pourrons utiliser, lors d’étude ultérieures, les modèles in vitro pour étudier la génération de peptides lors de la digestion chez les adultes jeunes et âgés, au moins lors des étapes de screening lors d’étude ultérieures.
Réduction
La mise en œuvre de la première procédure pour étudier la faisabilité de plusieurs conditions a été conçue pour réduire au maximum les effectifs de la seconde procédure, et notamment limiter les conditions Témoin (i.e repas sans protéines), si les résultats de marquage des protéines permettent de distinguer les peptides alimentaires des peptides endogènes, et donc permettent de s’affranchir du groupe ‘Témoin’.
Raffinement
A leur arrivée à l’animalerie, les animaux seront hébergés à 2 par cage pour une période de deux semaines correspondant à la période d’habituation et d’acclimatation à l’animalerie. Les animaux seront hébergés dans des conditions standard d’animalerie conventionnelle, dans des cages de taille conforme à la réglementation (1800 cm3) et transparentes afin que les animaux puissent se voir et positionnées proches les unes des autres afin que les animaux puissent s’entendre et se sentir. Les animaux bénéficieront d'enrichissement de leur environnement : ils auront dans leurs cages des objets en inox : balles et tunnels en alternance pour continuer à susciter de l'intérêt Les animaux seront pesés 2 fois par semaine et observés quotidiennement, y compris le week-end et les jours fériés, par des animaliers expérimentés.
Choix des espèces
L’étude porte sur les modifications de la fonction digestive au cours du vieillissement. Pour cela, deux populations de rats seront comparées, âgées de 6 et de 18 mois.Les animaux seront des rats Wistar âgés de 6 mois (jeunes) et 18 mois (âgés). Le rat est un animal de référence dans les études sur le vieillissement de par son espérance de vie de 24 mois.
Repositionnement de molécules thérapeutiques dans des modèles murin de la Dystrophie Myotonique de type 1
- Recherche appliquée
- Troubles musculosquelettiques
Nourries pendant quatre à huit semaines avec un régime qui déclenche chez elles une myotonie et une faiblesse musculaire, 832 souris reçoivent ensuite jusqu'à vingt injections intrapéritonéales en quatre semaines, sur animal vigile. Les procédures sont déclarées d'un niveau de souffrance léger et toutes les souris sont tuées à l'issue. Le porteur écrit que la myotonie et la baisse générale d'activité provoquées par ce régime "ne sont pas dommageables pour ces souris". Il présente la mise à mort comme "strictement nécessaire" pour prélever trois muscles de la patte, le diaphragme et le cœur de chaque animal.
Objectifs
La Dystrophie Myotonique de type 1 (DM1) est une maladie génétique causée par l’élongation anormale d’une séquence répétée (CTG). Cette maladie touche tout l’organisme mais est particulièrement caractérisée par une myotonie (défaut de relaxation musculaire), une faiblesse musculaire progressive, des troubles cardiaques et cognitifs. Au niveau cellulaire, les ARN messagers mutés vont s’accumuler dans le noyau des cellules sous forme d’agrégats (appelés foci) et induire des dérégulations moléculaires à l’origine des symptômes chez les patients. Ainsi, une protéine a été identifiée comme l’acteur moléculaire majeur dans cette maladie en conduisant à des dérégulations dont certaines ont été associées à des symptômes cliniques, provoquant notamment le défaut de relaxation musculaire suite à une contraction volontaire. Actuellement il n’existe pas de traitement pour cette maladie. Une approche pharmacologique par le repositionnement de médicaments déjà approuvés par les agences réglementaires et / ou déjà utilisés chez l’homme est envisageable. Ainsi, les résultats d'un criblage utilisant des médicaments utilisés dans d’autres maladies a permis d'identifier des petites molécules capables de réduire la formation de foci ou d’augmenter le niveau de protéines d'intérêt dans les cellules de patients et, finalement, de corriger les défauts moléculaires de la maladie.
Bénéfices attendus
La dystrophie myotonique de type 1 (DM1) est la maladie musculaire la plus fréquente chez l’adulte (1 personne sur 8000 en moyenne au niveau mondial). Cette pathologie est très invalidante et ne touche pas identiquement chaque patient. Chez les patients, le degré d’atteinte est corrélé à des tailles différentes de mutations. Actuellement Il n’y a encore aucun médicament pour cette maladie. L’attente des patients pour un traitement ciblé est donc très forte. L’objectif principal de ce projet est l’identification et l’évaluation de composés thérapeutiques par repositionnement de molécules déjà utilisées et validées dans d’autres maladies qui permettraient une amélioration des symptômes spécifiques à la DM1 dans les modèles murins, pour ensuite passer à des essais chez l’homme. Le repositionnent de ces molécules pourraient bénéficier rapidement à l'ensemble des patients atteints de la DM1.
Procédures
Certains animaux seront soumis à un régime alimentaire spécial pendant 4 à 8 semaines (animal vigil, prise alimentaire spontanée). Tous les animaux subiront une injection par voie intra-péritonéal à raison de 5 fois par semaines pendant 4 semaines (animal vigil, 20 injections maximum). L'injection ne depassera pas 30 secondes.
Impact sur les animaux
Le régime alimentaire spécial donné aux souris génétiquement modifiées induira un phénotype tel que la myotonie (défaut momentané de relaxation musculaire après une contraction) et de la faiblesse musculaire provoquant une baisse générale d'activité. Ces phénotypes ne sont pas dommageables pour ces souris. Les injections en intrapéritonéales étalées sur 4 semaines pourraient induire une légère douleur au point d’injection et un stress léger lors des manipulations, tout comme la contention nécessaire à l’injection ou les manipulations lors des mesures du poids effectuées deux fois par semaines à partir du début des injections Les différents traitements sont connus, mais pourraient avoir des effets indésirables dans de rare cas tels que des diarrhées ou une perte de poids.
Devenir
Tous les animaux qui entreront dans ce projet seront euthanasiés à la fin de la procédure à laquelle ils seront associés. En effet, dans le cadre de l'évaluation d'approches thérapeutiques comme celles décrites dans ce projet, nous devons vérifier la correction des symptômes moléculaires au niveau des tissus cibles. Dans le cas du modèle murin de Dystrophie Myotonique de type 1 (DM1) que nous allons utiliser, nous devons vérifier l'efficacité de notre traitement au niveau des muscles squelettiques (nous analysons généralement 3 muscles par souris : tibial antérieur, gastrocnémien et quadriceps, mais aussi le diaphragme et le coeur) ce qui rend strictement nécessaire l’euthanasie en fin de procédure afin de prélever les organes. Ces marqueurs moléculaires sont très spécifiques à la maladie et corrèlent très bien avec l'état de sévérité et donc également avec l'efficacité du traitement.
Remplacement
Dans un objectif de REMPLACEMENT, une sélection in vitro des composés thérapeutiques dans des modèles cellulaires de la maladie (Dystrophie Myotonique de Type 1 ou DM1) sera effectuée avant toute utilisation dans un organisme vivant. Cependant les modèles in vitro de cellules musculaires restent imparfaits puisqu’ils ne reproduisent pas le contexte tissulaire adulte de la fibre musculaire qui est une cellule hautement spécialisée et différenciée. L’évaluation in vivo de l’efficacité des différents composés thérapeutique nécessite d’avoir recours à des modèles de souris transgéniques qui expriment la mutation humaine DM1 et reproduisent la pathologie au niveau moléculaire et surtout physiologique. Ainsi, seuls les composés montrant une forte efficacité sans effet délétère seront injectés en intra-péritonéale dans deux modèles de souris de la DM1 présentant des tailles de répétitions différentes.
Réduction
Pour ce projet, un maximum de 832 animaux sera utilisé, la taille des effectifs a été établie grâce à un calcul de puissance et des tests statistiques seront réalisés pour permettre l'interprétation fiable des résultats. Afin de REDUIRE et d’optimiser le nombre d’animaux, le protocole d’étude a été développé pour utiliser tous les animaux issus des croisements (sans distinction de sexe). Les souris n’ayant pas le génotype d’intérêt seront utilisées comme contrôles négatifs dans les différentes expériences. De plus, le protocole est établi de manière à ce que chaque animal testé permette d’obtenir le plus de résultats possibles en physiologie, biologie moléculaire, histologie et ce, sur plusieurs tissus.
Raffinement
Enfin, dans le but RAFFINER le protocole et, en conformité avec la réglementation, toutes les précautions seront prises afin de réduire à son maximum le stress et la souffrance animale. L’entretien des souris ainsi que les différents protocoles expérimentaux seront assurés par du personnel qualifié et le bien-être des animaux est amélioré par la mise en place d’un enrichissement de milieu. Les animaux sont stabulés en portoirs ventilés avec un système d’abreuvement automatique et un accès ad libitum à la nourriture. Les conditions de température, d’hygrométrie et d'éclairage sont conformes à la réglementation et sont contrôlées quotidiennement. Les animaux sont hébergés avec leurs congénères (6 par cage maximum) et l'hébergement individuel est évité au maximum. La myotonie étant induite pour un stimuli extérieur, et dans le but de réduire la souffrance et le stress des animaux, une habituation aux gestes de contention et d’injection sera faite avant le début des injections. Une attention particulière sera apportée sur la manipulation douce des cages et des animaux lors des contentions et injections successives. Enfin, un suivi du bien-être des animaux et des points limites seront réalisés quotidiennement. En cas d’effet indésirables observés tel que des diarrhées, l’apport d’aliment et de gelée d'hydratation dans la cage sera effectué.
Choix des espèces
Différents modèles ont été décrit pour l’étude de la Dystrophie Myotonique. Seuls les modèles murins montrent des symptômes robustes similaires aux patients. L’utilisation de ces modèles permettra de valider le repositionnement de molécules thérapeutique dans tous les tissus affectés par la mutation. Les modèles utilisés dans ce projet ne sont pas à phénotype dommageable, la myotonie étant induise par l'alimentation uniquement. Pour ce projet, les animaux sont utilisés au stade adulte (à partir de 6 semaines) afin que les tissus soient bien développés et que la croissance soit terminée.
Etude de la prévalence et de l’impact des endométrites subcliniques dans 3 races bovines françaises et recherche de biomarqueurs.
- Recherche appliquée
- Diagnostic des maladies
- Maladies animales
Pour mesurer la fréquence des inflammations utérines sans symptôme dans trois races bovines françaises, 900 vaches sont utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger. Chacune subit une prise de sang à la veine caudale et deux prélèvements intra-utérins pour frottis, entre le trentième et le quarantième jour après le vêlage puis juste avant la première insémination. Les vaches restent dans les élevages commerciaux où elles vivent et sont gardées vivantes à l'issue du projet, sauf avis contraire du vétérinaire ou de l'éleveur. Le porteur annonce la constitution d'une biobanque "indispensable" et le développement de services de conseil et de génétique auprès des éleveurs.
Objectifs
La santé de l’utérus est un facteur limitant majeur de la fertilité bovine. Après vêlage, le tractus génital est systématiquement colonisé par des bactéries qui provoquent une inflammation utérine systématique et physiologique. Mais cette inflammation initiale est normalement jugulée par la vache. Une inflammation intra-utérine résiduelle est encore présente 21 jours après le vêlage mais à partir de 45 jours elle doit être totalement éteinte. Chez environ 25% des vaches, cette inflammation utérine est encore trop intense à J21 et/ou persiste au-delà de J45, elle est alors pathologique et on parle d’endométrite. Or, si 60% des endométrites se manifestent par un écoulement vaginal purulent facile à mettre en évidence, près de 40% des endométrites ne déclenchent aucun symptôme autre que l’infertilité. Ces formes subcliniques ne sont pas diagnostiquées sur le terrain à l’heure actuelle car la seule technique diagnostique disponible est un acte technique et chronophage consistant en un prélèvement intra-utérin suivi de la réalisation, coloration et lecture d’un frottis endométrial sous microscope. La définition de seuils définissant un frottis pathologique (proportion de neutrophiles sur le frottis) a fait l’objet de publications, majoritairement étrangères et en race Prim’Holstein, sans arriver à un consensus précis du fait de facteurs de variation entre études (population concernée, délai post-partum, méthode de prélèvement et de comptage,…). Néanmoins, dans cette race, tous les résultats s’accordent sur une prévalence élevée (en moyenne 1 vache laitière sur 4) et sur l’importance de l’impact sur la fertilité (- 25 points de réussite à l'insémination animale) et la fécondité (allongement de l’intervalle vêlage-IA fécondante de 26 à 88 jours). Très peu d’études scientifiques ont été réalisées dans un contexte français, dans d’autres races laitières ou encore dans des races allaitantes.
Bénéfices attendus
Le projet permettra d’acquérir des connaissances consolidées sur les endométrites subcliniques dans un contexte français et d’identifier les approches analytiques les plus prometteuses pour faciliter leur détection. Ce projet permettra également de constituer une biobanque d’échantillons indispensable à la validation des acquis du projet et au développement, in fine, des services en matière de conseil et de génétique auprès des éleveurs.
Procédures
Les 900 vaches hébergées en fermes commerciales seront soumises à un prélèvement sanguin de faible volume à la veine caudale entre le 30ème et le 40ème jour suivant le vêlage ainsi qu'à deux examens cytologiques pour la réalisation d'un frottis endométrial entre le 30ème et le 40ème jour suivant le vêlage et juste avant la première insémination. Dans les deux cas, les interventions sont de courte durée (inférieure à 5 minutes).
Impact sur les animaux
Les prélèvements sanguins, même si ils peuvent générer du stress de façon transitoire, ne devraient pas conduirent à des nuisances importantes (hématome de façon exceptionnelle) pour les animaux puisque ceux-ci sont peu nombreux et de faible volume. De ce fait, le projet présenté n'est susceptible d'engendrer qu'un stress ou une douleur légère et très ponctuelle chez les animaux.
Devenir
Les interventions réalisées sur les animaux étant assimilées à des procédures d'élevage classiques qui n'induiront, à priori, que peu de nuisances, toutes les vaches seront normalement gardées en vie à la fin de ce projet sauf avis contraire du vétérinaire sanitaire des élevages concernés et des éleveurs impliqués. Les vaches impliquées seront conservées dans leur exploitation d'origine.
Remplacement
A notre connaissance, il n'existe aucune alternative non aminale pour étudier la prévalence des endométrites subcliniques et identifier des biomarqueurs de cette maladie dans les 3 races bovines visées. De ce fait, le recours à l'animal est nécessaire pour atteindre les objectifs visés dans le projet.
Réduction
Au total, 900 femelles seront utilisées dans ce projet. Compte-tenu des données présentes dans la littérature scientifique, ces effectifs permettront d’obtenir à minima 75 vaches « malades » pour chacune des 3 races étudiées. Ces effectifs représentent le minimum nécessaire pour avoir une bonne vision de la prévalence et de l’impact de la pathologie dans ces populations. L’utilisation de vaches en fermes non expérimentales dans le cadre d’une activité commerciale permet également de ne pas utiliser ces animaux uniquement à des fins expérimentales.
Raffinement
Les prélèvements seront effectués par des techniciens formés à la réalisation des actes (prélèvements endométriaux et sanguins) sur des femelles immobilisées à l’aide de moyens contention adaptés. Toutes les précautions seront prises lors de ces prélèvements. Les vaches n’étant pas hébergées en fermes expérimentales, l'établissement agrée s'assurera dans la mesure du possible des conditions d'hébergement et de soins optimales de ces animaux. Un suivi quotidien des animaux sera assuré les éleveurs.
Choix des espèces
Compte-tenu de l’objectif même de l’étude, aucune autre espèce animale ne peut être choisie. Les animaux utilisés dans ce projet seront des vaches de parité différentes (primipares, multipares) car elles représentent la population cible pour cette pathologie. En effet, même si la présence d’endométrites subcliniques a été documentée chez les génisses, la prévalence est moindre que sur les vaches.
Greffes de substituts cutanés bio-ingéniés chez la souris immunodéficiente
- Recherche appliquée
- Troubles sensoriels
- Recherche fondamentale
- Organes sensoriels
Dépourvues de système immunitaire pour que les greffons humains ne soient pas rejetés, 600 souris vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Un carré de peau de 20 mm de côté leur est retiré sur toute l'épaisseur au milieu du dos, un substitut cutané est suturé dans la plaie, et les pansements sont changés deux fois par semaine sous anesthésie générale. Le porteur attribue un stress à l'isolement en cage individuelle pendant trois à quatre semaines, isolement qu'il impose pour éviter que les souris ne s'arrachent entre elles les greffons. Elles sont tuées par groupes de six, quinze, trente, soixante, quatre-vingt-dix et cent vingt jours après la greffe, pour prélever la peau autour de la zone greffée.
Objectifs
L’objectif de notre projet est d’évaluer la fonctionnalité de différents substituts cutanés afin de sélectionner les formulations qui permettront de favoriser la régénération du tissu cutané, la revascularisation et la repigmentation au cours du temps après réalisation d’une greffe cutanée. Ce projet est la suite de projets précédemment autorisés au cours desquels nous avons évalué les premiers substituts cutanés sur 3 modèles de plaie cutanée différents. Les substituts cutanés sont obtenus à l’aide de la première machine automatisée au monde à produire des greffes de tissu cutané personnalisées pour les adultes et les enfants présentant des lésions cutanées graves, telles que des brûlures profondes. Ce processus innovant implique la croissance d’une nouvelle peau en utilisant les propres tissus de l’organisme comme modèle. Ces substituts cutanés, produits à partir de prélèvements de peau de différents donneurs (enfant, adulte, homme, femme, peau claire, peau sombre), et sélectionnés sur la base de résultats d’analyses préalables, seront greffés sur des souris immunodéficientes afin d’éviter le rejet des greffes, après induction d’une plaie cutanée sur toute l’épaisseur de la peau. Les nouveaux substituts cutanés seront préparés à partir de cellules de peau jeunes, moyennement âgées et très âgées, avec une seule ou plusieurs couches de cellules, et comprenant ou non des cellules pigmentées. Des prélèvements seront effectués à différents temps après réalisation des greffes de substituts cutanés afin d’étudier la fonctionnalité des différents substituts cutanés greffés, les interactions se mettant progressivement en place entre les substituts cutanés et l’environnement de l’hôte, le développement d’un réseau vasculaire, la régénération du tissu cutané à partir du greffon lors de la cicatrisation, et la repigmentation du tissu cutané régénéré. Un ensemble d’analyses seront effectués sur les prélèvements cutanés collectés et permettront de caractériser au cours du temps la fonctionnalité des substituts cutanés, d’appréhender les interactions se mettant progressivement en place au cours du temps entre les substituts cutanés et l’hôte, et de suivre l’évolution des substituts cutanés au cours du temps. Les résultats obtenus permettront de déterminer les paramètres optimaux pour obtenir le substitut cutané idéal en fonction de chaque donneur.
Bénéfices attendus
Les substituts cutanés sont des biomatériaux capables de remplacer une partie de la peau et constituent une alternative précieuse pour la gestion des plaies lorsque les thérapies standards sont un échec. Cependant, sélectionner le bon substitut n’est pas une décision thérapeutique aisée. Aujourd'hui, si les auto-transplantations (donneur et receveur sont la même personne) sont les greffes de première intention pour la couverture des plaies, elles se heurtent à l’écueil d’une disponibilité limité de peau, en particulier dans la prise en charge des grandes brûlures et les procédures restent invasives et douloureuses. Des greffes de tissu "étranger" peuvent pourvoir au remplacement temporaire de la peau, avant de laisser la place à une auto-transplantation. Subsiste évidemment les risques de rejet, douleurs et infection, et la formation de cicatrices. La technologie utilisée pour produire les substituts cutanés que nous allons évaluer va permettre de révolutionner les traitements actuellement disponibles pour les lésions cutanées les plus sévères et plus particulièrement les grandes brûlures. Il s’agit d’un processus innovant impliquant la croissance d’une nouvelle peau en utilisant les propres tissus de l’organisme comme modèle, évitant ainsi toute forme de rejet de cette auto-transplantation, et permettant de produire une surface de nouvelle peau très importante. Il est donc important de tester ces nouveaux substituts cutanés sur des modèles de plaies simples et chroniques représentatifs chez l’animal qui pourront être utilisés par la suite chez l’Homme et ainsi permettre d’améliorer la cicatrisation de grandes brûlures et de larges plaies cutanées.
Procédures
Les souris seront soumises à une procédure chirurgicale pour l’induction de la plaie cutanée et la réalisation d’une greffe de substitut cutané. Sous anesthésie générale, un prélèvement de peau carré de 20 mm de côté sur toute l’épaisseur de la peau sera effectué au milieu du dos et en arrière des omoplates sur l’ensemble des souris. Un substitut cutané sera placé dans le lit de la plaie cutanée et suturé en plusieurs points indépendants. Un traitement analgésique des souris sera administré avant la chirurgie puis après la fin de celle-ci. La chirurgie sera réalisée en 25 minutes environ et ne sera effectuée qu’une seule fois. Les greffes de substitut cutané seront protégées par des compresse et pansement changés 2 fois par semaine, sous anesthésie générale pendant 10 minutes environ, permettant d’effectuer des observations et de scorer différents paramètres au niveau des greffes cutanés. Un suivi quotidien de l’ensemble des souris sera réalisé pendant toute la durée des expérimentations, week-ends et jours fériés inclus. Un maintien des souris greffées en cage individuelle sera nécessaire pendant 3 à 4 semaines maximum après réalisation des greffes cutanées pour éviter qu’elles ne s’arrachent entre elles les compresse et pansement et surtout le greffon cutané. Après régénération tissulaire et cicatrisation complètes, 3 à 4 semaines maximum après réalisation des greffes cutanées, les souris seront replacées à 2 par cage jusqu’à la fin des expérimentations.
Impact sur les animaux
L’induction d’une plaie cutanée pour la réalisation de la greffe cutanée va engendrer une douleur modérée transitoire pendant quelques heures. L’hébergement en cage individuelle des souris greffées, nécessaire tout au long du processus cicatriciel et de régénération tissulaire, soit pendant 3 à 4 semaines maximum, pour éviter qu’elles ne s’arrachent entre elles le greffon cutané, et l’ensemble compresse, pansement et bandes de sparadrap, peut conduire à un stress par la limitation des interactions sociales directes.
Devenir
Procédure expérimentale 1 (seule procédure expérimentale) : les 600 souris seront euthanasiées à différents temps après réalisation de la greffe cutanée, 15, 30, 60, 90 et 120 jours après, avec 6 souris, 3 souris mâles et 3 souris femelles, par temps de prélèvement. Un prélèvement cutané sera réalisé au large de la région greffée pour réaliser un ensemble d’analyses permettant de caractériser sur des temps précoces et prolongés la fonctionnalité et l’évolution de substituts cutanés greffés, processus dépendants de mécanismes complexes (influence du microenvironnement cutané, processus inflammatoire et immunitaire, mise en place de la vascularisation…).
Remplacement
Le remplacement des expérimentations animales par des méthodes alternatives n’est pas envisageable dans le contexte de ce projet. Il n’est en effet pas possible d’utiliser des modèles in vitro ou ex vivo permettant de caractériser sur un temps prolongé la fonctionnalité et l’évolution de substituts cutanés greffés, processus dépendants de mécanismes complexes (influence du microenvironnement cutané, processus inflammatoire et immunitaire, mise en place de la vascularisation …). L’ensemble de ces facteurs complexes ne peut être appréhendé qu’in vivo sur un modèle animal.
Réduction
Nous ne grefferons que des substituts cutanés sélectionnés sur la base de résultats d’analyses préalables. Nous utiliserons le nombre minimum d’animaux nécessaire à la réalisation de ce projet mais permettant d’obtenir des résultats prédictifs et représentatifs. Ainsi, 6 souris par temps de prélèvements, 3 souris mâles et 3 souris femelles, seront suffisants. Ce nombre a été déterminé sur la base des résultats des études précédentes obtenus sur différents modèles de greffe cutanée et suivant les mêmes conditions expérimentales. La réalisation de l’ensemble des analyses envisagées sur un même prélèvement cutané permettra également de limiter le nombre d’échantillons et donc d’animaux nécessaires.
Raffinement
Une attention toute particulière sera portée aux animaux lors de la réalisation de la greffe cutanée (traitement pour supprimer la douleur avant la chirurgie, maintien de la température corporelle) puis après réalisation de celle-ci (traitement pour supprimer la douleur après la chirurgie et observations régulières). Les animaux seront observés quotidiennement tout au long de l’expérimentation, leur poids sera mesuré deux fois par semaine à chaque renouvellement de pansement, et si une perte de poids trop importante par rapport au poids maximal est observée ou si des signes d’infection de la plaie greffée ou des modifications du comportement des animaux sont observés, ceux-ci seront euthanasiés dans des conditions éthiques. Les animaux seront placés dans des conditions permettant d’observer leur comportement pendant leur phase d’activité et ainsi respecter leur horloge biologique (chronobiologie). Des bâtonnets de coton seront placés dans chaque cage comme dispositif d’enrichissement pour assurer leur bien-être, et seront remplacés lors de chaque change de litière.
Choix des espèces
La souris est l’espèce animale la plus adaptée pour réaliser ce projet en raison de sa taille et de sa facilité de manipulation permettant d’induire une plaie représentative des plaies à traiter chez l’Homme, et la souche de souris utilisée est dépourvue de système immunitaire, permettant d’éviter les risques de rejet suite à une greffe de peau d’un organisme étranger. Son utilisation est largement décrite dans la littérature scientifique pour les études sur les greffes cutanées et pour le développement de substituts cutanés. Les animaux seront des souris âgées de 6-7 semaines à l’arrivée au laboratoire et de 7-8 semaines pour le démarrage des expérimentations. Cela correspond à l’âge de souris décrit dans la littérature scientifique pour la réalisation d’études sur des greffes cutanées (généralement 6 à 8 semaines).
Evaluation de l’effet thérapeutique d’un agent anti-viral combiné à la radiothérapie et à l’immunothérapie
- Recherche appliquée
- Cancers
960 souris vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, chacune recevant une greffe de cellules tumorales puis jusqu'à seize injections de traitement en deux mois. Elles sont anesthésiées pour être placées dans le dispositif qui irradie la tumeur, et toutes sont tuées pour que tumeurs et tissus soient analysés. L'objectif immédiat est de trouver la dose d'un antiviral, le brincidofovir, qui ralentit la tumeur sans l'éliminer, une dose pleinement efficace empêchant de mesurer l'effet de l'association avec la radiothérapie. Le porteur annonce un "changement radical" dans l'administration des radiosensibilisants. La baisse d'appétit, la réduction d'activité et les modifications du comportement social, elles, sont attendues dès la croissance des tumeurs.
Objectifs
Nous prévoyons d'étudier un agent antiviral, pour lequel des études précliniques ont montré qu'il possède des propriétés anti-tumorales et radio-sensibilisantes. L'immunothérapie est devenue un pilier du traitement du cancer, mais son utilisation en association avec la radiothérapie reste limitée. Le projet actuel vise à explorer la synergie potentielle entre ce médicament anti-viral et l'immuno-radiothérapie. Cela pourrait ouvrir la voie à de nouvelles combinaisons thérapeutiques et conduire à un changement radical dans l’administration concomitante de radio-sensibilisants, qui sont restés depuis des décennies bloqués sur des agents relativement anciens et parfois toxiques tels que les dérivés du platine, générant un gain thérapeutique relativement faible (gains de survie souvent de l’ordre de 5 à 10 % par rapport à la radiothérapie seule). Les objectifs de ce projet consistent à : 1-determiner dans un premier temps la dose de médicament permettant d’obtenir un ralentissement de la croissance tumorale sans toutefois induire une élimination totale de la tumeur. Il est à noter qu’il n’y a aucun intérêt à combiner une dose élevée et très efficace de médicament (permettant une élimination totale de la tumeur) avec la radiothérapie, car ceci empêcherait de voir l’effet de la combinaison. De plus, utiliser une très forte dose de médicament pourrait induire des effets secondaires, 2-ensuite, combiner le médicament avec la radiothérapie et l’immunothérapie afin d’évaluer l’effet anti-tumoral de la combinaison, 3-Enfin, comprendre les mécanismes biologiques impliqués en collectant les tumeurs pour réaliser des analyses de cytométrie de flux.
Bénéfices attendus
A travers ce projet, nous visons à minimiser les limitations des thérapies utlisées seules, à améliorer les résultats thérapeutiques et à augmenter la réponse globale des tumeurs en modulant les réactions immunitaires dans le microenvironnement tumoral. Cette stratégie de traitement à multiples facettes non seulement promet d'améliorer les résultats thérapeutiques actuels mais pourrait également nous conduire à développer de nouvelles stratégies de traitement antitumoral plus efficaces. Avec une conception expérimentale et une analyse des données approfondies, ce projet espère fournir une base solide et de nouvelles perspectives pour optimiser les traitements cliniques futurs tout en réduisant les effets secondaires des thérapies en question.
Procédures
Les animaux seront soumis à des injections de cellules tumorales (n=1, 25 secondes) et à des injections de traitements (au maximum 16 injections sur deux mois, durée 25 secondes), sous anesthésie locale. Les animaux vont recevoir une anesthésie générale afin de les placer dans les dispositifs qui permettent la réalisation des irradiations localisées au niveau des tumeurs (n=1, durée 12 minutes en tout).
Impact sur les animaux
Les animaux peuvent subir un stress léger en raison de leur manipulation par l'expérimentateur, lors des procédures expérimentales (telles que les injections, etc.). Les animaux peuvent également ressentir douleur et inconfort légers à modérés lors des injections sous-cutanées pour l'implantation des tumeurs, les traitements de radiothérapie ou les traitements pharmacologiques. En raison de la croissance des tumeurs ou des effets secondaires des traitements, les animaux peuvent présenter des changements de comportement modérés, tels qu'une diminution de l'appétit, une réduction de l'activité ou des modifications du comportement social.
Devenir
Les animaux seront euthanasiés pour études sur les tumeurs et tissus post-mortem.
Remplacement
Ce projet a pour but d’évaluer l'effet thérapeutique d'un agent antiviral, le brincidofovir, combinés à la radiothérapie et à des immuno-modulateurs sur la réponse tumorale. Ceci exige donc un système immunitaire dynamique complet (composé de toutes les cellules immunitaires) en interaction direct avec le stroma tumoral. L’étude du recrutement et de la réponse des cellules immunitaires dans la tumeur ainsi que leur interaction complexe nécessite le recours à un modèle animal vivant entier et ne peut pas être réalisé in vitro ni in silico.
Réduction
Afin de pouvoir observer des différences qui soient statistiquement interprétables entre les différents groupes de traitements, nous avons besoin d’utiliser des tests statistiques solides et adéquats. Ces tests exigent l’utilisation d’un nombre minimum d’animaux par groupe. Afin de réduire au minimum le nombre d’animaux à utiliser nous permettant d’atteindre les objectifs du projet, nous avons réalisé une analyse statistique a priori, afin de calculer le nombre d’animaux nécessaires pour détecter des différences significatives pour chaque procédure expérimentale. De plus, notre expertise dans le domaine de la radiobiologie ainsi que les données de la littérature nous permettent de réduire les conditions expérimentales et donc réduire le nombre d’animaux. Le critère de jugement principal pour le calcul de puissance est la taille tumorale . Ce critère est aussi utilisé pour la randomisation des animaux. La randomisation est réalisée de façon à avoir la même moyenne taille tumorale dans chaque groupe de traitement. Ce plan d'étude et cette méthodologie stricts vont nous permettre d'avoir des résultats fiables et valides sur le nombre minimum d'animaux nécessaires.
Raffinement
Toutes les manipulations expérimentales seront menées en veillant à adhérer aux normes les plus élevées pour minimiser la douleur et le stress chez les animaux. Une anesthésie adéquate sera utilisée pendant les expériences. Les conditions d'hébergement des animaux seront optimisées, en fournissant l'environnement et la nourriture nécessaire. Leur environnement sera enrichi avec du coton ou des maisons en carton afin de diminuer leur angoisse. Le comportement et l'état de santé des animaux seront surveillés quotidiennement, pour identifier et traiter toute anomalie. Les souris seront élevées en groupe pour minimiser le stress de l'isolement. Une pesée sera effectuée régulièrement. Les points limite précoces définis seront strictement appliqués.
Choix des espèces
La souris est l’espèce animale de référence pour les études de radiobiologie et des réponses immunitaires pendant le développement tumoral. La physiologie et la génétique de la souris sont de mieux en mieux connues et de nombreuses études ont déjà validé des découvertes faites chez la souris en les appliquant pendant des essais cliniques, ce qui facilite le transfert des résultats obtenus chez la souris en clinique. Les souris seront utilisées à un âge de 8 ou 9 semaines, âge auquel les souris sont suffisamment matures.
Entretien d’une lignée de souris Tg(Gnrh1-cre)1Dlc/J exprimant le rapporteur ‘Cre’ sous le contrôle du promoteur du gène de la GnRH pour l’invalidation du gène de la SELENOT chez les souris SELENOT floxées (SelTfl/fl)
- Recherche appliquée
- Troubles endocriniens
- Recherche fondamentale
- Système nerveux
- Système urogénital
Tuées après génotypage quand leur génotype ne convient pas, ou tuées quand les couples reproducteurs vieillissent et cessent de donner des portées, 750 souris vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger. Chacune subit une biopsie de la queue, trois millimètres prélevés sous cinq minutes d'anesthésie, pour lire son génotype. Le projet n'a pas d'autre objet que l'entretien de cette lignée, qui servira ensuite à supprimer un gène dans les neurones contrôlant la reproduction. Le porteur justifie le recours à la souris par sa taille, ses coûts d'entretien réduits et ses "fortes performances reproductives".
Objectifs
La SELENOT est une protéine impliquée dans la neuroprotection et dans des régulations hormonales. Ce projet permettra de répondre à la question du rôle de la SELENOT dansla reproduction. L’invalidation de la SELENOT dans les neurones impliqués dans la reproduction chez le modèle animal permettra l’étude de son rôle dans le contrôle de la reproduction ce qui pourrait ouvrir de nouvelles perspectives thérapeutiques dans le traitement de certains dysfonctionnements de la procréation.
Bénéfices attendus
Des dysfonctionnements de la fonction de reproduction et son contrôle au niveau du cerveau provoquent des altérations de l'apparition de la puberté et de la fertilité. Beaucoup de ces manifestations n'ont pas encore trouvé d'explication et l'origine des déficits observés reste inconnue. Les neurones contrôlent la reproduction via la libération des hormones sexuelles. Bien que la reproduction ait été très étudiée car il s'agit d'un processus biologique essentiel pour l'existence des espèces, les pathologies associées sont encore mal connues. Nous avons observé que les souris déficientes en SELENOT au niveau cérébral présentent un dysfonctionnement des organes sexuels et une fertilité très altérée chez la souris, indiquant que cette protéine peut jouer un rôle clé dans la fonction de reproduction. Cette étude pourrait révéler des voies pathologiques associées aux déficits de reproduction qui ont été insoupconnés jusqu'alors et ainsi proposer de nouvelles pistes thérapeutiques pour certaines de ces pathologies.
Procédures
Les animaux subiront une biopsie caudale (prélèvement d'un bout de queue de 3 mm destiné au génotypage des animaux) sous anesthésie : un seul prélèvement, 5 minutes d'anesthésie.
Impact sur les animaux
Une biopsie caudale est nécessaire pour génotyper les animaux; cette biopsie peut entrainer des douleurs chez l’animal. Ces douleurs seront évaluées et réduites/atténuées par l’utilisation d’analgésiques.
Devenir
L'ensemble des animaux générés dans ce projet sera destiné à la reproduction et à l'entretien d'une lignée de souris. Les animaux de génotype adéquat seront placés en accouplement tant que les couples donneront naissance à des portées à un rythme régulier et dans des conditions assurant le bien-être des animaux. Les couples âgés ou ne produisant plus de portées seront mis à mort. Les animaux de génotype inadéquat donc inutilisables, seront mis à mort après le génotypage. La stratégie de croisement a été réfléchie afin de réduire le nombre d'animaux ne pouvant être utilisés en expérimentation.
Remplacement
Seule l’utilisation d’un modèle mammifère intégré, donc in vivo chez l’animal entier, peut nous permettre de comprendre de façon globale, le rôle neuroendocrine de la SELENOT dans la régulation de l’axe gonadotrope et d’établir des comparaisons pertinentes avec des données qui pourraient être obtenues chez l’homme. Toutefois, au cours de ce projet, les effets de la SELENOT seront également étudiés dans des cultures de neurones pour remplacer d'autres expériences sur des animaux.
Réduction
La stratégie de reproduction choisie dans le cadre de ce projet vise à réduire le nombre d'animaux générés en choisissant de travailler sur les animaux homozygotes pour la construction (SELENOTfl/fl), plutôt qu'hétérozygotes. Le nombre d'animaux de génotype non adéquat, générés dans la descendance des croisements est ainsi divisé par deux.
Raffinement
Les conditions d’élevage et de manipulation des animaux seront affinées pour réduire au maximum la douleur, la souffrance et l’angoisse éventuelle des animaux. Pendant toute la durée du séjour, les animaux seront suivis quotidiennement pour déceler tout signe de souffrance. Parmi ces signes, seront notamment relevés : perte de poids importante (20% du poids initial), posture « dos voûté », prostration, plaies, poil terne, vocalisations anormales, agressivité. Si l’un de ces signes ou combinaison de signes apparaît, le suivi de l’animal sera renforcé. Si l’état de l’animal s’aggrave dans les heures qui suivent ou ne s’améliore pas dans les 24h, il sera considéré qu’un niveau de souffrance élevé est atteint et une mise à mort sera réalisée. L’ensemble des actes pouvant entrainer une douleur sera réalisé sous anesthésie et la douleur au réveil sera traitée par des analgésiques.
Choix des espèces
La souris présente de nombreux avantages pour l’élevage en animalerie : taille et coûts d’entretien réduits, fortes performances reproductives. De plus, la souris est un modèle animal largement utilisé pour les études de physiologie permettant une comparaison aisée de nos données avec celles d’autres équipes. La reproduction des animaux est faite à partir de 8 semaines de vie. Nous utiliserons des souris adultes pour les expérimentations pour étudier la physiologie adulte.