Recherche appliquée
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Etude computationnelle longitudinale du vieillissement physiologie et pathologie de l’aorte de souris
- Recherche appliquée
- Troubles cardiaques
- Troubles endocriniens
- Recherche fondamentale
- Oncologie
- Système cardiaque
- Système endocrinien
640 souris vont être utilisées, toutes tuées, dont 180 dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Elles ne subissent aucune manipulation avant le jour de leur mise à mort, hormis une échographie sous anesthésie de vingt minutes et un jeûne de quelques heures. Le protocole consiste surtout à les laisser vieillir, jusqu'à 24 mois pour les souris normales et 10 mois pour les souris obèses et diabétiques, avant le prélèvement de l'aorte et son passage au scanner haute résolution. Le porteur affirme que des souris de 24 mois se comportent comme des souris de 2 mois et que la nuisance liée au vieillissement "pourrait ne jamais être atteinte", tout en prévoyant la mise à mort de celles qui perdent plus de 20 % de leur poids.
Objectifs
Le projet vise à analyser ex vivo, l'évolution de très petites structures de la paroi aortique au cours du vieillissement de la souris normale ou obèse par une approche technologique innovante, un scanner à très haute résolution. Notre but est de reconstruire en 3D, grâce à l'outil informatique, l'évolution de l'aorte durant la vie des souris. Cette reconstruction se basera sur les paramètres anatomiques, fonctionnels recueillis chez ces souris à différents âges (souris normales: 2 à 24 mois, souris obèses: 2 à 10 mois). Nous pensons que le suivi du vieillissement de ces animaux permettra de distinguer les altérations associées au vieillissement vasculaire normal de celles liées à un vieillissement altéré pouvant aboutir à des maladies vasculaires majeures, augmentant les risques de décès prématurés. L’objectif de ce projet est double. 1- Pour la clinique humaine, fournir des indices sur le vieillissement aortique qui pourraient guider les cliniciens dans leur choix chirurgicaux et/ou thérapeutiques. 2- Pour la clinique vétérinaire, fournir des indices sur le vieillissement aortique des animaux de laboratoire, de rentes, domestiques, …et de favoriser les décisions thérapeutiques à prendre afin de garantir le bien-être de l’animal et son bien-vieillir. Cependant, avant d'en arriver à une prévention efficace, que ce soit en clinique humaine ou vétérinaire, notre hypothèse doit être testée par des explorations précliniques. Pour des raisons éthiques, l'utilisation d'échantillons humains est impossible tant que nous n'avons pas prouvé que notre hypothèse est solide et peut fournir des informations pertinentes pour la santé humaine.
Bénéfices attendus
Les bénéfices de ce projet sont de quatre ordres. 1- D’un point de vue scientifique, les données obtenues permettront de contribuer aux connaissances générales sur les mécanismes du vieillissement physiologique et pathologique de la paroi artérielle. L'apport de l'image et notamment sur le remodelage de la paroi artérielle inflammatoire dans l'obésité et leur potentiel résolution thérapeutique. 2- La disponibilité de ces données aidera à identifier les caractéristiques/les marqueurs critiques du vieillissement chez l'homme pour prédire une maladie vasculaire. 3- Ce transfert de la modélisation du vieillissement chez la souris à l'homme peut être également étendu, du point de vue vétérinaire. En effet, les animaux de compagnie et dans une moindre mesure les animaux de rentes, sont confrontés au vieillissement plus ou moins accéléré par des problèmes d'obésité ou de diabète. Le bien vieillir de ces animaux est une préoccupation majeure des propriétaires et des vétérinaires. La prévention des maladies vasculaires est donc primordiale. Par conséquent, le transfert de notre étude de souris aux chats, chiens , ... pourrait ainsi favoriser la prévention et la mise en place précoce de thérapies. 4- Enfin cette étude pourrait servir de bases à des logiciels de simulation qui pourraient etre utilisées en enseignement des sciences biologiques.
Procédures
Dans ce projet, les animaux ne subiront aucune manipulation avant le jour de l'euthanasie. En effet, après une période d'acclimatation, les animaux seront anesthésiés pendant 20 minutes maximum pour l'enregistrement des paramètres hémodynamiques et cardiovasculaires, effectués par échographie, examen non invasif et indolore. Un jeûne de quelques heures est envisagé en amont de l'examen d'échographie et avant l'euthanasie, afin de réaliser une analyse sanguine (prélevement post-mortem) du cholestérol, du glucose et autres molécules, témoignant de l'état de santé de la souris. Ce jeûne de courte durée ne devrait pas induire de nuisance chez les souris.
Impact sur les animaux
Les démarches expérimentales ne comprennent pas de chirurgie ou autre geste invasif susceptible de causer de l'inconfort aux animaux. Un inconfort lors de la locomotion, expliqué par la prise régulière de poids chez la souris diabétique, pourra être observé. A noter, que nous avons priviligié l'échographie, un examen non invasif, sans douleur ni danger pour l'animal, répandu en medecine vétérinaire. Cette technique n'induit aucune nuisance à l'animal. Les nuisances dues au vieillissement, sont extrêmement restreintes puisque les livraisons des animaux sont prévues en fonction de la date de mise à mort, et donc au plus proche de celle-ci. Les nuisances liées à l’âge pourraient se traduire par une diminution progressive du poids, de la mobilité et de l'appétit. A noter que l'expérience des manipulateurs sur ces souris et des partenaires travaillant depuis longue date sur le modèle de rongeurs âgés, fait qu'ils peuvent affirmer que des souris de 24 mois ont un comportement locomoteur, d'anxiété, ou nutrionnel totalement relativement comparable à celui de souris jeunes (2 mois). Cette nuissance dûe au vieillissement pourrait ne jamais être atteinte.
Devenir
Tous les animaux de la procédure seront mis à mort, afin de pouvoir réaliser les prélèvements tissulaires de chacun des individus et de les analyser par le scanner à très haute résolution.
Remplacement
Préalablement à ce projet, nous avons réalisé des études de mise au point méthodologique sur le scanner à haute résolution. Les tissus aortiques ont été prélevés de souris (normales ou obèses) issues de protocoles APAFIS précédents, avant que celles-ci soient incinérées. Ces analyses préliminaires nous ont permis de démontrer la faisabilité et de découvrir des altérations de la paroi vasculaire qui ne peuvent etre observées par des méthodes d'imagerie conventionnelle. Les approches in vivo ne peuvent être envisagées comme méthode alternative en raison de la complexité cellulaire et extracellulaire. Aujourd'hui, seul les modèles murins permettent de reproduire de manière fidèle les conditions in vivo, offrant ainsi une compréhension plus complète du vieillissement tissulaire et des maladies cardiovasculaires en résultant. La simplification de l'étude en utilisant des systèmes in vitro ou ex vivo, comme les modèles 3D par exemple est actuellement non adaptée. Les modèles murins permettent de prendre en compte cette complexité et d'analyser comment différents organes et tissus interagissent pour déterminer et faire progresser la maladie. Il n'existe actuellement aucune alternative non animale satisfaisante pour répondre à nos questions. Ainsi, les modèles murins restent la meilleure option pour générer des données pertinentes qui pourraient ultérieurement avoir un impact translationnel chez l’homme.
Réduction
Le nombre d’animaux dans le projet est estimé selon des calculs statistiques considérant la nécessité de réduire l’utilisation d’animaux à un nombre minimum mais suffisant pour obtenir des résultats biologiquement et statistiquement valides et significatifs pour les objectifs de cette étude. La taille de chaque groupe d’animaux est de n = 20 souris. Elle a été calculée en tenant en compte des risque de décès prématurés. Une logique d’arrêt de la procédure est mise en place : en cas de dépassement par 3 animaux pour chaque groupe des points limites, la procédure sera interrompue pour la totalité des animaux. Pour que les valeurs obtenues soient exploitables sur le plan statistique, un nombre minimum d’animaux sera utilisé. L'expérimentation sera réalisée en 4 fois afin que scientifiquement nous ayons 4 expériences indépendantes (soit 5 animaux/âge/ expérimentation). Cette façon de procéder nous permettra de travailler avec des petits effectifs faisant qu'en cas des points limites atteints, d'arrêter la procédure, de la revoir, de discuter avec la structure du bien-être animal... voire de stopper définitivement la procédure. Dans le but de renforcer les données statistiques, l’étude sera randomisée (tirage au sort de l’ordre des groupes pour les injections et clause d’ignorance) et contrôlée. Enfin toujours dans le but de réduire le nombre d'animaux, les tissus issus de nos différents groupes seront prélevés pour être utilisés dans d'autres projets en cours ou futurs.
Raffinement
La litière sera changée 2 fois à 3 fois / semaine selon la quantité d'urine produite par les souris. Au cours des phases de stabulation, plusieurs animaux seront hébergés dans la même cage. En revanche, lors des phases d’expérimentation les animaux seront isolés (1 souris/boîte) afin de limiter la transmission du stress entre individus. La manipulation se fera en dehors du champ de vision des animaux en attente d’expérimentation. Nous surveillerons régulièrement les souris pour détecter tout signe de douleur ou d'anomalie. Ainsi l'isolement, l’anxiété, la perte d'appétit ou des difficultés de déplacement peuvent indiquer des problèmes de santé. Si une souris perd plus de 20% de son poids maximal ou montre des signes de difficulté à se déplacer ou à manger, nous la retirons de l'étude et sera mise à mort. Nous réalisons également des tests de réflexes pour évaluer la santé des animaux. Si une souris échoue à ces tests, cela peut indiquer un problème de santé grave, et elle est alors retirée de l'étude. En résumé, nous prenons toutes les mesures nécessaires pour garantir le bien-être des souris tout en réalisant nos recherches sur le vieillissement. Les souris diabétiques seront âgés de 2 à 10 mois afin que l'impact négatif sur leur santé et bien-être soit modéré. Au moment du sacrifice, par l'expérience que nous avons de ce modèle, nous estimons que les souris diabétiques ne devraient pas atteindre un poids de 45 g. Si c'est le cas avant la date de mise à mort initialement déterminée, alors nous interromprons l'ensemble du protocole pour la totalité des souris. Ces dernières seront alors sacrifiées pour l'analyse tissulaire. Pour limiter les douleurs des animaux, les procédures ne comprennent ni injection, ni manipulation, avant le jour du sacrifice. 30 - 20 minutes avant la mise à mort des souris, ces dernières seront pesées et la glycémie mesurée puis elles seront anesthésiées afin de réaliser une échographie cardiovasculaire.
Choix des espèces
Les souris ont un génome très proche de celui de l’Homme, et leur système physiologique récapitule assez bien les observations faites chez l’Homme. Aujourd’hui, la souris représente le meilleur modèle pour la compréhension des phénomènes physiologiques comme le vieillissement et les maladies cardiovasculaires sous-ajacentes. Deux type de souris seront nécessaires à l'étude: des souris normales (non diabétiques, non obèses) qui représenteront le vieillissement normal de l'aorte et serviront également de référence par rapport aux souris obèses et diabétiques qui présenteront un vieillissement accéléré de l'aorte et un développement de pathologie comme l'hypertension, l'athéroclérose... en accord avec l'évolution pathologique humaine. Dans le but de se placer dans des conditions expérimentales les plus représentatives de la réalité rencontrée en médecine humaine, les souris utilisées seront des souris adultes âgées de 2 mois à l’initiation des procédures . Elles seront agées de 24 et 10 mois à la fin dess procédures pour les souris normales et obèses/diabétiques, respectivement.
Impact de la déficience en PRDM16 sur le développement de l’hypertension pulmonaire
- Recherche appliquée
- Troubles cardiaques
- Recherche fondamentale
- Système cardiaque
Pour savoir si la déficience d'une protéine aggrave l'hypertension artérielle pulmonaire, 320 rats Wistar vont être utilisés, dont 192 dans des procédures impliquant un niveau de souffrance sévère. Une injection sous-cutanée de monocrotaline leur provoque une hypertension pulmonaire, certains subissant en plus une ligature de l'artère pulmonaire droite sous anesthésie, puis dix jours d'injections quotidiennes. La mesure finale passe par un cathétérisme lors d'une chirurgie thoracique sans réveil, et tous sont tués pour prélever les poumons et le cœur. Le porteur qualifie les nuisances de "modérées" alors que 192 rats relèvent d'un niveau de souffrance sévère déclaré.
Objectifs
Le système vasculaire comporte deux boucles : la circulation systémique, qui distribue le sang riche en oxygène à tous les organes, et la circulation pulmonaire, qui réoxygène le sang provenant de ces organes. Ces deux boucles ont des caractéristiques fondamentalement différentes et on ne sait toujours pas si les cellules endothéliales qui tapissent l'intérieur de la circulation pulmonaire ont une réaction unique aux maladies vasculaires. L'hypertension artérielle pulmonaire (HTAP) affecte spécifiquement la circulation artérielle pulmonaire ; l'augmentation de la résistance vasculaire entraînant un remodelage et une dysfonction du ventricule cardiaque droit et, en l'absence de traitement, la mort. Des résultats précédents ont révélé que la déficience d'une protéine spécifique compromettait la récupération du flux artériel dans la circulation systémique, mais nous ne savons pas si et comment cette déficience affecte la survenue de l'HTAP. Notre objectif est d'approfondir notre compréhension des implications de la déficience en cette protéine sur le développement et l'évolution de l'HTAP, en utilisant des modèles animaux de la maladie. Nous cherchons à déterminer si cette déficience peut aggraver le remodelage vasculaire pulmonaire initial ou adaptatif responsable de l’HTAP. De plus, nous souhaitons étudier l'effet d'agents thérapeutiques potentiellement bénéfiques, connus pour activer cette protéine.
Bénéfices attendus
Notre étude vise à élucider le rôle de la déficience en une protéine spécifique dans le remodelage vasculaire pulmonaire et cardiaque, ainsi que ses implications hémodynamiques, en utilisant le rat comme modèle, une espèce pertinente pour l'étude de l'hypertension artérielle pulmonaire. En cas de confirmation de son influence négative sur la pathologie, nous envisageons d'évaluer l'efficacité d'agents thérapeutiques potentiellement bénéfiques,connus pour activer cette protéine. A moyen/long terme, cette approche pourrait ouvrir de nouvelles perspectives thérapeutiques pour cette maladie rare et actuellement incurable. L’hypertension artérielle pulmonaire est une cause de handicap, d’insuffisance cardiaque et de mort. Ce projet présente une utilité majeure dans la prise en charge de ces malades.
Procédures
Exposition à la monocrotaline : injection unique en sous-cutané de la monocrotaline ou de son solvant (sérum physiologique). Ligature de l’artère pulmonaire droite ou incision : opération unique realisée sous anesthésie et analgésie (durée estimée à 20minutes). Mesures des paramètres de la circulation sanguine par mise en place de cathéters pendant chirurgie thoracique sans réveil, sous anesthésie et analgésie (environ 1h). Injections quotidiennes du traitement ou d'un controle (serum physiologique) pendant 10 jours. Les animaux seront surveillés tous les jours et pesés 3 fois par semaine après leur entrée dans le protocole.
Impact sur les animaux
Nuisances classées "modérées": injection en sous-cutané d'un médicament induisant une hypertension artérielle pulmonaire. Risque léger d'irritation suite à l'intubation.Une douleur peut suivre les chirurgies. Les animaux seront surveillés tous les jours et pesés 3 fois par semaine après leur entrée dans le protocole, et des injections seront réalisées, ce qui peut être source de stress.
Devenir
L'ensemble des animaux des 3 procédures seront mis à mort. L'explantation des poumons et du coeur à la fin de l'étude est nécessaire afin d'effectuer des analyses histologiques, immunohistochimiques et de biologie moléculaire des zones pulmonaires et cardiaques.
Remplacement
L'objectif de recherche est d'étudier et comprendre les mécanismes moléculaires et cellulaires impliqués dans le développement de l'hypertension artérielle pulmonaire (HTAP). Le recours à des animaux est indispensable et se justifie par la nécessité d'étudier la fonction cardiaque, la modification des vaisseaux, l'anatomie pulmonaire dans un contexte sain et pathologique. Ce projet se justifie également par l'impossibilité de simuler ex vivo la mise en place d'une HTAP puis d'une altération cardiaque droite chez l'humain qui est un processus complexe.
Réduction
Lorsque les animaux seront mis à mort en fin d'expérimentation après le cathétérisme pour évaluer leur fonction cardiaque et vasculaire, les tissus prélevés seront stockés pour une utilisation directe mais aussi ultérieure, avec partage possible, afin d’éviter de refaire les expériences. Des expériences de biochimie et biologie moléculaire à partir des différents tissus collectés et des études sur cellules isolées seront effectuées. Des calculs statistiques ont été effectués afin de réduire au maximum le nombre d'animaux inclus dans l'étude
Raffinement
Une période d'acclimatation de 5 jours minimum sera respectée à l'arrivée des animaux dans l'animalerie. Les animaux seront hébergés en binome par cage dans lesquelles de l'enrichissement sera ajouté (dome, tunnel, lanièresou frisures de papier kraft, buchettes à macher, billes de peuplier naturel). Les animaux seront surveillés quotidiennement par du personnel compétent et leur entretien sera effectué dans des conditions soigneusement contrôlées pour s'assurer que les animaux ne subissent aucun stress. Toutes les procédures seront pratiquées sous anesthésie et utilisation d'analgésiques avec tapis chauffant et gel de protection oculaire. Des points limites spécifiques ont également été mis en place.
Choix des espèces
Les rats sont couramment utilisés comme modèles pour étudier les maladies cardiovasculaires en raison de leur anatomie vasculaire pulmonaire similaire à celle de l'homme et de leurs caractéristiques hémodynamiques comparables. Un des collaborateur du projet est spécialisé dans les modèles murins d'hypertension artérielle pulmonaire. Il possède l'expertise nécessaire ainsi que le matériel adapté pour mener des recherches avec succès sur des rats. Nous avons choisi d'utiliser des rats de souche Wistar, réputés pour leur sensibilité accrue au développement de l'hypertension artérielle pulmonaire par rapport aux rats Sprague Dawley. Nous utiliserons des rats adultes pour reproduire les caractéristiques démographiques de l’hypertension artérielle pulmonaire chez l'Homme (âge moyen 50 ans). Nous veillerons également à sélectionner des rats ayant un poids adéquat (250-350g), permettant ainsi le cathétérisme et la chirurgie, tout en minimisant les risques de mortalité associés à ces procédures, qui peuvent être plus délicates sur des sujets de petite taille.
Evaluation de la biodistribution d’une chimiothérapie administrée par voie intrapéritonéale sous endoscopie chez un modèle porcin
- Recherche appliquée
- Cancers
Privés de nourriture pendant douze heures, transportés, contenus en cage puis anesthésiés par injection intramusculaire, 9 porcelets de 40 à 50 kg reçoivent une chimiothérapie en aérosol sous pression dans l'abdomen pendant trente à quarante minutes. Huit prélèvements sanguins sont réalisés par cathéter, puis, après une pause de trente minutes, ils sont tués et ouverts par laparotomie pour prélever les tissus. Aucun ne se réveille. Le retour à l'élevage d'origine est écarté pour raisons sanitaires, et le porteur affirme que ses procédures "ne devraient pas être particulièrement douloureuses" puisqu'elles reproduisent des interventions courantes chez l'être humain sous anesthésie générale.
Objectifs
Depuis quelques années, certaines équipes ont développé une chimiothérapie sous forme d’aérosol. La chimiothérapie à l'aérosol intra-péritonéale pressurisée (PIPAC) est une nouvelle technologie pour administrer une chimiothérapie intrapéritonéale et traiter les patients souffrant de cancer abdominal avancé. Le médicament de chimiothérapie liquide est délivré au moyen d'un injecteur haute pression et d'une ligne haute pression grâce à une pompe brevetée et une buse adaptée. Cette approche thérapeutique du cancer abdominal a été supposée avoir le potentiel de surmonter les deux limitations majeures de la chimiothérapie intrapéritonéale liquide classique : une meilleure diffusion du produit dans la cavité péritonéale et la pénétration limitée du médicament dans le tissu tumoral. Cette technique est maintenant admise et réalisée pour des patients dans des cas bien sélectionnés de patients ayant un cancer abdominal avancé. Mais cette technique, bien que prometteuse, soulève encore de nombreuses interrogations : les différentes variations de pénétration en fonction de la pression, de la position de la pompe délivrant la chimiothérapie, et l’utilisation d’un traitement sans utilisation de l’hyperthermie. En effet l’hyperthermie qui est utilisée de façon conventionnelle dans la chirurgie de carcinose par voie ouverte, avec la chimiothérapie intrapéritonéale permet une meilleure oxygénation des tissus et une meilleure pénétration de la chimiothérapie. De nombreux modèles cellulaires ont confirmé l’importance de cette hyperthermie concernant la pénétration de la chimiothérapie dans les cellules. La PIPAC réalise la distribution du gaz en hyperpression sans hyperthermie. Récemment des matelas spécifiques permettent de créer une hyperthermie corporelle à 41-42°C sans brûlure. Une étude pilote récemment publiée a montré la faisabilité de l'utilisation de ces matelas spécifiques sur une série de 28 patients (avec une hyperthermie de 39,2°-39,9°). Aucune étude expérimentale n’a en revanche étudié le niveau de pénétration tissulaire de la chimiothérapie avec ce système de création de l’hyperthermie externe associé aux traitements de PIPAC.
Bénéfices attendus
Cette étude permettra d’avoir des données très précises des niveaux de pénétration tissulaire et sanguin, des différentes drogues dans le tissu péritonéale et le sang en fonction de la température corporelle. Ces résultats permettront de mettre en exergue l’impact ou non du nouveau système d’induction de l’hyperthermie. Ces résultats seront ainsi tout de suite applicables à l’humain.
Procédures
Il s’agit d’une procédure à la fin de laquelle les animaux seront euthanasiés, sous anesthésie générale profonde. Ils ne seront soumis avant l’intervention qu’à une privation de nourriture pendant 12h avec accès libre à l’eau, et aux manipulations nécessaires avant anesthésie. Ensuite les interventions se dérouleront sous anesthésie générale et analgésie adaptée et la mise à mort sera effectuée à la fin de la procédure, sans réveil. Durant l'anesthésie, ils subiront une procédure PIPAC d'une durée de 30 à 40 minutes, 8 prélèvements de sang via un cathéter veineux posé sous anesthésie; puis après une pause de 30 minutes, une laparotomie médiane immédiatement après euthanasie pour prélèvements de tissus.
Impact sur les animaux
Les animaux seront soumis avant l’intervention à une mise à jeun pendant 12h avec accès libre à l’eau. Ils pourront également subir un stress durant le transport entre l’UE et la plateforme, ainsi que pendant la manipulation au moment de l’anesthésie. Ils subiront une contention en cage puis une injection intramusculaire pour l'induction de l'anesthésie. Toutes les autres interventions se feront sous anesthésie.
Devenir
Une fois la procédure de chirurgie pour prélèvement effectuée, les animaux seront euthanasiés. En effet aucun replacement ni adoption n’est possible après des injections d'agents de chimiothérapie, et la chirurgie peut avoir des effets délétères sur les animaux. De plus, le retour à l'élevage d'origine est impossible pour des raisons sanitaires.
Remplacement
Nous ne pouvons pas comparer les mesures de concentration tissulaire et sanguine des drogues dans un modèle ex vivo, l’utilisation d’un modèle animal est indispensable pour reproduire la cavité péritonéale humide et respecter les caractéristiques de la ventilation mécanique et le milieu chaud et humide fermé. Le volume de la cavité péritonéale chez le petit animal ne permet pas de réaliser ce type d’intervention. Les instruments et les insufflateurs de chirurgie laparoscopique ne sont pas adaptés pour un si petit volume et les trocarts d’accès ne peuvent pas être utilisés chez le petit animal. Nous avons choisi le modèle porcin du fait de sa disponibilité et de ses nombreuses similitudes anatomiques avec l’homme, notamment son système digestif.
Réduction
Nous avons limité le nombre d’animaux au plus juste pour avoir des résultats statistiquement exploitables. Nous utiliserons 9 animaux (3 groupes de 3 animaux). Dans nos études précédentes nous avons utilisé des tests statistiques adaptés pour comparer les groupes entre eux, puis 2 à 2. Dans cette étude, l’hyperthermie devrait augmenter la pénétration tissulaire et sanguine du produit injecté, et donc les variation des paramètres observés entre groupes. On obtient donc selon les abaques des groupes de 3 cochons, suffisants pour déterminer une différence significative. Pour rappel chaque groupe aura plus de 60 prélèvements, ce qui permettra d’avoir des moyennes sur un grand nombre de prélèvements. Nous avons ainsi calculé la taille minimale d’un groupe de 3 animaux.
Raffinement
Les animaux seront logés dans des cases collectives dans une salle climatisée. Ils seront maintenus en groupe le plus longtemps possible, et manipulés dans le calme. Des mesures seront prises dès la prise en charge de l’animal jusqu’à la réalisation de la procédure en imagerie in vivo : - Pré-examen imagerie/Anesthésie : les animaux arriveront la veille, et seront mis à jeun 12h avant l’intervention, avec abreuvement à volonté - Anesthésie (induction par voie intramusculaire), puis intubation, ventilation et maintien de l'anesthésie par voie gazeuse. La fréquence cardiaque sera enregistrée tout le long des interventions. En cas d’accélération du rythme cardiaque, sans perte sanguine associée, nous renforcerons le traitement antalgique par administration intramusculaire d'analgésique. En cas de tachycardie supérieure à 170 battements par minute, persistante au-delà de 5 minutes malgré l’administration d’analgésiques, nous procèderons à l’euthanasie (point limite). Mais nos procédures ne devraient pas être particulièrement douloureuses, elles reproduisent des interventions courantes chez l’homme sous anesthésie générale.
Choix des espèces
L’utilisation du modèle porcin pour l’étude pharmacocinétique est indispensable, car cela reste le seul modèle animal possible pour étudier les modalités de diffusion de la chimiothérapie dans le péritoine. Le porc est une espèce animale classiquement utilisée pour les études de pharmacocinétique de la chimiothérapie intrapéritonéale. L’anatomie digestive et les dimensions de la cavité péritonéale, similaires à l’homme, permettent de tester au mieux les modalités de diffusion péritonéale de la chimiothérapie. Le volume d’insufflation est similaire à l’homme et les instruments chirurgicaux et les dispositifs d’aspiration de la fumée disponibles sur le marché humain peuvent être utilisés tels quels. Le porcelet (40 à 50 Kg, 3-4 mois) est le modèle le plus usité car le volume et la texture du péritoine de la cavité péritonéale sont similaires à l’homme et nous permettent d’appréhender au mieux les contraintes de volume en fonction de différents types de chirurgie.
Modèles de neuropathie pour évaluation de traitements
- Recherche appliquée
- Troubles nerveux
Rats : 3780
La stimulation tactile ou thermique d'une patte douloureuse s'arrête au moment où l'animal retire sa patte. 1 552 souris et 3 780 rats vont être utilisés dans des procédures impliquant un niveau de souffrance sévère pour 4 872 d'entre eux, modéré pour 460. Une neuropathie leur est provoquée par jusqu'à dix injections d'un réactif ou par une chirurgie nerveuse, puis ils reçoivent des substances candidates une à deux fois par jour pendant une à six semaines avant d'être soumis aux tests de douleur. 5 232 seront tués parce que leurs lésions nerveuses "affecteront leur maintien en vie dans de bonnes conditions", 100 témoins non lésés étant réutilisés, sans que l'effectif total de 5 332 animaux soit justifié autrement que par la puissance statistique attendue de chaque test.
Objectifs
La douleur neuropathique ne résulte pas d'une stimulation des récepteurs de la douleur, mais d'une lésion ou d'un dysfonctionnement du système nerveux central ou périphérique. Ainsi, les douleurs neuropathiques, dont souffrent 7 % de la population générale, doivent conduire à l’emploi d’un arsenal thérapeutique différent de celui des douleurs nociceptives. Le traitement repose souvent sur les adjuvants plutôt que sur les antalgiques (p. ex., antidépresseurs, antiépileptiques, baclofène, médicaments topiques) ou sur des traitements non médicamenteux (p. ex., kinésithérapie, neuromodulation). Les causes de ces douleurs sont multiples, et incluent des polyneuropathies périphériques (notamment celles du diabète), des lésions nerveuses traumatiques (par exemple après une fracture), des lésions de la moelle osseuse, des AVC, ou encore la sciatique. Des douleurs neuropathiques séquellaires faisant suite à une intervention chirurgicale peuvent également exister. Il n'existe à ce jour pas de traitement 100% efficace des douleurs neuropathiques, dont la prise en charge peut s'avérer complexe (douleurs chroniques, très durables dans le temps, d'où l'impossibilité de donner des antalgiques puissants tels que les opioïdes du fait de leurs effects secondaires), avec un accès inégal de la population aux spécialistes adaptés à la prise en charge de ces pathologies. Ce projet permettra de tester, dans des modèles de douleur neuropathique chez le rongeur, des candidats traitements permettant de diminuer les signes de douleur.
Bénéfices attendus
Il n'existe à ce jour pas de traitement permettant de soigner l'ensemble des douleurs neuropathiques, dont la prise en charge peut s'avérer complexe (douleurs chroniques, durables dans le temps), avec un accès inégal de la population aux spécialistes adaptés à la prise en charge de ces pathologies. Ce projet permettra de tester, dans des modèles de douleur neuropathique chez le rongeur, des candidats traitements permettant de diminuer les signes de douleur, dans le but de développer de nouvelles thérapies présentant une bonne efficacité dans la prise en charge de la douleur et l'amélioration de la qualité de vie des patients, le tout sans effet secondaire marqué .
Procédures
Une phase d'administration (durée de l'ordre de la minute) sera réalisée (principalement 1 fois (2 fois max) par jour; pendant 1 à 6 semaines en fonction de la spécificité du traitement). En cas de nécessité d'implanter un cathéter, la chirurgie dure environ 30 à 60 minutes. L'induction de la neuropathie sera réalisée par administration d'un réactif (environ 1 minute, sous contention ou sous anesthésie; fréquence dépendante du réactif : de 1 à 10 injections en standard) ou par chirurgie (5 à 10 minutes, sous anesthésie). Le comportement général des animaux sera évalué (observation avec ou sans manipulation, de l'ordre de quelques minutes) et des tests comportementaux (réaction à des stimuli tactiles ou thermiques, de l'ordre de quelques secondes à 5 minutes). Chaque test sera, en général, limité à 1 à 3 occurrences par jour. En standard un produit étudié pour ses effets aigus sera évalué sur 1 journée. Un produit étudié pour ses effets chroniques sera étudié maximum 3 fois/semaine (en général 1/semaine), le plus souvent sur 1 à 2 semaines. Des prélèvements sanguins (en général 2 maximum par animal) pourront être réalisés (durée de l'ordre de la minute, sous anesthésie légère ou non).
Impact sur les animaux
Les animaux dans ce projet (à l'exception des animaux témoins, sans induction de pathologie) vont développer une neuropathie, qui peut se manifester par une hypersensibilité à la douleur ou une douleur spontanée, de manière chronique. Les manipulations réalisées au cours des procédures peuvent entraîner un stress le temps de l'administration de réactif, de substance, ou lors du test (e.g. stimulation tactile au niveau d'une patte) ou du prélèvement sanguin, notamment du fait de la contention. Malgré les soins péri-opératoires (incluant un analgésique), il est possible que la chirurgie (le cas échéant) entraîne une douleur post-opératoire au site concerné. Les tests comportementaux basés sur la stimulation tactile ou thermique d'une zone potentiellement douloureuse peuvent entraîner une douleur aigue au moment du test (la stimulation est arrêtée dès la réaction de retrait de l'animal).
Devenir
Les animaux présentant une neuropathie seront euthanasiés, car ils présenteront des lésions nerveuses qui affecteront leur maintien en vie dans de bonnes conditions. Les animaux témoins, sans lésion, pourront être maintenus en vie pour réutilisation s'ils ont bien récupéré des tests (observation par un vétérinaire et par le personnel compétent), et s'ils n'ont pas été soumis à des prélèvements de tissus pour analyse de biomarqueurs notamment (par exemple, prélèvement de structures nerveuses, ce qui rendrait impossible leur maintien en vie).
Remplacement
Ce modèle ne peut pas être remplacé par des méthodes alternatives car les modèles in vitro, ex vivo ou in silico ne permettent pas de reproduire actuellement les organes complexes et surtout leur interaction au sein du corps entier, ce qui est un point particulièrement important dans ces modèles car les lésions nerveuses induites entraînent des effets à différents niveaux de 'organisme, avec notamment une intégration centrale, et induisent des douleurs aussi bien au niveau de la zone lésée, qu'à l'extérieur de cette zone. Ces conditions spécifiques ne peuvent actuellement pas être reproduites in vitro, et l'étude de l'efficacité des traitements (analgésiques, notamment) nécessite l'utilisation d'animaux présentant une douleur neuropathique. Cependant, dans la majorité des cas les traitements médicamenteux étudiés dans le cadre de ce projet ont été sélectionnés au cours d'études in vitro et/ou in silico avant leur évaluation chez l'animal.
Réduction
Le nombre d’animaux utilisés pour chaque test sera optimisé de façon à intégrer dans une même expérience la relation dose/effet ou la comparaison par rapport à une substance de référence. Un effectif acceptable sera défini afin d'obtenir une puissance statistique suffisante pour interpréter les résultats de façon correcte, évitant ainsi une répétition des tests. En fonction des paramètres étudiés, les tests paramétriques ou non paramétriques pertinents seront appliqués. Aussi, autant que cela sera possible sans affecter le bien-être des animaux, des prélèvements sanguins en cours d'étude seront envisagés, permettant ainsi de collecter des données biochimiques sur la molécule testée sans utiliser un plus grand nombre d'animaux.
Raffinement
Le raffinement des méthodes expérimentales pour réduire au maximum la souffrance animale est mis en oeuvre grâce à l'utilisation de points limites spécifiques clairement établis, permettant d'euthanasier tout animal présentant des signes de douleur, de souffrance ou d'angoisse dépassant le cadre de l'étude. En cas de doute sur l’état général de l’animal, une évaluation approfondie sera réalisée quotidiennement jusqu'au retour aux paramètres physiologiques normaux (ou attendus) ou jusqu’à atteinte des points limites. Un formulaire interne spécifique à l’espèce sera alors complété. Ce formulaire de suivi des points limites permet de prendre les bonnes décisions en évitant toute souffrance animale. Il est aussi mis en place un enrichissement complet dans l'hébergement des animaux (e.g. sous la forme de jouets, litière, objets de nidification, objets à ronger ou mastiquer, présence de congénères...). Pendant la phase chirurgicale, les animaux sont anesthésiés et analgésiés, le programme d’anesthésie et d’analgésie étant défini par un vétérinaire, afin de réduire au maximum toute douleur ou sensation de souffrance. De plus, la phase de chirurgie est raffinée au maximum, par la mise à disposition d’oxygène ou air ambiant à concentration ajustable, de tapis chauffants et/ou de lampes chauffantes et de soins post-opératoires complets. Si pertinent, une anesthésie légère sera appliquée pour certaines administrations ou prélèvements sanguins.
Choix des espèces
Les rongeurs sont des modèles largement employés pour étudier une grande variété de douleurs neuropathiques, que ce soit des modèles de lésion, de neuropathie consécutive à une maladie, ou encore à un traitement par chimiothérapie. Principalement rongeurs sevrés (à partir de 21 jours, jusqu'à l'âge adulte) car les douleurs neuropathiques étudiés dans ce projet ne sont pas des maladies pédiatriques.
Modèles d’insuffisance hépatique aiguë induit chez la souris et traitement par une approche de cellules hépatiques dérivées de cellules souches pluripotentes.
- Recherche appliquée
- Troubles gastrointestinaux
Une hépatite fulminante leur est provoquée par intoxication au paracétamol ou au thioacétamide, suivie pour une partie des animaux d'une laparotomie avec injection dans la veine porte ou dans la rate. 1 890 souris vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance sévère, la survie attendue dans le groupe non transplanté étant inférieure ou égale à 30 %. Le porteur écrit que l'induction de l'hépatite "n'est pas un acte sévère" et que les animaux ont "totalement récupéré" au bout de cinq jours, tout en décrivant un état comateux possible. Aucune souris ne sort vivante du projet, la procédure étant classée sévère et de ce fait "non réutilisable".
Objectifs
La greffe de foie est le traitement reconnu pour de nombreuses maladies du foie au stade terminal mais il y a pénurie de foies donneurs. La transplantation d’hépatocytes isolés de foies donneurs est une alternative prometteuse mais limitée par cette même pénurie et l’incapacité à amplifier les hépatocytes in vitro. Un nouveau concept thérapeutique a émergé visant à utiliser des cellules souches pluripotentes (CSP) comme une source illimitée de cellules du corps. C’est cette capacité que nous utilisons pour produire des quantités illimitées de cellules hépatiques dérivées de CSP (StemHep) mais également des vésicules extracellulaires (VeHep). Actuellement, la physiopathologie de l’insuffisance hépatique et la régénération hépatique ne sont pas modélisées in vitro. Seuls les modèles in vivo, qui permettent de mesurer les capacités thérapeutiques de cellules, sont validés par les instances réglementaires. Nous devons donc valider l’effet thérapeutique des différents protocoles de productions de StemHep et des VeHep sur des modèles d’hépatite fulminante chez la souris avant de pouvoir les utiliser en phase clinique. De plus, nous devons pouvoir suivre la distribution de nos cellules en fonction du site d’injection et montrer qu’elles n’ont pas de capacité tumorigène dans un modèle murin immunodéficient bien établi et reconnu au sein des instances réglementaires.
Bénéfices attendus
A ce jour, dans le cas d’insuffisance hépatique, il n’existe aucune alternative à la greffe de foie. Notre projet se positionne en recherche translationnelle pour développer de nouvelles biothérapies à partir de cellules souches pluripotentes pour répondre aux besoins médicaux urgents non satisfaits dans le domaine des maladies du foie, et éviter la greffe de foie. Ce projet innovant permettra une avancée majeure en thérapie cellulaire et son succès permettra d’envisager le lancement d’une première phase clinique pour lutter contre une maladie dont la prévalence mondiale, déjà très élevée, risque d’augmenter fortement dans les années futures.
Procédures
Injection intrapéritonéale sur animaux vigiles (1min/animal, une fois) Laparotomie et injection intraportale ou intrasplénique sur animaux anesthésiées (20min/animal, une fois)
Impact sur les animaux
Ce projet portera sur l’étude des paramètres biologiques et biochimiques dans des modèles d’hépatite fulminante. L’induction de l’hépatite par voie intrapéritonéale n’est pas un acte sévère mais l’ensemble de ce projet est classé en protocole sévère puisqu’il est attendu une survie inférieure ou égale à 30% dans le groupe non transplanté et les animaux transplantés subissent une laparotomie justifiant ce classement. L’hépatite fulminante peut induire un état comateux des souris et la chirurgie engendrera douleur et stress aux animaux. Cette sévérité est restreinte à une durée de 4-5 jours post opératoire, les animaux ayant totalement récupérés au bout de 5 jours.
Devenir
Procédure sévère donc non réutilisable.
Remplacement
Modèles d’hépatite : malgré des avancées récentes, notamment dans la mise en place d’organoïdes, il n’existe à ce jour aucun modèle in vitro permettant de mimer la complexité d’une structure hépatique. La toxicité de diverses molécule peut être étudiée dans quelques modèles développés in vitro mais ceux-ci ne permettent pas de valider un effet thérapeutique. Seuls les modèles in vivo peuvent montrer la capacité thérapeutique de notre médicament. Nous avons cependant pu obtenir de réaliser ces études chez la souris avant de passer en clinique sans avoir besoin de développer un modèle chez les gros animaux. Modèle de tumorigénicité : nous mettons en place des techniques prédictives de tumorigénicité in vitro. Ces techniques nous permettrons de limiter les études faites in vivo mais actuellement seules les études in vivo sont validées par les instances réglementaires avant le lancement d’une phase d’étude clinique.
Réduction
Notre expérience précédente et la simulation statistique nous permet de conclure qu’il nous faut 10 souris par groupe d’étude pour obtenir un test statistique acceptable. Nous avons essayé de diminuer ce nombre à 5 souris par groupe mais cela diminuerait énormément la force de l’étude puisque la différence de survie serait alors statistique uniquement si toutes les souris du groupe transplanté survivent, ce qui ne peut être considéré comme plausible scientifiquement.
Raffinement
Les animaux sont hébergés en groupes sociaux avec enrichissement dans les cages. L’utilisation d’un tableau de scoring de points limites nous permet d’évaluer de manière précise la nécessité de mise à mort rapide des animaux si nécessaire afin de limiter au maximum leur souffrance. Il prend en compte l’aspect des animaux (poils, yeux, posture), leur comportement (mobilité, isolation, réaction aux stimuli) et leur poids. Il permet d’homogénéiser le suivi et la prise de décision entre les utilisateurs. Afin de minimiser stress et douleur, nous utilisons des traitements pré et post-opératoires adaptés. L’ensemble de la procédure chirurgicale est réalisé en condition stérile et la mise en place, au sein de la pièce dédiée à la chirurgie, de postes isoflurane automatiques permet un meilleur contrôle des paramètres d’anesthésie.
Choix des espèces
Les souris intoxiquées au paracétamol ou au thioacétamide sont des modèles de choix et de référence dans la littérature scientifique pour l’étude de la physiopathologie de l’IHA induite chez l’Homme. Comme ce qui est décrit dans la littérature, les animaux seront âgés de 6-10 semaines au moment du début du protocole.
Cancer de la peau et environnement tumoral – traitement du mélanome par combinaison d’anticorps thérapeutiques.
- Recherche appliquée
- Cancers
Huit injections d'anticorps en quatre semaines sur animal vigile, après une greffe de cellules de mélanome sous la peau : 352 souris vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, toutes tuées à l'issue pour collecter les tissus. La tumeur qui pousse sous la peau peut s'ulcérer, et les injections répétées dans l'abdomen provoquer douleur ou ulcération au point de piqûre. L'objectif est de vérifier chez des souris au système immunitaire intact un anticorps déjà testé chez des souris dépourvues d'immunité, où il n'inhibait que partiellement la tumeur. Le porteur indique que cet anticorps a passé les tests de toxicité et est entré en essai clinique chez l'être humain pour d'autres pathologies.
Objectifs
Le mélanome cutané est un cancer de la peau agressif et malgré le développement de thérapies ciblées et d'immunothérapies. Le traitement de référence des formes graves fait appel à des anticorps ciblant le système immunitaire, mais seul un faible pourcentage de patients répond à ces traitements. Il y a donc urgence à améliorer les thérapies actuelles. Depuis une dizaine d’années nous avons développé un anticorps reconnaissant spécifiquement une protéine localisée sur la membrane des cellules et connue pour participer au développement de différents cancers, notamment celui du mélanome. Nous avons montré que notre anticorps conduisait à une inhibition partielle de la croissance du cancer du mélanome dans un modèle de souris ne présentant pas de système immunitaire. Nous avons également montré que le traitement de cellules issues de patients par notre anticorps permet d’activer les cellules immunitaires. Ceci suggère que notre anticorps pourrait améliorer l’efficacité des thérapies existantes ciblant le système immunitaire pour le traitement du cancer de la peau. L’objectif de notre projet est tout d’abord de valider nos résultats précédents en confirmant la capacité de notre anticorps à inhiber la progression tumorale dans des souris présentant un système immunitaire fonctionnel, mais également d’évaluer l’efficacité de notre anticorps en combinaison avec des anticorps ciblant le système immunitaire.
Bénéfices attendus
Le cancer de la peau de type mélanome est un cancer pour lequel le nombre de cas est en augmentation constante partout dans le monde, et les traitements actuels ne permettent de soigner qu’un faible pourcentage de malades. Notre projet est une étape vers la mise en place de nouveaux traitements. Nous pensons que notre anticorps peut améliorer l’efficacité des thérapies actuelles qui ciblent le système immunitaire et ainsi la prise en charge des malades dans le futur. Cet anticorps a d’ailleurs déjà passé les tests de toxicité avec succès et est récemment entré en essai clinique pour le traitement d’autres pathologies.
Procédures
Une partie des animaux de ce projet seront soumis à une injection unique sous la peau de cellules cancéreuses de mélanomes. Cette injection prend environ une minute à être réalisée sur animaux anesthésiés. Certains animaux recevront un traitement par anticorps 2 fois par semaine pendant 4 semaines par injection réalisée sur animaux vigiles qui prend moins d’une minute à être réalisée. Les animaux subiront un prélèvement de sang terminal. Cette procédure est réalisée sur animaux anesthésiés et est réalisé en environ 1 minute.
Impact sur les animaux
Pour les souris injectées sous la peau, la croissance de la tumeur peut entrainer l’apparition d’une ulcération cutanée. De même, les injections répétées intrapéritonéales peuvent parfois engendrer une douleur ou très rarement une ulcération au niveau des sites d’injection.
Devenir
Tous les animaux de ce projet seront mis à mort afin de collecter les tissues qui seront utilisées pour des analyses ultérieures.
Remplacement
Afin de remplacer les études in vivo, nous avons procédé à des études in vitro sur lignées cellulaires afin de démontrer la validité de l’approche. Celle-ci nécessite maintenant une validation dans un modèle physiologique complet sur animal entier avant transposition clinique chez l’humain.
Réduction
Afin de réduire la quantité de groupes d’étude, nous prévoyons d’adopter une démarche pas-à-pas, en améliorant au fur et à mesure les conditions d’étude de notre anticorps. Les tailles d’effectifs ont été déterminées à priori grâce à un logiciel dédié afin d’obtenir des résultats statistiquement fiables et robustes. Les données obtenues grâce aux animaux de ce projet seront analysées avec des tests statistiques classiques.
Raffinement
Afin de raffiner au mieux notre méthodologie, le protocole expérimental est planifié en amont. L’environnement des animaux est enrichi avec des tubes de coton pour la nidification et des briques de tremble à ronger. Les animaux seront maintenus en groupe. Des points limites précoces ont été établis afin d’interrompre si nécessaire les procédures permettant de soustraire les animaux à toute douleur ou souffrance. Les procédures invasives ou stressantes sont réalisées sous anesthésie générale et analgésie. Avant les procédures le nécessitant, au cours de la période d’acclimation de 7 jours, les souris seront laissées 2-3 jours sans manipulation puis habituées à la contention afin de diminuer le stress lié aux injections répétées.
Choix des espèces
Les souris sont de petits mammifères très proches de l’homme notamment du point de vue immunologique. Le modèle proposé dans cette étude a contribué dans le passé à établir le potentiel curatif des approches thérapeutiques ciblant le système immunitaire actuellement prescrites chez l’homme. Les animaux seront utilisés à un âge adulte de 8-10 semaines afin qu’ils présentent un système immunitaire mature. De plus il est préférable de greffer les cellules sur des animaux adultes afin que les tumeurs grandissantes entravent le moins possible leur capacité de mouvement
Impact de la reproduction au sol sur le bien-être et la santé des poulets et sur la compostion génétique des descendants. Partie 2/2
- Recherche appliquée
- Bien-être animal
- Recherche fondamentale
- Éthologie / comportement / biologie animale
- Oncologie
226 poulets de chair reproducteurs repartiront vivants, mis en vente à l'issue des procédures, les 60 autres seront tués. 286 poules et coqs vont être utilisés dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger, pour mesurer les effets d'une reproduction au sol plutôt qu'en cage. Ils subissent jusqu'à quatre prises de sang à la veine alaire et la coupe de six rémiges au ras de la peau, les femelles recevant en plus une anesthésie générale par injection intramusculaire douloureuse, avec un risque d'apnée prolongée ou d'arrêt cardiaque, pour passer un scanner osseux. Le porteur décrit un élevage sans cage répondant "aux demandes sociétales de bien-être animal" et retient le poulet de chair lui-même comme "le modèle le plus adapté" pour évaluer sa propre exploitation.
Objectifs
En sélection, les lignées de volailles sont, pour une partie de leur vie, hébergées en cage. La reproduction en cage permet un suivi individuel de la ponte, mais surtout une reproduction par insémination artificielle qui limite la consanguinité en contrôlant les couples reproducteurs et de connaître le pedigree de la descendance à chaque génération. Aujourd’hui, nous cherchons à concevoir un élevage sans cage, plus en lien avec les demandes sociétales de bien-être animal. Si la reproduction au sol ouvre la possibilité d’exprimer des comportements naturels positifs (activité, bain de poussière,…), l’effet global sur le bien-être des animaux doit être mieux évalué. Des interactions sociales agressives entre adultes au sol peuvent s’accompagner d’une baisse du bien-être du troupeau, avec l’apparition de picage, de comportements violents voire de cannibalisme. D’autre part, ce mode d’élevage des reproducteurs pourrait avoir un effet sur la santé des mâles comme des femelles. Le but du projet est d’estimer les conséquences d’une reproduction au sol sur le comportement et la santé des reproducteurs, ainsi que sur la diversité génétique des descendants, en utilisant trois lignées génétiques de poulets de chair, variant sur la vitesse de croissance et les caractéristiques métaboliques. Ce projet, en collaboration avec deux unités expérimentales, évaluera comment une reproduction au sol impacte le bien-être et la santé des animaux reproducteurs, et si cet impact varie entre lignées aux caractéristiques distinctes. Le projet implique des prises de sang sur les animaux pour évaluer (i) le taux d’hormones indicatrices de comportements agressifs et du niveau de stress des animaux et (ii) la variation des paramètres immunitaires en fonction du milieu de vie ainsi que des prélèvements de plumes. Les femelles subiront également une anesthésie pour pouvoir évaluer leur santé osseuse de façon peu invasive (CT scan).
Bénéfices attendus
Ce projet est un approfondissement pour soutenir une modification de nos pratiques pour accompagner la transition vers un mode alternatif d’élevage en sélection. A court terme, il permettra l’évaluation des pratiques prenant en compte : les effets positifs ou négatifs d’un élevage au sol sur le bien-être et la santé des animaux reproducteurs. Au niveau scientifique, ce projet permettra une meilleure connaissance des interactions entre environnement d’élevage (cage vs sol) et génétique (croissance lente, intermédiaire ou rapide) sur les performances de reproduction et le comportement des animaux.
Procédures
Les animaux, d’élevage en cage ou d’expérimentation au sol, seront soumis à 4 prélèvements sanguins maximum à l’âge adulte, séparés d’au moins 3 semaines entre eux. La technique de prélèvement de sang à la veine alaire ne dure que quelques secondes. Les animaux subiront également un prélèvement de plumes par découpe des rémiges. Nous couperons les plumes une première fois, avant le début de la reproduction, pour s’assurer que les plumes prélevées ont bien poussé pendant la période d’intérêt. Nous préleverons ensuite, six semaines plus tard environ, en coupant 6 rémiges au ras de la peau. Les femelles subiront une anesthésie générale par injection musculaire à l’âge adulte (entre 35 et 41 semaines d’âge) pour une radiographie.
Impact sur les animaux
Les animaux d’élevage en cage ou d’expérimentation au sol, seront soumis à 4 prélèvements sanguins à l’âge adulte. Les prélèvements sanguins à l’âge adulte entrainent un risque de douleur légère de courte durée, un léger risque d’hématome et un potentiel stress de contention. La découpe des plumes peut également entrainer une douleur de courte durée. L’injection de l’anesthésique pour les poules peut être douloureuse (intramusculaire). Un accident anesthésique est également possible (apnée prolongée, arrêt cardiaque).
Devenir
Tous les animaux n’ayant subi qu’une porcédure légère seront disponibles à la vente (animaux vivants).
Remplacement
Pour évaluer les possibilités de reproduction au sol des poulets de chair et connaître leur impact sur le bien-être, le modèle le plus adapté est le poulet de chair lui-même. Le comportement des individus ne peut être observé que sur un animal entier. Aucune méthode substitutive ne permet de reproduire la richesse des comportements reproducteurs et de leur impact sur la santé et la diversité génétique.
Réduction
Le nombre d'animaux nécessaires pour ce projet a été évalué d'après (i) les résultats d’une première expérimentation (ii) des publications scientifiques, et (iii) des simulations de précision de l'estimation des paramètres physiologiques et génétiques, qui sont les éléments de base de la construction des schémas de sélection. Les effectifs les plus faibles sont pour les mâles. De nombreux caractères seront testés, dont plusieurs ont déjà montré des différences significatives à moins de 20 individus. D’autre part, des prélèvements multiples, permettront de renforcer la puissance des effets observés entre traitements en utilisant moins d’animaux. Les femelles seront, elles, au nombre de 20 par traitement, et des femelles non prélevées seront également présentes pour respecter un sexe ratio de 1 mâle pour 3 femelles en cages et 1 pour 4.4 femelles au sol pour garantir leur bien-être. Les animaux au sol permettront de tester trois traitements différents : au sol en sexes séparés (sans reproduction) et au sol en reproduction libre, pour réduire le nombre total d’animaux utilisés.
Raffinement
Le calme et une contention soignée pendant la prise de sang seront mis en œuvre. Par ailleurs, les animaux voués à l’expérimentation de la reproduction au sol seront élevés sur copeaux, en groupe, et auront accès à l’aliment selon les schémas de rationnement. Un panel d’enrichissements du milieu sera disponible : plateformes de perchage, cachettes, nids, et distribution de nourriture aléatoire dans la litière. En plus des bienfaits habituels des enrichissements, ces derniers seront cruciaux pour limiter l’agressivité entre les animaux, que ce soit les comportements harceleurs des mâles envers les femelles (cachettes), l’agressivité entre mâles, ou la compétition pour la nourriture (distribution dans la litière favorisant le grattage). Le transport des animaux entre les deux plateformes, à 1km l’une de l’autre, sera organisé ainsi : - Avant le premier repas: mise en caisses des poules qui passeront au CT le matin, elles sont à jeun et sont mises dans des caisses numérotées et adaptées à leur taille et poids (maxi 3 ou 4 poules). - Elles sont transportées en véhicule agréé (transport d’animaux) puis déposées dans le local d’attente chauffé si besoin. - Elles sont pesées individuellement pour définir la dose d’anesthésiant à injecter. - Quatre heures après la mise à jeun les poules commencent à être anesthèsiées, passer au CT scan, et sont remises en caisses - Une heure après l’anesthésie, les poules sont retransportées et remises dans leur condition d’élevage habituelle. Si elles paraissent encore endormies, elles sont isolées jusqu’à réveil complet. - Si la procédure prend plusieurs jours, les poules scannées sont marquées individuellement pour être sur qu’elles ne sont pas manipulées deux jours de suite. Les animaux sont surveillés régulièrement tout au long de la journée et au retour au bâtiment afin de vérifier que tout va bien. Tous les animaux seront visités quotidiennement pendant quelques minutes. Si un animal est blessé ou malade (emplumement, picage) ou s’il est en souffrance (prostration permanente), il sera isolé en infirmerie jusqu’à récupération complète.
Choix des espèces
L’objectif étant l’étude de la reproduction au sol des poulets de chair, le modèle le plus adapté est le poulet de chair lui-même. Toutes les procédures seront réalisées sur des animaux adultes, pour phénotyper des reproducteurs.
Comparaison de l’efficacité de différents vaccins à destination des porcelets
- Recherche appliquée
- Bien-être animal
- Maladies animales
Trois vaccins déjà autorisés sur le marché vont être comparés entre eux dans un élevage de production, parce que des vétérinaires veulent une étude française avant de prescrire le plus récent des trois. 768 porcelets vont être utilisés dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger pour 576 d'entre eux, modéré pour 192. Ils reçoivent une injection vaccinale en début d'étude, puis subissent quatre prises de sang sous contention espacées d'environ six semaines, avec des réactions possibles de gonflement, apathie, anorexie ou fièvre. Aucun porcelet n'est tué dans le cadre du projet, tous repartent vers "leur cycle de production classique" d'un élevage de porcs, et le porteur écrit que l'efficacité propre des trois vaccins "n'est plus à démontrer".
Objectifs
Les objectifs de ce projet sont de comparer l’efficacité de 3 vaccins entre eux et par rapport à un lot témoin dit contrôle négatif (placebo), en termes de réaction à l’injection, réponse immunitaire (anticorps), croissance (gain moyen quotidien) et pathologies (suivi de la santé et des mortalités). Les trois vaccins à tester disposent déjà d'une AMM pour l'espèce porcine. L’intérêt ici est d’obtenir des données dans un élevage classique de production, en France, où les deux pathogènes du porcs qui nous intéressent dans cette étude ont été mis en évidence et circulent dans l’élevage, et en étudiant 3 vaccins de façon contemporaine, de manière à s’affranchir des effets liés à la bande, la salle, le bâtiment, la saison, … Les objectifs de ce projet sont bien de comparer l’efficacité de trois vaccins entre eux et à un groupe témoin non vacciné, sans remettre en cause leur Autorisation de Mise sur le Marché (AMM). En effet, leur efficacité propre n’est plus à démontrer. L’objectif ici est de déterminer si, en conditions d’élevages, un des trois vaccins se démarque des autres : par une moindre apparition de signes cliniques liés à un des deux pathogènes d’intérêt et/ou par une amélioration des performances de croissance et/ou par des variations en termes de séroconversion ou de réponse à un éventuel challenge naturel si jamais il y avait circulation des agents pathogènes contre lesquels la vaccination est réalisée. En effet, un des trois vaccins a récemment été mis sur le marché français et est encore peu utilisé en élevage. Les vétérinaires français ont besoin, avant de prescrire ce vaccin, d’avoir une étude française qui démontre au moins une équivalence, sinon une supériorité de ce vaccin par rapport aux deux autres. Le dispositif expérimental permettra égalament d'objectiver l'effet "protection de groupe" : le ratio animaux vaccinés sur animaux non vaccinés devrait permettre de protéger les non vaccinés.
Bénéfices attendus
Une bonne connaissance de la réaction immunitaire des animaux est un pré requis pour comprendre l’efficacité d’un vaccin. La comparaison de plusieurs vaccins permettra aux vétérinaires conseil en élevage d’apporter des informations et un choix éclairé dans leurs prescriptions et dans la prévention des pathologies du porcelet.
Procédures
Les prises de sang se feront sur animal vigile. La durée moyenne d’une contention pour une prise de sang réussie est inférieure à 20 secondes. Cette opération sera renouvelée quatre fois au cours de la croissance des animaux, environ toutes les 6 semaines. 128 animaux seront concernés. L'injection est réalisée une fois en début d'étude et dure en moyenne 3 secondes.
Impact sur les animaux
Les prises de sang et la contention nécessaire à la réaisation du geste sont source de stress. La rapidité de la prise de sang conditionne la durée du stress qui devra être le plus court possible. La prise de sang peut occasionner un saignement au point de ponction. Des aiguilles adaptées au gabarit des animaux seront utilisées afin de limiter ce phénomène. Malgré tout, si un saignement devait se produire, une compression serait réalisée au niveau du point de ponction. La vaccination peut engendrer des réactions locales de gonflement, rougeur, douleur, ainsi que des réactions générales comme l'apathie, l'anorexie, l'hyperthermie. Tous ces éléments seront surveillés, notés, et les animaux présentant des signes indésirables seront soignés (anti inflammatoire) voire isolés en infirmerie et retirés de l'étude si leur état le justifie. Par ailleurs, les animaux seront élevés dans des conditions d’élevage classiques, en groupe (cases de 8), avec des conditions d’ambiance contrôlées par ventilation dynamique et alimentation et abreuvement à volonté. Chaque case est enrichie de matériaux sous optimaux correspondant à l’effectif d’animaux par case.
Devenir
Les animaux sont tous gardés en vie à la fin des procédures et continueront leur cycle de production classique d'un élevage de porcs.
Remplacement
L’évaluation de la réaction immunitaire et des critères de performance pour des vaccins destinés à l’espèce porcine contre des maladies porcines nécessite d’être réalisée sur l’espèce porcine et animaux.
Réduction
Notre unité épidémiologique est la case, car au sein d’une case, les animaux ne sont pas indépendants. Nous espérons mettre en évidence un écart de 60 g de GMQ entre les groupes vaccinés et le groupe témoin non vacciné. Afin de mettre en évidence un tel écart, statistiquement, 16 unités épidémiologiques par groupe sont nécessaires. Par conséquent, il faudra 24 cases par modalité, soient 96 cases en tout. Les cases étant composées de 8 animaux, cela représente 768 animaux au total. Les données seront soumises à une analyse de variance intégrant le lot et la répartition en effets principaux, et la case en unité expérimentale. Le nombre d’animaux pour lesquels une prise de sang sera réalisée (64/bande soient 192 animaux) a été fixé pour représenter l’unité épidémiologique.
Raffinement
Pour les prises de sang, afin que les périodes de contention soient réduites autant que faire se peut, elles seront réalisées par une personne aguérie. Si la prise de sang n’est pas réussie à la première ponction de l’aiguille, le porc sera relâché. En cas d'effets secondaires impliquant une atteinte générale de l'animal (apathie, anorexie, hyperthermie), l'animal concerné sera isolé en infirmerie, soigné et retiré de l'étude. Les animaux seront élevés dans des conditions d’élevage classiques, en groupe (cases de 8), avec des conditions d’ambiance contrôlées par ventilation dynamique et alimentation et abreuvement à volonté. Chaque case est enrichie de matériaux sous optimaux correspondant à l’effectif d’animaux par case.
Choix des espèces
L’évaluation de la réaction immunitaire à des vaccins spécifiques du porc doit se faire sur des porcins. Les études réalisées dans l’établissement utilisateur portent uniquement sur cette espèce. Les porcs seront suivis de leur entrée en post sevrage vers 4 semaines d’âge jusqu’à environ 150 jours d’âge. La comparaison des croissances se fera sur cette période et celle des réponses immunitaires au sevrage, au passage en engraissement, en milieu et fin d’engraissement
Evaluation de nouveau médicament dans le contexte de la schizophrenie
- Recherche appliquée
- Troubles nerveux
Rats : 4500
Hébergés seuls pendant deux à six mois à partir du sevrage, et rationnés à 80 ou 90 % de leur nourriture pendant six semaines, 2 400 souris et 4 500 rats vont être utilisés dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger pour la plupart, modéré pour 450 d'entre eux. Ils reçoivent des substances une à deux fois par jour pendant jusqu'à dix semaines, des prélèvements sanguins hebdomadaires pendant cinq mois, et des produits destinés à provoquer hyperactivité et mouvements stéréotypés censés imiter certains symptômes de la schizophrénie. 5 750 seront tués, 1 150 réutilisés dans d'autres projets. Le porteur justifie la mise à mort par le risque que les traitements induisent des effets délétères incompatibles avec un maintien en vie "dans de bonnes conditions de santé".
Objectifs
La schizophrénie est une maladie mentale chronique et grave avec un large éventail de manifestations cliniques et biologiques. La prévalence de la schizophrénie dans la population est d'environ 1 % mais varie considérablement selon les lieux et les groupes sociaux. Les premiers symptômes de la maladie se manifestent à la fin de l'adolescence ou au début de l'âge adulte et les caractéristiques, l'évolution, le pronostic et l'issue du traitement peuvent différer d'un individu à l'autre. Dans la schizophrénie, on distingue généralement trois groupes de symptômes : les symptômes positifs (hallucinations et certaines formes d’excitation ou d’hyperactivité), les symptômes négatifs (retrait social et anhédonie) et les troubles cognitifs (fonctions exécutives, mémoire et attention). Les médicaments antipsychotiques actuellement utilisés ne répondent pas complètement aux attentes des médecins et des patients, jusqu'à 40 % des patients ne répondent pas correctement aux traitements antipsychotiques. De plus, les médicaments antipsychotiques présentent de forts effets secondaires (extrapyramidaux ou métaboliques). Il est donc important de continuer de développer des modèles animaux de la schizophrénie robustes et fiables qui mettent en évidence les symptomes positifs, négatifs et cognitifs et fournissent une meilleure approche prédictive pour développer de nouveaux traitements.
Bénéfices attendus
Ce projet permettra développer de nouveaux traitements à la fois plus efficaces pour réduire les différents symptômes liés aux maladies psychiatriques et en particulier la schizophrénie mais aussi avec moins d'effets secondaires, afin d'améliorer la qualité de vie des patients et de favoriser le suivi du traitement.
Procédures
Les principales interventions subies par les animaux sont la préhension pour le placement et le retrait dans les différents dispositifs de mesures comportementales et l’administration des traitements. Chaque préhension dure maximum 1 minute. Les administrations de substances pourront être réalisées 1 à 2 fois par jour (en général 1 minute par administration) et la la durée du traitement peut aller jusqu’à 10 semaines. Les tests sont généralement effectués une seule fois et leur durée varie de 5 à 45 minutes environ. Pour le modèle neurodévellopemental, l'hébergement individuel durera au minimum 2 mois et pourra s'etendre à 6 mois en cas d'évaluation à un âge adulte plus avancé. les tests permettant d'évaluer les fonctions cognitives dureront de 2 à 6 semaines (séances journalières de 15 minutes maximum). Pour certaines procédures les animaux auront un accès limité à la nourriture (80-90% de la ration quotidienne) sur une durée de 6 semaines environ. Les administrations de substances pourront être réalisées 1 à 2 fois par jour (en général 1 minute par administration) et la la durée du traitement peut aller jusqu’à 10 semaines. Des prélèvements de sang (max 1 mL, durée max 2 min) terminaux ou répétés (une fois par semaine, maximum 5 mois) pourront être réalisés pour les besoins de l'étude.
Impact sur les animaux
Les manipulations/contentions des animaux réalisées au cours des procédures peuvent engendrer un stress de courte durée. L'injection des différents traitements pourra entraîner une douleur légère de courte durée. L'administration de réactifs ayant pour but de mimer certains comportements specifiques de la schizophrénie entrainera une modification de comportement (hyperactivité locomotrice, mouvements stéréotypés.) observé pendant toute la durée des tests (durée maximum 3 heures). Dans le modèle neurodeveloppemental, les animaux seont hébergés individuellement à partir du sevrage et jusqu'à la fin de l'étude entrainant un stress des animaux (maixmum 5 mois). Pour les tests de conditionnement opérant, un rationnement en nourriture pourra causer une légère sensation de faim pendant toute la durée de la phase expérimentale (6 semaines maximum).
Devenir
Tous les animaux ayant reçu une substance d’essai dont les effets à moyen et long terme sont méconnus ou les réactifs utilisés pour induire des comportements associés à la schizophrénie seront euthanasiés en fin d’étude afin de s’assurer que les traitements n’induiront pas d’effets délétères sur l’animal, ce qui ne serait pas compatible avec un maintien des animaux en vie dans de bonnes conditions de santé.
Remplacement
Dans le cadre du développement des médicaments testés, des tests in vitro ont déjà eu lieu avant l'utilisation de l'animal. Ceux-ci constituent un point de départ permettant de générer des données préliminaires et d’effectuer un tri moléculaire pour ne retenir que les molécules présentant une certaine efficacité, réduisant de façon significative le nombre de substances à tester et donc du nombre d’animaux utilisés. L'impact des traitements pré-sélectionnés sur le comportement des animaux, et l'amélioration de symptômes liés aux troubles psychotiques ne peut se faire que sur des animaux vigiles. Ainsi, les modèles d'animaux restent indispensables pour valider et optimiser de nouvelles thérapies pour leur utilisation en toute sécurité chez l'Homme.
Réduction
Les mesures de réduction s'intégrant à la règle des 3Rs vont consister à utiliser le plus petit nombre d’animaux possible pour chaque étude permettant d'obtenir des données suffisantes pour interpréter les résultats de façon correcte et d’éviter ainsi une répétition inutile des études. Le nombre d’animaux utilisés pour chaque étude sera optimisé de façon à intégrer dans une même expérience la relation dose-effet et la comparaison par rapport à un groupe contrôle négatif et éventuellement à un contrôle positif (substance de référence ou de comparaison) si cela s'avère pertinent. Selon les données de la littérature, il est estimé qu’un effectif de 10 -15 animaux en standard par groupe (nombre d'animaux et groupes variables, selon l’objectif de l’étude) sera nécessaire pour atteindre une sensibilité correcte des tests. Par ailleurs, des prélèvements terminaux (tissus, organes, sang) peuvent être ajoutés en fin de procédure pour éviter une répétition inutile de l'étude.
Raffinement
Les mesures de raffinement s'intégrant à la régle des 3Rs vont consister en un suivi des points limites clairement définis et spécifiques pour chaque procédure, permettant de stopper l'étude et/ou d'euthanasier, de façon précoce, tout animal présentant des signes de douleur et de souffrance (incluant une surveillance de l'aspect général, un suivi de poids). De plus, les animaux sont suivis par le vétérinaire et manipulés fréquemment par des techniciens préalablement formés et attentifs, prêts à agir lorsque les critères d'interruption prédéfinis sont atteints. Il est également mis en place un enrichissement complet dans leur hébergement, sous la forme de litière, objets de nidification, objets à ronger ou mastiquer, présence de congénères (sauf cas contraire imposé par la procédure). En cas de doute, une évaluation approfondie sera réalisée quotidiennement jusqu'au retour aux paramètres physiologiques normaux ou attendus ou jusqu’à atteinte des points limites. Tous les points limites et leur cotation sont décrits dans un formulaire interne. Cette observation faite par du personnel formé inclut une surveillance de l'aspect général, l’aspect du pelage, des yeux, la posture, les réactions de l’animal sous stimulation, la respiration, l’appétit, l’état d’hydratation, les tremblements ou convulsions. Une évaluation interne impliquant la cellule de bien-être animal pourra permettre de réévaluer et d’adapter à postériori la catégorie éthique si nécessaire. Prises dans leur ensemble, ces mesures tendent à limiter la variabilité des données.
Choix des espèces
L’impact de substances pharmacologiques sur le comportement de rongeurs est prédictif de leur efficacité ou de leur inocuité en clinique. Les animaux seront utilisés à partir de 4 semaines de développement (après sevrage) que ce soient des rats ou des souris sauf pour le modèle neuro-développemental qui implique le traitement de rongeurs en période néonatale et l'évaluation des animaux se poursuit à l'âge adulte.
Investigation de l’état de la barrière hémato-encéphalique pour optimiser la prise en charge de l’exposition chimique aux organophosphorés
- Recherche appliquée
- Troubles nerveux
Injectées avec un agent neurotoxique de la famille des organophosphorés, rasées et épilées à la crème sur le crâne, 480 souris Swiss subissent des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, toutes tuées par perfusion terminale. 192 d'entre elles reçoivent des ultrasons focalisés destinés à ouvrir leur barrière hémato-encéphalique, geste qui peut provoquer un œdème cérébral local ou une pétéchie hémorragique en cas de surdose. Les séances d'imagerie durent jusqu'à deux heures sous anesthésie gazeuse, précédées d'un jeûne de six heures. Le porteur annonce deux à quatre tests comportementaux par animal, variables selon les temps de l'étude, sans préciser lesquels.
Objectifs
Les composés organophosphorés (OP) tels que les agents neurotoxiques de guerre (NOP) comme le sarin, ou certains produits phytosanitaires (pesticides) (OPP), constituent une menace actuelle pour les populations militaire et civile. Si des intoxications à fortes doses constituent toujours une menace (attaque terroriste), l’exposition de manière unique ou répétée à un agent neurotoxique à des doses asymptomatiques (terrains de guerre, épandage de pesticides…) est une réalité permanente. Les effets des doses plus faibles, peu symptomatiques voire asymptomatiques, sont peu étudiées. Pourtant, des troubles comportementaux persistants à très long-terme sont observés après une exposition unique à une dose asymptomatique d’OP chez l’animal. Mais des déficits cognitifs et neuropathiques ont également été observés chez des victimes humaines exposées à de faibles doses. En conséquence, il existe un besoin de biomarqueurs d'exposition permettant i) un diagnostic précoce présymptomatique et ii) l'évaluation et/ou le traitement des intoxications par des agents neurotoxiques sur une longue période. La barrière hémato-encéphalique (BHE) représente la principale surface d’échange entre la circulation sanguine et le tissu cérébral. L’atteinte de la BHE et son rôle sur la neurotoxicité suite à une intoxication aux OP reste mal connue. Des perturbations cérébrales suite à une exposition aux OP sont connus et peuvent avoir des effets importants sur la BHE. Il est donc très probable que son intégrité, sa capacité à transporter des molécules entre le sang et le tissu cérébral et son activation soient impactées. La BHE constitue une cible diagnostique intéressante et restaurer ses fonctions une stratégie thérapeutique potentielle originale. L’objectif du projet est d’étudier les propriétés d’intégrité, de transport et d’activation de BHE suite à une exposition aux agents neurotoxique et de les évaluer comme biomarqueur pour la détection et la prédiction des atteintes cérébrales. Cela permettra d’évaluer des stratégies thérapeutiques originales visant à tirer parti de l’atteinte de la BHE, i) soit en restaurant les propriétés physiologiques de la BHE en injectant différents médicaments, ii) soit en permettant le passage cérébral d’un antidote, grâce à la technologie des ultrasons focalisés (FUS). Cette technologie consiste à injecter dans le sang des microbulles gazeuses qui sous l’action locale et brève d’ultrasons focalisés rendent la BHE transitoirement perméable.
Bénéfices attendus
Ce projet permettra d’évaluer chez l’animal i) des biomarqueurs d’imagerie potentiels pour un diagnostic précoce pré-symptomatique et ii) un suivi thérapeutique ultérieur des intoxications par les agents neurotoxiques et les composés apparentés avec un potentiel de transférer ces biomarqueurs chez l’homme.
Procédures
Les interventions prévues sur les animaux sont listées ci-dessous : • Intoxication à un agent neurotoxique (ou solution contrôle) par injection (temps d’injection 10 secondes) suivi par une étude comportementale d’observation (durée 1 heure) pour déterminer les signes d’intoxication. L’injection et l’étude comportementale d’observation ne seront réalisées qu’une seule fois (tous les animaux). • Mise à jeun max 6h avant l’imagerie (seulement les animaux dont les radiotraceurs le demandent ) • Réalisation des tests comportementaux, les tests varient selon les points temporels de l’étude (durée 10 minutes maximum ; 2 à 4 tests max par animal) et des sessions d’imagerie à baseline puis différents temps post-intoxication (injection d’un radiotraceur durée 10 secondes) sous anesthésie gazeuse (durée 120 minutes au maximum ; tous les animaux) • Thérapie par injection de médicament (1 injection du médicament durée 10 secondes) sous anesthésie gazeuse (durée 5 minutes ; ) • Thérapie par ultrasons (ouverture de la BHE plus 1 injection de médicament) sous anesthésie gazeuse, durée 10 minutes ; 192 animaux). Perfusion terminale sous analgésie et anesthésie profonde.
Impact sur les animaux
Les nuisances et effets indésirables Lors des expériences d’intoxication : • Les animaux peuvent être stressés lors des injections. De plus, l’injection de l’agent neurotoxique ou du traitement par le médicament antidotique peut induire une douleur (moins de 5 minutes). • Les animaux seront exposés à une dose sous-létale asymptomatique du de l’agent neurotoxique qui entraine une intoxication de faible sévérité. Ces effets apparaissent dans la première heure post-intoxication. Une surveillance jusqu’à 6 heures post-intoxication est mise en place pour assurer le bien-être des animaux intoxiqués. Lors des expériences d’imagerie : • Les animaux seront endormis lors des sessions d’imagerie (2h maximum) par voie gazeuse. Lors du réveil, les animaux peuvent être désorientées et stressées. • Une mise à jeun des animaux 6h avant l’imagerie TEP peut entrainer une perte de poids < à 5%. Lors des expériences ultrasonore (US) : • Une surdose ultrasonore peut entraîner un risque d’œdème cérébral local ou de pétéchie hémorragique. La technique des ultrasons focalisés est bien maitrisée au sein du laboratoire, le risque de surdose ultrasonore est donc très faible. • L’injection des microbulles et médicaments en intraveineux peut induire une courte douleur (moins de 5 min). • Les animaux seront rasés et épilés (par application d’une crème dépilatoire) sur la tête pour permettre la transmission des ultrasons. Cet acte peut causer une légère irritation cutanée, résultat d’une réaction inflammatoire limité à la zone de contact.
Devenir
Tous les animaux seront euthanasiés à la fin de la procédure afin de prélever certains organes et d’étudier ex vivo certains paramètres et de les confronter aux données en imagerie.
Remplacement
Il n'existe actuellement aucune méthode alternative permettant d'étudier de manière intégrée la réponse du système nerveux central et périphérique à un agent neurotoxique. Par conséquent, l'étude des propriétés d'intégrité, de transport et d'activation de la barrière hémato-encéphalique (BHE) après une intoxication au NOP ne peut être réalisée qu'in vivo. En ce qui concerne l’ouverture de le BHE des études in vitro (sur fantôme et culture cellulaire) ont été réalisées pour affiner les paramètres ultrasonores, caractériser les agents ultrasonores utilisés pour ouvrir la BHE et limiter le nombre d’expériences in vivo en amont de ce projet. Cependant, l’ouverture de la BHE en tant qu’approche thérapeutique après intoxication d’un agent neurotoxique nécessite l’utilisation d’animaux vivants.
Réduction
L’utilisation de l’imagerie en longitudinal permettra de réduire le nombre d’animaux. Un même animal passera plusieurs examens d’imagerie en absence ou présence d’un traitement ce qui réduit le nombre d’animaux. L’approche statistique envisagée devrait permettre la comparaison de quatre conditions expérimentales entre elles avec suffisamment de puissance pour mettre en évidence un phénomène pharmacocinétique notable localisé et dépendant du temps. L'expérience a montré que les tests comportementaux sont les données qui présentent la plus grande variance. Par conséquent, le calcul de puissance est effectué pour les tests de comportementaux. Nous souhaitons être capables de discriminer une taille d'effet de l'ordre de 25% alors même que l'écart-type attendu est lui aussi de l'ordre de 25%. Nos calculs nous amènent à considérer qu’un nombre de 480 animaux répartis en groupes de 24 est nécessaire pour obtenir des résultats statistiquement significatifs.
Raffinement
Une semaine d’acclimatation est prévue après accueil des animaux dans l’animalerie. Les animaux seront hébergés en groupe dans une cage avec accès sans restriction à la nourriture et à la boisson. Ils bénéficieront d’un milieu enrichi (matériel de nidification, tunnel, batônnets de bois). L’hébergement individuel des animaux sera limité au maximum afin de minimiser leur angoisse. Les animaux seront hebergés en individuel pendant la 1ère heure suivant l’intoxication afin de suivre l’évaluation de l’intensité de l’intoxication, puis remis en cage avec leurs congénères. Une surveillance journalière des souris pendant une semaine sera réalisée à la suite de l’intoxication notamment en se basant sur une grille d’évaluation préalablement établie Des points limites ont été déterminés en s’appuyant sur les scores de la grille d’évaluation. Tous les examens d’imagerie ou traitements thérapeutiques (ouverture BHE, injections de microbulles et/ou de médicaments) seront réalisés sous anesthésie générale par voie gazeuse afin de minimiser le stress de l’animal. L’animal sera maintenu sous un dispositif chauffant (tapis, lumière ou flux d’air) pour assurer son bien-être lors des manipulations. Certains radiotraceurs ou médicaments pourront également être administrés par voie intrapéritonéale, ce qui permet une injection rapide chez l’animal éveillé et réduit ainsi la nécessité d’une anesthésie. Lors des examens d’imagerie des larmes artificielles seront appliquées pour éviter le dessèchement de la cornée. Afin de minimiser le stress, la phase de réveil sera réalisée dans la cage de l’animal. L’étude comportementale sera réalisée avec des animaux vigiles mais sera conduite de manière la plus brève possible afin d’éviter tout stress supplémentaire aux animaux. Un suivi quotidien par les zootechniciens et les expérimentateurs sera pratiqué. En cas de complications, le vétérinaire de l’installation sera alerté afin de mettre en œuvre des traitements appropriés.
Choix des espèces
Les expériences se feront sur la souris Swiss. Cette souche a permis la mise au point de récents modèles d’intoxication aux agents neurotoxiques. Les animaux utilisés sont des jeunes adultes âgés de 9 semaines au moment de l’intoxication, poids de 38-43g. Cet âge correspond aux précédents modèles développés et utilisés dans les laboratoires partenaires sur ce projet, mais il offre surtout la plus grande fenêtre de temps dans une population adulte pour mener des études sur les changements possibles (troubles cognitifs, caractéristiques de la BHE) à long terme et suite à un traitement. De plus, cette souche également utilisée dans notre laboratoire a permis la mise en évidence des désordres métaboliques sur le modèle d’exposition à un agent neurotoxique suivi par imagerie TEP. L’utilisation du même stade de développement nous permet ainsi de pouvoir comparer nos données et évaluer l’efficacité d’un nouveau traitement avec nos résultats précédents et ceux obtenus par les autres partenaires.
Développement d’un modèle de stress social reproductible chez le porcelet et utilisation de la salive comme matrice de détection de biomarqueurs de stress spécifiques
- Recherche appliquée
- Alimentation animale
Transférés d'une cage à l'autre pour être confrontés à des congénères inconnus, douze porcelets subissent un stress social provoqué délibérément, dans des procédures dont la souffrance est déclarée légère. Ils arrivent sevrés à vingt-huit jours, pèsent six à huit kilos, et subissent deux prélèvements de sang à la veine jugulaire ainsi qu'une série de prélèvements de salive par écouvillon, jusqu'à quarante-huit heures après le mélange. Le porteur mentionne les blessures dues aux griffures pendant les affrontements entre animaux dominants, et présente le projet comme un moyen de valider la salive comme méthode non invasive d'évaluation du bien-être des porcs en élevage. Six porcelets sont tués à l'issue pour constituer une banque d'organes destinée à des méthodes in vitro, les six autres étant placés.
Objectifs
Dans les élevages et les unités expérimentales, les problèmes de bien-être animal et les réactions de stress résultent d’un certain nombre de stimuli environnementaux, notamment les conditions d’alimentation et de logement, l’environnement social mais aussi les pratiques de gestion courantes. La capacité des animaux à faire face à de tels défis et leur vitesse de récupération ont un impact sur leur bien-être et in-fine sur leur santé. En raison des causes multiples qui peuvent conduire à un état de stress et des différents systèmes physiologiques impliqués dans la réponse au stress, divers biomarqueurs peuvent être utilisés pour l'évaluation du stress. Il se traduit par la libération d'hormones, dont le cortisol communément utilisé comme marqueur de stress, ou d'autres moélcules utilisées comme marqueurs de réduction des émotions positives. Le prélèvement sanguin, pratique stressante et douloureuse pour l’animal, est paradoxalement utilisé pour l’évaluation du stress. Or, il a été rapporté que la salive des porcs peut être utilisée pour mesurer des biomarqueurs qui peuvent aider à évaluer précocement le stress et donc fournir des informations sur leur bien-être et potentiellement sur leur état de santé. L'utilisation de la salive présente de nombreux avantages puisqu’elle peut être obtenue de manière non invasive, sans provoquer de douleur chez l’animal. Le cortisol salivaire est très utilisé comme indicateur de réaction de stress chez de nombreuses espèces y compris chez les porcs après divers stimuli tel que le stress social. Néanmoins, il a été montré que la réaction au stress diffère en fonction des situations rencontrées par les porcs dans les élevages commerciaux ou les unités expérimentales. De plus, pour la plupart des biomarqueurs de stress connus, peu de données issues d’études sur la salive sont disponibles. Il est donc pour le moment difficile d’optimiser leur utilisation et d’interpréter leur présence et leur modulation pour définir la salive comme matrice efficace d’évaluation du stress chez le porcelet. L’objectif de ce projet est d’établir, tout d’abord, un modèle de stress reproductible chez le porcelet qui servira à développer des solutions innovantes de réduction de ce stress. Ensuite, d’utiliser le prélèvement de salive comme méthode non invasive afin d’évaluer la réaction au stress appliqué en y détectant les biomarqueurs spécifiques de ces conditions de stress.
Bénéfices attendus
Ce projet permettra de valider 1) le mélange des animaux comme modèle pour étudier la réaction au changement d’environnement social (stress), 2) l’utilisation de la salive comme méthode non invasive pour évaluer le bien-être et la santé des porcelets. Ce projet permettra d’identifier les biomarqueurs spécifiques d’une réaction de stress et de générer plus de données et de connaissances sur les biomarqueurs de la salive afin d'optimiser leur interprétation et leur application. La génération de ces données aidera à l'avenir à mieux définir les possibilités de la salive dans l’évaluation du stress en élevage.
Procédures
Les animaux seront soumis à la procédure pour une durée de 15 jours (13 jours d'adaptation et 2 jours de stress de mélange). Les animaux seront nourris avec un aliment standard répondant à leurs besoins nutritionnels. Un animal d’un même groupe sera transféré d’une cage à une autre (manipulation du l'animal inférieure à 1 minute) afin de créer un stress social et mimer les traits de vie des porcs qui en condition d’élevage subissent des regroupements avec des congénères non familiers à différents moments de leur cycle de production. Le mélange aura lieu une fois de J13 à J15. Les animaux seront soumis à 2 prélèvements sanguins à J11 et à J15 au niveau de la veine jugulaire avec une période de récupération de 4 jours entre les prélèvements. A chaque temps de prélèvement, un volume de sang de 2 ml de sang nécessaire et suffisant à l'analyse des différents paramètres sanguin sera prélevé sur chaque animal. Pour chaque prise de sang, le temps de prélèvement ne dépassera pas 1 minute. Des prélèvements de salive seront réalisés à l’aide d’écouvillons en mousse présentés à chaque animal pour mastication à J11, à J13 (30 minutes, 1H ,3H et 6H post mélange) à J14 ( 24H post mélange) et à J15 (48H post mélange) pendant environ 2 minutes pour récupérer au moins 100µl de salive nécessaire et suffisant pour l’analyse des diffférents paramètres salivaires prévus.
Impact sur les animaux
La durée du stress social n’est pas assez longue pour enregistrer des effets sur l’ingestion et la prise de poids. Blessures dues aux griffures lors de la lutte des animaux dominants pendant le stress de mélange. Inconfort et stress dû à la contention des animaux pour les prises de sang.
Devenir
Les animaux du groupe T2 , soit 6, seront mis à mort afin de prélever des tissus et des organes pour établir une banque d’échantillons qui serviront aux développements de méthodes d’analyses in vitro. Placement des animaux du groupe T1, soit 6 animaux.
Remplacement
La procédure expérimentale est nécessaire et ne peut pas être remplacée par une autre stratégie n'impliquant pas l'utilisation d'animaux vivants. En effet l'étude vise à montrer l’impact du mélange des animaux sur les biomarqueurs du stress analysés un niveau de la salive comme échantillon biologique obtenu de manière non invasive et moins douloureuse pour l’animal en comparaison aux prélèvements sanguins, afin de faciliter le suivi du contrôle du bien-être des animaux en ferme et de mieux répondre aux exigences sur les soins et l’utilisation des animaux de recherche.
Réduction
Des calculs statistiques détaillés ont été réalisés afin de déterminer le nombre d’animaux maximum a utilisé pour évaluer l’hypothèse de ce projet exploratoire. Le nombre d’animaux à utiliser permettra d’apporter des bonnes conditions d’élevage en favorisant une hiérarchie sociale essentielle au bien-être des animaux, de réaliser le mélange des animaux et générer des données scientifiquement interprétables. L'ensemble des analyses réalisées permettront de mieux définir les possibilités d'utilisation de la salive comme méthode non invasive d"évaluation du stress chez les animaux de ferme.
Raffinement
La contention des animaux en vue de leur transfert d’une cage à une autre est réalisée dans le calme et sans brutalité en évitant de claquer les portes des cages métalliques, en attrapant les porcelets de 5 à 10 kg par la patte arrière juste au-dessus du jarret et en le soulevant en plaçant l’autre main sous la poitrine pour les sortir. L’inconfort et le stress dus à l’immobilisation des animaux pour les prises de sang sont réduits par une manipulation compétente et rapide des animaux, par un prélèvement de faibles volumes de sang en fonction de la volémie et par l’application d’un point de pression sur le site de prélèvement et en respectant les périodes de récupération nécessaires. A la fin de la prise de sang, l’animal peut-être caresser au niveau du groin ou sous le cou. Une période d’adaptation et d’habituation aux écouvillons en mousse pour le prélèvement de salive en utilisant de la compote de pomme sera mise en place. Des enrichissements (jouets suspendus en caoutchouc ou à mâcher) seront mis en place dans toutes les cages de JO à J13 et puis retirés uniquement du groupe T2 lors du mélange des animaux de J13 à J15. Ce retrait des enrichissements dans le groupe T2 a été choisi pour ne pas compromettre l’impact du mélange sur les paramètres du stress pour le groupe T2 et renforcer le changement d’environnement. Les conditions d’hébergement des animaux sont définies de telle sorte que la densité des animaux par cage, ou encore les paramètres environnementaux (température et hygrométrie…) procurent le maximum de confort aux animaux, et restent supérieurs ou égaux à la législation en vigueur. Aucun animal ne reste isolé, en cage individuelle sans contact olfactif, auditif et visuel avec ses congénères, ceci afin de réduire au minimum l’angoisse et le stress des animaux.
Choix des espèces
L'évolution de l'industrie porcine vers des systèmes de production intensive à grande échelle a augmenté l'exposition des porcs aux facteurs de stress environnementaux, physiologiques et sociaux. Les porcins constituent donc une cible privilégiée pour élaborer des stratégies efficaces de lutte et améliorer le bien-être et prévenir les maladies liées au stress en élevage. De porcelets sevrés à 28 jours d’âge au niveau de l’élevage et réceptionnés avec un poids vif de 6-8 kg en moyenne seront utilisés. Les animaux seront utilisés au stade de porcelets qui sont plus sujet à des réactions de stress résultants des changements d’environnement social mais aussi aux pratiques de gestion courantes dans les élevages commerciaux.
Mise au point de la mesure de la vitesse de conduction nerveuse du nerf ulnaire chez le primate non humain
- Recherche appliquée
- Toxicologie (hors obligations réglementaires)
Gardés en vie pour être réutilisés après trois semaines de repos, deux macaques à longue queue vont être utilisés dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger. Chacun subit jusqu'à quatre sessions d'enregistrement d'environ une heure sous anesthésie générale, avec insertion d'électrodes, précédées d'un jeûne de six à seize heures. Au réveil, des pertes d'équilibre et une hypothermie légère sont attendues, et les animaux passent jusqu'à une heure isolés de leurs congénères dans une cage plus basse. Il s'agit de valider une mesure de la conduction du nerf ulnaire qui servira ensuite aux études de toxicité réglementaire d'un candidat médicament contre la maladie de Charcot-Marie-Tooth.
Objectifs
La validation des enregistrements de la conduction nerveuse au niveau du nerf ulnaire est une étape préalable à des études de pharmacodynamie et de toxicité dans le cadre du développement d’un candidat médicament visant à traiter une maladie neurologique invalidante en réduisant la surexpression d’une protéine. La finalité du présent projet est la validation de la méthode de mesure de la vitesse de conduction nerveuse du nerf ulnaire chez le primate non humain et l’évaluation de la faisabilité de l’enregistrement de ce nerf en complément d’un panel de nerfs déjà validé pour des enregistrements de la conduction nerveuse dans des études de toxicité. L’ajout de la mesure de la vitesse de conduction du nerf ulnaire en complément des autres nerfs cités permettra d’évaluer plus efficacement la toxicité de ce candidat médicament car ce nerf, de part ses spécificités anatomiques, est particulièrement sensible aux effets secondaires d’une réduction trop importante de la protéine cible.
Bénéfices attendus
La conduction du nerf ulnaire sera mesurée dans les études précliniques (préliminaires et réglementaires) d'évaluation de la toxicité d'un candidat médicament destiné à traiter la maladie de Charcot-Marie-Tooth Type 1 (CTM1), une maladie neurologique invalidante pour laquelle il n’existe actuellement pas de traitement. Cette évaluation permettra de caractériser le profil toxicologique de ce candidat avec une sensibilité accrue afin de mieux anticiper les éventuels effets lors de futurs essais cliniques et d'assurer la sécurité des patients qui seront potentiellemet traités avec ce médicament. En outre, après validation, cette technique d’enregistrement du nerf ulnaire pourra aussi être utilisée pour l’évaluation de la toxicité d’autres candidats médicaments pour d’autres applications (cardio-vasculaires, anticancéreux, antibiotiques, immunosuppresseurs).
Procédures
Les animaux seront soumis à un maximum 4 sessions d’environ 1 heure d’enregistrement de la vitesse de conduction nerveuse. Chaque session sera réalisée sous anesthésie générale. Une mise à jeun sera faite 6 à 16 heures avant chaque anesthésie. Les sessions d’enregistrement seront espacées d’au moins 3 jours.
Impact sur les animaux
La procédure liée à l’insertion d’électrodes et l’enregistrement de l’activité nerveuse étant réalisée sous anesthésie générale n’entraine pas pas d’effets négatifs. Les nuisances générées lors de la procédure sont les suivants : - Mise à jeun pré-anesthésie (au minimum 6 heures et au maximum 16 heures avant la procédure) ce qui peut entrainer une sensation de faim temporaire chez l’animal - Injection intramusculaire d’un agent anesthetique et analgesique. La piqure d’aiguille peut engendrer une douleur légère de courte durée - Lors du réveil de l’anesthésie, des pertes d’équilibres et une hypothermie légère peuvent être observées et correspondent à des stress physiques temporaires et légers. - Lors de la surveillance au réveil, les animaux sont temporairement (au maximum pendant une heure) en situation d’isolement de leurs congénères et dans une cage moins haute que leur cage habituelle (évitant les risques de blessures en cas de pertes d’équilibres).
Devenir
Le degré de sévérité de la procédure étant classé a priori comme léger, les animaux seront gardés en vie pour une éventuelle réutilisation après une période de repos (minimum 3 semaines).
Remplacement
L’objectif de ce projet est de valider la méthode d’enregistrement de la conduction du nerf ulnaire afin de pouvoir ensuite réaliser ces enregistrements dans les études de pharmacodynamie et toxicité réglementaire préalables au passage du candidat médicament contre la maladie de Charcot-Marie-Tooth Type 1 (CTM1) en essai clinique. Les spécificités de ce candidat médicament nécessite son évaluation chez le primate non humain. Un travail préparatoire sur manuel d'anatomie a été réalisé cependant évaluer la réponse fonctionnelle du nerf en fonction du placement des électrodes est nécessaire dans cette validation ; cette validation ne peut donc pas se faire ex vivo, in vitro ou in silico.
Réduction
Le nombre d’animaux dans ce projet a été défini sur la base du nombre minimum d’animaux requis pour pouvoir conclure à la validation de la technique en tenant compte des éventuelles variations anatomiques (variation individuelle dans les repères anatomiques externes).
Raffinement
Les animaux seront hébergés avec au moins un congènère de même sexe dans des volières ammenagées avec l’enrichissement structurel (perchoir, balancoire) avec une litière au sol. Des jouets sont fournis aux animaux et de l’enrichissement est aussi apporté via l’alimentation (sélection de fruits et légumes, graines/noix à décortiquer) en plus des rations alimentaires. Les animaux seront observés au minimum une fois par jour afin de détecter tout signe clinique. La procédure d’enregistrement sera réalisée sous anesthésie avec un agent ayant des propriétés analgésiques avec une surveillance anesthésique (au minimum fréquences cardiaque et respiratoire et température corporelle de l’animal). Les animaux seront placés sur tapis chauffant pendant l’anesthésie. L’anesthésie sera réversée par l’utilisation d’un antagoniste médicamenteux pour faciliter le réveil. Les animaux seront gardés isolés dans des compartiments de réveil après la procédure pour éviter les chutes/blessures liées à des pertes d’équilibres lors du réveil. Une observation des animaux sera réalisée pendant la phase de réveil. Si nécessaire, des mesures de réchauffement peuvent être mises en place dans les compartiments de réveils (e.g. lampe chauffante). Les animaux seront replacés dans leur volière seulement une fois après contrôle du réveil complet. Après le retour en volière d’hébergement, une lampe chauffante pourra aussi être placée dans la salle d’hébergement.
Choix des espèces
Le macaque cynomolgus a été choisi pour cette étude pour être en cohérence avec l’espèce qui sera utilisée pour les études de toxicologie règlementaire. En effet, les études de toxicologie réglementaire pour le développement d'un candidat médicament contre la maladie de Charcot-Marie-Tooth Type 1 (CTM1) doivent être réalisés chez le macaque cynomolgus à cause de l’homologie de séquence ARN (acide ribonucléique) entre l’homme et le primate non-humain. La validation de la vitesse de conduction nerveuse du nerf ulnaire doit donc être réalisée dans la même espèce La validation du test de conduction nerveuse se fera sur “jeunes adultes”/”adultes” comme pour les études de toxicologie réglementaire qui seront réalisées par la suite.