Recherche appliquée

Isolés deux heures par jour dès l'âge de quatorze jours, puis séparés un par un après le sevrage, 80 porcelets vont être utilisés dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, avant d'être tués pour prélever leurs tissus intestinaux et leurs muscles. Ils subissent un prélèvement de fèces et deux prises de sang, chaque contention étant limitée à cinq minutes. L'objet du projet est de mesurer la digestibilité de la crème de pois, un coproduit de l'industrie alimentaire aujourd'hui mal valorisé, et son effet sur la croissance des porcelets au sevrage. Le porc est ici à la fois l'animal utilisé et le destinataire annoncé des résultats, le porteur présentant le projet comme un moyen de limiter les diarrhées et l'usage d'antibiotiques en élevage.

Objectifs

En production porcine, le sevrage est une période critique pour le porcelet car à cette période il subit de nombreux stress (séparation avec la mère, mélange avec d’autres portées, changement d’alimentation…). Cela entraîne des désordres digestifs avec notamment des incidences de diarrhées élevées. L’alimentation est un levier majeur pour améliorer cette étape clé du développement. La crème de pois est un coproduit de l’industrie alimentaire, riche en fibres facilement métabolisables et en protéines. De par sa composition et sa texture (entre la phase liquide et solide), la crème de pois pourrait être un aliment intéressant pour améliorer la santé digestive et pour favoriser la transition alimentaire des porcelets lors du sevrage. Dans ce contexte, le projet vise à décrire la digestibilité d’un coproduit du pois (la crème de pois) à étudier l’influence de l’ajout de ce coproduit sur la santé digestive des porcelets au sevrage (absorption des protéines, intégrité de la barrière intestinale), sur leurs performances zootechniques et leur développement musculaire. L’objectif est d’assurer une meilleure transition alimentaire au sevrage pour limiter les problèmes de santé digestive, d’améliorer la croissance des porcelets, et de diminuer/supprimer l’utilisation d’antibiotiques.

Bénéfices attendus

Ce projet apportera des connaissances sur la digestion d’un coproduit de pois, qui présente une texture (entre liquide et solide) et une composition (riche en fibres et protéines) pouvant être bénéfiques aux porcelets. Le projet permettra effectivement de déterminer les effets positifs sur la santé digestive (intégrité de la barrière intestinale) et la croissance musculaire des porcelets. Cette expérimentation apportera de nouvelles connaissances sur les différents liens entre les protéines issues de la digestion de la crème de pois et le développement des muscles squelettiques chez le porc. Ce projet permettra également d’optimiser l’utilisation d’un coproduit qui n’est pas totalement valorisé à l’heure actuelle, ainsi limiter les déchets et promouvoir une circularité des systèmes alimentaires. Pour une perspective à long terme, ce projet fournira des pistes pour adapter au mieux les régimes des porcelets, réduire les problèmes digestifs au sevrage et ainsi limiter voire supprimer l’utilisation d’antibiotiques en élevage. De plus ce projet fournira des données (activité enzymatique, pH) qui serviront à mettre au point un modèle de digestion in vitro spécifique au porcelet. Cela permettra par la suite de privilégier l’utilisation de ce modèle in vitro plutôt que celle d’animaux.

Procédures

Les interventions prévues pour les porcelets sont : un prélèvement de fèces, et 2 prélèvements de sang. Ces interventions nécessitent une immobilisation de l’animal qui est limitée à 5 min. La durée de la prise de sang est limitée à 2 min.

Impact sur les animaux

Quotidiennement, les porcelets seront isolés par groupe de 2 pendant 2 h, à partir de 14 jours de vie, pour accéder à leur régime. De même en post-sevrage, les porcs seront isolés individuellement pour obtenir un suivi précis de l’ingéré. L’isolement d’un groupe ou d’un porc en individuel peut être source de stress. Des prélèvements de sang (1 ou 2 selon la procédure) et de fèces (1) seront effectués sur les porcelets. Ces prélèvements ne sont pas douloureux, mais nécessitent une contention qui peut être stressante pour les porcelets.

Devenir

La mise à mort des porcelets est nécessaire lors des procédures 1 et 2, pour permettre le prélèvement d’organes (tissus intestinaux et muscles).

Remplacement

Les modèles in vitro de digestion sont limités dans leur capacité à reproduire la physiologie complexe du tractus gastro-intestinal et ses nombreuses interactions. A l’heure actuelle, aucun modèle ne permet de reproduire la sécrétion d’hormones digestives, et les mécanismes de régulations suite à l’ingestion d’un aliment. De plus ces modèles ne permettent pas d’étudier plusieurs organes en même temps en réponse à un traitement (exemple : alimentation). L’objectif du projet étant d’étudier les interactions digestives des nutriments et la réponse physiologique qui en découle, il nécessite d’être réalisé sur des animaux vivants pour explorer ces deux domaines de recherche conjointement.

Réduction

Le nombre de porcelets prévus pour ce projet est de 80 au maximum. Il correspond à 20 porcelets par régimes alimentaires (une étude pilote avec 4 porcelets par régime et 2 répétitions de 8 porcelets par régime pour l’expérimentation finale). Ce nombre d’animaux est suffisant pour observer un effet significatif sur la digestibilité des protéines entre la crème de pois et le contrôle. Le nombre d’animaux a été déterminée grâce à des essais préliminaires réalisés pour ce projet sur la digestibilité in vitro des protéines des différents régimes. Ces essais ont été réalisés suivant le modèle de digestion in vitro utilisé pour le porc en croissance

Raffinement

Le bien-être des animaux sera évalué tout au long de l’expérience. Les régimes expérimentaux (crème de pois et contrôles) seront adaptés pour couvrir les besoins nutritionnels des porcelets tout au long de leur développement (quantité, composition en minéraux, protéines…). Tous les porcelets seront surveillés quotidiennement avec des grilles d’évaluation de bien-être, afin de prévenir toute souffrance. Les grilles seront collectives pour la période précédant le sevrage et individuelle en post-sevrage. Les procédures seront réalisées par un personnel expérimenté, en respectant les durées de contentions (5 min) et de prélèvements (2 min). Le comportement des animaux sera également suivi par caméra surveillance pour veiller au bien-être des porcelets et leur alimentation.

Choix des espèces

Le projet sera mené sur des porcelets jusqu’à leur sevrage et une partie en post-sevrage. Le porc est l’espèce cible du projet qui consiste à déterminer la digestibilité de la crème de pois et d’étudier le lien avec la santé digestive et les performances musculaires des porcs sur le long terme. Les connaissances serviront pour améliorer la transition alimentaire au sevrage du porcelet et limiter les incidences de diarrhées en élevage.abba

Toutes tuées pour que leur système nerveux central soit prélevé, 30 souris vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Chacune reçoit quarante gavages oro-gastriques, un par jour, sur animal vigile, avec de la roténone, un insecticide que la Commission européenne a interdit en 2008 pour sa toxicité. Le porteur qualifie la dose de "modérée" et "peu impactante sur la qualité de vie des animaux", et n'attend du gavage qu'une irritation transitoire du système digestif. Il s'agit d'une étude pilote de trois ans, dont la fonction déclarée est de mettre le modèle en place pour permettre de futures expériences.

Objectifs

La roténone est un insecticide d’origine naturelle extrait de racines de plantes tropicales. En raison de sa toxicité, la commission européenne a interdit son utilisation en 2008, avec des dérogations jusqu’en 2011. Le lien étroit entre une exposition à la roténone d'origine professionelle (agriculture) et un risque accru de développer une maladie de Parkinson a été formellement établi en 2011. Les examens post mortem réalisés sur des cerveaux de travailleurs exposés à la roténone dans le cadre de leur activité professionnelle ont révélés des lésions caractéristiques de la maladie de Parkinson : perte des neurones dopaminergiques et accumulation de protéines pathologiques. Ainsi, l’exposition expérimentale à la roténone chez la souris est aujourd’hui utilisée non seulement comme modèle de la maladie de Parkinson, mais aussi pour évaluer ses effets potentiels sur les troubles du développement cérébral chez les fœtus exposés in utero. Il existe en effet de fortes présomptions pour une toxicité des polluants environnementaux (incluant les produits phytosanitaires) sur le cerveau en développement. L’objectif de notre étude pilote est d’implémenter le modèle d’exposition expérimentale à la roténone chez la souris par administration directe dans l'estomac. Cette étude pilote, d'une durée de 3 ans, permettra de préparer de futures études portant sur l’effet de la roténone sur les lésions caractéristiques de la maladie, ainsi que sur les effets toxiques neuro-développementaux de la roténone.

Bénéfices attendus

Le projet permettra de disposer d’un modèle de référence de maladie de Parkinson provoquée par exposition aux produits phytosanitaires. Sur le plan des connaissances scientifiques, le projet produira des données inédites sur des mesures du comportement des souris dans ce modèle de maladie de Parkinson en complément des données biologiques.

Procédures

Les souris sont exposées à la roténone par voie orale via un gavage oro-gastrique quotidien. Le gavage dure 1 minute et est réalisé sur animal vigil. Chaque souris sera soumise à 40 gavages sur l'ensemble de la période d'expérimentation. En fin de protocole, il sera procédé à une chirurgie terminale sous anesthésie en vue du prélèvement du cerveau.

Impact sur les animaux

Le modèle est bien décrit dans la littérature et la dose modérée utilisée est peu impactante sur la qualité de vie des animaux . La procédure de gavage oral, réalisée par un personnel expérimenté, est susceptible d’engendrer une irritation transitoire du système digestif.

Devenir

L'objectif de ce projet est l'étude de l'effet neurotoxique de la roténone, pour ce faire il est nécessaire de mettre à mort les animaux afin de disposer du système nerveux central.

Remplacement

A ce jour, le remplacement complet de ce modèle d’étude n’est pas envisageable. Les mécanismes moléculaires et cellulaires, et leurs interactions, impliqués dans le développement de la pathologie spécifique produit par l'administration de roténone ne sont pas réalisables in vitro. L’étude de ces mécanismes nécessitent l'utilisation de modèles animaux.

Réduction

Nous utiliserons le nombre minimum d’animaux requis pour obtenir des résultats statistiquement interprétables et atteindre l’objectif scientifique du projet. Le schéma expérimental utilisé considère chaque animal comme son propre contrôle grâce à la répétition des tests et permet ainsi la réduction du nombre d'animaux.

Raffinement

Conformément aux exigences de raffinement, les animaux seront suivis quotidiennement par le personnel qualifié de l'animalerie, et seront hébergés dans un environnement enrichi (igloos, nestlets et petites buchettes de bois). Le suivi individuel consiste en une inspection visuelle du comportement et de l’apparence au quotidien. Le suivi individuel est approfondi lors des pesées bi-hebdomadaires. Les points limites concernent la perte de poids, la présence de piloérection accompagnée du dos vouté et l’absence de réaction à la stimulation. L’administration orale de la roténone évite la répétition d’injections intrapéritonéales.

Choix des espèces

Les souris utilisées sont des souris conventionnelles qui permettront la comparaison de nos résultats avec les données de la littérature. Le projet prévoit d’utiliser des souris à l'âge de 5 semaines à l'arrivée au laboratoire. Le protocole d’exposition démarrera lorsque les souris auront 8 semaines, ceci nous permettra de comparer les résultats avec les données de la littérature.

1 908 souris et 297 rats vont être utilisés, tous tués à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Ils reçoivent une injection de vecteur viral dans la veine de l'œil ou dans la veine de la queue, des prélèvements de sang hebdomadaires, des mesures répétées de force et de fatigue musculaires sous anesthésie, et des évaluations cardiaques précédées d'une épilation du thorax. Le projet sert à fixer la dose qui figurera dans le dossier réglementaire déposé pour obtenir l'autorisation d'essai clinique, après des cas de toxicité graves allant jusqu'au décès de patients traités à forte dose. Sur le remplacement, le porteur affirme qu'aucun modèle cellulaire ne peut reproduire la perte de locomotion ni les réactions immunitaires déclenchées par un vecteur d'origine virale.

Objectifs

Les dystrophies musculaires sont des maladies génétiques invalidantes affectant le muscle squelettique et sans traitement à l’heure actuelle. Elles sont dues à des mutations de gènes. Une option thérapeutique possible pour ces pathologies est la thérapie génique qui consiste à transférer une copie normale du gène déficient à l’aide d’un transporteur, un virus modifié capable d’amener le gène thérapeutique dans la cellule sans entrainer d’effets nocifs. Ces virus modifiés sont appelés des vecteurs. Le muscle squelettique représente environ 40% de la masse corporelle, ce qui nécessite d’utiliser des doses élevées de vecteur pour toucher l’ensemble de la musculature. Cependant, ces doses élevées de virus modifié peuvent entrainer des effets secondaires graves. Par conséquent, il y a un besoin de développer des produits efficaces à plus faible dose. Des études préliminaires ont permis d’obtenir des vecteurs efficaces à plus faible dose pour transférer un gène dans le muscle (jusqu’à 10 fois plus efficace). La meilleure dose efficace n’est pas connue. L’objectif de ce projet est donc de déterminer in vivo la meilleure dose efficace de ces nouveaux produits sur des modèles rongeurs de maladies musculaires. Les traitements seront administrés à 2 âges afin de mimer 2 stades différents des maladies humaines. Les analyses réalisées permettront de définir la dose conduisant à un effet thérapeutique, ce qui servira à déterminer la dose qui sera utilisée chez l’homme lors d’essais cliniques. Les études seront incluses dans le dossier réglementaire à déposer aux agences dans le but d’obtenir l’autorisation d’essai clinique.

Bénéfices attendus

Les produits de thérapie génique en cours de développement clinique utilisent des doses élevées de vecteurs, qui se sont parfois assorties d’effets toxiques importants, conduisant dans le pire des cas au décès du patient. Ce projet a pour but d’identifier des produits de thérapie génique de seconde génération efficace à plus faible dose, ce qui permettra de résoudre les problèmes de toxicité, tout en conservant une bonne efficacité thérapeutique.

Procédures

Le traitement par transfert de gène se fait par injection intraveineuse en une seule fois, soit sur animaux anesthésiés pour l’injection à la veine de l’œil soit sur animaux non anesthésiés pour l’injection dans la veine caudale. Les prélèvements de sang se font au maximum une fois par semaine sur animaux sous anesthésie gazeuse. Les prélèvements de sang ne se font pas le même jour que les injections afin de ne pas induire de douleur supplémentaire. Afin d’évaluer le bénéfice du traitement, des explorations de la fonction musculaire seront réalisées sur les animaux en début et au cours du protocole. Leur durée moyenne est de 10 minutes. La fatigue musculaire sera également évaluée plusieurs fois au cours du protocole avec un maximum de trois à cinq fois selon la durée post-injection. Les animaux sont anesthésiés, l’examen dure environ 20 minutes. Les animaux sont soumis à une évaluation de la fonction cardiaque au début et en fin de protocole. Les animaux sont anesthésiés et maintenus dans cet état tout au long de l’examen d’une durée de 20 minutes.

Impact sur les animaux

Les nuisances attendues sur les animaux sont les suivantes: → Les animaux seront maintenus en contention pour les injections intraveineuses, ce qui pourrait entrainer un stress. → Certains actes mesurant la force du muscle seront réalisés sous anesthésie gazeuse, ce qui pourrait entrainer une confusion de l’animal au réveil. → Des douleurs locales pourraient être ressenties au moment de l’injection intraveineuse du produit thérapeutique, des injections intra-péritonéales d’anesthésique ou de dobutamine, des injections sous-cutanées d’analgésique, ainsi qu’un moment des prélèvements de sang. → Des lésions locales de type inflammatoire ou des irritations accompagnées de douleurs localisées pourraient être causées par l’épilation nécessaire pour pratiquer les mesures de la fonction cardiaque, par la pose d’électrodes au moment de la mesure de l’activité électrique du muscle ou lors de certains tests de mesure de la fonction musculaire réalisés sur animal éveillé. Une sécheresse oculaire peut également être observée au cours des anesthésies. → Toutes les nuisances possibles sont localisées et réversibles, ce qui constitue pour l’animal un niveau global de contrainte légère ou modérée.

Devenir

Tous les animaux seront euthanasiés à la fin des procédures afin de réaliser le prélèvement des organes et des muscles pour l’analyse des tissus et des niveaux de produits thérapeutiques reçus afin de vérifier l’efficacité thérapeutique et l’absence de toxicité.

Remplacement

Le projet consiste à déterminer l’effet thérapeutique de nouveaux produits de thérapie génique au niveau des muscles squelettiques et du coeur. Cette évaluation ne peut pas être réalisée dans des modèles cellulaires car 1) il est impossible de mimer les symptômes de la maladie dans ces modèles (type perte de la locomotion ou atteinte des paramètres cardiaques) ; 2) Il est impossible de cibler différents tissus simultanément dans ces modèles et d’étudier la répartition du produit thérapeutique entre les différents organes ; 3) Il est impossible de recréer en laboratoire les réactions immunitaires complexes qui peuvent se développer après l’injection de vecteurs d’origine virale.

Réduction

Le nombre d’animaux utilisés par groupe est optimisé pour obtenir des résultats significatifs sans utiliser d’animaux surnuméraires. Nous utiliserons les mêmes animaux témoins pour des expériences différentes chaque fois que possible. Un maximum d’analyses sera réalisé sur chaque organe prélevé. Un nombre plus important de doses sera testé sur les jeunes animaux, et selon les résultats obtenus, un nombre réduit de doses sera testé sur des animaux plus âgés, ce qui permettra de réduire le nombre d’animaux utilisés en tout.

Raffinement

Pour les animaux non issus de l’élevage, une phase d’adaptation sera respectée avant la réalisation des procédures. L’ensemble des animaux est observé quotidiennement au niveau de la cage. Afin de limiter le stress et la douleur induite par les prélèvements de sang, ces derniers seront effectués sous anesthésie de courte durée (moins de 5 minutes). Dans le cas des prélèvements de sang réalisés sous anesthésie gazeuse, des mesures pour augmenter le confort des animaux sont également appliquées telle l’application de gel oculaire pour éviter le dessèchement des tissus. Un point de compression est systématiquement réalisé pour favoriser la coagulation. La survenue de signes hémorragiques, gonflements ou rougeurs sera surveillée après le prélèvement. Un test de course sera réalisé : une phase d’entrainement sera réalisée pendant 4 à 7 jours avant le test. Lors des tests de mesure de la force des muscles, il y a un risque exceptionnel de blessure. Dans ce cas, un traitement à la bétadine sera prodigué jusqu’à la cicatrisation. La mesure de l’activité électrique du muscle sera réalisée après un traitement anti-douleur préalable réalisée 30 minutes avant le test. Le test sera réalisé sur une plaque chauffante sous anesthésie aérienne. Lors des mesures de l’activité du cœur, une épilation du thorax est réalisée : une application locale de crème anti-irritation sera réalisée à l’endroit de l’épilation. Lors des anesthésies, les animaux sont placés sur plaque chauffante.

Choix des espèces

Pour ce projet, nous utiliserons les espèces souris et rat car ces modèles reproduisent les caractéristiques principales des maladies étudiées. Dans le cas des modèles de la maladie de Duchenne, le modèle de rat présente des atteintes cardiaques plus représentatives de la pathologie humaine, tandis que le modèle de souris est un meilleur modèle de la pathologie du muscle. Dans certains modèles, le modèle de rats présente des cellules immunitaires spécifiques de la pathologie humaine, mais seule la souris présente une réduction de la force des muscles. L’utilisation de deux modèles de rats ou de souris est donc nécessaire, selon la question scientifique posée. D’autre part, les espèces de souris et de rats sont faciles à manipuler, héberger, et se reproduisent facilement et rapidement. Les approches de thérapie génique ont des efficacités variables selon l’état du muscle: elles sont généralement plus efficaces à des stades précoces, notamment parce que le tissu est en meilleur « état ». Pour cette raison, la dose efficace d’un même produit peut être différente selon l’état d’avancement de la pathologie Dans ce projet, dans le but de traiter des patients ayant des avancées différentes des maladies, il sera nécessaire d’utiliser des animaux adultes jeunes et des animaux plus âgés afin de reproduire les stades précoces et tardifs des pathologies.

Les 960 souris de ce projet seront toutes tuées, au nom de la gestion du risque lié à un agent pathogène de groupe III. Elles vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, infectées par le virus respiratoire syncytial ou par une souche de SRAS-CoV-2 adaptée à la souris, inoculée dans le nez sous anesthésie gazeuse. Chacune subit jusqu'à trois prélèvements de sang au sinus rétro-orbital sous anesthésie, avant chaque vaccination puis avant l'épreuve virale. Le porteur décrit des symptômes légers à modérés et une perte de poids qui n'excède pas 15 % chez les jeunes souris, et affirme que l'efficacité vaccinale ne peut être évaluée sans administrer l'agent pathogène à un animal vivant.

Objectifs

Les infections virales respiratoires représentent un défi de santé publique majeur à l’échelle mondiale. Parmi les virus responsables, on trouve notamment le virus respiratoire syncytial (VRS) et le SRAS-CoV-2. La prévention et le contrôle de ces infections virales constituent un enjeu crucial. L’étude des défenses immunitaires a longtemps été limitée aux poumons alors que les voies supérieures dont la muqueuse nasale sont les premiers tissus que rencontrent ces virus comme l'a très bien montré la pandémie de SRAS-CoV-2. Etudier les mécanismes d’infections et de défenses immunitaires dans la cavité nasale est donc indispensable pour mieux comprendre les mécanismes physiopathologiques qui permettrons de lutter contre ces virus respiratoires et d'ouvrir de nouvelles pistes thérapeutiques. La plateforme vaccinale à adénovirus émerge comme une stratégie prometteuse pour le développement de vaccins contre les infections virales respiratoires. Cette approche exploite la capacité des adénovirus à délivrer des antigènes viraux ciblés dans les cellules hôtes. De plus, l'administration nasale de vaccins à adénovirus vise directement les voies respiratoires, stimulant ainsi les réponses immunitaires locales et conduisant potentiellement à la protection contre ces maladies tout en limitant la transmission des virus. Le présent projet a pour objectifs principaux (i) l’étude de la physiopathologie de l’infection à SRAS-CoV-2 et à VRS au niveau de la cavité nasale chez la souris et (ii) l’évaluation d’approches vaccinales adaptées à l’administration par voie nasale.

Bénéfices attendus

L’étude chez le rongeur des infections à SRAS-CoV-2 et à VRS, et des stratégies de prévention et/ou de contrôle est déterminante pour l’élaboration de stratégie de lutte contre les infections respiratoires. Ce projet s’inscrit dans une démarche de sciences appliquées au domaine médical en lien avec les déclarations d’intérêt, d’urgence ou de priorité nationale du gouvernement et des organismes publics de recherche. Ce projet va permettre d’évaluer les approches vaccinales à l’aide d’adénovirus et de caractériser le rôle des protéines du mucus (mucines) dans les infections virales respiratoires

Procédures

L’inoculation de la souche virale ou du vaccin est réalisée par voie nasale sous anesthésie gazeuse. Le vaccin est administré par injection intramusculaire à l’animal vigile par des manipulateurs expérimentés. Des analyses sérologiques seront réalisées au cours des essais vaccinaux. Tous les animaux seront prélevés au plus 3 fois lors de la phase d’immunisation : avant chaque vaccination (au maximum 2) et avant l’administration de la souche virale d’épreuve. Les prélèvements seront réalisés au sinus rétro-orbital sur animal anesthésié (isoflurane) avec ajout d’un collyre anesthésique.

Impact sur les animaux

L’infection de souris (> 5 mois) par le VRS ou la souche murinisée de SRAS-CoV-2 entraîne des symptômes légers ou modérés.L’infection par le VRS induit très peu de symptômes chez la souris (perte de poids très rare n’excédant jamais plus de 10%, pas de détresse respiratoire ni de changement de température corporelle, bonne apparence du pelage ni changement de comportement visible). L’infection de souris jeunes par la souche murinisée de SRAS-CoV-2 entraîne une perte de poids modeste, n’excédant pas 15% du poids initial. Le phénotype des lignées transgéniques Muc5b n'est pas dommageable avant l'âge de 6 mois car un problème de clairance mucociliaire peut se développer avec le temps aboutissant à un stress respiratoire. Cependant, les souris seront utilisées avant ce stade.

Devenir

La mise à mort des animaux est requise au regard de la gestion du risque d’exposition à l’agent pathogène de groupe III utilisé dans ce projet.

Remplacement

L’étude de la physiopathologie de l’infection et de l’efficacité vaccinale ne peut être menée sans avoir recours à l’administration de l’agent pathogène à l’animal vivant.

Réduction

Dans le but de suivre le principe des 3R et de réduire l’utilisation excessive d’animaux, le nombre de souris par groupe a été calculé sur la base de notre expérience acquise précédemment et des données bibliographiques (publications scientifiques). Dans notre expérience, des groupes de 6 animaux permettent d’atteindre une significativité statistique. La comparaison des traitements ou entre lignée de souris s’établit à l’aide de tests non paramétriques.

Raffinement

Pour minimiser le stress induit aux animaux, les souris seront anesthésiées sous isoflurane avant inoculation intra-nasale du virus ou du vaccin. L’endormissement complet sera contrôlé par pincement ferme de la queue. L’anesthésie à l’isoflurane est rapide et permet d’assurer un réveil rapide en minimisant l’hypothermie. Les animaux feront l'objet d'une surveillance accrue après l’administration des souches virales (mesure du poids quotidien et détection des points limites) afin de déceler rapidement une détresse de l'animal nécessitant une fin de protocole précoce. La bonne connaissance du modèle infectieux sur lequel repose ce projet permet de limiter les souffrances ressenties par les animaux au cours des procédures expérimentales. Notre expérience du modèle souris a été également mise à profit pour aborder la question du raffinement : enrichissement et habituation de l’animal à la manipulation. Les souris seront hébergées par 6 dans des portoirs ventilés, avec à leur disposition du matériel de nidification (coton), des tunnels et des maisonnettes en carton ainsi que des bûchettes de bois à ronger.

Choix des espèces

La souris est sensible à l’infection par les souches murinisées du SRAS-CoV-2. Elle présente l’avantage de pouvoir envisager l’emploi de souris génétiquement modifiée pour un gène d’intérêt nécessaire à l’exploration des mécanismes biologiques impliqués dans la susceptibilité ou la défense de l’hôte vis-à-vis de l’infection virale. La souris est le modèle rongeur pour les infections par le VRS, elle développe une infection productive et cette espéce permet d’utiliser des lignées transgéniques nécessaires à la réalisation du projet. Les animaux utilisés seront de jeunes adultes entre 2 et 5 mois d’âge. Ces souris ont un système immunitaire mature et sont sensibles à l’infection par une souche adaptée à la souris tout en présentant des symptômes modérés.

Quarante souris atteintes d'une forme de la maladie de Charcot-Marie-Tooth reçoivent une injection quotidienne pendant quatorze jours, puis passent chaque semaine un test de suspension à une grille inversée et un test de suspension par la queue, avant un déplacement sur tapis roulant à six semaines. Les procédures impliquent un niveau de souffrance modéré. Le porteur affirme que ces souris ne présentent aucun signe de douleur, et prévoit dans le même temps que tout animal qui aurait mal soit mis à mort par anticipation, les antidouleurs risquant de perturber les résultats des tests. Les 40 souris sont tuées à six semaines pour prélever les nerfs sciatiques et les muscles de leurs deux pattes.

Objectifs

Ce projet vise à développer une thérapie pour une forme de la maladie de Charcot-Marie-Tooth (CMT). La CMT se manifeste dès l’enfance par une faiblesse musculaire, une perte de sensation et des problèmes de coordination, évoluant vers une difficulté motrice chez les adultes. Notre objectif est d’injecter quotidiennement un composé pharmacologique aux souris modèles de la maladie pour atténuer ces symptômes. Nous souhaitons évaluer le potentiel du composé Bis-T-23, car il a montré, dans le contexte de maladies rénales, son efficacité à augmenter l'activité de la protéine qui est déficiente dans notre forme de CMT. Bien que Bis-T-23 soit encore expérimental, il a déjà été utilisé dans d'autres études, et ses conditions pharmacocinétiques chez les rongeurs sont bien documentées. Repositionner ce composé pourrait réduire les coûts et accélérer le développement d’un traitement pour cette maladie qui en est dépourvue.

Bénéfices attendus

Le succès de ce projet fournira une stratégie thérapeutique pour certaines formes de la maladie de Charcot-Marie-Tooth, et constitue une étape essentielle vers les essais cliniques. Il s’agit ici de tester un composé médicamenteux, cette approche pharmacologique est plus facilement transposable à l’Homme en cas de succès de l’étude. Ce travail pourrait être bénéfique pour le traitement d’autres formes génétiques de CMT si un lien moléculaire ou mécanistique entre les différentes formes est découvert.

Procédures

Les 40 animaux de l’étude seront injectés quotidiennement (durée d’injection de quelques secondes) pendant 14 jours consécutifs. Le lundi en semaine 3, 4, 5 et 6 les animaux seront pesés puis 2 tests comportementaux seront réalisés : -test de suspension à une grille inversée (durée 3x60secondes) pour évaluer la force musculaire – test de suspension par la queue (durée 5-10secondes) pour évaluer la neurodégénérescence. A 6 semaines, les animaux réaliseront également un déplacement sur tapis roulant (max 60secondes) pour évaluer leur coordination.

Impact sur les animaux

Dans cette étude, nous utiliserons un modèle de la maladie de Charcot-Marie-Tooth dont les caractérisations ont déjà été effectuées. Le modèle utilisé dans cette étude présente une légère perte de poids, quelques tremblements et des défauts lors du test de hanging ainsi que des défauts histologiques au niveau du nerf à 24 jours. Les animaux ne présentent aucun signe de douleur et aucune incapacité locomotrice n’a été notée jusqu’à l’âge de 16 semaines. Les tests phénotypiques (de suspension, de déplacements) peuvent engendrer un stress physique chez l'animal. Les injections peuvent entrainer une réaction inflammatoire.

Devenir

Les animaux de cette étude seront mis à mort à 6 semaines après caractérisation comportementale, les tissus affectés seront prélevés pour étude histologique.

Remplacement

Le modèle souris étant physiologiquement et structurellement assez proche de l’Homme, il nous permettra d’étudier d’une part la physiopathologie de la maladie de Charcot-Marie-Tooth et d’autre part de mieux comprendre les voies de signalisation impliquées dans le développement de cette maladie. Une étude sur culture de cellules mutantes ne peut être envisagée car les symptômes décrits ne se développeraient pas et la caractérisation du modèle serait alors impossible. De plus, nous ne pourrions pas étudier les bénéfices apportés par le médicament sur l’ensemble de l’organisme, notamment sur la force musculaire et la coordination motrice.

Réduction

Les études histologiques et procédures expérimentales seront réalisées avec un nombre d’animaux qui sera réduit au maximum pour obtenir une puissance statistique suffisante. Les 2 pattes seront utilisées (2 nerfs sciatiques et 2 muscles) afin de réduire le nombre d’animaux nécessaires. Nos connaissances sur les modèles murins et les études réalisées sur d’autres thérapies montrent que 10 souris par groupe pour l'étude comportementale seront nécessaires pour obtenir une étude concluante avec des tests statistiques adéquats.

Raffinement

Les nouveau-nés seront hébergés avec leurs parents jusqu’au sevrage en zone élevage. Après sevrage ils seront hébergés à plusieurs par cage afin d'éviter l'isolement social. La qualité de l’air sera assurée par une ventilation et la température sera maintenue constante. Des nids seront disposés dans chaque cage, avec un accès illimité à la nourriture/boisson. De la nourriture en gel et enrichie sera placée dans les cages afin de faciliter la nutrition des animaux. La litière sera changée hebdomadairement afin de maintenir les animaux au propre et au sec. Les souris sont pesées une fois par semaine afin de surveiller leur état de santé et de s'assurer qu'il n'y a pas de perte de poids significative, qui pourrait entraîner, le cas échéant, l'arrêt du protocole. Le bien-être des animaux sera contrôlé quotidiennement afin de détecter au plus tôt les premiers signes de souffrance comme l’apathie, la prostration, l’abaissement des paupières et l’apparition d’une cyphose. La zone d’injection sera observée quotidiennement (couleur/gonflement) afin de prévenir l’apparition d’une infection. En cas de douleur au cours de l’étude, les antidouleurs risquant de réagir de manière imprévisible avec le médicament et perturber les résultats aux tests, l’animal sera mis à mort prématurément.

Choix des espèces

Afin de comprendre les mécanismes moléculaires aboutissant à la maladie de Charcot-Marie-Tooth et d’évaluer les effets d’une thérapie, nous avons besoin d’effectuer des expériences physiologiques in vivo. Ces mesures ne peuvent pas être réalisées sur d’autres espèces évolutivement plus éloignées de l’Homme car la structure des muscles et des nerfs, les deux tissus principalement touchés, est trop différente. D’une part, une étude sur des cellules ne pourrait pas se suffire à elle-même car les effets sur l’ensemble de l’organisme et l’évaluation des bénéfices sur la structure des fibres nerveuses et musculaires, sur la force générale et sur la coordination motrice seraient impossible à évaluer. D'autre part, une étude sur culture de cellules ne peut être envisagée car le phénotype pathologique ne se développe pas et les bénéfices sur les paramètres décrits ci-dessus ne peuvent être mesurés. Pour augmenter l’activité de la protéine déficiente, nous administrerons un composé pharmacologique pendant 14 jours consécutifs aux souris modèles de la maladie. Nous étudierons les effets de ces injections à 6 semaines, car à cet âge le phénotype de la maladie est exprimé (défauts histologiques des tissus et structurels), ainsi nous pourrons savoir assez tôt si le médicament est bénéfique.

Une hypercalcémie provoquée par administration d'hormone parathyroïdienne, une chirurgie de trente minutes sous anesthésie générale pour implanter un dispositif, un jeûne allant jusqu'à vingt heures la veille, un prélèvement de sang par jour pendant cinquante jours au maximum et jusqu'à cinq séjours de vingt-quatre heures en cage à métabolisme : 16 macaques cynomolgus vont être soumis à des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Le porteur indique que l'hypercalcémie peut entraîner fatigue, tremblements, faiblesse musculaire, vomissements, douleurs abdominales et troubles de la mémoire, et que les effets indésirables des candidats-médicaments ne sont pas prévisibles au démarrage. Il affirme que l'animal reste un "passage obligatoire" avant toute administration à l'homme, et que le macaque a remplacé le chien dans ces programmes. Les 16 macaques survivront au projet et seront réutilisés dans d'autres protocoles si le vétérinaire l'autorise, pour une gravité légère, modérée ou sans réveil.

Objectifs

L'objectif de ce projet est d'évaluer les effets de candidat-médicament sur la régulation de l’hypercalcémie liée à des troubles parathyroïdiens. En effet, l'hormone parathyroïdienne est principalement impliquée dans le métabolisme du calcium de l'organisme et dans la régulation de la calcémie. Chez l’homme ce trouble d’hypercalcémie hormono-dépendante peut avoir plusieurs origines : 1/un hyperparathyroïdisme primaire associé à une production excessive d’hormone parathyroïdienne (PTH) par les glandes parathyroïdes du fait de la présence d’un adénome ou de l’hypertrophie d’une glande, 2/une hypercalcémie humorale maligne, provoquée par la production par une tumeur d’un peptide mimant les effets biologiques de la PTH, la PTH-related protein (PTHrP). Les symptômes d’une hypercalcémie prolongée et sévère peuvent être entre autres une fatigue sévère, des douleurs et fragilisations osseuses ou des défaillances rénales. Chez l’homme, dans le cas d’un hyperparathyroidisme primaire, les traitements sont le plus souvent chirurgicaux mais tous les patients ne sont pas éligibles à la chirurgie, et dans le cas d’une hypercalcémie humorale maligne, les traitements sont généralement symptomatiques.

Bénéfices attendus

A long terme, les bénéfices attendus sont la découverte de nouveaux médicaments pour traiter l'hypercalcémie, une pathologie humaine touchant 2 millions de patients uniquement pour l'hyperparathyroidie primaire en Europe et aux Etats-Unis dont 20% des patients qui ne sont non éligibles à la chirurgie ou qui sont en récidive post chirurgie, soit près de 380 000-400 000 patients. Du fait de la cible thérapeutique, ces nouveaux médicaments pourraient avoir aussi une application en médecine vétérinaire. A court terme, les bénéfices attendus sont de démontrer que le composé testé est actif dans un modèle expérimental d'hypercalcémie.

Procédures

Dans ce projet, les animaux subiront une intervention chirurgicale (30 min) pour implanter un dispoditif médical, sous anesthésie générale, selon un protocole chirurgical et analgésique maitrisé accompagné d'un suivi postopératoire adapté. Les animaux seront mis à jeun la veille de la chirurgie (maximum 20h). Les différents candidats médicaments seront administrés par voie sous-cutanée (2 min) et différents prélèvements sanguins (2 min) seront réalisés (1 fois par jour pendant 50 jours maximum). Pour le recueil urinaire, les animaux seront placés en cage à métabolisme sur une durée maximale 24h (5 fois maximum sur 50 jours).

Impact sur les animaux

Une hypercalcémie légère à modérée telle qu'attendue dans ce projet peut entrainer des symptômes aspécifiques tels que la fatigue, tremblement, faiblesse musculaire, constipation, nausées, vomissements, douleurs abdominales, perte de l’appétit ou encore un dysfonctionnement cognitif (troubles de la mémoire par exemple). L'hypocalcémie susceptible d'être induite par le candidat médicament pourra entrainer les mêmes symptômes qu'une hypercalcémie légère. Dans tous les cas, les niveaux de calcémie seront régulés soit par la modulation des doses de PTH/PTHrP, soit par un supplément d'apport en calcium dans la nourriture. Les animaux de ce projet pourront subir une contrainte liée à la privation de nourriture avant la chirurgie, une contrainte liée à l'hébergement individuel en cage à métabolisme pour la collecte d’urine et à l’hébergement individuel suite à la chirurgie pour la récupération post chirurgie, une douleur équivalente à la piqûre d’une aiguille lors de l'administration des candidats médicaments, de l'anesthésie et des prélèvements sanguins. Les effets indésirables potentiels du/des produits testés ne sont pas prévisibles à l’initiation du projet. Une analyse sera engagée avant toute étude afin d'anticiper les effets indésirables potentiels qui pourraient émerger en fonction de la nature du produit à tester. Ils feront l’objet d’échanges avec les membres de la Structure de Bien-Etre Animal (SBEA) pour adapter les outils d’observations des animaux le cas échéant et mettre en place les traitements nécessaires à leur prise en charge.

Devenir

Les animaux seront généralement réutilisés pour d'autres projets si l'état général des animaux (attesté par le vétérinaire) le permet. Le projet suivant sera de gravité sans réveil, léger ou modéré.

Remplacement

Dans le cadre du développement de nouveaux médicaments, ce projet est réalisé chez le Primate non humain car il n’existe pas de méthode de substitution (in vitro ou in silico) pour évaluer l'efficacité d’une nouvelle molécule. Ou si elles existent, elles ne sont pas suffisantes pour répondre aux objectifs scientifiques du projet. Or, avant toute administration à l’homme, l’animal constitue un passage obligatoire pour l’évaluation de l’efficacité, la toxicité et la pharmacocinétique d’un candidat médicament. A ce jour, le primate non humain est une des espèces non rongeur adaptée à ce type de modèle d’étude et n'est utilisé que si les autres espèces non rongeurs ne sont pas appropriées, pour des différences de métabolisme par exemple.

Réduction

Un nombre minimal et suffisant d’animaux par groupe est utilisé afin d’analyser de façon rigoureuse et efficace les résultats des expériences et d’effectuer des analyses statistiques. Nombre d’animaux minimal et suffisant par groupe pour réaliser une analyse statistique : 4 / par groupe. L’analyse statistique faite sera adpaté au modèle. Une réutilisation des animaux, après avis du vétérinaire, est envisagée et permettra de réduire le nombre réel d’animaux utilisés.

Raffinement

Dans ce projet, le raffinement sera obtenu par : • La mise au point de procédures rigoureuses, • La formation du personnel, • Un suivi quotidien de l’état de santé des animaux, • Le recours à des procédures les moins invasives possibles, • Le suivi d’éventuel signes cliniques, • La détermination des points limites, • Le recours aux procédures d’euthanasie dès que nécessaire, • La réduction du volume sanguin prélevé grâce à l’amélioration de la sensibilité des méthodes d’analyse, • La familiarisation des animaux aux procédures expérimentales, • La mise en groupe des animaux, • La mise en place de jouets dans les cages.

Choix des espèces

Le primate non humain a été démontré selon les critères de l’EMA (Europeen Medicines Agency) comme étant l'espèce animale non-rongeur la plus pertinente dans une approche translationnelle par rapport à l'homme pour le développement de traitement de régulation des troubles de la calcémie liés à une hypo ou hypersécrétion de PTH. Des tests ont été réalisés chez le chien et il a été démontré que chez cette espèce, l’effet de la PTH sur le calcium est différent de chez l'homme. En effet, il a été démontré que le singe est moins sensible aux variations de calcémie produites par la PTH, et donc moins sujet au phénomène de toxicité rénale qui est importante chez le chien. Le singe a donc remplacé le chien dans les programmes de développement de traitements visant à corriger les troubles de la calcémie liés à la parathormone. Animaux adultes. Ce projet n’a pas pour objectif d’étudier les effets du produit sur l’animal à d’autres stades de développement.

15 macaques cynomolgus vont être utilisés, tous tués à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Sous anesthésie générale, ils reçoivent une injection de thérapie génique dans chaque œil, passent un examen oculaire de trente minutes par semaine pendant au moins trois semaines et subissent deux prélèvements de sang, avant que leurs yeux soient prélevés après leur mise à mort. Le porteur décrit une preuve de concept, dont les retombées annoncées pour les malades de la rétine restent renvoyées au long terme. Le choix du macaque tient à la fovéa, absente chez les rongeurs, les chiens et les porcs, et que le porteur dit ne trouver que chez les simiens.

Objectifs

L'utilisation de thérapies géniques dans le cadre de restauration de vision ont vu un essor depuis les 10 dernières années et est testé aujourd'hui dans plusieurs essais pré-cliniques et cliniques chez l'Homme. Une des causes de ce succès grandissant est l'utilisation de virus adénoassociés (AAV) comme vecteur de ces thérapies. En effet, les AAV permettent d'apporter précisément l'agent thérapeutique dans les cellules d'intérêt. En effet, l'enveloppe de ces petits virus, la capside est l'élément permettant de cibler spécifiquement les tissus à atteindre et plus précisément les cellules (ce qui est appelé le tropisme). Ainsi, en modifiant génétiquement les capsides d'AAV, méthodes actuellement à la pointe de la technologie, il est possible d'administrer des thérapies géniques dans des cellules très spécifiques comme les cellules photoréceptrices de la rétine. Toutefois, les capsides des AAV utilisées aujourd'hui pour des essais cliniques ne sont pas encore capable de migrer efficacement entre l'humeur vitrée de l'oeil et la rétine (membrane limitante interne ILM), ce qui limite les méthodes d'administration à des injections sous-rétiniennes, technique invasive et qui ne permet de limiter l'étendue de distribution de l'agent thérapeutique qu'à la région environnante du site d'injection, pouvant parfois représenter moins de 5 % de la rétine. Un moyen plus adapté pour l'administration d'AAV est l'injection intravitréenne (IVI). Cette méthode classiquement utilisée en médecine humaine et vétérinaire est non seulement moins invasive mais également préventive de toute altération anatomique des tissus rétiniens et environnants. Ainsi, l'objectif de ce projet est d'évaluer des outils de thérapie génique robustes, injectables par voie intravitréenne et migrant de manière efficace dans l'œil. L'objectif plus global quant à lui est d'identifier et de caractériser de nouveaux variants de capsides d'AAV, mieux adaptés aux thérapies géniques in vivo de la rétine humaine, qui seront utilisés dans de futurs essais cliniques chez l'Homme.

Bénéfices attendus

A terme, le bénéfice de ce projet fera progresser les connaissances scientifiques concernant l'étude et l'identification de nouveaux outils de thérapie génique ciblant le traitement de maladies touchant le système visuel. À long terme, les découvertes apportées par ce projet serviront de base à l'amélioration de thérapies géniques efficaces permettant de guérir des maladies de la vision.

Procédures

Les interventions seront menées chez le macaque cynomolgus et toutes seront réalisées sous anesthésie générale. Les interventions seront les suivantes : (1) réalisation d'examens oculaires par: 1 examen réalisé pré-injection puis plusieurs examens d’environ 30 minutes par animal à raison d’un examen toutes les semaines pendant la phase d’incubation (minimum 3 semaines) ; (2) injections intraoculaires de la thérapie génique (une seule injection par oeil d’une durée d’environ 5 min) ; (3) deux prélèvements sanguins réalisés sous anesthésie générale ; (4) prélèvement des yeux réalisé sous couverture analgésique et anesthésie profonde suivi de la mise à mort de l’animal.

Impact sur les animaux

Les nuisances attendues sur les animaux sont un stress provoqué par la réalisation de certains gestes techniques tels que la capture de l’animal, l’injection de l’anesthésique, les contentions répétées (pendant 5-7 jours post injection) pour d’éventuels soins consécutifs à l'injection. Les administrations, bien que réalisées sous anesthésie générale et couverture analgésique, peuvent engendrer un léger inconfort au niveau de la zone d’injection les jours suivant l'injection et provoquer une légère réaction inflammatoire de la sclère. Sur le plan expérimental, les AAV injectés peuvent engendrer dans de très rare cas une réaction inflammatoire non souhaitée dans l'humeur vitré.

Devenir

L'ensemble des animaux ayant reçu les AAV seront mis à mort pour prélèvements et analyses de tissus oculaires.

Remplacement

Les maladies rétiniennes héréditaires affectent les cellules photoréceptrices de la fovéa et les outils de thérapie génique ciblent ces cellules, c'est pourquoi l’utilisation de modèles animaux tels que les rongeurs n'est pas possible car ils ne possèdent pas de fovéa, structures oculaires cible dans cette étude. De plus, les vecteurs viraux qui seront utilisés ont été testés et validés in vitro sur des explants rétiniens humains et permettent de restaurer la sensibilité à la lumière. La technique proposée dans ce projet aura pour objectif la validation d'une preuve de concept visant à plus long terme une application pour des études cliniques chez l'Homme. Ce passage à la clinique nécessite donc cette phase sur modèle animal.

Réduction

Le nombre d’animaux utilisé pour ce projet a été réduit à son maximum afin d’obtenir des résultats statistiquement fiables. 15 macaques seront ainsi utilisés sur 5 ans. Ce nombre d'animaux a été défini en fonction d'études similaires réalisées chez le PNH et montrant des résultats positifs quant à l'intégration d'AAV administrés par injection intravitréenne. Les vecteurs ont déjà été évalué sur des modèles rongeurs ainsi que sur des modèles organoïdes et seront injectés dans les deux yeux permettant de réduire ainsi le nombre d'animaux utilisé. Les analyses statistiques qui seront conduites afin de comparer les cellules ayant intégré ou non les AAV permettront de démontrer de manière fiable les résultats obtenus et l'efficacité de l'outil de thérapie génique.

Raffinement

Pour chaque procédure réalisée, les interventions seront réalisées sous anesthésie générale complétée par des compléments analgésiques et anti-inflammatoires. L’ensemble des méthodes expérimentales a été pensé et choisi pour éviter toute souffrance des animaux et des points limites ont été établis afin de soustraire l’animal à la souffrance en cas d’effets indésirables. Les animaux seront hébergés en groupes sociaux, dans des animaleries respectant les standards prévus par la réglementation et dans un environnement adapté et enrichi (enrichissements structurels, jouets, litière pour fourrager, socialisation).

Choix des espèces

Les maladies de la vision humaine pour lesquelles le bénéfice du développement de thérapie génique est le plus porteur concerne les maladies altérants les photorécepteurs de la fovea, partie centrale de la rétine. Cette région de l’oeil contient les cônes nécessaires à la vision des couleurs et n’est pas présente chez le rongeur, les chiens ou les porcs invalidant par conséquent leur utilisation pour ce type d'étude. Le primate non-humain (PNH) a ainsi été choisi car la fovéa n’est présente que chez les simiens (homme inclus). Le modèle PNH choisi et accessible est le macaque cynomolgus. Cette espèce est l’une des espèces de PNH la plus utilisée en recherche pour ce type d’étude. En effet, le macaque cynomolgus présente une structure anatomique de la rétine similaire à celle de l'Homme avec la présence de la fovéa. Ce projet sera réalisé avec des animaux adultes âgés de 3 à 5 ans de manière à ce que les structures oculaires soient développées.