Recherche appliquée

Des administrations répétées, jusqu'à deux par jour pendant quatre semaines, précèdent des tests de douleur sur 3 600 souris et 2 400 rats. Ces 6 000 animaux subissent des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, 5 500 sont tués et 500 pourront être réutilisés dans d'autres projets s'ils n'ont reçu que les traitements contrôles. Les voies d'administration vont de l'orale à l'intradermique, et chaque animal est isolé de ses congénères jusqu'à soixante minutes pour les phases de test, d'habituation ou de récupération. Le porteur annonce des modèles comportementaux censés reproduire chez le rongeur le symptôme de la douleur humaine, et des tests provoquant des douleurs de moins de trente secondes, sans nommer un seul de ces tests.

Objectifs

La douleur est une expérience complexe, sensorielle et émotionnelle, aigue ou chronique, mettant en jeu des récepteurs et nerfs présents dans tout l’organisme ainsi que des régions cérébrale spécifiques. Indépendamment de la cause, la douleur doit être prise en charge afin de soulager le patient avec des traitements qui reposent essentiellement sur les médicaments antalgiques (3 niveaux en fonction de l’intensité de la douleur incluant le paracétamol, la codéine, la morphine). D’autres substances peuvent aussi être utilisées telles que les anesthésiques locaux, des antispasmodiques, des antidépresseurs ou encore des relaxants musculaires. Mais ces traitements symptomatiques peuvent entrainer des effets indésirables selon les substances utilisées : nausées, somnolence, dépendance… Ce projet a pour objectif d’étudier les effets de nouvelles entités pharmacologiques synthétisées ou acquises au sein du laboratoire dans des modèles comportementaux chez le rongeur permettant de mimer le symptôme la douleur chez l’homme. Ce projet implique l’obtention de données comportementales chez l'animal nécessaires pour envisager la poursuite du développement de produits pharmacologiques chez l’humain.

Bénéfices attendus

A court terme, il s’agira de démontrer à l’aide de données chez l'animal l’efficacité potentielle de nouvelles entités pharmacologiques : les procédures mises en œuvre permettront de mesurer la capacité de nouvelles molécules à moduler les symptômes de la douleur chez le rongeur, de les comparer et ainsi de choisir la meilleure selon des critères de sélection pour l’application thérapeutique choisie. A long terme, ce projet permettra de générer des données scientifiques pré-cliniques robustes indispensables au processus de développement de nouveaux candidats médicaments, notamment avant le passage en phase de tests chez l'Homme.

Procédures

Au cours de ce projet, les animaux seront soumis à des administrations dont la voie (orale, intrapéritonéale, intra-veineuse, intra-musculaire, sous-cutanée ou intra dermique ) , la fréquence d’administration (aigüe ou chronique, dans ce cas pas plus de 2 administrations/jour) ainsi que la durée (période maximale de 4 semaines) seront adaptées en fonction des objectifs de recherches. Les délais d'administration avant les phase de test seront de 0 à 4h. Pour chaque administration, une courte contention (

Impact sur les animaux

Au cours de ce projet, les animaux recevront des administrations de composés/inducteurs avant les évaluations comportementales. Il est possible que la courte contention alors nécessaire (

Devenir

Les animaux traités avec des composés pharmacologiques qui risqueraient d’interagir avec d’autres expérimentations dans le but d’une réutilisation seront mis à mort. Certains animaux, les animaux contrôles de la procédure 1, pourront cependant être réutilisés pour d’autres projets en fonction des objectifs de recherche si la gravité réelle a été de contrainte légère ou modérée. La décision sera prise par le responsable projet (une personne compétente désignée par lui) ou le vétérinaire.

Remplacement

L’objectif de ce projet est d’évaluer les effets de nouvelles entités pharmacologiques sur le symptôme de la douleur dans le cadre du développement de nouveaux médicaments. Il n’existe à ce jour pas de méthode de substitution (in vitro ou in silico) suffisante pour répondre aux objectifs scientifiques de ce projet c’est pourquoi l’utilisation de modèles in vivo est indispensable avant toute administration à l’homme, la souris et le rat étant ici les espèces les plus adaptées.

Réduction

Un effectif minimum et suffisant de 12 animaux par groupe expérimental est prévu afin d’obtenir une robustesse satisfaisante des tests statistiques. En fin de procédure, les animaux (en particulier les contrôles) seront au maximum réutilisés dans d’autres projets comportementaux ou bien pour des analyses histologiques faisant l’objet d’autres projets.

Raffinement

Les animaux sont hébergés en animalerie centrale et restent 5 jours en acclimatation avant toute expérimentation. Tout au long des études, les animaux sont hébergés en groupe (nombre maximal défini par la règlementation en cours) dans des cages adaptées à l’espèce avec la présence d’enrichissement de milieu (tunnel, Sizzle pad pour nidification…) ou isolés de leurs congénères pour les tests lors de périodes les plus courtes possibles (moins de 60 min) selon les besoins de la procédure. Le change des cages se fait 1 à 2 fois par semaine. Les animaux sont observés chaque jour, et font l’objet d’un suivi par l’expérimentateur chaque semaine avec entrée des observations (et des éventuelles actions prises) dans une base de données. Les membres de la SBEA (Structure Bien-être Animal) effectuent une observation mensuelle de tous les animaux. En cas d’atteinte d’un des points limites définis plus loin, l’animal est écarté de l'étude pour subir les soins essentiels ou être euthanasié si nécessaire. Le raffinement sera aussi obtenu grâce au recours à des procédures les moins invasives possibles ainsi qu’à la familiarisation des animaux aux procédures expérimentales (période d’habituation aux pièces et dispositif expérimental, phase de familiarisation aux manipulations, administrations…).

Choix des espèces

Le rat et la souris sont déjà largement caractérisés d’un point de vue comportemental et neurochimique et ils ont un système nerveux suffisamment évolué pour envisager raisonnablement une extrapolation à l’homme de certains résultats. De nombreux parallèles existent en effet entre les caractéristiques comportementales étudiées chez le rat ou la souris et les caractéristiques du comportement humain. Ce sont les espèces animales les plus pertinentes et couramment utilisées pour évaluer les effets de substances sur la douleur. Les animaux sont utilisés au stade adulte chez la souris comme chez le rat. Ce projet n’a pas pour objectif d’étudier les effets de produits sur l’animal à d’autres stades de développement. De plus, les tests de douleur décrits dans ce projet sont classiquement réalisés dans la littérature sur des animaux adultes, avec un développement cérébral complet et des capacités motrices et cognitives fonctionnelles.  

Deux heures d'anesthésie générale par séance d'imagerie TEP, et jusqu'à deux transports de quarante-cinq minutes entre deux établissements : 120 souris vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Elles reçoivent un vecteur de thérapie génique par injection intraveineuse rétro-orbitale, geste auquel le porteur associe un risque rare d'hémorragie, d'atteinte oculaire ou d'infection, puis un radiotraceur en perfusion, puis un prélèvement de sang. Toutes sont tuées à la fin, les analyses histologiques et biochimiques d'efficacité se faisant post mortem. Le porteur utilise deux lignées génétiquement modifiées à partir de douze mois, âge auquel leur cerveau présente les lésions de la maladie d'Alzheimer, et les suit sept semaines.

Objectifs

L’objectif du projet est d’évaluer l’effet thérapeutique d’une approche de thérapie génique et valider un biomarqueur d’imagerie nucléaire chez deux lignées de souris génétiquement modifiées, modèles de la maladie d’Alzheimer. Ce projet se déroulera sur 2 sites (EU 1/2 et 2/2) pour l'accès au système d'imagerie spécifique et les competences liées à cette imagerie qui ne sont disponible que dans le second établissement utilisateur.

Bénéfices attendus

Le bénéfice du projet sera d’établir la preuve de concept de l’efficacité d’une nouvelle thérapie génique pour la maladie d’Alzheimer et de valider un biomarqueur d’imagerie pour le suivi de cette pathologie chez deux modèles souris de cette pathologie. Si le projet permet de confirmer la pertinence de ce biomarqueur, celui-ci pourrait potentiellement être utilisé en clinique Humaine pour le diagnostic ou le suivi de plusieurs maladies neurodégénératives. De plus, si l’efficacité de l’une des thérapies testées est avérée cela pourrait permettre de proposer des essais cliniques chez l’Homme, et donc à long terme d’améliorer la prise en charge des patients atteints de maladie d’Alzheimer, pathologie pour laquelle il n’existe à l’heure actuelle aucun traitement curatif et qui touche près de 900 000 personnes rien qu’en France.

Procédures

Une partie des animaux recevront une injection intraveineuse (durée 5 min) sous anesthésie générale (EU1/2). Ils seront ensuite transportés entre deux établissements utilisateurs par un transporteur agréé (45 minutes maximum, 2 fois maximum). Ils réaliseront une procédure d’imagerie par tomographie par émission de positrons (EU2/2) sous anesthésie générale, (durée 2 heures) durant laquelle une injection intraveineuse d’un produit nécessaire à l’imagerie (radiotraceur) sera réalisée en perfusion pendant 2 minutes (EU2/2). Cet examen pourrait être réalisé une 2ème fois (maximum) si l’on rencontrait un problème avec le radiotraceur lors de la première imagerie. Un prélèvement de sang sera réalisé sur les animaux sous anesthésie générale (EU1/2, 1 fois, durée 2 minutes). Les animaux seront euthanasiés par une méthode règlementaire en fin de procédure (EU1/2).

Impact sur les animaux

Les effets indésirables possibles sont (dans l’EU1 sur 2) : un risque modéré cardio-respiratoire et hypothermique durant les anesthésies; un léger stress lors des anesthésies générales; une légère douleur liée à la piqure de l’aiguille suite aux Injections intrapéritonéales, une légère douleur liée à la piqure de l’aiguille suite aux Injections intraveineuses rétro-orbitale du vecteur viral (durée 5 mn, sous anesthésie générale). Il existe un risque rare d’hémorragie, d’atteinte oculaire ou d’infection suite à cette injection intraveineuse. enfin, une légère douleur au point de prélèvements lors de la prise de sang (durée 5mn, sous anesthésie générale) et un stress lié au transport entre les 2 établissements utilisateurs et au changement d’environnement. Dans l’EU 2 sur 2, les effets indésirables sont une légère douleur liée à l’injection intraveineuse du ligand radioactif; un risque modéré cardio-respiratoire et hypothermique durant les anesthésies. De plus, lors du réveil les animaux peuvent être désorientés et stressés. Et enfin, un stress faible de l’animal lors des contentions tout au long de nos expériences.

Devenir

Tous les animaux injectés avec la thérapie génique à évaluer et leurs contrôles seront euthanasiés, car les prélèvements et analyses (histologique et biochimique) sont nécessaires en post-mortem pour recueillir nos données d’efficacité.

Remplacement

Le projet vise à valider une thérapie génique pour la maladie d’Alzheimer, incurable à l’heure actuelle chez l’Homme, mais aussi à valider in vivo un biomarqueur permettant de suivre ou diagnostiquer la maladie. Les modèles in vitro (modèles de cellules de neurones en culture) ont permis de mettre en évidence des effets au niveau moléculaire/cellulaire de notre approche de thérapie génique ; elle nécessite à présent d’être validée dans un contexte physiologique de mammifère. Le tissu nerveux ne pouvant être accessible chez l’Homme et les essais thérapeutiques ne pouvant être testés directement chez l’Homme, il est essentiel de prouver l’efficacité de notre approche dans une étude pré-clinique chez l’animal. La souris représente un modèle pertinent dans notre cas puisque des modèles de la maladie d’Alzheimer associés à la mutation génétique que nous voulons cibler ont été créés chez cette espèce.

Réduction

Nous limitons au maximum le nombre d’animaux par groupe en maintenant des résultats fiables. Compte tenu de la littérature et des effets attendus, un test de puissance statistique a été utilisé pour déterminer le nombre minimum d’animaux nécessaires. De ce fait un nombre de 20 souris par groupe a été choisi, ce qui va nous permettre de limiter la variabilité inter-animale et inter-groupe, et de réaliser des tests statistiques fiables. Nous utiliserons deux lignées de souris génétiquement modifiées mais dans un souci de réduction nous utiliserons un seul groupe contrôle de souris non génétiquement modifiées pour ces deux lignées pour l’évaluation de la thérapie génique d’intérêt. Nous prévoyons au cours du projet un nombre total maximal de 120 souris. De façon générale nos résultats seront analysés statistiquement avec les tests statistiques appropriés.

Raffinement

Dans la réalisation de ce projet, la procédure a été mise en œuvre afin de permettre une interprétation fiable des résultats dans le respect du bien-être animal en limitant au maximum la douleur et le stress. Les conditions d’hébergement sont conformes à la réglementation, les animaux auront accès à l’eau et à la nourriture (adaptée à leur stade physiologie) à volonté et ils bénéficieront d’un enrichissement réglementaire. En cours de procédure une attention particulière est portée à nos animaux afin de garantir leur bien-être grâce à une surveillance quotidienne, la mise en place de points limites et de soins adaptés Les animaux seront hébergés en groupe, en cas d’agressivité les animaux seront séparés ou isolés. Un animal peut se retrouver seul lorsqu'il est le dernier animal de la cage et qu'aucun regroupement n'est possible (sexe, âge), dans ce cas, on lui rajoute une maisonnette dans sa cage en plus des enrichissements habituels. Nous incluons dans notre étape d’injection uniquement des animaux qui font plus de 20g pour une meilleure récupération des animaux à l'anesthésie et à l'intervention, avec la mise en place de gel ophtalmique et la prévention de l’hypothermie en plaçant les souris sur un tapis chauffant. Un suivi rapproché est effectué au réveil. Les transports entre les 2 établissements seront réalisés par un transporteur agrée et dans des conditions contrôlées. Une phase d'acclimatation sera respectée avant toute manipulation dans le deuxième établissement. Les injections intraveineuses et la prise de sang seront réalisées sous anesthésie pour éviter le stress des animaux. Nous injectons un sédatif avant l’euthanasie pour éviter la douleur de l’injection et obtenir une pré-sédation. Des points limites sont définis et seront respectés pour éviter toute souffrance animale.

Choix des espèces

Pour notre projet, nous avons besoin d’un modèle de la pathologie afin d’étudier les effets de notre thérapie génique sur la cible d’intérêt, et pouvoir évaluer notre biomarqueur d’imagerie dans le cadre de la maladie d’Alzheimer. De nombreux modèles de souris génétiquement modifiés ont déjà été mis au point, et deux modèles d’intérêts ont été sélectionnés pour notre projet. Les animaux utilisés pour l’évaluation de notre thérapie génique et de notre biomarqueur seront utilisés à partir de l’âge de 12 mois car il s’agit de l’âge où ils présentent des signes de la pathologie (au niveau du tissus du cerveau). Ils seront ensuite suivis 7 semaines pour l’évaluation de notre approche thérapeutique.

Des ultrasons focalisés ouvrent temporairement la barrière qui protège le cerveau de 36 souris, le temps d'y faire entrer une molécule radioactive. Ces souris vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré et toutes tuées à l'issue, pour que soient recherchées les conséquences des ultrasons et la distribution du produit dans leur cerveau. Chacune fait l'aller-retour entre deux animaleries, subit une IRM de contrôle, reçoit le traceur par voie intraveineuse et enchaîne jusqu'à huit séances d'imagerie d'une heure sous anesthésie. Le porteur signale que l'ouverture par ultrasons peut provoquer des microhémorragies cérébrales ou un œdème, écrit qu'aucun effet indésirable n'est attendu sur les animaux, et limite le projet aux expériences qu'il juge "absolument indispensables".

Objectifs

L’objectif global du projet est de développer une nouvelle molécule radioactive pour identifier en scintigraphie une protéine dans la maladie d’Alzheimer chez l’humain. Evaluer l’entrée de la molécule radioactive dans le cerveau d’une souris après application d’ultrasons. Evaluer la distribution de la molécule radioactive dans le cerveau de ces souris. Ce projet se déroulera dans deux établissements utilisateurs différents mais voisins.

Bénéfices attendus

Confirmer que la molécule radioactive reconnait sa cible dans le cerveau des souris. Cette étape permettra de poursuivre le développement de la molécule radioactive, le but étant de pouvoir l’utiliser chez l’humain pour le diagnostic précoce et le suivi des traitements de la maladie d’Alzheimer.

Procédures

Les souris seront transportées depuis leur animalerie d’hébergement jusqu’à une plateforme d’imagerie (10 min) dans laquelle elles seront anesthésiées afin d’effectuer une ouverture temporaire de la barrière protégeant le cerveau pour faire entrer la molécule radioactive (durée quelques minutes), et toujours sous anesthésie des images IRM pour confirmer cette ouverture. Les animaux réveillés retournent dans leur établissement utilisateur principal pour injection intraveineuse de la molécule radioactive, à la suite de laquelle des images seront réalisées à différents temps, sous anesthésie (durée maximum d’une heure par image, jusqu’à 8 temps d’imagerie).

Impact sur les animaux

La procédure d’ouverture de la barrière du cerveau par ultrasons peut entrainer de possibles microhémorragies cérébrales ou un œdème identifiable en imagerie. Aucun effet indésirable n’est attendu sur les animaux qui sont sous anesthésie gazeuse pendant les sessions d’imagerie. Le transport et le changement d’animalerie peuvent induire un stress léger lié au balancement des cages et au changement de température. La cage sera transportée avec soin et isolée des stimuli extérieurs ainsi que thermiquement. Le transport sera également inférieur à 10 min. Le réveil d’anesthésie ainsi que l‘injection intraveineuse de la molécule radioactive peuvent également causer un stress léger.

Devenir

A la fin de la dernière session d’imagerie, les souris seront mises à mort. Des analyses post mortem seront effectuées pour détecter d’éventuelles conséquences de la procédure d’ultrasons et pour déterminer la distribution de la molécule radioactive dans le cerveau.

Remplacement

Des modèles in vitro de la membrane protégeant le cerveau ont été développés à partir de cellules animales ou humaines. Malheureusement, les techniques in vitro démontrent une perte rapide de leurs propriétés. Leur utilisation est donc limitée. Néanmoins, ces modèles nous ont permis de réaliser des études préliminaires de sélection, mais seuls les modèles in vivo nous permettront l’étude du passage des molécules radioactives définitives et la reconnaissance de la cible, en raison de la combinaison de tous les aspects complexes du cerveau.

Réduction

Nous limitons le projet aux seules expériences considérées comme absolument indispensables chez l’animal. Au total 36 souris seront utilisées. Il s’agit du minimum d’animaux nécessaire afin de pouvoir obtenir des résultats exploitables durant le protocole prévu. L’imagerie permet également de réduire le nombre d’animaux puisqu’une même souris peut être imagée à plusieurs reprises si elle n’est pas mise à mort en fin de procédure.

Raffinement

Une attention particulière sera apportée au bien-être des animaux avec ajout d’objets récréatifs , un hébergement par groupe et un suivi de leur bien-être sera effectué quotidiennement. Des points limites adaptés aux modèles permettront de réduire le stress et la souffrance. Les sessions d’imagerie seront réalisées sous anesthésie générale, avec une anesthésie inférieure à 1h. Les animaux seront placés sur un lit avec couverture chauffante le temps de l’imagerie et la fréquence respiratoire sera monitorée en continu afin de contrôler le degré d’anesthésie et de le moduler si nécessaire, un médicament contre la douleur pourra également être administré. Le transport et changement d’animalerie se fera avec soin en isolant les animaux des stimuli extérieurs. La cage sera transportée avec soin et isolée des stimuli extérieurs ainsi que thermiquement. Le transport sera également inférieur à 10 min.

Choix des espèces

Il existe des modèles de souris génétiquement modifiées présentant la cible pathologique étudiée. Le protocole concernera uniquement des souris adultes car la maladie se développe progressivement dans le temps et n’est donc détectable qu’à l’âge adulte.

Une chirurgie de trente à quarante minutes déclenche l'accumulation d'alpha-synucléine dans le cerveau de 60 souris adultes, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Suivent des injections sous la peau cinq jours par semaine pendant deux à quatre semaines selon les groupes, et une pesée hebdomadaire. Le peptide testé doit franchir la barrière hémato-encéphalique et bloquer l'agrégation de la protéine, et le porteur affirme qu'il n'existe "pas d'alternatives" à l'expérimentation animale pour en démontrer l'efficacité et l'innocuité. Toutes sont tuées à la fin, par thoracotomie et perfusion intracardiaque destinées à fixer les tissus avant analyse.

Objectifs

La plupart des molécules destinées à la thérapie de maladies neurodégénératives qui ont une efficacité in vivo n'atteignent pas leurs cibles parce qu'elles sont incapables de traverser la barrière hémato-encéphalique (BHE) qui protège le cerveau chez les vertébrés et même les invertébrés. L'une des stratégies non invasives les plus prometteuses pour l'administration de médicaments au système nerveux central (SNC) est l'utilisation de peptides qui traversent la BHE. Ces peptides sont capables d'améliorer le passage des composés à travers la BHE sans en altérer l'intégrité. Ils sont économiques, chimiquement polyvalents et non immunogènes selon des résultats déjà obtenus chez la souris saine. De plus, ces peptides combinent un ciblage sélectif et spécifique. Ils sont mieux adaptés que les petites molécules, ils présentent une faible toxicité et sont moins enclins à générer des mécanismes de résistance aux médicaments administrés de façon quotidienne à long terme. La maladie de Parkinson est reconnue comme la deuxième maladie neurodégénérative la plus fréquente. Cette pathologie touche environ 1% de la population de plus de 60 ans. La prévalence de la maladie augmente avec l'âge. Le coût économique direct et indirect estimé par patient tourne autour de 100.000 euros. Les traitements existants ne sont pas curatifs et ont des effets secondaires importants. Il s'agit donc d'une pathologie qui nécessite de développer des nouvelles approches thérapeutiques. La thérapie ici proposée utilise les dernières avancées en termes d’ingénierie peptidique pour permettre une pénétrance de la BHE optimisée, et combine cela à une stratégie d’arrêt d’accumulation de la protéine alpha-synucléine qui est clé dans le développement de la maladie de Parkinson. On testera ainsi l’effet protecteur de peptides anti-agrégation d’alpha-synucléine embarqués dans une navette qui les aide à traverser le BHE et arriver au cerveau de la souris parkinsonienne après avoir été injectés sous la peau.

Bénéfices attendus

A ce jour, il n’existe aucun traitement curatif pour soigner la maladie de Parkinson, les traitements non-invasifs actuels ne traitent que les symptômes et ont, à terme, des effets secondaires assez importants, menant certains patients à arrêter le traitement. C’est pour cette raison que des nouvelles thérapies non-invasives sont toujours nécessaires. Le traitement que nous proposons est un peptide thérapeutique qui bloque l’interaction entre deux protéines dérégulées dans cette pathologie, une phosphatase et une kinase, et empêche ainsi l’accumulation pathologique d’alpha-synucléine. Ceci devrait conduire à une modification significative de la progression de la maladie de Parkinson si le traitement est administré précocement après le diagnostic.

Procédures

Les souris adultes seront sujettes à une seule procédure chirurgicale (30-40min) pour induire l’accumulation d’alpha-synucléine dans le cerveau, puis à un traitement par administration du médicament 5 jours par semaine (5min/jour) pendant 2 ou 4 semaines selon les groupes expérimentaux. Les souris seront pesées toutes les semaines. Lors de d’euthanasie les animaux subiront une thoracotomie pour permettre une perfusion intracardiaque et fixation des tissus.

Impact sur les animaux

Délivrer l’alpha-synucléine dans le cerveau nécessite une chirurgie ce qui peut entrainer une douleur modérée et transitoire péri-opératoire. Le traitement par injection sous la peau journalière pendant 2 à 4 semaines peut entrainer également un stress de manipulation/contention de l’animal. Une pesée hebdomadaire sera effectuée pour contrôler la normalité de la courbe de poids tout au long de l’expérience.

Devenir

A la fin de la procédure, les animaux seront euthanasiés par des méthodes adaptées et validées pour la réalisation d’une analyse post mortem complète des tissus.

Remplacement

Il n’existe pas à ce jour d’alternatives à l’expérimentation animale pour faire la preuve de concept d’efficacité et sécurité de notre thérapie/peptide. Il est nécessaire de prouver une efficacité de passage de la BHE en conditions physiologiques chez le modèle animal rongeur puis une bonne distribution dans les régions ciblées dans le cerveau. De même, la démonstration de l’innocuité du traitement impose la présence d’un système immunitaire fonctionnel ce qui est absente dans les cultures cellulaires. Cela justifie donc l’utilisation des modèles murins.

Réduction

Une simulation statistique précise a été réalisée pour déterminer le nombre minimum d’animaux par groupe, nécessaire pour observer des effets significatifs compte tenu de la variabilité de la technique d’analyse prévue (histologie). Cette simulation est fondée, d’une part, sur des données obtenues dans la littérature scientifique et, d’autre part, sur les résultats que nous avons observés dans le passé lors d’expériences similaires menées dans le laboratoire.

Raffinement

Le suivi quotidien des souris hébergées en groupe dans un milieu enrichi, fournissant une palette de stimulations cognitives et motrices pour les animaux, et l’application de critères d’arrêt en élevage et en expérimentation permettra de garantir leur bien-être. En cas d’apparition d’effets inattendus, le vétérinaire de l’installation sera alerté afin de mettre en œuvre des traitements appropriés qui vont du soutien nutritionnel adapté à l’administration de médicaments. L’état de santé des animaux sera surveillé tout au long de l’expérience. Le protocole d’anesthésie et d’analgésie de la procédure chirurgicale a été défini et validé par une équipe vétérinaire et est implémenté en routine dans le laboratoire avec des résultats satisfaisants. Les animaux bénéficieront d’une période d’adaptation à l’arrivée dans l’animalerie, de récupération après chirurgie et d’adaptation à la manipulation pour traitement quotidien qui ont pour objectif de garantir des conditions physiologiques et d’assurer un minimum de souffrance et stress pendant le protocole. La surveillance rapprochée et la mise en place de points limites (et de points d’alerte en amont des points limites) permettent d’évaluer une perte de poids, une infection, un changement de comportement en lien avec une douleur/ nuisance liée aux interventions.

Choix des espèces

Les régions les plus touchées du cerveau des patients atteints de la maladie de Parkinson sont la substance noire, où résident les noyaux des neurones dopaminergiques, et le striatum où se trouvent leurs terminaisons. Les modèles invertébrés ne possèdent pas de striatum. Les souris envisagées dans ce projet permettent d’étudier les neurones ciblés dans leur environnement cérébral complexe. De la même façon, les peptides utilisés dans ce projet doivent traverser une BHE, ce qui est difficilement atteignable sur des cultures cellulaires. La maladie de Parkinson est une maladie qui se déclare chez l’adulte. Pour cette raison, les animaux utilisés dans le protocole seront des animaux adultes avant le début de l’induction de l’agrégation d’alpha-synucléine et du traitement pour réduire ou empêcher son agrégation. De plus, l’innocuité du traitement et l’efficacité de passage à travers la BHE nécessite une physiopathologie adulte pour augmenter la fiabilité de la prédiction des résultats chez l’homme.

Un tube enfoncé par l'œsophage jusqu'au rumen, la tête immobilisée dans un lève-tête, quarante-huit prélèvements par animal sur six semaines : six vaches laitières taries subissent ces procédures, déclarées d'un niveau de souffrance modéré. Chacune donne trois prélèvements de jus de rumen et six prises de sang par journée d'expérience, en alternant tubage gastro-œsophagien et prélèvement par la canule ruminale dont elles sont déjà équipées, une endoscopie de l'œsophage devant ensuite rechercher d'éventuelles lésions. L'objet déclaré est d'évaluer leur bien-être pendant ces prélèvements, et le porteur renonce pourtant au spray anesthésiant local pour rester "le plus représentatif possible des conditions de prélèvement utilisées dans ce type de recherche". Aucune vache n'est tuée, toutes rejoignent leur troupeau à la fin de l'étude.

Objectifs

Le recours à des bovins fistulés au niveau du rumen permet de réaliser des prélèvements de contenu ruminaux d’intérêt pour la recherche. L’utilisation des vaches fistulées est aujourd’hui remis en cause et des alternatives doivent être recherchées. Parmi elles, le prélèvement par tubages gastro-œsophagien est à évaluer. A ce jour, les seules études ayant comparé le prélèvement par tubages gastro-œsophagien vs. par canule se sont concentré sur la qualité des prélèvements (Boudon et al., en cours de soumission). Il s’agissait de déterminer si la qualité de ces prélèvements était suffisante pour i) être utilisés pour inoculer des fermenteurs de type batch et pour ii) étudier leur microbiote. A notre connaissance, aucune étude ne s’est intéressée au ressenti du bovin pendant et après ces prélèvements. L’objectif de cet essai est donc de comparer le bien-être de bovins pendant et après des prélèvements de contenu ruminal par tubage gastro-oesophagien vs. par canule ruminale. Pour répondre à ces objectifs, six vaches laitières taries équipées de canules ruminales (vaches fistulées), seront soumises successivement à des prélèvements du contenu ruminal par prélèvement gastro-oesophagien (PGO) et par canule (PC). Pour prendre en compte la variabilité individuelle et de réduire le nombre d’animaux soumis aux prélèvements, chaque vache sera son propre témoin. Les prélèvements se dérouleront en 2 périodes expérimentales de 3 semaines chacune, les animaux seront répartis en deux lots, : - Le lot 1 sera prélevé par PGO, puis par PC – Le lot 2 sera prélevé par PC, puis par PGO. Chaque semaine, chaque vache sera prélevée un jour par semaine, avec trois prélèvements par jour. La veille du premier prélèvement de la période, la procédure sera mimée trois fois (aux mêmes horaires que le lendemain) : le bovin sera contenu, le manipulateur mimera le geste sans réaliser le tubage ni l’ouverture de la canule. Au total, chaque vache sera prélevée pendant 6 semaines, et aura subi 9 PGO (3 prélèvements x 3 semaines) et 9 PC (3 prélèvements x 3 semaines), ainsi que 3 prélèvements mimés pour le PGO et pour le PC. Les réponses des bovins seront suivies via des mesures comportementales et physiologiques pendant et après le prélèvement. Pour caractériser la possible présence d’atteintes tissulaires liées à la procédure PGO, une endoscopie œsophagienne sera réalisée sur chaque vache par un vétérinaire: au début, entre les deux périodes expérimentales et en fin d’expérimentation.

Bénéfices attendus

Les résultats de cette étude permettront d’avoir une vue d’ensemble sur la manière dont les prélèvements par PGO et PC impactent le bien-être des bovins. Cela permettra d’adapter, dans de futurs projets, les méthodes de prélèvements pour raffiner les expériences nécessitant de collecter du contenu ruminal.

Procédures

Durant les 6 semaines de l'expérimentation, nous réaliserons chaque semaine les prélèvements suivants : – 3 prélèvements de jus de rumen par vache sur une journée (8h30, 13h30, 16h30) pour nous permettre d’étudier la réponse de l’animal en fonction du remplissage du rumen : avant le repas ; 3h après le repas et 6h après le repas. Le volume prélevé sera à chaque fois de 100mL. – 6 prélèvements de sang à la queue sur une journée (un au moment de la contention, i.e. mise au cornadis, et un 20 minutes après la fin du prélèvement PGO ou PC pour avoir le pic de cortisol plasmatique), soit 2 prélèvements de sang/PGO ou PC = 6 prélèvements de sang par jour. Le volume prélevé lors de chaque prise de sang sera de 3 x 5 mL, soit 75 mL au total par jour. Sur la totalité de l’étude, chaque vache sera prélevée 48 fois : – P1 : 1 jour sham et 3 jours de manip = 24 prélèvements au total – P2 : 1 jour sham et 3 jours de manip = 24 prélèvements au total. Nous avons déjà réalisé une telle fréquence de prélèvement par jour sur des vaches adultes femelles à la veine coccygienne, sans jamais avoir été confronté à des complications.

Impact sur les animaux

Les effets du prélèvement de contenu ruminal par la canule (PC) et par tubage gastro–oesophagien (PGO) sur les bovins est à ce jour inconnu. Au regard de ce qui est observé chez le mouton lors de vidage total de rumen, nous pouvons nous attendre à un effet limité pour le PC. En effet le vidage total de rumen n’avait entraîné qu’un effet très limité sur la fréquence cardiaque des animaux expérimentaux, ce qui laisse suggérer qu’un simple prélèvement par la canule aura des effets similaires ou inférieurs que ceux observés dans le cadre d’un vidage total de rumen. En revanche, nous pouvons nous attendre à ce que le PGO déclenche une réaction aiguë plus intense (stress, agitation, comportement de défense) mais de courte durée, à l’instar de ce qui est observé lors d’autres prélèvements comme la ruminocentèse. La mise à mort des animaux en fin d’expérimentation n’est pas envisagée.

Devenir

Tous les animaux seront gardés en vie et réintègreront le troupeau à la fin des procédures.

Remplacement

Il n’est pas possible de remplacer l’espèce car cette étude de comportement et de bien-être animal sera effectuée sur l’espèce cible (bovin). Nous allons étudier le comportement et les réponses physiologiques des animaux. Il n’est pas possible de remplacer cette étude sur animaux car l’évaluation des méthodes de prélèvement sur le bien-être des animaux ne peut être réalisé que sur des animaux vivants.

Réduction

Afin de répondre aux objectifs du projet, 6 vaches seront mobilisées selon un schéma randomisé et longitudinal dans lequel chaque animal constituera son propre témoin. Elles seront soumises successivement à des prélèvements du contenu ruminal par tubage gastro-oesophagien (PGO) et par canule (PC). Afin de prendre en compte la variabilité individuelle, chaque vache sera son propre témoin. Les prélèvements se dérouleront en 2 périodes expérimentales de 3 semaines chacune, les animaux seront répartis en deux lots : – le lot 1 (n=3) sera prélevé par PGO trois semaines de suite, puis par PC trois semaines de suite – le lot 2 (n=3) sera prélevé par PC trois semaines de suite, puis par PGO trois semaines de suite Chaque semaine, chaque vache sera prélevée un jour par semaine, avec trois prélèvements par jour. L’effectif est le minimum nécessaire à une interprétation statistique. Ces types de prélèvements sont classiquement réalisés dans des études qui s’intéressent à la digestion ou à l’étude du microbiote ruminal. L’effet d’un anesthésique sur ces métabolites ou sur les populations microbiennes d’intérêt n’étant pas connu, ces sprays ne seront pas utilisés dans des études mettant en jeu ce type de prélèvement. Aussi, souhaitant être le plus représentatif possible des conditions de prélèvement utilisées dans ce type de recherche, nous ne prévoyons pas d’utiliser un spray anesthésiant.

Raffinement

Les animaux seront logés en stabulation libre respectant leur bien-être : ils seront maintenus en groupe social stable, auront accès à des zones de couchage avec matelas, d’alimentation et d’abreuvement conformes aux besoins de leur espèce, ainsi qu’à des brosses. A la fin de l’étude, ces bovins rejoindront leur troupeau d’origine. Pour tous les prélèvements, les vaches seront placées (contenues) au cornadis. Pour le PGO, nous immobiliserons la tête des vaches à l’aide d’un dispositif de lève-tête, placé devant le cornadis.

Choix des espèces

Il n'existe à ce jour aucun moyen alternatif d'obtenir les données attendues dans ce projet sans avoir recours à l'expérimentation in vivo sur vache laitière. Il s’agit de vaches laitières de race Prim’Holstein (race la plus fréquente en France). Les animaux utilisés dans cette expérimentation sont des animaux déjà appareillés d’une fistule ruminale, et disponibles dans l’unité expérimentale. Aucun animal ne sera nouvellement opéré pour cette étude expérimentale. Les vaches seront des vaches adultes, sélectionnées parmi le troupeau de vaches fistulées du troupeau de l’établissement utilisateur.

Neuf vomissements en moyenne par séance, survenant entre quatre et trente-cinq minutes après l'injection, et une léthargie qui dure jusqu'à cinquante-cinq minutes : 30 chiens sont utilisés dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, aucun n'étant tué dans ce projet, tous restant disponibles pour une autre expérience après une période de repos. L'apomorphine leur est injectée sous la peau jusqu'à cinq semaines de suite pour provoquer nausées et vomissements, puis un antiémétique vétérinaire en développement est testé, avec douze à quatorze prélèvements sanguins en cinq jours pour ceux qui le reçoivent. Le porteur écrit que le chien est "l'espèce cible" et qu'il n'existe "pas de méthode de remplacement", le modèle devant aussi servir au développement de médicaments humains. Le point limite ne se déclenche qu'au-delà de dix vomissements en trente minutes ou de trois heures de symptômes.

Objectifs

Les objectifs de ce projet sont : de développer et valider un modèle de nausées/vomissements induit par l’apomorphine chez le chien provoquant des signes cliniques mesurables, répétables, homogènes entre les animaux et pouvant être inhibés par l’utilisation d’antiémétiques; et d’évaluer l’efficacité d’un antiémétique vétérinaire en cours de développement sur ce modèle induit.

Bénéfices attendus

La mise en place d’un modèle de nausées/vomissements chez le chien contribuera au développement de nouveaux médicaments vétérinaires antiémétiques. Ce modèle pourra également être utilisé pour le développement de médicaments à visée humaine car le chien a une sensibilité aux vomissements proche de celle de l’homme. Le développement de ces nouveaux médicaments permettra de prévenir les nausées et vomissements et de pallier aux effets secondaires de certains médicaments. Le vomissement est en effet l’effet secondaire le plus fréquent des différents médicaments en pratique vétérinaire ou en chimiothérapie. Ce signe clinique peut limiter l’efficacité des doses administrées et cause une gêne considérable qui diminue le confort et la qualité de vie des patients. De plus, une première étude pilote sur un nouveau médicament avec un faible nombre de chiens permettra de valider la poursuite de son développement ou non avant de passer aux études réglementaires de sa mise sur le marché. Le développement de nouveaux produits permettra également la mise sur le marché de médicaments pouvant être moins douloureux à l’administration ou encore permettant de palier à de potentielles ruptures de stock de médicaments déjà sur le marché.

Procédures

Les interventions suivantes seront réalisées : 1) Administration d’apomorphine en sous-cutanée sur animaux vigiles (quelques secondes) : au maximum une fois par semaine sur un maximum de 5 séances consécutives, puis un repos de minimum 4 semaines sera appliqué avant de nouvelles administrations si besoin. 2) Administration de maropitant en sous-cutanée sur animaux vigiles (quelques secondes) : au maximum une fois par semaine sur 2 séances. 3) Administration d’un anti-émétique en cours de développement en sous cutanée sur animaux vigiles (quelques secondes) : au maximum une fois par semaine sur 2 séances. 4) Prélèvements sanguins sur animaux vigiles (quelques secondes), uniquement sur les animaux traités avec le produit en développement : 12 à 14 prélèvements sanguins espacés de façon croissante et régulières durant les 5 jours suivant l’administration de produit d’essai.

Impact sur les animaux

L‘objectif de ce projet est d’induire des nausées/vomissements chez le chien. De nombreuses publications sur ce sujet montrent que la durée moyenne de ces symptômes est d’environ 30 minutes après l’administration d’Apomorphine avec une durée maximum de 2,5h. A la suite de la réalisation des 2 premières phase, nous savons aujourd’hui que ces données sont confirmée avec une administration de 0.05 mg/kg d’apomorphine . Le nombre moyen de vomissement observé sur les 12 chiens inclus dans ces deux premières phases est de 9, tous survenus entre 4 et 35 minutes après induction. Des signes de nausées (léchage des babines chez tous les chiens et plus occasionnellement une accélération de la respiration, une hypersalivation et des vocalisations) ont été observés rapidement après l’induction. Une léthargie a été observée chez tous les chiens, durant jusqu'à 55 minutes avant une récupération complète. Des autres signes incluant des évènements de prurit, de léchage corporel ou des tremblements passager ont également été observés de façon occasionnelle. L’apomorphine est un émétique commercialisé (EMEDOG) dont les effets secondaires fréquents sont une somnolence, diminution ou perte de l’appétit, augmentation de la salivation, déshydratation légère, troubles du rythme cardiaque transitoire et une douleur légère à modérée au point d’injection. Le Maropitant est également une substance active présente dans un produit vétérinaire ayant une AMM (ex. CERENIA). L’effet indésirable fréquent est une douleur au point d’injection. Il n’est pas attendu d’effets majeurs indésirables avec le nouveau produit en développement car les premiers tests de toxicité auront déjà été réalisés par le donneur d’ordre. En revanche, quelques effets secondaires liés à ce produit peuvent éventuellement ne pas avoir encore pu être anticipés. Les nuisances attendues liées aux prélèvements des animaux (12 à 14 prélèvements en 5 jours) durant la phase 4 sont celles liées au stress de la contention et de l’introduction de l’aiguille entraînant une sensibilité légère et transitoire au point d’introduction.

Devenir

A l’issue du projet tous les animaux seront disponibles pour une autre procédure expérimentale, suite à un repos suffisant.

Remplacement

Le recours aux chiens pour mettre en place ce modèle de vomissement est justifié car il n’existe pas de méthode alternative pour vérifier l’efficacité d’un traitement antiémétique. L’utilisation d’un modèle in vivo permettra d’utiliser un nombre restreint d’animaux tout en testant des candidats médicaments dans un environnement contrôlé et standardisé.

Réduction

Aucune approche statistique ne sera réalisée pour cette étude. Des recherches bibliographiques ont permis d’établir le protocole pour mettre en place un modèle de vomissement avec un nombre restreint d’animaux et de périodes dans chaque phase du projet. La molécule choisie (Apomorphine), la dose à administrer, la voie d’administration, les effets attendus seront ainsi déjà estimés. Le nombre d’animaux utilisés correspondra au minimum pour obtenir des résultats interprétables. Le nombre d’animaux sera réduit avec leur réutilisation sur plusieurs phases si possible et une dernière phase en cross-over. L’étude pilote de preuve de concept sur le médicament en développement permettra de valider la poursuite de son développement avec un nombre restreint d’animaux.

Raffinement

Les conditions d’hébergement sont adaptées à l’âge des animaux avec divers enrichissements (jouets suspendus, tunnel/plateforme). Avant l’inclusion dans une nouvelle phase, l’état de bonne santé des chiens sera confirmé par un examen clinique et un bilan hémato-biochimique. Pour limiter les quantités de vomissement en volume, les animaux auront été mis à jeun environ 4 heures avant l’administration d’apomorphine. Les phases 1 et 2 ont montré que ces conditions d’alimentation sont adaptées pour le bien-être de l’animal qui vomit de nombreuses fois en très petites quantités. Des isolements relatifs (les animaux restent en contact visuel, olfactif et sonore avec leurs congénères) pourront être appliqués maximum quatre heures après l’administration du traitement pour le suivi des observations. Tout sera mis en œuvre pour limiter le stress qui pourrait être induit sur les animaux avec une surveillance accrue des animaux pendant cette période. Les animaux seront observés pendant deux heures après l’induction du vomissement afin de caractériser les signes apparus. Puis toutes les 30 minutes jusqu’à au moins 4 heures post-traitement et jusqu’à disparition des signes (durée maximale des signes est de 2.5h selon le résumé des caractéristiques du produit). Lors de la phase 3 et 4, l’administration du Maropitant (Cerenia) sera faite à température réfrigérée pour diminuer la douleur au site d’injection comme indiqué dans la notice du produit. Lors de la phase 4 un suivi au point d’administration du produit d’essai sera réalisé pour vérifier les éventuelles réaction locale. En cas d’apparition d’un signe de souffrance ou d’un signe clinique sévère chez l’animal les points limites suivants ont été définis : vomissements très intenses à répétition (plus de 10 en 30 minutes ou qui durent plus de trois heures et sur appréciation vétérinaire), prostration de l’animal, difficultés respiratoires. Dès l'apparition de ces symptômes, l'animal sera pris en charge par le vétérinaire désigné et un traitement adapté sera prescrit pour le soulager.

Choix des espèces

Le chien est l’espèce cible pour la mise en place du modèle de nausées/vomissements qui sera utilisé pour le développement d’un traitement antiémétique. Il n’existe pas de méthode de remplacement pour ce type d’évaluation. Ce modèle pourra également être utilisé pour le développement de médicaments à visée humaine car le chien a une sensibilité aux vomissements proche de celle de l’homme Chiens adultes correspondant à l’âge cible des traitements administrés.

Tous tués en fin de protocole pour prélever leur sang, leur liquide alvéolo-pulmonaire et leurs tissus pulmonaires, 1 680 cobayes vont être utilisés dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Chacun inhale, vigile, des substances tussigènes pendant vingt à trente minutes pour déclencher des épisodes de toux, isolé dans une boîte en plexiglas. Le porteur décrit une bronchoconstriction, une gêne respiratoire, des épisodes de toux sévères et un écoulement de mucus par le museau, et prévoit en plus des chirurgies de pose de cathéter de vingt à trente minutes et des ponctions veineuses répétées sous anesthésie. Il écrit limiter le nombre d'animaux "tout en prenant en compte les besoins de nos clients", et fixe le sexe et le poids des cobayes "selon la demande client".

Objectifs

La toux est un réflexe primordial pour la protection des voies respiratoires et pulmonaires contre la production de substances internes (sécrétions) ou externes (inhalées). La toux chronique (durée dépassant les 8 semaines) affecte environs 10% des adultes de la population mondiale et représente un des symptômes les plus courant pour lequel les individus consultent les centres de soins primaires. La toux représente également la manifestation clinique dont les patients atteints de pathologies respiratoires se plaignent le plus. De nombreux facteurs de risques sont associés à la toux dont l’âges et le genre, les pathologies pulmonaires et extra-pulmonaires (e.g. infections respiratoires, asthme, reflux gastroœsophagiens…), les facteurs environnementaux (e.g. polluants), les produits chimiques irritants ou les allergènes. Le plus souvent, les patients souffrant de toux chroniques présentent également une hypersensibilisation des voies nerveuses impliquées dans le réflexe de toux amplifiant la fréquence et le nombres d’épisodes de toux. Malgré l’existence de nombreux traitements permettant de lutter contre ces épisodes de toux, l’efficacité de ces derniers peut être limitée et présentent un effet interindividuel très variable. De plus, chez 40% des patients, les mécanismes physiopathologiques à l’origines de la toux chronique ne sont pas toujours bien identifiés diminuant ainsi l’efficacité de la prise en charge du patient avec un traitement adapté. Le projet a donc pour objectif de tester l’efficacité de candidats médicaments sur un modèle de toux in vivo chez le cobaye vigile. De plus, il est essentiel de pouvoir connaitre la dose efficace d’un candidat médicament en déterminant sa concentration permettant d’assurer son effet thérapeutique optimal tout en minimisant le risque d’effets indésirables. Pour cela, il pourra être établi une analyse du devenir du candidat médicament dans l'organisme après son administration, et testé en parallèle de l’étude de son efficacité.

Bénéfices attendus

Ce projet permettra d’apporter des arguments scientifiques sur l’efficacité de nouveaux candidats médicaments chez le cobaye soumis à l’inhalation d’agent irritants des voies respiratoires. Les effets de ces molécules pourront être évalués sur une analyse solide de la réponse comportementale des épisodes de toux mais pourront également être confortés par une analyse approfondie de la réponse moléculaire et/ou immunohistochimique. En parallèle, l’établissement du profil pharmacocinétique des candidats médicaments pourra permettre de déterminer leur dose thérapeutique optimale pour, à terme, proposer une posologie adaptée de la molécule d’intérêt.

Procédures

Les animaux seront soumis à l'inhalation de substances tussigènes afin d'induire des épisodes de toux. La durée de cette étape est d'environ 20 à 30 min et s'effectue sur animaux vigiles. Ces derniers seront également traités avec des candidats médicaments ou des analgésiques par voie intraveineuse, intrapéritonéale, sous-cutanée ou orale de manière aigue ou répétée (pour les analgésiques si besoin). Ces types d'administrations prennent 1 minute pour être effectuées. Les cobayes pourront également être traités avec les candidats médicaments par voie intraveineuse directement dans la veine jugulaire lorsqu'une seule administration sera nécessaire. Cette procédure se déroule sous anesthésie gazeuse et dure environs 10 min. Les administrations intraveineuses peuvent également être effectuées à travers un cathéter veineux sur animaux vigiles pour réaliser des traitements répétés et l'acte prend 1 minute. Il sera cependant nécessaire de réaliser une chirurgie unique sous anesthésie gazeuse pour implanter le cathérer dont la durée de l'intervention est de 20 à 30 min. Des prélèvements de sang seront réalisés, impliquant parfois des ponctions directes dans les vaisseaux veineux à l’aide d’une aiguille. Ces prélèvements pourront nécessiter également d’anesthésier les animaux et ce de façon répétée pour une durée de 10 min par prélèvement.

Impact sur les animaux

Un des effets indésirables potentiel est lié à l'administration du candidat médicament du sponsor. Un problème lors du geste technique ou un effet secondaire du composé testé peut être observé surtout pour les nouvelles molécules innovantes avec peu de recul. De plus, pour l’analyse de la toux, l’animal doit être placé et isolé dans une boite en plexiglass pendant plusieurs minutes ce qui peut engendrer de l’anxiété. L’induction des épisodes de toux via l’inhalation de substances tussigènes est une source d’inconfort pour le cobaye car ce sont des agents irritants pour les voies respiratoires et peuvent également causer une bronchoconstriction entrainant une gêne respiratoire, des épisodes de toux sévères et un écoulement de muscus par le museau. Pour les administrations de composés par voie sous-cutanée, intrapéritonéale ou orale, les animaux seront maintenus en contention, ce qui peut générer du stress. Une ou plusieurs administration par voie orale des composés pourront être réalisées, ou des injections de composés impliquant l’introduction d’une aiguille pouvant être source de douleur. Certaines modalités d’administration, telles que les injections intraveineuses directement dans les vaisseaux veineux nécessiteront d’avoir recours à l’anesthésie des animaux tout comme lors des chirurgies d’implantation de cathéters. Cette dernière modalité peut entrainer un risque d’infection et être l’origine de douleur et de perte de poids en post-opératoire. Des prélèvements de sang seront réalisés, impliquant parfois des ponctions directes dans les vaisseaux à l’aide d’une aiguille. Ces prélèvements pourront nécessiter également d’anesthésier les animaux et ce de façon répétée, générant potentiellement du stress et de l’inconfort.

Devenir

A la fin du protocole, les animaux seront mis à mort afin de pouvoir collecter le sang, le liquide alvéo-pulmonaire, les tissus pulmonaires et les voies aériennes pour quantifier les effets du candidat médicament sur l’aspect moléculaire et/ou immunohistochimique. De même, certains animaux seront mis à mort pour les analyses de pharmacocinétique permettant de quantifier la biodistribution par organes du candidat médicament étudié.

Remplacement

L’objectif principal du projet étant de tester l’efficacité de nouveaux candidats médicaments sur les caractéristiques comportementales de la toux (i.e., fréquence et/ou intensité des épisodes de toux), il n’est pas possible de substituer les cobayes par des modèles in vitro. Par ailleurs, si des méthodes d’extrapolation in vitro-in vivo sont de plus en plus utilisées, comme la modélisation pharmacocinétique à fondement physiologique, ces approches présentent malgré tout encore certaines limites, notamment la difficulté à paramétrer certains processus mis en jeu en particulier pour les phases d’absorption et d’excrétion. Ces approches ne constituent qu’une aide à la caractérisation des interactions pharmacocinétiques, et l’évaluation in vivo du devenir d’un composé dans un organisme vivant reste incontournable.

Réduction

Toutes les mesures seront prises pour limiter le nombre d’animaux utilisés dans ce projet tout en prenant en compte les besoins de nos clients (nombre de voies d’administrations et de doses à tester et nécessité de collecter les organes en fin de protocole). Selon l’objectif des projets, chaque animal pourra être son propre contrôle au cours des inductions des épisode de toux. Un même animal inclus dans un des groupes d’efficacité subira les tests d’induction de la toux, les prélèvements sanguins et la collectes des organes permettant de faire un suivi longitudinal. Le nombre d'animaux choisi par groupe doit permettre de mettre en évidence des différences statistiquement significatives entre le groupe contrôle négatif et le(s) groupe(s) traité(s) avec un composé de référence. Par ailleurs, suite à la phase de pré-sélection des animaux répondeurs ou non-répondeurs aux agents tussigènes, les animaux non-répondeurs pourront être utilisés dans les groupes d’analyse de pharmacocinétique du même projet. Pour ces analyses pharmacocinétiques, chaque animal pourra être son propre contrôle en fonction du volumes de sang nécessaire (

Raffinement

Les expérimentations seront effectuées par un personnel compétent et entraîné. L’état clinique des animaux sera suivi quotidiennement grâce à une grille de score. Une importance particulière est portée au suivi des animaux pour prévenir et remédier à l’apparition de douleur ou de mal-être. Les points limites sont fixés avant le début des expérimentations. Les animaux sont familiarisés avec l'ensemble des outils de mesures, les nouveaux environnements ainsi qu’aux expérimentateurs. Avant de rentrer dans la salle d’hébergement, il est demandé aux expérimentateurs de toquer 2 fois à la porte pour diminuer le stress lié à la surprise. Pour l'induction de la toux par inhalation d’agents tussigènes : - les inductions sont réalisées dans une pièce attenante aux pièces d’hébergement. - les animaux sont habitués à être placés dans la boite de plexiglass. - l’induction de la toux se fait sur animaux vigiles évitant l’expositions à des agents anesthésiques et aux méthodes d’administrations de ces agents qui peuvent être source de stress. - pour limiter la bronchoconstriction, un bronchodilatateur est administré à la fin après la nébulisation facilitant la ventilation. Les actes pouvant générer de la douleur telles que les implantations de cathéter et les administration/prélèvements dans la veine jugulaire nécessitant une incision cutanée seront réalisés sous anesthésie chimique ou gazeuse et analgésie pré-opératoire et/ou locale et/ou post-opératoire selon le score sur la grille d’observation. Les animaux seront également habitués à la manipulation et à la contention. Les prélèvements sanguins et les volumes d’administration seront réalisés selon les recommandations éthiques. Après chaque prélèvement, une injection de sérum physiologique sera réalisée (volume équivalent) pour compenser la perte de volémie. Lorsque qu’une chirurgie sera nécessaire pour l’implantation de cathéter, elle sera réalisée en conditions aseptiques, et les animaux bénéficieront d’une surveillance accrue (min 2x/jour) en phase post-opératoire. De la nourriture et/ou des gels enrichis seront déposés dans la cage limiter la perte de poids des animaux après la chirurgie.

Choix des espèces

L’espèce animale la plus appropriée pour évaluer l’efficacité des candidats médicaments antitussifs et la physiologie du réflexe de toux est le cobaye. Cette espèce exprime une réaction comportementale proche de celle de l’Homme en présence de 3 agent tussigènes communément utilisés pour induire des épisodes de toux chez l’Homme. En effet, les cobayes sont capables de tousser contrairement aux rats et aux souris ne permettant pas, chez ces espèces, de modéliser la toux d’un point de vue comportemental. De plus, les mécanismes nerveux sous-tendant le réflexe de la toux impliquent les fibres sensorielles composant le nerf vague, dont la neurophysiologie et l’aspect histologique sont très similaires à ceux de l’Hommes. Suite à l’activation de ces fibres, l’intégration des influx nerveux au niveau supraspinal se fait dans le bulbe rachidien dans le noyau du tractus solitaire tout comme chez l’Homme. Selon la demande client, les animaux utilisés dans le cadre de ces études seront des cobayes : -Femelles : > 200g correspondant à un âge > 4-8 semaines -Mâles : > 350g correspondant à un âge > 9-10 semaines Ces âges correspondent, en fonction du genre, à l’atteinte de la maturité sexuelle indiquant un ralentissement du développement, limitant ainsi la variabilité des résultats.