Recherche appliquée

Jusqu'à trois séances d'IRM de trois heures sous anesthésie, avec quatre prises de sang par séance et des bouchons de mousse enfoncés dans les conduits auditifs pour amortir le bruit de l'aimant : 228 souris vont être utilisées ainsi, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Une partie est soumise six semaines à un régime hyperlipidique qui provoque hyperlipidémie et résistance à l'insuline. L'objet est de suivre l'effet de la neuro-inflammation d'origine alimentaire sur l'activité cérébrale, le cerveau étant prélevé après la mise à mort. Le porteur qualifie pourtant ces procédures de "non-invasives" et estime que le régime n'altérera pas "drastiquement" la qualité de vie des souris.

Objectifs

L'un des plus grands défis dans un environnement obésogène tel que nos sociétés modernes est la gestion du poids à long terme, la plupart des tentatives de perte de poids se soldant par une reprise de poids ultérieure (effet "yo-yo"). Le système nerveux central joue un rôle clé dans le maintien de la balance énergétique en régulant les apports (comportement alimentaire, incluant les dimensions homéostatiques et hédoniques) et les dépenses énergétiques. La plupart des études se sont intéressées à la régulation homéostatique du comportement alimentaire. De nombreuses études ont ainsi montré chez la souris mais aussi chez l’Homme qu’une exposition chronique à un aliment riche en lipides (connue pour conduire à terme à une surchage pondéral voire une obésité) conduit à des modifications neuro-anatomiques, une neuro-inflammation, et ce particulièrement au niveau de l’hypothalamus. Malgré l'accumulation de preuves révélant les interactions entre les régulations homéostatiques et non-homéostatiques du comportement alimentaire, des données manquent sur l’effet d’une exposition chronique à une alimentation hypercalorique sur les réseaux cérébraux sous-jacents. De plus peu de données existent concernant l’effet de la neuro-inflammation induite par un régime riche en lipides sur l’activité cérébrale.

Bénéfices attendus

Les données issues de ce projet contribueront à une meilleure compréhension de l’effet de la neuro-inflammation induite par le régime hyperlipidique sur l’activité cérébrale et la connectivité fonctionnelle et éclaireront sur les mécanismes cérébraux qui sous-tendent les modifications du comportement alimentaire (y compris dans l’addiction à la nourriture, le « binge eating » ou l’anorexie). De plus, l’approche par imagerie dans le modèle animal est non seulement une méthode non-invasive mais également une approche facilement transférable à l’Homme.

Procédures

Les souris seront soumises à des anesthésies pour l'acquisition par IRM. Une session d'acquisition durera au maximum 3h et une souris réalisera au maximum 3 sessions d'acquisition. Dans la procédure 1, des prises de sang seront effectuées pour mesurer la glycémie. Elles dureront quelques secondes et seront au nombre de 4 par session d'acquisition IRM pour chaque animal. Dans la procédure 3, une partie des souris sera exposée à un régime hyperlipidique pendant 6 semaines.

Impact sur les animaux

La prise chronique sur des temps longs (>8 semaines) d’un aliment HFD conduit à une prise de poids, des perturbations métaboliques et des modifications de l’activité locomotrice et potentiellement de l’humeur. La période d’exposition au HFD de 6 semaines dans notre projet perturbera le métabolisme des animaux (hyperlipidémie, résistance à l’insuline) mais n’altérera pas drastiquement, à ce stade, la qualité de vie des animaux. Les nuisances liées à l'IRM étant de nature sonores, des protections auditives en mousse seront positionnées dans le conduit auditif des animaux afin d'éviter une dégradation de leur audition.

Devenir

A l'issue des procédures les animaux seront mis à mort selon la réglementation en vigueur. Le contrôle de l'intensité de l'inflammation par des approches de biologie moléculaire nécessite le prélèvement du cerveau et donc l'euthanasie des animaux. D'autres organes pourront être prélevés pour des analyses tissulaires post-mortem complémentaires (par ex: tractus digestif). Un entraînement et le raffinement des gestes techniques employés seront réalisés en amont des prélèvements décrits précédemment.

Remplacement

Cette étude de mesure de la neuroinflammation, de l’activité cérébrale et la de connectivité fonctionnelle entre des structures cérébrales ne peut être réalisée in vitro ni modélisée in silico. En effet, le nombre, la complexité des structures cérébrales mises en jeu, leur activité et leurs interactions dans un contexte intégré ne permet pas de réaliser cette étude sur des modèles cellulaires qui sont insuffisamment représentatifs à l'heure actuelle. De plus, dans la perspective de pouvoir transposer les données générées dans cette étude à l'Homme, l'utilisation d'animaux présentant une bonne analogie fonctionnelle ainsi qu'une bonne homologie anatomique, physiologique et génétique avec l'Homme est requise. Dans cette étude, les travaux seront menés sur la souris.

Réduction

Le nombre d’animaux prévu a été déterminé grâce à des données publiées générées par les responsables du projet. Le nombre d’animaux prévu permet d’effectuer des analyses statistiques qui permettront de déterminer la pertinence de poursuite ou non de la méthode mise au point. Plus précisément, pour les différents paramètres d'imagerie considérés, des tests statistiques permettant une analyse temporelle et/ou de l'effet de traitements entre plusieurs groupes et/ou de l'effet sexe des animaux lors de mesures répétées en utilisant des tests paramétriques ou non paramétriques selon la distribution des données. Grâce à l'utilisation d'un suivi longitudinal (mesures répétées chez un même animal), le nombre total d'animaux inclus dans l'étude est réduit.

Raffinement

Les procédures expérimentales prévues sont non-invasives. Les prélèvements pour l’analyse histologique sont post-mortem. Le suivi du poids et une observation clinique quotidienne des souris permettront d’évaluer les points limites. La durée d’exposition à l’aliment HFD permet de limiter les conséquences négatives sur l’animal.

Choix des espèces

Le modèle souris est largement utilisé pour les recherches sur le comportement alimentaire, notamment dans l’obésité en raison de ses réponses reproductibles permettant une robustesse des résultats générés. L’abondance des données dans la littérature sur les mécanismes de régulation de la prise alimentaire dans cette espèce permet d’autre part le raffinement des méthodes (outils analytiques disponibles évitant la mise au point de certaines méthodes sur des animaux supplémentaires). Enfin, nous disposons déjà de données préliminaires sur ce modèle animal. Nous avons décidé de travailler sur individus « jeune adulte » âgées de 7-8 semaines pour éviter les effets liés au développement d’une part et au vieillissement d’autre part.

Maintenues éveillées dans un tube de contention, les 648 souris du projet reçoivent toutes une injection dans la veine de la queue, et 192 d'entre elles une injection dans l'abdomen, sans anesthésie elle aussi. Elles vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, pour tester une thérapie cellulaire destinée à accélérer la reconstitution du système immunitaire après une greffe de cellules souches. Selon les groupes, 48 sont irradiées éveillées, 128 reçoivent une injection dans le sinus orbital sous anesthésie générale et 48 sont gavées chaque jour pendant trois semaines, une chimiothérapie étant aussi prévue sans effectif précisé. Le porteur écrit pourtant que les injections peuvent provoquer un stress "nécessitant une anesthésie générale au préalable". Toutes sont tuées en fin d'expérience pour l'analyse de leurs organes, 192 après une prise de sang dans le sinus orbital sous anesthésie.

Objectifs

La greffe de cellules souches offre des perspectives de guérison aux patients atteints d’hémopathies malignes (cancer du sang) et à d'autres troubles hématologiques comme les déficits immunitaires. La transplantation avec des cellules souches peut être autologue (provenant des propres cellules du patient) ou allogénique (provenant d’un donneur sain et compatible avec le receveur). La greffe allogénique est limitée par le manque de donneurs compatibles. Lorsqu’un patient est atteint d’un cancer du sang, celui-ci subira des chimiothérapies et/ou irradiation réduisant à néant son système immunitaire avant d’être injecté par des cellules souche. Mais la durée de restauration d’un système immunitaire efficace et fonctionnel après la greffe peut aller jusqu’à deux ans. Durant cette période, le patient n’a pas d’immunité pleinement fonctionnelle et peut contracter de multiples infections représentant une des principales causes de mortalité. Nous proposons de réduire cette période de risque chez les patients en proposant une approche thérapeutique innovante pour accélérer la reconstitution d’un système immunitaire fonctionnel. De cette façon, le délai de reconstitution est réduit à 3 mois (au lieu de deux ans) permettant de réduire les durées d’hospitalisation et les risques d’infections opportunistes. Dans cette perspective, les résultats précliniques doivent être consolidés par des données pharmacologiques dans un modèle murin adulte mimant la condition clinique des patients. La souris représente un modèle pertinent pour l’étude. Ces souris nécessitent un conditionnement par chimiothérapie et/ou irradiation comparable à ceux utilisés chez les patients avant d’être greffés. Ces souris représentent un modèle indispensable afin de tester in vivo les stratégies thérapeutiques proposées dans des conditions similaires à celles utilisées chez les patients. Il s’agit d’une étape indispensable à l’application de nouvelles stratégies innovantes dans les protocoles cliniques.

Bénéfices attendus

Les résultats de ce projet permettront de valider et de justifier la mise en place d'une stratégie thérapeutique utilisant l’injection de cellules immunitaires pour lutter contre les cancers du sang. L’acquisition de ces données est indispensable au développement de cette thérapie innovante, à fort potentiel translationnel. De plus, les études de régénération d’un thymus chez les souris âgées peuvent ouvrir la voie à une nouvelle perspective thérapeutique chez les patients souffrant de complications liées au processus de vieillissement, au SIDA, ou aux radiations dues à une catastrophe nucléaire. En effet, dans tous les cas cités, les personnes sont susceptibles de perdre leurs systèmes immunitaires et l’approche thérapeutique proposée permettrait de régénérer de façon rapide et efficace une défense immunitaire fonctionnelle.

Procédures

Les interventions se limiteront à : 1. Irradiation : L’irradiation durera moins de 5 minutes sur les animaux vigiles. 48 souris seront irradiées 1 fois. 2. Une seule injection intraveineuse dans le sinus orbitale gauche et/ou droit sous anesthésie générale. L’injection durera 1 minute / animal sur 128 souris 3. Une injection intraveineuse dans la veine caudale de la queue des souris vigiles maintenues dans un tube de contention. L’injection durera

Impact sur les animaux

De façon général, les médicaments de chimiothérapies et/ou irradiation peuvent occasionner chez l'animal des symptômes cliniques de type amaigrissement et anémie. Les injections peuvent provoquer une légère douleur localisée et un stress nécessitant une anesthésie générale au préalable. Le gavage peut provoquer un stress et une douleur au niveau de l’œsophage chez l’animal.

Devenir

Tous les animaux seront mis à mort en fin d'expérience pour le prélèvement et l’analyse des organes nous permettant de conclure sur l'efficacité du traitement.

Remplacement

Des études de différenciation in vitro ont été réalisées afin d’optimiser les conditions de préparation des cellules à injecter et de s’assurer de leur potentiel à donner des cellules fonctionelles. Les expériences chez l’animal interviennent donc au terme d’un long processus expérimental de mises au point. Les études précliniques de pharmacologie (mode d’administration, effet dose-réponse, efficacité de colonisation du thymus âgés) sont demandées par les autorités règlementaires avant les essais cliniques et ne peuvent pas être substituées ou mimés in vitro.

Réduction

La méthode de chimiothérapie et/ou irradiation la plus adaptée sera préalablement choisie avant les études de dose réponse. Ces études permettront de choisir une condition de greffe optimale et ainsi de diminuer les échecs de greffe. Le modèle animal choisi et le plan expérimental sont inspirés de plusieurs études similaires très bien documentées dans la littérature. Cela confirme la pertinence du modèle expérimental et renforce la validité de nos hypothèses évitant des étapes intermédiaires de mise au point chez l’animal. Le nombre d’animaux par groupe dans les différentes procédures a été calculé selon une méthode fiable et très utilisée dans la littérature permettant de fournir des données statistiquement exploitables. Les expérimentations seront regroupées au maximum et dans la mesure de la faisabilité technique, afin de réduire le nombre d'animaux contrôles. Une partie des animaux pourra ne pas être utilisée en fonction des résultats obtenus pour permettre l’ajustement de la dose des traitements (168 souris potentielles).

Raffinement

Tout au long de l’étude, les animaux seront hébergés dans des cages enrichies à l’aide de coton de nidification et de rouleaux en carton pour favoriser les cachettes et le jeu. Le nombre de souris sera limiter à 5 animaux par cage. Afin d'améliorer le bien-être animal au cours de l'étude, les besoins physiologiques des animaux seront respectés. La mise à mort sera précédée par une anesthésie générale pour éviter le stress et la souffrance. Nous n’attendons aucun phénotype dommageable ou souffrance à l’issue de la greffe des cellules immunitaires au sinus retro-orbital chez les animaux greffés. Toute chimiothérapie et/ou irradiation sera suivie rapidement par une greffe de cellules et toute manifestation de signes de douleur sera scrutée selon les critères de définition des points limites de la présente étude. En cas de signe de souffrance et selon les résultats de la grille préétablie, le personnel qualifié et le responsable scientifique de l’étude pourront décider de l'arrêt de l'expérimentation et de la mise à mort de l'animal.

Choix des espèces

La souris Mus musculus a été choisie car c’est un excellent modèle pour étudier le développement du systéme immunitaire. En effet, le système immuno-hématologique murin est très similaire au système humain dans sa fonctionnalité et son développement permettant une extrapolation des résultats obtenus. Cette espèce est facile à élever en animalerie et présente une grande homogénéité génotypique. Souris adultes de 6 à 12 semaines (et souris adultes âgées de plus de 9 mois) car il est nécessaire que le système immunitaire soit mature pour étudier son développement.

Une souris chez qui une perte de poids liée à une baisse d'alimentation et une mobilité réduite deviennent prononcées en même temps est mise à mort, tout comme celle qui montre des signes de douleur avec une tumeur de grande taille. 540 souris mâles vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, toutes tuées au plus tard après huit semaines pour prélever leur tumeur et leur sang. Elles reçoivent sous anesthésie une injection de cellules de mélanome sous la peau du flanc, puis, une fois la tumeur de la taille d'un petit pois, trois injections d'immunothérapie dans l'abdomen, éveillées, et jusqu'à quatre prises de sang à la joue sans anesthésie. Certains groupes reçoivent en plus une injection quotidienne dans l'abdomen, cinq jours par semaine, d'un inhibiteur de la protéine étudiée, et la tumeur peut s'ulcérer, modifier la respiration ou réduire la mobilité. Le projet cherche si un récepteur des cellules cancéreuses favorise la résistance aux traitements du mélanome, et le porteur avance qu'à terme ce récepteur "pourrait être un marqueur prédictif de réponse" chez les patients.

Objectifs

Le mélanome est un cancer de la peau ayant un mauvais pronostic et une incidence croissante, ce qui en fait un problème majeur de santé publique. De nouvelles thérapies ont permis d’améliorer la prise en charge du mélanome lorsque celui-ci s’est propagé dans d’autres organes, cependant l’échappement thérapeutique et la toxicité sont des phénomènes très fréquents qui limitent grandement leur bénéfice clinique. Ainsi, l’identification de nouveaux marqueurs de la résistance à ces thérapies reste un enjeu considérable. Il a déjà été démontré qu’un récepteur présent à la surface des cellules de la peau, est impliqué dans la progression du mélanome et que son expression est associée à un mauvais pronostic avec une diminution de la survie des patients. Nous souhaitons donc évaluer si ce récepteur est impliqué dans la résistance aux traitements dans le cancer de la peau et pourrait être utilisé comme molécule permettant d’anticiper la non réponses aux traitements des patients.

Bénéfices attendus

Ce projet va nous permettre de démontrer le rôle du récepteur dans la réponse aux traitements et ainsi confirmer son rôle de cible thérapeutique dans le mélanome. A terme, ce récepteur pourrait être un marqueur prédictif de réponse à ces thérapies chez les patients atteints de mélanome.

Procédures

La mise en place du modèle d’étude consiste dans un premier temps à injecter une seule fois sous la peau des souris (au niveau du flanc) des cellules de cancer de la peau où la protéine d’intérêt est exprimée ou non. Cette injection se fait sous anesthésie et dure environ 1 minute. Lorsque la tumeur sera détectable (taille d’un petit pois), les souris recevront le traitement (3 injections, sur souris éveillée, dans l’abdomen espacées de 3 jours ; durée de l’injection : 15s). Des prélèvements sanguins au niveau de la veine de la joue (sans anesthésie ; durée : 1 min) seront réalisées avant le début du traitement, puis 1 fois par semaine (4 prélèvements maximum). Pour les groupes de souris où il y a la combinaison des molécules inhibitrices de la protéine d’interêt, en plus des 3 injections d’immunothérapies espacées de 3 jours, s’ajouteront une injection quotidienne (5 jours par semaine) sur souris éveillée, dans l’abdomen d’un produit inhibant la protéine d’intérêt (durée : 15s). Les tumeurs seront mesurées deux fois par semaine (durée 30s). Au bout de 8 semaines maximum, les souris sont euthanasiées afin de prélever les tumeurs.

Impact sur les animaux

Suite à la croissance des tumeurs et/ou au développement de métastases, une perte de poids peut être observée. Un développement trop important de la tumeur peut également induire une ulcération, un changement de la respiration ou encore une agressivité. Le point d’injection des cellules tumorales étant sur le flanc, les souris peuvent présenter une mobilité réduite si la tumeur atteint une taille trop importante. Enfin, l’immunothérapie peut se révéler légèrement toxique, ce qui se manifestera par une perte de poids principalement ou un gonflement de l’abdomen.

Devenir

Tous les animaux seront euthanasiés à l’issue des procédures expérimentales afin de collecter la tumeur et le sang, qui seront analysés et conservés afin de caractériser au niveau cellulaire l’effet de la thérapie en présence ou non de la protéine d’intérêt.

Remplacement

Nous avons réalisé des expériences en utilisant des cellules en culture (in vitro, sans utilisation d’animaux) qui ont montré que le récepteur avait un impact sur la réponse aux traitements anti-cancéreux. Cependant, pour obtenir des résultats plus proches de ce qui se passe dans le corps humain, nous devons passer à des tests dans des modèles animaux vivants (in vivo). Ces modèles intègrent des caractéristiques importantes des tumeurs humaines, telles que l’hétérogénéité des cellules tumorales, la présence de tissus sains et des barrières qui peuvent limiter l’efficacité des traitements. Il est donc impossible de poursuivre la validation de nos résultats in vitro sans utiliser un modèle animal entier vivant.

Réduction

Nous avons réduit le nombre de souris utilisées au minimum nécessaire et suffisant pour valider scientifiquement notre étude du point de vue de l’analyse statistique. Pour cela nous nous sommes basés sur des tests statistiques.

Raffinement

Afin de réduire au minimum la douleur et la souffrance qui pourraient être ressenties par les souris, nous prévoyons la mise en place de différentes procédures. Tout d'abord, les souris sont hébergées dans une animalerie avec un statut sanitaire contrôlé, un enrichissement sera mis en place (papier kraft pour la fabrication de nid, buchette en bois à ronger). Un suivi visuel quotidien (par les animaliers et/ou les expérimentateurs) des animaux est réalisé. Nous veillerons, par ailleurs, à réduire au minimum l’intensité et la durée des souffrances ressenties par les animaux, en utilisant une fois par semaine une grille d'évaluation prenant en compte la taille de la tumeur, l'apparence physique, le poids et le comportement des animaux. En effet, tout signe de souffrance et/ou douleur caractérisés par une réduction de l’alimentation avec une perte de poids ou une réduction de la mobilité donneront lieu à une mise à disposition de croquettes humidifiées dans les cages avec une surveillance quotidienne. Si ces signes sont observés d’une manière prononcée la surveillance de l’animal sera bi-quotidienne avec une mise à disposition de croquettes humidifiées dans la cage et la mise en place d’une analgésie injectée une fois par jour afin de soulager la potentielle douleur. Si deux de ces signes sont observés de manière prononcée simultanément, l’animal sera euthanasié selon une méthode réglementaire. En cas de signe de douleur (expression faciale, posture voutée) et de tumeur d’une taille importante (définie dans la grille de score) avec ou sans ulcération, la souris sera immédiatement euthanasiée selon une méthode réglementaire.

Choix des espèces

Le modèle de greffe de cellules cancéreuses est bien décrit dans la littérature scientifique et est pertinent pour l’étude de l’effet de thérapies sur la croissance des cellules cancéreuse. Pour mener à bien ce projet, nous utiliserons des souris adultes, afin qu’elles disposent d’un système immunitaire complétement développé. Cela nous permet d’être dans des conditions comparables à ce qui est observé chez l’Homme, le cancer de la peau étant un cancer observé chez l’adulte. Le mélanome étant un cancer qui se développe chez l’adulte, ainsi des souris mâles adultes âgées de 7-8 semaines seront utilisées lors de l’expérimentation, ce qui permettra également un suivi durant une période suffisamment longue.

L'abdomen ouvert sur sept centimètres, l'aorte incisée, un cathéter à ballonnet poussé jusqu'aux artères iliaques pour en abîmer la paroi : l'intervention dure environ 90 minutes. 480 rats vont être utilisés ainsi, tous tués à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. La lésion sert à provoquer un rétrécissement artériel sur lequel un gel de nanoparticules lipidiques sera testé, avec pour effets possibles une occlusion des artères et une thrombose. Le porteur ne donne aucun calcul pour l'effectif et se contente d'évoquer un "plan expérimental stéréotypé" permettant la puissance statistique voulue.

Objectifs

L'hyperplasie intimale (HI) est un phénomène complexe qui entraine la diminution progressive de la lumière du vaisseau sanguin puis son obstruction. Elle apparait après des gestes de chirurgie vasculaire comme un pontage ou encore une pose de stent. L'HI représente une des complications majeures non encore résolue à ce jour, de ces interventions chirurgicales pratiquées de manière courante. Ce phénomène survient rapidement après le geste initial : entre le 3ème et le 18ème mois. Ce phénomène considéré comme une "surcicatrisation" au niveau de la paroi artérielle conduit au rétrécissement de l'artère jusqu'à son occlusion, et nécessite une nouvelle intervention chirurgicale. Diverses approches ont été envisagées pour limiter le phénomène d’HI telles que l’utilisation de matériaux biocompatibles synthétiques pour remplacer les vaisseaux sanguins, ou alors l’utilisation d’endoprothèse modifiés en surface (stent enrobé par des agents thérapeutiques) lors d’une recanalisation. Cependant, ces approches thérapeutiques peuvent reconduire à l'apparition d'HI. Dans ce projet, nous cherchons à développer un biomatériau de type hydrogel de nanoparticules lipidiques contenant une substance thérapeutique capable de limiter ce phénomène d’HI. Le gel pourrait être appliqué sur la paroi externe des vaisseaux (le site d’intervention) par le chirurgien après la suture vasculaire. L'agent thérapeutique se trouvant dans le gel sera diffusé le long de la paroi des vaisseaux sur le long terme et limiterait l'HI, ce qui diminuerait considérablement le taux de réintervention chirurgicale. À travers les expérimentations animales, nous cherchons à démontrer l'efficacité de ce biomatériau de type hydrogel sur un modèle animal d'HI. Pour ce faire, nous allons induire l'HI par un geste chirurgical chez le rat puis appliquer le gel sur le site d'intervention. Après 1 à 4 semaines, nous étudierons les effets de l’hydrogel sur le développement de l’HI.

Bénéfices attendus

Le développement de l’hyperplasie intimale (HI) suite à une intervention chirurgicale des vaisseaux est un phénomène très fréquent. En fonction de type d’intervention, plus de 50% des patients peuvent développer l’HI. De nos jours, seul traitement étant réintervention chirurgicale, il est primordial de prévenir et de limiter son apparition. Le principe de cet hydrogel des nanoparticules lipidiques (NpL) est d’appliquer directement sur le site d’intervention à la fin de la chirurgie, ce qui ne nécessite pas une réintervention chirurgicale chez les patients. Par ailleurs, il est possible de moduler le temps de libération des substances à partir de l'hydrogel en modifiant la quantité des composants du gel. L’intérêt étant de limiter la surcicatrisation après la mise en place de la bonne cicatrisation, la libération de molécule thérapeutique peut être retardée dans le temps. De plus, grâce à ses composants biodégradables, il n’y a peu, voire pas de résidu après l’absorption par l’organisme. Notre hydrogel des NpLs présente donc une meilleure biocompatibilité par rapport à d’autres types de nanoparticules. Ce type d’hydrogel contenant une autre substance thérapeutique a déjà été étudié sur un cancer cérébral. Les résultats ont montré une amélioration de taux de survie chez les animaux cancéreux. Si les résultats de ce projet sont prometteurs, cela permettra de proposer une nouvelle thérapie pour l’HI et d’ouvrir la possibilité d’application de ce type d’hydrogel pour d’autres pathologies.

Procédures

Les animaux seront soumis à une procédure chirurgicale d’induction d’hyperplasie intimale (HI) au niveau de l’aorte abdominale (incision) et des artères fémorales (lésion pariétale). L’intervention durera environ 90 min au total. Sous l’anesthésie générale par isoflurane, les animaux subiront des piqûres d’analgésiques en sous-cutanée en préopératoire. 15 min plus tard, l’abdomen sera incisé d’environ 7 cm. Les animaux des groupes « HI » subiront une petite incision au niveau de l’aorte abdominale et l’introduction de cathéter à ballonnet jusqu’aux artères iliaques pour une lésion pariétale. Après avoir retiré le cathéter, l’incision de l’aorte et l’abdomen seront refermées par des points de suture. De l’ouverture à la fermeture de l’abdomen, la durée estimée est d’environ 45-50 min. L’animal subiront une administration sous-cutanée d’analgésique en post-opératoire avant de retourner dans sa cage d’initial (environ 2h plus tard après l’intervention).

Impact sur les animaux

Au cours de leur vie, ils ressentiront des inconforts liés à la préhension et à la manipulation, qui seront minimisés par l’intervention d’un seul expérimentateur. Durant la procédure chirurgicale, les douleurs liées à l’intervention seront gérées et soulagées par l’administration des analgésiques. L’hypothermie sera également gérée par l’utilisation de tapis chauffant et d’une couveuse. Ils pourront ressentir l’angoisse liée à l’isolement pendant le rétablissement post-opératoire, qui durera au maximum une demi-journée. Il peut également y avoir des effets indésirables du modèle pathologiques d’HI tels que l’occlusion des artères et/ou la thrombose.

Devenir

Utilisation de tous les animaux pour récupérer les tissus artériels et étudier les effets de l'hydrogel sur le développement de l'hyperplasie intimale.

Remplacement

Dans ce projet, nous utilisons 5 nanoparticules (NpLs) différentes, ce qui leur donnent des caractéristiques physico-chimique différentes. La biocompatibilité et la capacité d’internalisation des NpLs varient en fonction de ces caractéristiques. Nous avons effectué des études sur des cellules (in vitro) pour définir une NpL parmi les 5 qui présente la plus faible toxicité et le meilleur taux d’internalisation dans les cellules. Suite à ces résultats, nous utiliserons la seule NpL définie pour des expériences sur les animaux (in vivo). En revanche, l’hyperplasie intimale (HI) étant due à des mécanismes et des processus de régulation complexe de l'organisme, il n’est pas possible de reproduire ces conditions pathologiques in vitro pour étudier l’efficacité de notre biomatériau d’hydrogel sur la pathologie. C’est pourquoi nous avons recours au modèle animal en choisissant le rat comme modèle classique de mammifère qui est également un modèle d’HI bien établi dans la littérature.

Réduction

Le nombre d'animaux est calculé sur la base d’un plan expérimental stéréotypé permettant d’obtenir la puissance statistique nécessaire à l’obtention de conclusions biologiquement pertinentes.

Raffinement

Les animaux seront élevés en cages enrichies avec des cartons et des cabanes et sont surveillés au cours des procédures pour repérer l’éventuelle apparition de signes cliniques pouvant indiquer une souffrance ou un mal-être. Les rats seront manipulés uniquement par l’expérimentateur du projet pour l’habituation à la préhension permettant de réduire le stress lié. Suite à l’intervention, une surveillance accrue sera mise en place par l'expérimentateur afin d'aller voir ces animaux opérés tous les jours pendant au moins une semaine, en plus de la visite quotidienne par les animaliers. Après l’opération, chaque animal sera mis individuellement dans une cage placée dans une couveuse réglée à 27°C pendant quelques heures pour le rétablissement post-opératoire puis sera remis avec d’autres rats en groupe social. L'isolement ne dépassera pas 24h. Afin de réduire au maximum les douleurs liées à l'intervention, les analgésiques seront administrés en préopératoire, post-opératoire et dans le cas d'apparition de signes cliniques. La pesée et l’évaluation de comportement et d'apparence selon la grille du score seront également effectuées pour d’assurer le bien-être de l’animal.

Choix des espèces

Les rongeurs sont recommandés par les agences de régulation du médicament (FDA, EMEA) comme première approche. L’utilisation des rats est préférable au vu du type d’intervention. Il aurait été très difficile d’effectuer ces interventions chez les souris à cause de leur petite taille. La perte liée à la chirurgie aurait été beaucoup plus importante chez la souris que chez le rat. Par ailleurs, le rat est le modèle animal d’hyperplasie intimale (HI) couramment utilisé et très bien établi dans la littérature. Chez l’Homme, les pathologies vasculaires surviennent à l’âge adulte. Les adultes sont donc sujets à recevoir des interventions chirurgicales des vaisseaux et sont susceptible de développer l’HI par la suite. De ce fait, nous travaillerons sur les rats adultes âgés de 18 à 24 semaines pour reproduire l’HI.