Recherche appliquée
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Évaluation par imagerie moléculaire d’une stratégie thérapeutique à base d’apeline-13 dans un modèle d’ischémie cérébrale murin d’âge avancé
- Recherche appliquée
- Troubles cardiaques
60 rats âgés vont être utilisés, tous tués à l'issue, dans des procédures impliquant des niveaux de souffrance modérés à sévères, 48 étant classés en souffrance sévère. Un accident vasculaire cérébral leur est provoqué par chirurgie, suivi d'injections d'apeline, de jusqu'à sept prélèvements sanguins, d'imageries répétées et de tests comportementaux dont le détail n'est pas précisé. Le porteur indique que l'infarctus peut entraîner une perte de mobilité, des troubles de la déglutition avec risque d'asphyxie et de mort, et une perte de poids. Il conclut qu'aucun modèle in vitro ne prend en compte l'ensemble de ces paramètres et décrit le rat comme donnant les déficits "les plus comparables" à ceux de l'humain.
Objectifs
L’Accident Vasculaire Cérébral (AVC) constitue la première cause d’handicap acquis chez l’homme, la 2ème cause de démence et la 3ème cause de mortalité en France. Elle est causée par l’obstruction d’une artère cérébrale par un caillot de sang (=ischémie). Cette occlusion réduit de manière conséquente l'apport en oxygène et en nutriments des cellules cérébrales et engendre ainsi une crise énergétique. Cette dernière est à l'origine d'une destruction rapide et définitive d’une zone du cerveau. Malgré l’avancée des traitements permettant la désobstruction de ces vaisseaux sanguins cérébraux, 50% des patients traités gardent des séquelles aussi bien motrices que cognitives. Bien qu'une zone cérébrale soit définitivement détruite suite à l'ischémie, la zone se trouvant à sa périphérie peut encore être secourue. Cette zone demeure sensible aux changements tels que la création de nouveaux vaisseaux ou la réorganisation des neurones ce sont les mécanismes de plasticité vasculaire et neuronale qui sont le pivot de la récupération pos-AVC. Suite à une ischémie, ces différents mécanismes compensatoires sont activés, cependant ils s'avèrent fréquemment insuffisants pour assurer une reperfusion efficace. C'est pourquoi, plusieurs pistes expérimentales sont étudiées pour améliorer la récupération post-AVC. Parmi ces pistes, le couple Apeline (un peptide)/APJ (son récepteur) font l'objet d'un intérêt croissant. Ce couple joue un rôle important dans le système cardiovasculaire, le métabolisme énergétique, et l'angiogenèse (création de nouveau vaisseaux sanguins) aussi bien physiologique que tumorale. La littérature récente, suggère que ce couple de molécule aurait un effet neuroprotecteur après une lésion aigue d’ischémie-reperfusion cérébrale. Cependant, ces études se limitent à une administration unique d’Apeline le jour de l’ischémie et les bénéfices comportementaux ne sont évalués qu'à très court terme.
Bénéfices attendus
Notre projet a pour objectif d’évaluer le potentiel neuroprotecteur d'injections répétées d’Apeline dans un contexte d’accident vasculaire cérébral chez un modèle murin. À ce jour, ceci n’a jamais été rapporté dans la littérature. Nous suivrons églement la récupération fonctionnelle ainsi que cognitive des animaux. En effet, les troubles cognitifs induits par l'AVC ont des répercussions négatives sur la qualité de vie du patient, sur le taux de mortalité dans les 4 années suivant l’AVC, et représentent un impact médicosocial considérable pour la société. Il est donc essentiel de développer de nouvelles stratégies thérapeutiques dans le but de réduire ces troubles cognitifs. L’Apeline est un peptide dont l’effet neuroprotecteur est décrit en per- opératoire. Néanmoins, dans ce modèle, les conséquences neurovasculaires de l’administration d’apeline sont encore très peu décrites. Ce projet à donc pour objectif de mettre en évidence l’intérêt d’un traitement répété sur une durée plus longue et ainsi d’évaluer l’impact de ce traitement sur la réduction des altérations moléculaires, motrices et cognitives après la survenue d’un AVC.
Procédures
Toutes les procédures expérimentales seront réalisées sous anesthésie (isoflurane ou sévoflurane). Les animaux seront soumis à une chirurgie (acte chirurgical d'environ 30 minutes) visant à induire l'ischémie cérébrale. Les animaux seront soumis à des injections dans le but de leur administrer le traitement (de 1 à 3 injections selon le groupe). Les animaux seront soumis à un maximum de 7 prélèvements sanguins à la queue lorsqu'ils seront endormis. Les tests comportementaux seront réalisés à J1, J7 et J14 de manière à évaluer la sévérité de la lésion ainsi que la récupération post-AVC. Ces tests durent de 15 à 20 minutes par animal lors de chaque session de test. Les imageries auront lieu à J2, J3, J8 et J17 post-ischémie et devraient durer 30 minutes chacune. Des frottis vaginaux seront effectués à J0 et J17.
Impact sur les animaux
Ce projet nécessite des prélèvements sanguins itératifs, de petits volumes, qui seront effectués suite à la pause d'un cathéter au niveau de la veine caudale et pourraient engendrer de petites lésions au niveau de la queue ainsi qu'une douleur au moment de la piqure. La première nuisance est l'acte chirurgical en soi. Par la suite, la chirurgie va avoir pour conséquence de générer un infarctus cérébral conduisant à une perte de mobilité plus ou moins transitoire et d’intensité variable. De même, la zone incisée puis suturée engendre une plaie cutanée. Durant les premières heures, l'animal ne sera peut-être pas capable de boire ou manger, car il peut présenter des troubles de la déglutition, entrainant fausse route, asphyxie et décès. Une perte de poids peut être observée dans les jours suivants la chirurgie. Les imageries sont réalisées relativement tôt après la chirurgie et de manière répétée au cours du protocole pouvant engendrer un stress pour l’animal. L’anesthésie prolongée lors de la chirurgie et des imageries peut induire un risque d’hypothermie. Plusieurs injections intraveineuses de radiotraceurs dans les veines caudales seront réalisées et pourraient engendrer une douleur au niveau de la zone d'injection. Des frottis vaginaux seront effectués à J0 et J17,et pourraient être à l'origine de légère gènes au niveau du vagin suite aux pipetages répétés. Enfin, les animaux seront soumis à divers tests comportementaux, sensorimoteurs et cognitifs, au cours du protocole qui pourrait engendrer un stress.
Devenir
Tous les animaux seront mis à mort après la dernière imagerie à J17 pour obtenir des tissus cérébraux destinés à des analyses histologiques et de biologie moléculaire.
Remplacement
L'étude de l'effet d'un médicament sur les suites d'un accident vasculaire cérébrale (AVC), nécessite de prendre en compte l'étude des lésions cérébrales et les impacts moteurs et sensoriels qui en découlent. De nos jours, aucun modèle in vitro ne permet de prendre en compte l'ensemble de ces paramètres. C'est pourquoi, nous avons choisi un modèle d'obstruction temporaire de l'artère cérébrale moyenne chez le rat, car en plus d'être bien d'écrit dans la littérature, il permet d'obtenir les déficits les plus comparables à ceux observés chez l'Homme. De plus, cette espèce permet l'obtention de prélèvements sanguins répétés avec un volume suffisant sans impacter le bien être de l'animal.
Réduction
Cette étude nous permettra d’évaluer s’il existe ou non, un effet du traitement répété à l’Apeline sur la réduction du volume final de l’infarctus/réduction des troubles cognitifs dû à la survenue d’un AVC. Nous prévoyons un maximum de 60 rats pour cette procédure. Pour évaluer le modèle AVC chez la rat au cours du temps nous utiliserons l’imagerie moléculaire in vivo, technique permettant des études non invasives, longitudinales, multiparamétriques et quantitatives, ce qui permet de minimiser le nombre d’animaux nécessaire. Le modèle d'AVC chez le rongeur a des impacts physiologiques et fonctionnels interindividuels très variés. Dans notre étude nous évaluerons les effets d’un traitement précoce d’Apeline sur 3 jours sur la récupération au cours des 2 premières semaines post-AVC. Nous nous baserons sur notre expérience du modèle chez le rat pour déterminer le nombre d’animaux nécessaire et suffisant pour prendre en compte la variabilité interindividuelle et utiliser différentes méthodes d'analyses moléculaires.
Raffinement
Les chirurgies, prélèvements sanguins, les injections intraveineuse et les séances d’imagerie se feront sous anesthésie générale gazeuse, ce qui permettra de minimiser le stress de l'animal ainsi que son réveil rapide. Les rats anesthésiés seront toujours placés sur un tapis ou lit chauffant avec contrôle de la température pour éviter tout risque d’hypothermie. Les expérimentations douloureuses seront toujours accompagnées, en plus de l’anesthésie générale, d’une analgésie locale et/ou générale par injection sous cutanée de morphinique. Pendant une heure après la chirurgie, une surveillance accrue des animaux sera mise en place, pour éviter toutes complications post-opératoires. L’accès à la nourriture et à l’eau ne sera permis qu’une fois que l’animal sera parfaitement réveillé pour éviter les problèmes de fausse route. Le bien-être des animaux sera surveillé quotidiennement par du personnel qualifié, ce qui nous permettra d’intervenir rapidement dès le moindre signe éventuel de souffrance pour la prendre en charge. Tout signe et/ou comportement anormal : difficultés à respirer, rat prostré, en retrait, ou une perte de poids, par exemple, sera signalé et pris en charge par des compléments alimentaires ou une médication adaptée. Si les signes cliniques ne s’améliorent pas ou que la perte de poids est supérieure à 20% du poids initial, l’animal sera sorti du protocole et mis à mort sans délai pour éviter toute souffrance inutile. Les conditions d’hébergement sont classiques et comprennent des animaux hébergés en groupe, avec accès à la nourriture et l’eau sans restriction . Les cages seront enrichies de tunnels et de la nourriture humidifiée sera placée dans la cage pour faciliter l'accès aux croquettes (rendu plus difficile en raison des séquelles motrices) mais aussi contribuer à la réhydratation. En cas de mort du congénère, l'animal survivant pourra être associé à un autre animal pour éviter la sollitude au cours du protocole.
Choix des espèces
Le rat présente des similitudes anatomo-fonctionelles avec l'être humain au niveau du système vasculaire cérébral (contrairement à la souris). De plus, les mécanismes cellulaires sous-jacents à la mort neuronale, induit par l'AVC chez le rat sont également proches de ce qui a été observé chez le patient. Il permet, en outre, à partir de tests comportementaux ou moléculaires de vérifier l'efficacité de nouvelles stratégies de rééducation dans des études précliniques. De part la difficulté du modèle AVC et les nombreuses pertes qu'il peut engendrer, aucune étude n'a, à notre connaissance, adapté ce modèle à des rats plus âgés. Pourtant, l'incidence de l'AVC augmente avec l'âge et l'apparition de nombreuses commorbidités. Ainsi, nous avons choisi de tester un traitement pharmacologique chez des rats plus âgés, de 6 à 8 mois, permettant d'augmenter la transférabilité de notre étude à la clinique. Pour se faire, des rats femelles âgées de 6 à 8 mois seront utilisées dans cette étude et auront atteint un poids compris entre 300g et 400g (stable depuis le 4ème mois).
Evaluation de composés pour diminuer le choc anaphylactique lié à des allergies alimentaires dans un modèle murin
- Recherche appliquée
- Troubles gastrointestinaux
- Troubles immunitaires
- Recherche fondamentale
- Multisystémique
- Oncologie
- Système immunitaire
8 800 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Sensibilisées à un allergène puis soumises à un déclenchement provoquant une réaction allergique pouvant devenir systémique, elles reçoivent des composés dont la voie et la fréquence d'administration sont fixées "selon le choix du sponsor", avec prélèvements de sang et de fèces. Le projet, mené pour des partenaires commerciaux, vise à évaluer des candidats médicaments contre le choc anaphylactique. Le porteur affirme que la culture cellulaire ne peut se substituer à la souris pour reproduire les mécanismes de l'allergie alimentaire.
Objectifs
Il n'existe aucun traitement curatif de l'allergie alimentaire, seuls les symptômes sont pris en charge. Cette pathologie peut affecter la qualité́ de vie des patients mais également avoir des conséquences graves dans le cas de choc anaphylactique ou œdème de Quincke. Le choc anaphylactique est un réaction immunitaire allergique grave en réponse à l’exposition à un allergène. Cet allergène peut venir des aliments, de certains médicaments, d’une piqûre d’insecte, du contact avec du latex, voire d’un effort physique intense après ingestion d’un aliment légèrement allergène. Si le risque de décès par suite du choc anaphylactique existe, il demeure rare, de l’ordre de 0,3 %. Cette réaction peut atteindre le système cardiaque, respiratoire, cutané, gastro-intestinal, entrainant notamment des difficultés respiratoires, des réactions cutanées, des nausées/diarrhées, une baisse de la tension artérielle et possiblement la mort. La recherche menée ici a pour objectif de tester de futurs candidats médicaments ou substituts alimentaires qui pourront permettre de mieux prendre en charge cette pathologie et de la traiter de façon durable. Il est donc important de pouvoir disposer de modèles expérimentaux permettant une meilleure compréhension et analyse des mécanismes physiopathologiques impliqués dans le développement de ces maladies inflammatoires ainsi que l'efficacité́ de nouvelles molécules thérapeutiques visant à̀ améliorer la santé des patients. Pour cela nous proposons plusieurs modèles de sensibilisation présentant comme allergène : l'ovalbumine, la bétalactoglobuline bovine (BLG), des extraits contenant de l’arachide, du gluten, du blé, du sésame, des fruits à coques, du sésame, des coquillages, des crustacés, des poissons (liste non exhaustive). La molécule à tester sera administrée par différentes voies recréant les diverses possibilités d’administration médicamenteuses chez l’Homme et selon la voie d'administration conseillée pour ce composé.
Bénéfices attendus
Les modèles animaux d'allergie alimentaire utilisés dans cette étude sont pertinents pour évaluer de nouveaux candidats médicaments dans le processus inflammatoire de l'allergie alimentaire afin de répondre à un besoin important de santé, celui des conséquences graves dans le cas de choc anaphylactique ou œdème de Quincke pouvant porter atteinte à la vie des patients souffrants d'allergies alimentaires.
Procédures
Dans le but de réaliser une réaction allergique plus importante un jeûne de 4 heures pourra être réalisé avant chaque sensibilisation et/ou lors du challenge final. La molécule à tester pourra être administrée dans l’eau de boisson, dans l’alimentation, par gavage, inhalation, injection intra péritonéale, intravasculaire, sous-cutanée, intradermique ou intramusculaire selon le choix du sponsor. La fréquence de l'administration est variable en fonction de la demande de nos partenaires. Les animaux seront pesés quotidiennement. Au cours de l'étude, le sang sera prélevé en respectant un volume maximum de 7,5% du volume sanguin circulant pour une période de récupération de 7 jours. Les fécès pourront également être prélevés maximum 1 fois par semaine au cours de l’étude. D'autres prélèvements seront possibles en fonction des demandes du sponsor. Des relevés de température rectale ainsi qu'un scoring clinique pourront être effectués quotidiennement pour surveiller l’inconfort des animaux. Les animaux sont ensuite anesthésiés sans réveil et le sang total est prélevé au niveau de l'aorte abdominale ainsi que d'autres organes.
Impact sur les animaux
Le principal effet indésirable est le développement d'une réaction inflammatoire à un niveau local et possiblement systémique en fin d'étude, lors du challenge.
Devenir
Tous les animaux du protocole sont euthanasiés à la fin et des prélèvements sont réalisés pour l'analyse.
Remplacement
Lorsque cela est possible les composés sont évalués sur culture cellulaire ou organe isolé préalablement aux tests animaux afin de remplacer ou de réduire le nombre d’animaux impliqués dans ce protocole. Cependant, le remplacement total de l'expérimentation animale par des essais sur culture cellulaire n'est pas possible pour l'étude des allergies alimentaires. En effet, les modifications physiopathologiques nécessaires au développement de l'inflammation sont très complexes et nécessitent la mobilisation d'effecteurs moléculaires et cellulaires nombreux. Il est impossible d'explorer l'ensemble de ces événements par une approche substitutive de culture cellulaire. Il est donc important de pouvoir disposer de modèles physiologiques pertinents pour permettre une recherche fondamentale et appliquée sur l’inflammation tout en évaluant l'efficacité de nouvelles molécules à visée thérapeutique.
Réduction
Dans le respect de la règle des 3R nous cherchons à̀ : - réduire le nombre des animaux utilisés en utilisant un nombre très proche du nombre minimal de 6 animaux nécessaire à une étude statistique. Basé sur la bibliographie et notre précédente expérience du modèle le nombre de 10 animaux permet de répondre à la fois à l’hétérogénéité et la variabilité individuelle tout en respectant la puissance statistique et la nécessité de réduire les animaux.
Raffinement
Dans le respect de la règle des 3R nous cherchons à̀ : - raffiner en apportant du soin et une observance accrue aux animaux en souffrance ou en angoisse suite à l'induction des maladies. Ces pathologies étant basées sur l'inflammation, un traitement pharmacologique visant à̀ réduire la souffrance de l'animal ne pourra être envisagé sans compromettre les résultats de l'étude. L'état de santé des animaux sera évalué́ quotidiennement selon des critères d'apparence physique et comportementaux selon le tableau détaillé́ dans le paragraphe. Les souris sont hébergées selon les conditions de la règlementation 2010/63/UE en unités individuelles ventilées de type III ou IV avec enrichissement de l’environnement (composants de nidification et igloo). L'enrichissement pourra être augmenté si nécessaire.
Choix des espèces
Les modifications physiopathologiques nécessaires au développement de l'allergie alimentaire sont complexes et nécessitent la mobilisation d'effecteurs moléculaires et cellulaires nombreux. Il est impossible d'explorer l'ensemble de ces évènements par une approche substitutive de culture cellulaire. La souris est largement décrite dans la littérature pour être une espèce de choix dans ce modèle. Les allergies alimentaires pouvant survenir à tout moment de la vie d'un individu, les souris seront préférentiellement utilisées à l'âge adulte (8-12 semaines) au début des investigations, car elles présentent un système immunitaire mature. Cependant selon la population ciblée, l’âge pourra être laissé à l’appréciation du sponsor, les animaux pourront être plus jeune ou plus âgés. L'âge minimal étant de 3 semaines et l'âge maximal sera déterminé par l'âge de la population ciblé et peut être de 3 ans.
Développement d’un modèle de migraine à l’aide d’injections répétées d’isosorbide dinitrate (ISDN) chez le rat
- Recherche appliquée
- Autres troubles humains
1 994 rats vont être utilisés, tous tués à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance sévère. Ils reçoivent une injection quotidienne d'isosorbide dinitrate pendant cinq jours pour induire une migraine chronique, puis subissent des tests répétés de sensibilité douloureuse tactile de la face et de la patte et de sensibilité thermique de la patte. Le porteur indique que les animaux restent douloureux et sont pour cette raison tués dès la fin de l'expérience. Il conclut que l'étude d'un analgésique doit se faire sur l'animal vigile, seule option selon lui pour restituer les composantes sensorielle et émotionnelle de la douleur.
Objectifs
La migraine est un trouble de la douleur neurologique. Elle a un impact sur la santé mais aussi socio-économique. Selon des rapports épidémiologiques, la migraine touche 1 personne sur 10 dans le monde et son incidence continue d'augmenter (2017). La migraine était la sixième maladie la plus courante parmi 328 maladies et méfaits. En plus des céphalées, les migraineux présentent d’autres symptômes comme des nausées, de la fatigue, une photo et/ou phonophobie et des allodynies mécaniques et thermiques. L’allodynie est un stimulus normalement non douloureux ressentie comme douloureux. Il est particulièrement ressenti au niveau de la face des patients. Les traitements médicamenteux actuelles sont pas sans effets secondaires. De plus, certains patients répondent mal à ces traitements. Il est donc important de développer de nouveaux traitements. Pour cela, nous souhaitons mettre au point un modèle de douleur migraineuse induit par injection intrapéritonéale répétée d’isosorbide dinitrate. Ce modèle, décrit dans la littérature, permet de montrer les mêmes symptômes qu’une personne migraineuse (allodynie thermique et mécanique). De plus la physiologie de l’animal est impactée de la même manière que chez l’homme. Dans le cadre de ce travail, nous souhaitons donc mettre au point ce modèle et tester la détection d’allodynie mécanique et thermique. Dans un second temps, nous testerons la réversion de l’allodynie par une molécule de référence.
Bénéfices attendus
Le bénéfice attendu est la mise au point d’un modèle fiable et reproductible. Ce modèle pourra servir à la mise au point de nouveaux traitements afin de proposer une meilleure prise en charge poiur le patient. La caractérisation de ce modèle par de nombreux tests pourra donner lieu à un poster dans le cadre d’un congrès afin de partager la connaissance du modèle.
Procédures
Les animaux subissent 1 injection intrapéritonéale par jour pendant 5 jours (30 sec pour injection). Selon les procédures ils peuvent être soumis à des mesures de sensibilité douloureuse tactile (face, patte), de mesure de sensibilité thermique (patte). Ces tests durent moins d’une minute chacun et sont répétés durant une cinétique de 5 points de mesures (15 min minimum de repos entre chaque). Ces animaux pourront recevoir une molécule de références selon une voie d’administration courantes (Intrapéritonéale, gavage orale, sous-cutanée ; temps d'injection de 30sec maximum) afin de tester la réversion de la sensibilité à la douleur.
Impact sur les animaux
Les nuisances que vont subir les animaux sont les injections répétées d’isosorbide dinitrate en intrapéritonéale (1 fois par jour pendant 5 jours). Les tests sont : des stimulations mécanique ou thermique d’une durée inférieure à 1 min par stimulation. La stimulation douloureuse est stoppée dès réaction de l’animal. Cette opération est réalisée au maximum 2 fois par jour de D0-D5. Une cinétique de test pourra être réalisée allant jusqu’à 5 points de mesures espacés de 15min minimum. Lors de ce test les animaux sont isolés dans un compartiment en plexiglass ou dans un gant pour la stimulation de la face, le temps de la cinétique. Des traitements en intrapéritonéale, sous-cutanée ou gavage orale pourront être réalisés afin de tester la réversion par la pharmacologie de référence (injection rapide).
Devenir
L’ensemble des animaux sont mis à mort. Le développement du modèle agit sur les mécanismes inflammatoires. Il est donc difficile de connaitre l’impact neurophysiologique sur d’autres modèles utilisés au sein du laboratoire. De plus, les animaux ont un modèle de migraine chronique. Ils restent donc douloureux. Pour l’ensemble de ces raisons, ils sont mis à mort dès la fin de l’expérience.
Remplacement
L’objectif de ce projet est le développement de modèles permettant de tester l’efficacité de candidats médicaments analgésique. Les modèles in silico et in vitro permettent seulement d’étudier les effets de ces molécules sur la nociception, c’est-à-dire les mécanismes biologiques encodant les stimuli endommageant, ou susceptibles d’endommager les tissus. Selon la définition officielle, la douleur est une « expérience sensorielle et émotionnelle ». L’étude de potentiels traitements analgésiques doit donc être conduite dans des modèles restituant à la fois la composante sensorielle et émotionnelle et permettant l’analyse du comportement en plus de la physiologie ; faute de quoi c’est la nociception et non la douleur qui est étudiée. L’étude des candidats médicaments analgésiques chez l’animal vigile reste la seule option pour démontrer l’efficacité sur la douleur avant le passage chez l’homme.
Réduction
Pour chaque étude, le nombre d'animaux utilisé est réduit à un minimum acceptable pour l’obtention d’informations robustes et statistiquement pertinentes. Le nombre d’animaux par groupe de traitement a été fixé à n=10 en se basant sur les données bibliographiques disponibles. Cet effectif par groupe sera confirmé lors des stades initiaux de développement du modèle par la réalisation d’un calcul de puissance. A la fin de la procédure 1, le nombre d’animaux pourra être réajusté en fonction des résultats.
Raffinement
De l’enrichissement est présent dans les cages afin de limiter le stress et d’améliorer la qualité de vie des animaux (Tunnel en plastique, papier kraft et briquettes en bois à ronger). Des points limites, précoces et spécifiques pour chaque protocole d’étude sont définis et résumé en un arbre décisionnel qui conduit si nécessaire l’interruption des expérimentations si les critères d’arrêts sont atteints. Au vu du domaine d’expertise du laboratoire (spécialisation dans l’étude de la douleur), les expérimentateurs sont strictement formés au respect de l’animal et sensibilisés à la surveillance de signes de douleur ou de souffrance. La maitrise des gestes techniques est contrôlée régulièrement. Les animaux sont surveillés chaque jour. Pour les tests, des cut-off (valeur maximale de stimulation) ont été fixé afin de limiter la douleur. De l’habituation aux tests/contention est faite afin de limiter le stress.
Choix des espèces
La question du remplacement des rongeurs par des espèces « moins évoluées » est critique et suivie avec attention au sein de la structure. Chez ces espèces la démonstration la capacité à ressentir la douleur telle que définie récemment et les modèles d’étude de la pharmacologie de la douleur à visée clinique ne sont pas encore développés. Le rat a été sélectionné pour ce projet en se basant sur plusieurs critères : a) sensibilité aux stimuli nociceptifs utilisés dans ce projet ; b) large caractérisation du comportement et des modèles dans la littérature ; c) efficacité dans cette espèce des médicaments utilisés chez l’homme sont efficaces pour soulager une douleur équivalente suggérant l’existence de mécanismes biologiques communs. Les animaux utilisés seront des rats adolescents. Nous garderons les animaux environ 2 semaines. Nous ne souhaitons pas avoir des animaux trop gros afin de pouvoir réaliser les tests sereinement. De plus, les crises de migraines chez l’homme sont souvent intensifiées à la période de l’adolescence avec les changements hormonaux.
Validation d’un traitement pour la maladie de Parkinson chez la souris
- Recherche appliquée
- Troubles nerveux
Pour tester un peptide censé franchir la barrière qui protège le cerveau et freiner l'accumulation d'alpha-synucléine en cause dans la maladie de Parkinson, 40 souris adultes vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, toutes tuées à l'issue. Chacune subit une chirurgie de 30 à 40 minutes pour provoquer cette accumulation dans son cerveau, puis des injections sous la peau cinq jours par semaine pendant deux ou quatre semaines, et une ouverture du thorax lors de sa mise à mort, pour perfuser le cœur et fixer les tissus. Le porteur cite une douleur "modérée et transitoire" après la chirurgie et le stress de la contention lors des injections, et prévoit des "points d'alerte en amont des points limites" sans en donner les seuils. Sur le remplacement, il affirme qu'il "n'existe pas à ce jour d'alternatives à l'expérimentation animale" pour prouver l'efficacité et la sécurité du peptide, la démonstration de son "innocuité" exigeant selon lui un système immunitaire fonctionnel.
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.
Evaluation de l’efficacité d’un candidat médicament, le masitinib dans le traitement de la sclérose latérale amyotrophique (SLA) et de son impact sur la réponse inflammatoire à l’aide d’un modèle d’encéphalomyélite auto-immune expérimentale (EAE).
- Recherche appliquée
- Troubles musculosquelettiques
- Troubles nerveux
228 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant des niveaux de souffrance légers à sévères, 189 étant classées en souffrance sévère. Une encéphalomyélite auto-immune leur est induite par trois injections pour reproduire une paralysie progressive des muscles proche de la sclérose latérale amyotrophique, avec administration orale de masitinib jusqu'à 42 jours et tests moteurs hebdomadaires de force, coordination et endurance. Le porteur décrit un déficit moteur menant à des paralysies chroniques et une perte de poids, et indique qu'aucun animal ne pourra être réutilisé du fait de ces signes irréversibles. Il présente l'évaluation du masitinib comme "critique et nécessaire" pour renseigner les agences réglementaires et affirme que le modèle animal est "indispensable et non substituable".
Objectifs
La sclérose latérale amyotrophique (SLA) est une maladie dégénérative neuromusculaire qui conduit généralement au décès des patients dans les 3 à 5 ans qui suivent le diagnostic. Elle se caractérise par un déficit moteur puis une paralysie progressive des muscles (incapacité à marcher, manger, parler, respirer). Cette paralysie est dû à la mort progresse des cellules nerveuses dans le cerveau et dans la moelle épinière. La SLA est la plus fréquente des maladies du neurone moteur (2.7 cas/an pour 100 000 habitants en France). Il n’existe aucun traitement curatif à ce jour. Un seul traitement est approuvé en Europe, le Riluzole (Zentiva) qui ralenti modestement l’évolution fatidique de la maladie. Le besoin médical est donc urgent et critique. Le masitinib est une molécule qui un effet protecteur des neurones dans le système nerveux central et périphérique. Il actuellement est en dernière phase de développement clinique pour la SLA et la sclérose en plaque (SEP). Cette molécule a reçu la désignation de médicament orphelin dans la SLA à la fois de l’Agence Européenne du Médicament (EMA) et de la Food and Drug Administration américaine (FDA). En 2023, la FDA a validé une molécule appelée neurofilament comme marquer de l’efficacité d’un candidat médicament pour les maladies du système nerveux. Le but de ce projet est d’étudier l’impact du masitinib sur la libération de ces marqueurs comme le demande la FDA. De plus, la mise en perspective des signes cliniques et des analyses biomoléculaires effectués sur les prélèvements de sang permettra également de comprendre les mécanismes biologiques conduisant à la maladie. Le modèle d’encéphalomyélite auto-immune expérimentale (EAE) est le modèle le plus couramment utilisé pour étudier les maladies neurodégénératives telles que la SLA, SEP, la maladie de Huntington (HD),…. L’EAE a été choisi pour ces nombreuses similitudes avec la SLA: - Les signes cliniques : déficit moteur lié à la mort progressive des cellules nerveuses - Les mécanismes biologiques impliqués (comme l’inflammation) qui conduisent à la mort des motoneurones - Les marqueurs de la maladie tels que les neurofilaments demandés par les agences règlementaires.
Bénéfices attendus
Le masitinib est actuellement à la fin de sa phase de développement clinique dans plusieurs pathologies neurodégénératives dont la SLA, la SEP et la maladie d’Alzheimer. Il a d’ores et déjà reçu la désignation de médicament orphelin pour la SLA à la fois de l’EMA et de la FDA. En 2023, la FDA a validé l’application d’une molécule appelée neurofilament comme marqueurs des pathologies neuro-dégénératives. Ce marqueur est un point de terminaison nécessaire aux développements d’un candidat médicament. Il est donc aujourd’hui critique et nécessaire d’évaluer l’impact des nouvelles thérapies, dont le masitinib, sur le taux de neurofilament dans des modèles précliniques dédié à la SEP et la SLA. Les résultats de ce projet permettront donc de renseigner les agences réglementaires et ainsi d’accélérer la mise à disposition du masitinib aux patients, avant même l’achèvement des études cliniques en cours. Le masitinib pourrait ainsi devenir la première molécule thérapeutique dans le traitement de la SLA. Par ailleurs, la mise en perspective des modifications des signes cliniques avec les analyses biologiques des échantillons de sang permettra de mieux comprendre le mécanisme d’action de la molécule et potentiellement d’étendre son utilisation à d’autres pathologies (Parkinson et Huntington) qui partagent les mêmes marqueurs et certains mécanismes biologiques.
Procédures
Le modèle utilisé consiste à induire les signes cliniques en stimulant le système immunitaire. L’induction de l’encéphalomyélite auto-immune expérimentale (EAE) est effectuée en 3 injections : 1 injection en sous-cutanée et 2 injections en intrapéritonéale. Pour étudier l’action neuro-protectrice du masitinib, la molécule sera administrée par voie orale 1 fois par jour pendant au maximum 42 jours. Tout au long de la période expérimentale, les souris feront l’objet d’un suivi très étroit : - observations quotidiennes. - Enregistrement du poids et les observations cliniques au minimum 3 fois/semaine - Evaluation des capacités motrices (force, coordination, endurance) 1 fois par semaine Au cours de la procédure des prélèvements de faibles volumes de sang (quelques gouttes) seront réalisés au niveau de la veine. A la fin de la procédure, les animaux recevront une anesthésie profonde durant laquelle un dernier échantillon de sang sera réalisé. A l’issu de cette procédure, l’ensemble des animaux seront euthanasiés.
Impact sur les animaux
Les nuisances sont essentiellement liées au modèle EAE et les signes cliniques associés: - L’induction se fait par une injection d’un produit qui peut être irritant. En effet, le produit injecté induit une réaction inflammatoire désiré sur le même principe que la vaccination. Cette réaction peut générer une douleur modérée et transitoire (
Devenir
Le modèle d’EAE utilisé reproduit chez l’animal les signes cliniques de la SLA. Aucun animal ne pourra donc être réutilisé en raison de ces signes sévères, irréversibles et inévitables. A la fin du projet, tous les animaux seront euthanasiés.
Remplacement
Le masitinib est actuellement en phase final de développement clinique et a donc été caractérisé de manière très précise par des études préalables. Pourtant, aucune de ces études vitro ou ex-vivo n’a pu permettre d’étudier les liens entre les mutations génétiques, les mécanismes moléculaires et les signes cliniques. En effet, les maladies neurodégénératives comme la SLA sont des maladies multifactorielles et complexes. Ces maladies ne peuvent être réduites à une simple mutation ou à un simple mécanisme dans des cellules isolées. Le modèle animal est donc indispensable et non substituable pour : •Analyser les paramètres biologiques tels que la réponse immunitaire, l’accès de la molécule au cerveau, l’évolution des marqueurs au cours du traitement comme le demande les agences règlementaires (FDA). •Valider l’effet du médicament sur les signes cliniques et donc confirmer le mécanisme d’action à l’échelle moléculaire.
Réduction
Le candidat médicament testé est le masitinib qui est actuellement en phase final de développement clinique. La toxicité de la molécule et les schémas de traitement sont donc parfaitement maîtrisés. Le nombre d’animaux utilisé sera donc réduit au strict minimum pour répondre à la problématique du projet. Le nombre d’animaux a été déterminé mathématiquement sur la base d’une méthode validé et consensuelle de façon à n’utiliser que le strict minimum d’animaux nécessaires pour obtenir des résultats scientifiquement et statistiquement fiables. D’après les calculs, le nombre d’animaux à utiliser est de 13 animaux par groupe. Ce nombre d’animaux par groupe est inférieur aux effectifs communément utilisés (± 15 animaux par groupe) dans le cadre des recherches académiques ou dans les laboratoires de recherche privés.
Raffinement
Pendant toute la durée du projet, les souris sont suivies quotidiennement, leur poids sera enregistré et les observations cliniques seront évaluées 3 fois par semaine. L’EAE est un modèle très utilisé et très bien décrit. Dans la majorité des publications, la progression de la maladie est évaluée sur la base des observations cliniques selon un scoring strict, validé et utilisé par l’ensemble de laboratoire utilisant ce modèle. Dans ce projet, nous allons utiliser plusieurs méthodes de mesures indépendantes (score + poids + 2 tests de performances musculaires) pour garantir une évaluation précise, quantitative et donc objective de l’évolution de la maladie. Le croisement des informations facilitera les analyses et permettra conclusion étayée par plusieurs variables. Cette analyse associée à la parfaite connaissance du modèle d’EAE, permettra de prévenir de manière plus précoce l’apparition des signes cliniques dommageable. De plus, une attention particulière sera prêtée à l’environnement local, étant donné que les animaux ayant contracté l’EAE présenteront des déficits moteurs significatifs. Les cages comporteront un sol en dur, une litière de sciure, des refuges et des matériaux de nidification adéquats, ainsi que des blocs à ronger. Des pellets mouillés (disposées sur le fond de la cage) et un complément alimentaire gélifié (riche en eau et en ions) seront apportés aux animaux pour faciliter la nutrition et à l’hydratation.
Choix des espèces
Le modèle d’EAE a été choisi par ce que c’est un modèle éprouvé et largement utilisé pour étudier les maladies neurodégénératives tel que la SLA, sclérose en plaque (SEP) ou encore la maladie de Huntington (HD). Pour étudier le masitinib, l’EAE a été choisi pour ces nombreuses similitudes avec la SLA: - Les signes cliniques: déficit moteur progressif menant à la paralysie des muscles - les mécanismes : inflammation du système nerveux central et périphérique qui entraîne la mort des cellules nerveuses - Les marqueurs de la maladie: neurofilament qui est désormais demandé par les agences règlementaires Le modèle d’EAE est développé et utilisé uniquement sur des souris. Ce modèle mime parfaitement la SLA et la SEP qui se développe très majoritairement chez les adultes. De plus, en termes de méthode, l’ensemble des publications indiquent qu’il faut utiliser des souris de 9-13 semaines lors de l’induction. Nous utiliserons par conséquent dans ce projet des souris adultes. Les animaux utilisés seront uniquement des femelles comme préconisé par la littérature scientifique. En effet, il existe une différence significative entre les 2 sexes. Les femelles sont beaucoup plus sensibles à l'induction que les mâles : - Le taux d’immunisation est supérieur chez la femelle que chez le mâle ce qui aura pour conséquence la réduction du nombre d’animaux dans ce projet. - Les signes cliniques sont plus marqués chez la femelle que chez le mâle, les effets seront donc plus marqué ce qui améliore la significativité des résultats.
Mesure de l’ammoniémie chez le rat et recherche d’un traitement contre l’hyperammoniémie
- Recherche appliquée
- Autres troubles humains
3 368 rats vont être utilisés, tous tués à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. On leur induit une hyperammoniémie par médicament puis on administre des composés par voie intrapéritonéale ou par gavage, avec des prélèvements sanguins sous anesthésie et un prélèvement terminal intracardiaque, pour chercher un traitement de l'excès d'ammoniaque dans le sang. Le porteur indique que les gavages répétés peuvent irriter et que les prélèvements se font sous anesthésie pour réduire le stress. Il conclut qu'aucune méthode in vitro ou in silico ne reproduit l'ensemble des symptômes et qu'il est donc "nécessaire" de travailler sur un "organisme entier".
Objectifs
Le but du projet est de rechercher des produits efficaces pour diminuer significativement une hyperammoniémie induite par un traitement médicamenteux. Chez l'humain adulte, une petite partie de l'ammoniaque est utilisée pour la synthèse des protéines et d'autres composés essentiels. Le reste est un déchet neurotoxique et il doit être éliminé. La majeure partie de l'ammoniaque est excrétée dans l'urine sous forme d'urée. Cependant, l'ammoniémie, qui représente la concentration d'ammoniaque dans le sang, peut être fortement augmentée par différents facteurs comme certains médicaments (valproate de sodium, fluorouracil), une insuffisance hépatique, une anomalie du cycle de l'urée, ou un déficit enzymatique. Dans ces conditions, une hyperammoniémie aigûe sévère peut entraîner l'apparition d'une encéphalopathie avec oedème qui peut être mortelle. Une hyperammoniémie moins sévère peut entraîner une léthargie, des maux de tête, un état de confusion et de l'agitation. De même, une hyperammoniémie chronique légère pourrait favoriser des troubles neuropsychiatriques. La neurotoxicité de l'ammoniaque entraîne également des perturbations au niveau des neurotransmetteurs, de la production d'énergie et du débit sanguin cérébral notamment. Ce projet consiste à identifier des produits inducteurs d'hyperammoniémie, et de rechercher des produits qui pourraient réduire et/ou prévenir cette hyperammoniémie, selon un protocole établi à partir de données de la littérature. Actuellement, il n'y a pas de guide ou de protocole pour faire face à une hyperammoniémie induite par un médicament. Les solutions proposées sont l'arrêt du traitement médicamenteux, la diminution des doses ou la poursuite du traitement en mesurant l'ammoniémie régulièrement. Une hémodialyse est la thérapie la plus efficace pour supprimer une hyperammoniémie, mais c'est très invasif. Deux procédures seront utilisées dans notre projet : la première procédure permettra valider la méthode de prélèvement du sang et la méthode de dosage de l'ammoniémie, et d'identifier des produits inducteurs d'hyperammoniémie; la deuxième procédure consistera à évaluer l'effet de différents traitements capables de réduire et/ou de prévenir cette hyperammoniémie.
Bénéfices attendus
Actuellement, il n'y a pas de guide ou de protocole pour faire face à une hyperammoniémie induite par un médicament. Il est important de développer de nouveaux traitements qui permettraient de réduire et/ou de prévenir une hyperammoniémie.
Procédures
Deux prélèvements sanguins à 30 ou 90 minutes d'intervalle auront lieu sous anethésie générale pour réduire le stress et la douleur. Le protocole de chaque prélèvement comprend l'anesthésie, le prélèvement et l'arrêt du saignement, et dure environ 10 minutes. Une ou deux administrations de produits seront réalisés par voies intrapéritonéale ou par gavage.
Impact sur les animaux
Les animaux sont observés attentivement en respectant les points limites et ils seront euthanasiés en cas d'atteinte des points limites. L’administration répétée par gavage peut entraîner des irritations, c’est pourquoi les traitements seront effectués par une personne expérimentée à l’aide de sondes souples pour limiter le stress et les irritations liés aux gavages répétés. Les prélèvements sanguins des animaux se feront sous anesthésie générale afin de réduire le stress de la manipulation et toute souffrance.
Devenir
En fin de procédure, chaque animal sera euthanasié après prélèvement de sang par voie intracardiaque et recueil d'un grand volume de sang.
Remplacement
L'étude de l'ammoniémie chez l'animal implique l'utilisation d'animaux entiers. L’hyperammoniémie est une pathologie complexe avec des symptômes qui touchent différents organes. L'utilisation de modèle avec des organes isolés ne permet pas d'enregistrer l'influence de différents produits sur l'hyperammoniémie. Des résultats obtenus lors de précédentes études et des données de la littérature permettent de sélectionner les produits à étudier (doses, voies d'administration, volumes). Des alternatives non animales ne peuvent être envisagées pour rechercher l'ensemble des objectifs prévus. Les méthodes expérimentales in vitro ou in silico ne permettent pas de reproduire l’ensemble des symptômes de l'hyperammoniémie, il est donc nécessaire de travailler sur un organisme entier.
Réduction
La variabilité des réponses aux effets d’un traitement chez le rongeur justifie une taille de groupe de minimum 12 animaux par condition expérimentale. Un effectif inférieur expose à un risque de devoir reproduire les procédures pour valider statistiquement la solidité des résultats obtenus par une analyse de la variance (ANOVA). En cas de résultat significatif, les différences entre chaque groupe et le groupe contrôle seront explorées à l’aide d’un test de comparaisons multiples adapté (Dunnett ou Tukey). En cas de trop petit nombre d'animaux, il faudrait refaire une étude pour confirmer les effets et observer des différences significatives entre les groupes. En cas de faible ou non efficacité d'un produit, son étude sera arrêtée.
Raffinement
Une surveillance attentive des animaux est réalisée. Les animaux seront hébergés à plusieurs afin de maintenir leur socialisation et dans des cages enrichies. Les administrations par voie orale seront effectuées sur des animaux vigiles par du personnel expérimenté, à l’aide de sondes souples pour limiter les irritations. Les prélèvements de sang se font sous anesthésie générale. Les animaux seront observés attentivement en respectant les points limites. Ils seront euthanasiés en cas d'atteinte des points limites mis en place pour limiter la douleur, la souffrance et l’angoisse.
Choix des espèces
Après recherche bibliographique, le rat est apparu parmi les modèles animaux les plus fréquemment décrits, et les mieux appropriés pour ce projet. Les animaux utilisés sont des adultes conformément aux publications de référence.
Contrôle de l’immunité anti-tumorale
- Recherche appliquée
- Cancers
- Recherche fondamentale
- Oncologie
7 656 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Elles reçoivent une greffe de cellules cancéreuses sous la peau, des injections intrapéritonéales d'anticorps répétées et des prélèvements sanguins dont un prélèvement terminal, pour étudier l'immunosurveillance anti-tumorale. Le porteur décrit une tumeur pouvant se nécroser en son centre et des points limites censés arrêter les atteintes avant un stade avancé. Les retombées annoncées pour les patients restent renvoyées à terme, tandis que le porteur affirme qu'il n'existe "pas d'alternative" à la souris pour l'étude in vivo de ces mécanismes.
Objectifs
Dans le domaine complexe de la biologie humaine, la lutte contre le cancer est un combat permanent qui exige un arsenal d'approches innovantes. Parmi celles-ci, le concept d'immunosurveillance est apparu comme un gardien essentiel dans la lutte contre les tumeurs malignes. L'immunosurveillance fait référence à la capacité innée du système immunitaire à reconnaître et à éliminer les cellules anormales, y compris celles qui ont un potentiel cancéreux. Ce mécanisme de défense naturel constitue une ligne de défense cruciale, détectant et éradiquant les cellules indésirables avant qu'elles ne se transforment en tumeurs à part entière. On ne saurait trop insister sur l'importance de l'immunosurveillance dans la lutte contre le cancer. Contrairement aux traitements traditionnels du cancer qui ciblent souvent la tumeur elle-même, l'immunosurveillance s'attache à donner aux défenses de l'organisme les moyens d'identifier et d'éliminer les menaces cancéreuses. Toutefois, ce processus n'est pas sans faille, car les cellules cancéreuses peuvent échapper à la détection immunitaire grâce à diverses stratégies. Il est donc urgent d'améliorer et d'affiner les mécanismes d'immunosurveillance afin de garantir une défense plus efficace contre le cancer. L'amélioration de l'immunosurveillance implique une approche multidimensionnelle. En outre, il est essentiel de démêler l'interaction complexe entre le système immunitaire et les microenvironnements cancéreux. En comprenant comment les tumeurs manipulent leur environnement pour échapper à la détection, nous pourrons développer des stratégies pour contrer ces tactiques et renforcer l'immunosurveillance. Ainsi, l'objectif de ce projet est de déterminer comment les cellules tumorales échappent à leur éradication par le système immunitaire et de déterminer si le ciblage de ces voies représente une option thérapeutique prometteuse.
Bénéfices attendus
Ce projet permettra à terme de proposer de nouvelles options thérapeutiques pour les patients souffrants de cancers.
Procédures
Les souris seront rasées sur un des flanc (environ 30 secondes, réalisé sur souris vigile avec du matériel spécifique) et recevront une injection unique en sous-cutanée de cellules cancéreuses. Chaque injection prendra environ 5 minutes par souris et sera réalisée sur des souris vigiles. Une partie des souris recevra une injection intrapéritonéale d'anticorps tous les 2 jours pendant 2 semaines ou deux fois par semaine pendant 2 semaines. Chaque injection prendra environ 30 secondes et sera réalisée sur des souris vigiles. Pour ¼ des animaux, un prélèvement sanguin sera réalisé en cours de procédure et toutes subiront un prélèvement sanguin terminal. Ces prélèvements prendront environ 1 minute par souris. Un dernier groupe de souris recevra 4 injections intrapéritonéales sur 4 jours (une par jour). Chaque injection prendra environ 30 secondes par souris et sera réalisée sur des souris vigiles.
Impact sur les animaux
Lors d'injections intrapéritonéales répétées, il peut y avoir une inflammation au point d'injection. En ce qui concerne l'aspect et la taille de la tumeur, la tumeur peut présenter un trou en son centre. Avant l’arrivée aux points limites, les animaux pourraient subir des nuisances et des effets indésirables auxquels nous seront très attentifs. Ces effets indésirables pourront être causés soit par la croissance de la tumeur, soit par l’injection d’immunothérapies. Nous avons une grande expertise de ces modèles. Nous savons que la croissance tumorale n’entrainerait des comportements significatifs d’une gêne ou d’une souffrance (poils hérissés, dos voûté, perte de poids, mobilité réduite, absence de toilettage, une prostration et/ou une agitation), ainsi que des altérations visibles de la peau (nécrose…) qu’à un stade avancé de du développement de la tumeur.
Devenir
Tous les animaux seront mis à mort afin de récupérer les organes et tumeurs et ainsi réaliser les études in vitro nécessaires à savoir analyser la composition cellulaire (cytométrie, immuno-histochimie) et biochimique de la tumeur.
Remplacement
Comme notre projet repose sur l’influence de l’expression de gène tumoraux sur le dialogue entre système immunitaire et les cellules cancéreuses, il n’existe pas à ce jour d’autre alternative que l’utilisation des souris pour l’étude in vivo des mécanismes moléculaires et des interactions complexes impliqués.
Réduction
Bien qu’il n’existe à ce jour pas de méthode de remplacement pour réaliser ces études, notre expérience des modèles utilisés nous permet de définir le nombre de souris minimum à utiliser afin d’être statistiquement significatif, grâce à l'utilisation de méthodes statistiques adaptées. De plus nous avons conçu le projet de façon à ce que les procédures soient réalisées les unes après les autres. En cas de résultats non concluant de la procédure initiale, les procédures suivantes ne sont pas réalisées, ce qui réduira le nombre d’animaux prévus dans ce projet. Enfin aucun effet hormonal n’a été décrit à notre connaissance dans ce modèle. Cela nous permettra de limiter notre étude exclusivement aux femelles, réduisant ainsi le nombre d’animaux utilisé pour ce projet.
Raffinement
Une grande importance sera accordée au bien-être des souris. En termes de raffinement, les souris sont hébergées en groupe avec de l'eau stérilisée par filtration, des aliments à volonté et un enrichissement systématique du milieu par diamond twist et igloo rouge. Leur suivi permet de détecter tout signe de souffrance, de détresse et ainsi la prise immédiate des mesures adéquates grâce à l’application de points limites adaptés à la pathologie du lymphome B. La notion d’enrichissement du milieu des rongeurs utilisés est familière aux demandeurs. Tous les participants à ce projet sont dûment qualifiés et ont validé les compétences requises pour les manipulations proposées. D’autre part, afin de minimiser l’inconfort des procédures concernées nous alternerons les sites d’injections en intra-péritonéal, utiliserons des aiguilles très fines adaptées aux injections répétées afin de minimiser/s’affranchir de problème lié à l’injection et nous utiliserons également une tondeuse spéciale rongeurs.
Choix des espèces
La souris est une espèce animale relativement proche phylogénétiquement de l’homme, et est le modèle de choix utilisé par la communauté scientifique pour étudier les acteurs moléculaires et cellulaires impliqués dans le cancer. De plus, la souris présente plusieurs avantages comme un cycle de vie relativement court, une natalité importante et un modèle facile à élever. Les modèles utilisés sont les modèles les mieux adaptés pour étudier la réponse antitumorale. Nos souris seront âgées de 6 à 20 semaines car c’est durant cette période que le développement tumoral est optimal.
Mécanismes de l’action anti-tumorale d’exopolysaccharides issus de probiotiques.
- Recherche appliquée
- Cancers
- Recherche fondamentale
- Autre recherche fondamentale
- Oncologie
- Système gastrointestinal
- Système immunitaire
1 836 souris vont être utilisé·es, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré pour la plupart. Elles subissent des chirurgies dont une sur anse iléale clampée, des injections de cellules cancéreuses et des gavages, avec des tumeurs sur le flanc pouvant devenir douloureuses au toucher, pour évaluer l'effet anti-tumoral de sucres issus de probiotiques associés à une immunothérapie. Le porteur reconnaît que les bénéfices des probiotiques sont très controversés et vise d'abord à publier et à valoriser un brevet. Il affirme qu'aucun système alternatif ne permet d'étudier la biodistribution de ces composants dans un organisme vivant.
Objectifs
Le principal objectif de ce projet et de confirmer l’activité anti-tumorale d’une fraction purifiée d’une macromolécule composée essentiellement de sucres, issue de probiotique, chez la souris. A partir des études structurales menées sur les différentes fractions de cette macromolécule, nous avons identifié la sous-unité responsable d’une activité immunogène sur des lignées cellulaires in vitro. Il est désormais essentiel de tester cette fraction sur le modèle souris, en complément d’un traitement ciblé d’immunothérapie. Nous souhaitons ensuite apporter des éléments nouveaux concernant la biodistribution et la métabolisation des unités qui composent la paroi bactérienne, dans un organisme vivant.
Bénéfices attendus
Les effets bénéfiques d’une consommation régulière de probiotiques sur la santé sont très controversés dans la communauté scientifique. Nous souhaitons apporter une réponse claire et factuelle sur les mécanismes exactes des macromolécules composées de sucres, sur le système immunitaire et leur participation à la réponse anti-tumorale d’un traitement ciblé. L’objectif de ce travail en collaboration est, en premier lieu, de publier nos résultats sur la molécule identifiée qui fait l’objet du dépôt de brevet.
Procédures
Ce projet comprend au total cinq procédures expérimentales dont trois procédures chirurgicales. Parmi ces trois procédures, une est classée sans réveil et ne nécessite pas la reprise de conscience de l’animal. La chirurgie de l’anse iléale clampée a une durée de 15-20 min par individu. La sévérité d’une des procédures, tient compte essentiellement du développement tumoral chez le modèle murin et des effets délétères associés. Les actes chirurgicaux pour l’induction des cellules cancéreuses et l’administration du traitement sont, par leur nature, peu invasifs et très rapides ; les injections de cellules cancéreuses et l’administration du traitement sont de courte durée (
Impact sur les animaux
Les principales nuisances attendues sur les animaux tout au long du projet sont : 1) Le stress, lié à la préhension, contention et au gavage. 2) Une potentielle dégradation de l’état de santé de l’animal sous anesthésie durant la procédure opératoire. Au cours de l’intervention, l’effet des anesthésiques et de l’acte chirurgical, en lui-même, peuvent entraîner une détresse respiratoire, une bradycardie, tachycardie, une déshydratation et une hémorragie. Ces signaux physiologiques sont la traduction d’un stress thermique, d’une manifestation de la douleur, d’une défaillance de l’homéostasie. 3) Inconfort et douleur physique liés à la présence de tumeurs sur le flanc pour les animaux inclus dans l’étude probiotiques et cancer. La douleur peut se caractériser par une extrême sensibilité au toucher lors de la toilette et lors des interactions avec des congénères. Dans un environnement non adapté, c’est-à-dire avec des objets d’enrichissement plastique, l’animal peut se blesser au niveau de la zone tumorale. La douleur physique engendrera du stress, une éventuelle perte d’appétit et une absence d’activité physique (absence de déplacement et d’entretien du « nid » au sein de la cage).
Devenir
Tous les animaux seront mis à mort à la fin de chaque procédure car ils ne peuvent être ni réutilisés, ni replacés, ni adoptés. En effet, pour les procédures sans réveil et de sévérité légère, l’objectif final est de prélever certains organes après traitements pour des études d’histopathologie et pour la détection de nos molécules d’intérêt. Ces prélèvements d’organes vitaux sont, par définition, réalisés sur animaux morts. A la fin de l’expérience menée sur les différents traitements antitumoraux, nous ne pourrons pas maintenir les animaux en vie car la tumeur induite produira des métastases à long terme et engendrera une très forte dégradation de la qualité de vie.
Remplacement
Pour ce projet, aucun système alternatif au modèle animal n’est possible pour répondre aux questions scientifiques suivantes : - Comprendre la biodistribution des composants de la paroi bactérienne des probiotiques dans l’intestin. - Evaluer les effets bénéfiques d’un régime alimentaire basé sur ces composants lors d’une immunothérapie ciblée - Comprendre le devenir de ces composant, leur transformation au sein d’un organisme vivant.
Réduction
Le nombre optimal d’animaux pour chaque procédure a été longuement débattu en comité. Concernant l’expérience du modèle murin de cancer, nous avons estimé que 1536 souris au total seraient nécessaires pour mener de A à Z cette expérience. En fonction des résultats obtenus lors des premiers essais nous déciderons de la maintenir ou non. Si l’effet bénéfique de notre molécule d’intérêt sur l’immunothérapie n’est pas avéré alors nous mettrons fin à l’expérimentation. Par conséquent, le nombre total d’animaux pourrait être largement inférieur à notre estimation de départ.
Raffinement
Une semaine d’acclimatation est nécessaire pour le bien-être des animaux. Durant cette période et avant chaque procédure, les expérimentatrices rendront régulièrement visite aux souris pour les habituer à leur voix et aux manipulations Des exercices de simple contention de l’animal, pourront être réalisés afin de « routiniser » le geste afin de minimiser tout stress de contact. Dans le cadre du modèle murin de cancer le suivi des animaux sera renforcé car les animaux seront hébergés avec une pathologie contrôlée. L’enrichissement des cages, le nombre d’animaux par cage et les soins médicaux à fournir dépendront des signes cliniques observés. Par exemple, des dômes ou rouleaux en cartons et des pièces en coton (coton dentaire) viendront enrichir l’environnement des cages. Nous pourrons réduire de moitié les animaux par cage pour réduire les interactions intragroupes en cas de comportements agressifs et leur procurer un espace sécurisant Les animaux en attente de chirurgie seront disposés dans un endroit calme et éloigné du champ opératoire pour limiter l’anxiété. Un voilage peut recouvrir les cages en attente pour fournir une obscurité apaisante. Chaque procédure du projet sera réalisée dans un environnement calme, avec un nombre limité de personnel (2 personnes max.) dans la pièce dédiée aux expérimentation afin de ne pas stresser les animaux.
Choix des espèces
Le modèle souris est le modèle de prédilection dans l’étude des interactions hôte-pathogènes au sein de la recherche médicale. Ce projet s’inscrit également dans la continuité des études publiées sur cette thématique. Une lignée de souris génétiquement modifiée est actuellement disponible pour servir de population contrôle. Pour l’ensemble des procédures, les souris seront de préférence âgées de 7 semaines mais le temps d’acclimatation peut être prolongé pour travailler sur animaux âgées de 8-9 semaines. Les animaux sélectionnés seront issus d’une même fratrie afin d’éviter au maximum les comportements agressifs entre individus. La fourchette d’âge définie entre 7 à 8 semaines pour les souris a été choisie afin de travailler sur des jeunes adultes. Les premières expériences menées sur l’effet antitumoral des macromolécules de sucres, ont été réalisées sur de jeunes adultes, afin d’éviter tout biais lié à l’âge, il est essentiel de reproduire cette expérience dans les mêmes conditions afin de confirmer les résultats préliminaires. Si le nombre de semaines peut être flexible à plus ou moins 3 semaines d’écart, l’utilisation de jeunes adultes pour l’ensemble des procédures est requise pour l’ensemble du projet.
Évaluation d’un traitement anticancéreux par hyperthermie localisée (2/2)
- Recherche appliquée
- Cancers
- Recherche fondamentale
- Oncologie
4 032 souris vont être utilisé·es, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Une tumeur du foie leur est greffée ou induite, puis traitée par échauffement de nanoparticules sous anesthésie, avec injections et imageries répétées et un transport entre deux établissements, pour évaluer une thérapie localisée du cholangiocarcinome. Le porteur situe le bénéfice pour les patients au conditionnel, des doses plus faibles et moins d'effets toxiques. Il affirme qu'il n'est pas possible de recréer in vitro la complexité d'un organisme entier et que le passage par l'animal est un passage obligé avant tout transfert à l'homme.
Objectifs
Les cancers hépatobiliaires, en particulier le cholangiocarcinome (CCA) sont difficiles à traiter. Le développement de la nanomédecine permet d’envisager des traitements anticancéreux mieux ciblés, plus efficaces et avec de moindres effets secondaires par rapport aux traitements conventionnels. L’utilisation de nanoparticules activables à distance par un rayonnement lumineux dans le proche infrarouge permet de contrôler l’action thérapeutique à la fois dans le temps et dans l’espace. Le projet propose l’évaluation d’une thérapie anticancéreuse localisée par échauffement de nanoparticules sous rayonnement électromagnétique non ionisant, (lumière dans le proche infrarouge ou champ magnétique alternatif) en association ou non avec une immunothérapie ou une thérapie ciblée anti-EGFR. Cette évaluation sera réalisée sur un modèle murin après injection sous cutanée de cellules murines de cancer de CCA. L’échauffement de la tumeur sera modulé par la puissance du laser/champ magnétique et réduit aux zones d’accumulation des nanoparticules. On visera une hyperthermie modérée (43°C à 45°C pendant 30 min, répétée 2 ou 3 fois à 24h d’intervalle au moins) de manière à moduler thermiquement le microenvironnement tumoral et le rendre plus permissif aux chimiothérapies. L’évolution de la masse tumorale sera suivie par échographie, modalité qui est intégrée au module d’Imagerie Photoacoustique. L’imagerie permettra un suivi longitudinal de la biodistribution/dégradation/élimination de nanoparticules utilisées, en complément des caractérisations ex vivo. L’objectif final est d’identifier les nanomatériaux de meilleur potentiel thérapeutique associé une biodistribution favorable, biodégradable et sans effet indésirable à long terme. Le projet sera réalisé dans deux établissements utilisateurs. Le développement du modèle (implantation des tumeurs) est réalisé dans un autre centre (établissement 1), les traitements par hyperthermie et le suivi échographique sont réalisé dans notre établissement (établissement 2). Aucun animal n'est ajouté au décompte global du projet.
Bénéfices attendus
Le projet a pour but de développer des stratégies thérapeutiques loco-régionales pour traiter le cholangiocarcinomes qui présentent une toxicité moindre en comparaison aux traitements anticancéreux systémiques. Ce projet pourrait donc permettre d’améliorer la prise en charge thérapeutique des patients en combinant une thérapie loco-régionale et systémique en administrant des doses plus faibles de drogues, réduisant les effets systémiques toxiques secondaires.
Procédures
Au cours de ce projet les animaux seront soumis à différents gestes techniques liés à la mise en place des modèles de cancers du foie et à leurs traitements. Les animaux seront suivis quotidiennement afin de détecter toute anomalie où point limites. Pour cela, une première partie des animaux seront soumis dans un premier temps à une greffe de cellules tumorales ectopiques, sous la peau (injection sous-cutanée sur animal vigile ou anesthésié). Une seconde partie des animaux subiront une injection hydrodynamique (injection intraveineuse animal vigile) de vecteurs plasmidiques afin d’induire une tumeur dans le foie (moins d’une minute). Les animaux seront ensuite impliqués dans différents traitements seul ou en combinaison : traitement par nanohyperthermie sous anesthésie, injection intraveineuse ou intrapéritonéale (1 à 40 minutes maximum selon les traitements). Les animaux seront suivis de manière longitudinale par imagerie non invasive effectuée sous anesthésie générale pour suivre la croissance tumorale (20 minutes maximum). Enfin, les animaux seront euthanasiés en vue des différents prélèvements nécessaires aux analyses. Les animaux seront transportés 1 fois de l'établissement 1 vers l'établissement 2 par un transporteur agréé.
Impact sur les animaux
La principale contrainte concerne le développement tumoral intrinsèquement lié à la question scientifique du présent projet qui vise à trouver des traitements innovants du cholangiocarcinomes. Les traitements mis en œuvre devraient quant à eux réduire les effets liés au développement tumoral avec de possibles effets secondaires mais qui restent très limités (inflammation locale et toxicité hépatique et/ou biliaire). Les animaux seront transportés 1 fois de l'établissement 1 vers l'établissement 2 par un transporteur agréé.
Devenir
L’ensemble des animaux impliqués dans ce projet (n=4032) seront euthanasiés dans notre établissement à la fin de la période de maintien prévu ou plus tôt en cas d’atteinte de points limites afin de réaliser les différents prélèvements nécessaires aux analyses ultérieures.
Remplacement
Un système vivant est nécessaire pour tester des nouvelles stratégies antitumorales in vivo. C’est un passage obligé demandé par les industries pharmaceutiques ou les compagnies de valorisation (pour dépôt de brevet) avant un éventuel transfert à l’Homme. Il n’est pas possible de recréer in vitro la complexité d’un organisme entier avec tous les acteurs cellulaires rentrant en jeu dans la croissance tumorale. L’effet antitumoral et la dégradabilité de nanoparticules utilisées in vivo seront au préalable testés et optimisés in vitro sur des modèles cellulaires 2D ou 3D ou encore dans des milieux mimant l’environnement biologique (remplacer).
Réduction
Nous limitons au maximum le nombre d’animaux par groupe de façon à obtenir des résultats statistiquement fiables. Au total ce projet impliquera 4032 souris immunocompétentes ou immunodéficiences en fonction des questions scientifiques. A cause des variabilités inter-animales et intergroupes, un nombre trop restreint d’animaux engendrerait des résultats trop variables et non valides. Compte tenu des données de la littérature (variabilité attendue) et des effets espérés, un test de puissance statistique a été utilisé pour déterminer le nombre minimum d’animaux nécessaire pour cette étude. Nous adapterons chaque test statistique en fonction du type de résultats et d’analyse à effectuer. L’utilisation de cette technique d’imagerie non invasive combinée à la mutualisation de tissus pour les caractérisations ex vivo permettra de réduire le nombre d’animaux nécessaires à l’étude (réduire).
Raffinement
Dans la réalisation de ce projet, l’ensemble des procédures ont été mise au point afin de permettre une interprétation fiable dans le respect du bien-être animal, en limitant la douleur et le stress (anesthésie, analgésie, etc.). Les conditions d’hébergement sont conformes à la réglementation, les animaux disposent de nourriture et d’eau ad libitum. Le milieu est enrichi à l’aide de coton de nidification ou de maison de type igloo. Nous nous efforçons à chaque instant de raffiner nos procédures afin de garantir le bien-être des animaux en cours de procédure grâce à une surveillance attentive (point limite) et des soins adaptés (anesthésie, analgésie, etc.). Ainsi, l’hébergement, les soins et l’ensemble des procédures expérimentales sur les animaux seront effectués dans le respect du bien-être animal avec la définition de points limites au-delà desquels l’expérience sera interrompue (raffiner). Le transport des animaux est réalisé par un transporteur agréé, dans un véhicule adapté et agréé, les animaux diposent d'alimentation et de gel d'eau pendant le transport, et celui-ci est effectué dans la journée.
Choix des espèces
Justification de l’espèce : La souris est le modèle classique des expériences et études en cancérologie ; sa taille et son poids autorisent en outre d’utiliser de faibles quantités de composés cytotoxiques. La disponibilité de souches consanguines exprimant de façon stable des phénotypes immuno-supprimés permet de réaliser des xénogreffes de tumeurs humaines sans avoir recours à une suppression immunitaire iatrogénique. La disponibilité de souris non immunodéprimées permet également de réaliser des greffes syngéniques avec des cellules tumorales de la même espèce permettant ainsi d’étudier le système immunitaire et de tester des drogues anti-tumorales basées sur l’utilisation d’anticorps. Description du ou des modèle(s) : La souris Nude est le standard pour les études précliniques relatives à l'évaluation in vivo des effets anti-tumoraux sur des cellules humaines. Nous utiliserons la souche Athymic Nude-Foxnu. Nous utiliserons également les souris C57BL/6J pour les greffes syngéniques (pour greffer sous la peau des cellules cancéreuses murines) et pour induire une tumeur dans le foie par injection hydrodynamique de vecteurs plasmidiques dans la veine de la queue. Justification du stade : Les animaux sont utilisés au stade adulte (5-8 semaines) afin de disposer d’un organisme avec un processus de développement terminé. Les paramètres étudiés étant le développement de la masse tumorale après injection de cellules cancéreuses, une souris juvénile ou trop âgée induirait un biais dans l’expérimentation.
Effet de l’insulino-résistance sur la réponse à l’inflammation intestinale chez la souris
- Recherche appliquée
- Troubles endocriniens
- Troubles gastrointestinaux
- Recherche fondamentale
- Oncologie
- Système endocrinien
- Système gastrointestinal
480 souris vont être utilisé·es, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Un diabète leur est provoqué et une inflammation ou une infection intestinale induite, avec jeûnes prolongés, gavages, injections, prélèvements sanguins et pose d'une pompe sous la peau, pour étudier si la résistance à l'insuline fragilise la barrière intestinale. Le porteur décrit des signes de souffrance possibles, poil hérissé, perte de poids, léthargie, dos courbé, ataxie et tremblements. Il indique avoir utilisé des organoïdes intestinaux mais conclut que la complexité des dialogues entre organes impose le recours à l'animal.
Objectifs
L’intestin est directement en contact avec le bol alimentaire et les bactéries de la flore intestinale. Il exerce trois fonctions principales, qui sont cruciales pour le maintien de l’homéostasie : i) la digestion et l’absorption des nutriments ii) la sécrétion d’hormones et iii) un rôle de barrière sélective entre la lumière digestive et le milieu intérieur. Bien que l’hyper-perméabilité intestinale et le passage concomitant de produits bactériens dans le sang aient été proposées comme un des facteurs participant à l'inflammation chronique qui accompagne l'obésité et le diabète de type 2 (DT2), les mécanismes moléculaires à l’origine des défauts d’intégrité épithéliale lors de ces pathologies demeurent mal compris. Dans ce contexte, l’objectif de ce projet est d’évaluer si la perte d'action de l’insuline, une caractéristique du diabète, conduit indépendemment de l'obésité et de l'hyperglycémie, à une altération de la fonction barrière de l'intestin et une susceptibilité accrue à l'inflammation intestinale.
Bénéfices attendus
Le bénéfice attendu de ce projet est la mise en évidence que la perte d'action de l'insuline contribue, indépendemment de l'obésité, à l'hyperperméabilité intestinale et au risque accru d'inflammation ou d'infection intestinales, ce qui est essentiel pour la conception de stratégies préventives et thérapeutiques.
Procédures
Sur animaux vigiles : 240 animaux: (1 mise a jeun de 16h, 6 à 7 contentions de 45 secondes pour 1 administration orale de produit, 3 prélèvements de sang (2 caudal de 30 secondes, 1 mandibulaire de 1 minute) et 2 à 3 injections de produit de 45 secondes), 240 animaux : (1 mise à jeun de 4h, 1 mise a jeun de 16h, 7 à 8 contentions de 45 secondes pour 2 administrations orale de produit, 3 prélèvements de sang (2 caudal de 30 secondes, 1 mandibulaire de 1 minute) et 3 à 9 injections de produit de 45 secondes). Sur animaux anesthésiés : 240 animaux (un prélèvement sanguin (30 secondes par souris)). 240 animaux (implantation sous cutanée d'une pompe osmotique (20min par souris) et un prélèvement sanguin (30 secondes par souris)).
Impact sur les animaux
L’anesthésie, la contention le gavage et les injections sont des sources de stress pour les animaux. Les souris rendues diabétiques présenteront une augmentation de leur prise hydrique et de leur volume urinaire. Les incisions cutanées chirurgicales peuvent entraîner localement une inflammation (rougeur, gonflement) ou une infection (écoulements). Concernant l’induction d’une inflammation intestinale, l’infection par des bactéries pathogènes, ou l’induction d’un diabète, l’apparition de signes généraux de souffrances peut survenir : poil ébouriffé (ou hérissé), perte de poids, écoulement des yeux, léthargie, dos courbé, ataxie, tremblement.
Devenir
Les animaux seront mis à mort en vu de prélevements de sang et d'organes pour des analyses ultérieures.
Remplacement
Dans ce projet, les modèles animaux seront développés dans le but d'obtenir des modèles de pathologies métaboliques (diabète) et inflammatoires (inflammation intestinale, infections entériques). Les dérégulations métaboliques et la réponse inflammatoire sont des phénomènes complexes faisant intervenir de nombreux dialogues inter-organes. Les animaux seront donc utilisés quand les questions soulevées par le projet ne pourront pas être résolues par des systèmes de culture in vitro. Cependant, nous avons utilisé des systèmes de culture tridimensionnelle à partir d'organoides intestinaux issus de souris diabétiques pour démontrer que la résistance à l'insuline altère certaines fonctions propres à l'épithélium intestinal.
Réduction
L'étude statistique permettant de calculer au plus juste le nombre d'animaux a été réalisée. Les analyses statistiques seront réalisées avec un logiciel approprié. La "significativité" des différences expérimentales sera évaluée par des tests statistiques adaptés à la comparaison de deux groupes ou plus. De plus des expérimentations ont préalablement été effectuées pour caractériser la réponse des cellules épithéliales intestinales à l'insuline à partir d'organoides intestinaux issus de souris dont l’intestin ne répond pas à l’insuline. Cette technique ne nécessite donc aucun traitement chez la souris. Elle permet également à partir d'une seule souris d'étudier plusieurs parties de l'intestin (duodénum, iléon et colon), et l'effet de plusieurs traitements, réduisant ainsi considérablement le nombre de souris.
Raffinement
La durée et dose des traitements seront réalisées selon les protocoles préétablis et maitrisés par notre équipe. Les animaux disposent de nourriture et d’eau ad libitum. Le milieu est enrichi à l’aide de coton de nidification et de petite maison. Nous nous efforçons à chaque instant de raffiner nos procédures (analgésiques, anesthésiques) afin de garantir le bien-être des animaux grâce à une surveillance attentive et des soins adaptés. L’application des points limites établis (apparence, mobilité, comportement, changement de poids, suivi post- opératoire) sera effectué.
Choix des espèces
La souris est un modèle de choix pour les études ayant attrait à la caractérisation de pathologies métaboliques et inflammatoires. Les souris utilisées seront âgées de 12 à 14 semaines. Nous avons choisi de travailler sur des souris adultes afin qu’elles aient un tractus intestinal totalement mature.
II : Approche thérapeutique pour lutter contre une maladie neurodégénérative : validation d’un candidat médicament
- Recherche appliquée
- Troubles nerveux
648 souris vont être utilisé·es, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Génétiquement modifiées pour un modèle de maladie neurodégénérative, elles reçoivent un candidat médicament par mini-pompe implantée ou par régime alimentaire pendant jusqu'à dix mois, avec prélèvements sanguins mensuels et tests comportementaux impliquant isolement de 48 heures et jeûne de 24 heures. Le porteur affirme n'attendre aucun effet indésirable majeur ni perte d'autonomie liés au phénotype, et tue les animaux pour prélever leur cerveau. Il indique qu'aucun modèle in vitro ne reproduit fidèlement les traits comportementaux de la maladie.
Objectifs
Notre projet vise à développer une thérapie contre une maladie neurodégénérative liée à un défaut génétique bien identifié responsable de nombreux dérèglements dans la physiologie des neurones. En utilisant un système in vitro innovant, nous avons identifié qu’une molécule était capable de restaurer un des défauts moléculaires dans les neurones d’un modèle souris de la maladie. Cette étude a permis de démontrer que le traitement améliore les défauts moteurs et cognitifs de l’animal après 1 mois de traitement. Cette première étude nous a également permis de caractériser précisément le mécanisme d’action cellulaire et moléculaire du candidat médicament. Le projet a pour objectif d’identifier un schéma de traitement transposable à l’homme confirmant l’intérêt thérapeutique du candidat médicament.
Bénéfices attendus
Nous cherchons à définir les bénéfices d’un traitement long terme chez des animaux à différents stades d’avancement de la maladie, reflétant la situation chez les patients et permettant de définir le meilleur schéma de traitement à envisager dans des études cliniques. En parallèle, nous travaillons à la caractérisation du mode et du mécanisme d’action moléculaire associé au candidat médicament. Ces études sont fondamentales pour la construction d’une stratégie clinique cohérente puisqu’elles nous permettront de décider s’il est pertinent ou non d’initier le traitement avant le développement des symptômes chez les patients, mais aussi de définir une durée de traitement et une posologie (dose, nombre prise par jour) adaptées.
Procédures
Une partie des animaux seront traités pendant un mois grâce à un dispositif vétérinaire assurant une délivrance continue de la molécule sans douleur ni atteinte du bien-être animal. L’installation de ce dispositif nécessitera une chirurgie sous-cutanée de 5 minutes maximum par animal. L’autre partie sera traitée grâce à un régime à façon spécialement formulé correspondant au régime habituel des animaux dans lequel la molécule est intégrée. Toutes les souris seront traitées avec le régime à façon sur une durée maximale de 10 mois. Pendant toute la durée du traitement, un prélèvement mensuel de sang (5min/animal) sera effectué après le début du régime afin de vérifier que le médicament est bien passé dans le sang (entre 3 et 10 prélèvements au total en fonction des groupes). Enfin, des tests comportementaux (tests de 30 min max hormis pour 1 test réalisé sur 48h) destinés à étudier l’effet du traitement sur les comportements anxio-depressif et locomoteurs des animaux seront effectués.
Impact sur les animaux
Le modèle utilisé dans cette étude est un modèle largement utilisé dont le phénotype évoluera avec l’âge, occasionnant l’apparition de symptômes cognitifs et moteurs qui sont uniquement décelés à l’aide de tests comportementaux fins conçus à cet effet. Ces symptômes ne deviennent jamais handicapants pour l’animal et n’occasionnement pas de perte d’autonomie, et pas de perte de poids excessive. Nous ne nous attendons donc pas à observer d’altérations significatives de la qualité de vie, ni de mort prématurée chez ces animaux dû au phénotype. Nous pouvons identifier 3 nuisances légères : 1/ une potentielle douleur de nature interventionnelle : induction potentielle d'une légère inflammation due à la mise en place d'une mini-pompe. 2/ une légère douleur due aux prélèvements sanguins mensuels. 3/ une gêne potentiellement attendue sur les animaux lors de l’expérimentation, à savoir l’induction d’un stress léger lors de certains tests comportementaux impliquant soit un isolement prolongé de 48h afin d’analyser l’activité et le métabolisme de l’animal, soit une mise à jeun de 24h afin d’analyser l’anxiété de l’animal.
Devenir
La mise à mort de l'ensemble des animaux se justifie par le besoin d'obtenir les tissus cérébraux en vue des études immunohistochimiques et biochimiques qui nous permettrons de comprendre les mécanismes du traitement.
Remplacement
Nous avons précédemment démontré sur un modèle cellulaire in vitro que le candidat médicament permettait de restaurer les défauts de transports neuronaux, caractéristiques de la maladie neurodégénérative que vous étudions. Ces résultats nous ont permis de démontrer le potentiel thérapeutique de notre molécule. L’étape actuelle consiste donc à démontrer que ces restaurations du transport neuronal se traduisent en amélioration des symptômes de la maladie. Pour cela, nous devons obligatoirement passer par une étude animale car aucun modèle in vitro ne permet actuellement de mimer fidèlement les traits comportementaux de la maladie et de reproduire la complexité d’un organisme vivant. Notre projet correspond ainsi à un travail de préclinique visant à mettre au point des études cliniques qui seront conduites chez les patients atteints de cette maladie.
Réduction
La procédure 2 sera réalisée uniquement si la procédure 1 est validée. Dans nos deux axes d’étude, nous prévoyons une analyse du comportement des animaux, suivi d’analyses post- mortem des cerveaux. Puisque nous avons observé que les résultats comportementaux pouvaient varier en fonction du sexe dans le modèle souris, tous les groupes seront composés de 50% d‘animaux mâles et 50% d’animaux femelles afin de pallier de potentielles disparités dans les résultats. Le nombre d’animaux a été déterminé à l’aide d’un test statistique d’estimation de la taille d’échantillon optimale grâce aux variances déterminées dans des études préliminaires de manière à réduire au maximum le nombre d’animaux utilisés, tout en en gardant suffisamment pour ne pas compromettre la validité des expériences qui seront menées. Pour chacun des axes, dans l’éventualité où aucune différence significative n’est observée entre mâles et femelles, les animaux des deux sexes seront regroupés au sein d’un même groupe de traitement lors de l‘analyse des données afin d’augmenter la puissance des tests statistiques. Dans notre étude visant à caractériser l’efficacité du traitement à long terme à différents stades d’évolution de la maladie, nous ne prévoyons pas de traiter avec notre composé les animaux sains. En effet, nous avons déjà testé précédemment l‘effet de notre composé sur un nombre réduit d’animaux sains et nous n‘avons observé aucune toxicité, et aucune altération du comportement. Cela permet donc d‘éliminer plusieurs conditions expérimentales, dans un principe de réduction du nombre total d‘animaux utilisés.
Raffinement
Ce projet vise à concilier une interprétation fiable des résultats et le respect du bien-être animal. Comme expliqué plus haut, aucun effet indésirable majeur n’est attendu chez l’animal. Les animaux seront hébergés dans des cages de polycarbonate autoclavées, de dimension 192 mm x 170 mm x 421 mm (
Choix des espèces
Compte tenu de la similarité de son anatomie avec celle de l’Homme, la souris est un modèle de choix pour l’étude in vivo de notre pathologie d’intérêt. Pour cela, nous utilisons des souris issues de la transgénèse classique. Le modèle souris choisi permet de comprendre le rôle de la protéine et de ses interactions au niveau d’un organisme entier. Les maladies neurodégénératives se développent dans la majorité des cas à l’âge adulte chez l’Homme. Le candidat médicament que nous développons est donc destiné à des adultes raison pour laquelle nous réalisons notre étude sur des animaux à l’âge adulte. Les animaux seront utilisés à l’âge de 8 ou 12 mois car c’est à partir de 6 mois qu’ils commencent à développer des troubles moteurs et cognitifs observables en étude de comportement.
Elevage de chiots sans anticorps contre Bordetella bronchiseptica et Parainfluenza virus canine (CPiV).
- Recherche appliquée
- Maladies animales
350 chiens Beagle vont être utilisé·es dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger, puis versés dans d'autres procédures expérimentales. Les chiots, élevés à l'écart de tout contact pour rester dépourvus d'anticorps contre deux agents de la toux de chenil, subissent des prises de sang, des écouvillons nasaux et des traitements antibiotiques, et sont parfois sevrés dès cinq semaines, deux à trois semaines avant les standards du site. Le projet vise à fournir des chiots à un client pour le développement de vaccins. Le porteur affirme que le chien est l'espèce cible du vaccin et qu'il n'existe pas de méthode de remplacement, sans détailler d'alternative.
Objectifs
Ce projet a pour objectif d'élever des chiots Beagle mâles et femelles exempts d’anticorps de Bordetella bronchiseptica, et, en fonction des besoins, de Parainfluenza virus canin (CPiV), de l’âge de 6 semaines à 4 mois environ, reposant sur des mesures d’isolement par rapport à l’environnement et d’antibiothérapie.
Bénéfices attendus
Ce projet permettra la mise à disposition de chiots qui pourront être utilisés pour le développement de nouveaux vaccins contre la trachéobronchite infectieuse du chien (ou toux de chenil) en ciblant Bordetella bronchiseptica et/ou le virus parainfluenza canin (CPIV) avec un vaccin monovalent ou bivalent. La nouvelle génération de vaccins qui sera développés permettra de proposer une alternative en cas de rupture de stock d’un vaccin actuellement commercialisé ou d’éviter les effets indésirables reconnus sur un autre vaccin également sur le marché. Ainsi les chiens seront mieux protégés contre ces maladies.
Procédures
Les interventions suivantes seront rtéalisées : - prélèvements sur animaux vigils : 1 à 3 prélèvements sanguins pour la réalisation de l’analyse sérologique et 1 à 3 prélèvements par écouvillons nasaux pour l’analyse bactériologique (culture et/ou PCR). - administration de traitement commercialisés par voie orale (antibiotique adapté et de probiotique) pendant 7 à 14 jours, selon les recommendations du fabricant, à 2 ou 3 reprises.
Impact sur les animaux
Il n’y a aucune administration de produit d’essai. Les seules nuisances attendues sont celles liées aux prélèvements des animaux (écouvillon nasal et prélèvement sanguin). Les animaux subissent donc une nuisance limitée liée au stress de la contention et de l’introduction de l'écouvillon dans la narine, ou de l’aiguille sous la peau entraînant une sensibilité légère et transitoire au point d’introduction. Bien que le fabricant n’ait jamais testé la toxicité des traitements antibiotiques administrés sur les femelles gestantes, le retour d’expérience montre qu’il n’y a pas d’effet materno-fœtal. Pour que les animaux puissent être inclus dans une autre procédure dès l’âge de 6 semaines, il est parfois nécessaire de réaliser le sevrage des chiots de ce projet autour de 5 semaines soit 2 à 3 semaines plus tôt que les standards du site.
Devenir
A l’issue de la seule procédure expérimentale de ce projet, la majorité des chiots seront inclus immédiatement dans une autre procédure expérimentale répondant aux besoins du Donneur d'Ordre initial. Les mères et les chiots surnuméraires retourneront dans le circuit traditionnel de l’élevage et seront disponibles pour une autre procédure expérimentale, suite à un repos suffisant.
Remplacement
L'utilisation de chiens sur ce projet est justifiée car ils représentent l’espèce cible du produit et qu'il n’existe pas de méthode alternative pour le type de test pour lesquels ils sont élevés.
Réduction
Le nombre d’animaux élevés pour ce projet correspond au minimum nécessaire pour répondre aux besoins du Donneur d’ordre lors de chacune de ces demandes. Les femelles sont sélectionnées en fonction de leur date de chaleurs et ne sont incluses dans ce projet que lorsque la gestation est confirmée par échographie avec une date de mise bas et un nombre de chiots prévus correspondant à la demande du Donneur d’Ordre, selon son cahier des charges. Les chiots surnuméraires (fonction du nombre d’animaux par portée) sont placés dans le circuit d’élevage traditionnel du site. Ces chiots supplémentaires sont inévitables car souvent un sexe ratio 50/50 est demandé par le Donneur d’Ordre pour l’étude suivante et cela permet également d’écarter les chiots avec des taux d’anticorps maternels trop importants ou avec une courbe de croissance trop faible.
Raffinement
Les conditions d'hébergement sont adaptées à l'âge des animaux avec l’enrichissement classique d’une maternité ou post-maternité (plateforme, tunnel, jouet suspendu). Le bâtiment est dédié à ce projet et isolé du milieu extérieur : le personnel effectue un changement complet de tenus et les chiots ne sont pas vaccinés contre les valences ciblées (Bordetella et CPiV). Dans la mesure du possible, les soins à ces animaux sont réalisés par du personnel qui n’est pas affecté à la maternité classique du site, de manière à limiter les risques de transmission, soit d’anticorps vaccinaux, soit d’antigènes « sauvages ». Les chiots sont sevrés entre 5 et 9 semaines selon l’âge de livraison souhaité. Le sevrage « précoce » entre 5 et 7 semaines est suivi de très près par le personnel et n’est envisagé que si les chiots sont capables de s’alimenter avec des aliments solides et que la transition s’est faite par le biais de pâtée spécifique, croquettes humidifiées avec du lait etc…. Le retour sur ces portées avec un nursing intensif est très positif car la majorité des chiots ont une prise pondérale tout à fait satisfaisante. Tout au long de la procédure, les animaux ont accès à volonté à l'eau et à une nourriture adaptée à leur âge. Les prélèvements sanguins sont réalisés par des personnes compétentes avec du matériel adapté pour les jeunes chiots si nécessaire. Les volumes prélevés et les doses administrées respectent les recommandations du Gircor en fonction de la voie d’administration.
Choix des espèces
Le chien est l’espèce cible du vaccin en développement dans les études pour lesquels il est produit. Il n’existe pas de méthode de remplacement pour ce type de développement. Les femelles reproductrices seront sélectionnées par rapport à leur date de mise bas prévue, par échographie, afin que les chiots naissent tous à 2 semaines d’intervalles maximum. Les chiots issus de ces lots seront fournis à l'âge de 6 semaines à 4 mois.