Recherche appliquée
- Alimentation animale
- Autres troubles humains
- Bien-être animal
- Cancers
- Diagnostic des maladies
- Maladies animales
- Maladies des plantes
- Maladies infectieuses
- Toxicologie (hors obligations réglementaires)
- Troubles cardiaques
- Troubles endocriniens
- Troubles gastrointestinaux
- Troubles immunitaires
- Troubles musculosquelettiques
- Troubles nerveux
- Troubles respiratoires
- Troubles sensoriels
- Troubles urogénitaux
Etude des effets préventifs d’une série de composés en développement sur le syndrôme métabolique chez la souris rendue obèse par une alimentation enrichie en graisses
- Recherche appliquée
- Troubles endocriniens
70 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Rendues obèses par une alimentation à 60 % de lipides, elles reçoivent chaque jour pendant douze semaines un composé par voie orale, avec prélèvements sanguins après jeûne et hébergement individuel, pour le compte d'un laboratoire client préparant un médicament contre l'obésité. Le porteur indique que la perte de poids peut devenir une nuisance si elle est trop rapide, et prévoit une mise à mort pour prélever les organes. Il affirme qu'aucune méthode de substitution ne permet d'étudier ces régulations métaboliques.
Objectifs
L'obésité dans le monde a plus que triplé depuis 1975, pour atteindre plus de 1 milliard de personnes obèses aujourd'hui, selon l'OMS. L'obésité est alors considérée comme un fardeau de santé publique, pour lequel une variété de thérapeutiques, de procédures chirurgicales et de dispositifs médicaux sont actuellement à l'étude. Dans ce contexte, notre client souhaite évaluer l'effet des nouveaux composés sur les symptômes liés à l'obésité chez les souris obèses (induites par une alimentation enrichie en graisses). Notre entreprise mènera, pour le compte de notre client, une étude in vivo visant à évaluer les effets des composés clients sur la prise alimentaire, le poids corporel et le métabolisme du glucose chez la souris obèse. Une première étude pilote, réalisée par le laboratoire pharmaceutique client de l'étude, a montré que ces composés induisent une perte de poids corporel associée à une diminution de prise alimentaire. L’objectif de la présente étude sera de confirmer et de compléter ces résultats préliminaires en évaluant l’impact à plus long terme de ces composés sur la prise alimentaire, le poids corporel et la régulation glycémique chez des souris soumises à une alimentation enrichie en graisses (HFD; 60% de l'énergie fournie par les lipides). A termes, ces données seront incluses dans un dossier de demande d'autorisation d'essais cliniques dans le but d'obtenir une autorisation sur le marché d'une nouvelle classe de médicaments visant à traiter les troubles métaboliques.
Bénéfices attendus
Cette étude a pour objectif de constituer un dossier de demande de premier essais cliniques chez l'humain dans le but d'obtenir une autorisation de mise sur le marché d'un composé thérapeutique luttant contre l'obésité et les troubles métaboliques associés.
Procédures
Les animaux seront pesés régulièrement et leur prise alimentaire mesurée. Ces mesures durent environ 2-3 minutes. Des prélèvements sanguins sont prévus après 4 heures de mise à jeun. Les prélèvements en eux même durent environ 3 minutes. Des mesures de composition corporelle non-invasives seront réalisées. Ces mesures sont rapides (
Impact sur les animaux
La nécessité de mesure individuelle de la prise alimentaire implique l'hébergement individuel des animaux. Etant donné leur phénotype attendu, les souris seront obèses. Toutefois, la perte de poids induite par l'administration des composés d'intérêt peut être une source de nuisance si celle-ci s'avère trop rapide. D'autre part, des prélèvements sanguins avec mise à jeun préalable de 4h, les administrations quotidiennes per os pendant 12 semaines, les mesures de composition corporelles et le test de tolérance au glucose (avec une mise à jeun de 8h préalable) peuvent être source de nuisance pour les animaux.
Devenir
Tous les animaux seront mis à mort à l'issu de l'étude afin de collecter des organes d'intérêt. Des analyses biochimiques seront réalisées a posteriori sur ces derniers.
Remplacement
L’utilisation d’animaux à des fins scientifiques se justifie ici car il n’existe aucune méthode de substitution n’utilisant pas l’animal de laboratoire et permettant l’étude de l’impact d’un composé sur le poids corporel, la prise alimentaire et la régulation glycémique dans les cas de troubles métaboliques. En effet, les paramètres physiologiques impactés impliquent une communication hormonale et nerveuse entre différents organes qui produit des effets au niveau de l'ensemble des cellules de l'organisme et il n'existe pas à l'heure actuelle de modèle non animal capable de reproduire ou de prédire l'impact d'un composé sur ces phénomènes de régulation.
Réduction
Le nombre d’animaux utilisés a été rationalisé à partir de l'expérience acquise par notre laboratoire sur l'analyse des paramètres d'intérêt. Ainsi, le nombre d'animaux par groupe a été adapté pour chaque série expérimentale en fonction des paramètres d'intérêt de façon à être en mesure de mettre en évidence une différence statistiquement significative sur les paramètres étudiés avec une puissance à 0.80 et une erreur alpha à 0.05. Les paramètres étudiés sont les suivants : poids corporel, gain de poids corporel (en g et %), prise alimentaire, prise alimentaire cumulée, efficacité alimentaire (Gain de poids en g/Prise alimentaire cumulée en g), composition corporelle (mesures de la masse de tissu gras, de la masse de tissu maigre et de la masse de fuides non liés), test de tolérance au glucose (glycémie, insulinémie et aires sous la courbe), glycémie à jeun, insulinémie, HOMA-IR et HOMA-b (résistance à l'insuline et fonction des cellules b du pancréas) et les poids des différents organes. Dans le cadre des groupes expérimentaux obèses, le nombre d'animaux a été fixé à 12/groupe en prenan également en compte l'hétérogénéité du modèle, certains animaux présentant naturellement une résistance à l'induction de l'obésité. Concernant le groupe témoin du modèle d'obésité (Groupe 1, nourri avec la nourriture sandard et traité au véhicule), nous avons réduit le nombre à 10 animaux.
Raffinement
Le modèle animal utilisé est un modèle parfaitement caractérisé dans la littérature et couramment utilisé dans les études précliniques. Le protocole a été planifié de façon à limiter au maximum tout stress et tout inconfort pour les animaux. Les animaux seront hébergés en cages individuelles mais conserveront des contacts visuels avec leurs congénères et un enrichissement des cages sera assuré par l'ajout d'igloos et de matériels de nidification. Concernant les prélèvements sanguins, un anesthésique local sera appliquée sur la queue des souris 30 minutes avant. Avant les mesures de composition corporelle, les animaux seront préalablement habitués au système. Pour les mesures de glycémie, la mise à jeun préalable sera limitée à 4h afin de limiter l'inconfort. Concernant les traitements, ceux ci seront réalisés par des expérimentateurs rodés à geste expérimental en utilisant des canules souples pourvues d'embouts en silicone. Enfin, un suivi journalier des animaux à l'aide d'une grille de score permettra une action rapide en cas d'atteinte des points limites établis. Ces actions incluent une surveillance renforcée et l'emploi d'analgésiques.
Choix des espèces
Le modèle de souris C57BL/6J nourries avec une alimentation enrichie en graisse (60%) est un des modèles de souris le plus classiquement utilisé et le mieux documenté dans le cadre d'études précliniques menées dans le contexte des troubles métaboliques. Le choix du modèle a été validé avec le client par le chef de projet. Les animaux seront utilisés à l'âge de jeune adulte adulte au début des traitements (7 semaines d'âge). Le choix de ce stade de développement est guidé par la population humaine ciblée par les composés testés, à savoir une population adulte.
Etude de la digestibilité iléale et caecale des aliments et de leurs constituants sur le modèle coq
- Recherche appliquée
- Alimentation animale
390 coqs vont être utilisés, tous tués à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance sévère. Jusqu'à 210 subissent une ablation chirurgicale des cæca, et tous sont gavés des matières à évaluer, jusqu'à vingt-quatre fois par an, avec des mises à jeun de 24 à 72 heures, pour mesurer la digestibilité d'aliments destinés à l'élevage. Le porteur indique un stress lié au confinement et des douleurs possibles après le gavage ou l'ablation, et précise que les coqs sont tués faute de pouvoir entrer dans le circuit de consommation. Il affirme qu'aucune méthode in vitro ne permet cette mesure.
Objectifs
L'objectif de ce projet est la caractérisation nutritionnelle des constituants des aliments (matières premières, minéraux, additifs...) et/ou des aliments eux-mêmes. Cette évaluation nutritionnelle est réalisée d’une part en analysant leur composition chimique, et d’autre part en déterminant leur digestibilité iléale (pour les protéines et acides aminés) et caecale (pour l’énergie et la matière grasse).
Bénéfices attendus
Le coq adulte est utilisé comme modèle pour l’évaluation des digestibilités iléale et caecale d’un grand nombre d’espèces monogastriques (volailles, porcs, chiens, chats, espèces aquacoles, …). Ce modèle a été choisi il y a plusieurs décennies car il permet de discriminer de manière sensible des matières premières ayant un profil analytique identique. L’utilisation de ce modèle permet donc de renseigner de manière précise les tables de formulation des aliments des monogastriques.
Procédures
Les gestes techniques réalisés sur les animaux seront les suivants : Une opération chirurgicale d’ablation des caeca sera réalisée sous anesthésie générale sur maximum 210 coqs au cours du projet (intervention bien sûr unique dans la vie de l’animal). Cette intervention dure en moyenne 45 minutes. Le gavage des matières à évaluer sera réalisé sur l’ensemble des animaux de ce projet. Cette intervention, qui ne dure que quelques secondes par coq, pourra être mise en œuvre maximum 24 fois par coq et par an. Les animaux pourront être mis à jeun sur des durées de 24h (voire 72h, dans ce cas maximum 3 fois dans la vie d’un même animal).
Impact sur les animaux
Le confinement des animaux dans des compartiments de surface réduite pendant une période prolongée peut être à l’origine de réactions physiologiques ou comportementales au stress (morbidité, prostration, …). L’ingestion de matières premières par gavage peut, dans de rares cas, provoquer des lésions ou douleurs. Les animaux peuvent subir des périodes de mise à jeun de 24h ou 72h. Les animaux concernés par l’ablation des caeca peuvent ressentir des douleurs post-opératoires ou manifester des signes d’affaiblissement, de prostration.
Devenir
A l’issue de chaque procédure, tous les animaux seront euthanasiés car ces animaux ne peuvent pas entrer dans le circuit de consommation.
Remplacement
Les mesures de digestibilité des matières premières utilisées chez les monogastriques se font in vivo à l’aide d’une méthode standardisée aussi utilisée pour établir les valeurs tables de digestibilité publiées. Cette méthode, très sensible, permet de discriminer des matières ayant un profil analytique identique. Il n’existe pas aujourd’hui de méthode in vitro permettant cette discrimination.
Réduction
Le nombre de 9 coqs intacts et 9 coqs caecectomisés par matière évaluée a été défini comme étant le nombre minimal permettant d’écarter les individus ayant régurgité ou présentant une anomalie, tout en conservant une quantité de fientes minimale nécessaire pour les analyses chimiques. Les fientes des coqs peuvent être poolées, ce qui permet, selon les quantités de fientes, d'obtenir 2 ou 3 échantillons à analyser. Ceci est un minimum requis afin d'assurer la fiabilité des données. L’exploitation des données par un test statistique n’est pas possible car le nombre de données par critère est déjà au minimum, il n’est que de 2. Un coq sera utilisé au maximum dans 24 bilans par an. Le nombre total de coqs par bande (130) permet de respecter le temps de repos entre 2 gavages, ainsi qu’une rotation régulière des lots d’animaux entre cages de gavage et cases de repos au sol.
Raffinement
L‘état de santé des animaux sera vérifié quotidiennement par les techniciens animaliers de l’établissement utilisateur. Si un animal présente des signes de stress ou de douleur, alors il sera écarté de l’étude. Des points limites stricts et définis à l’avance seront appliqués tout au long du projet. Chaque logement est enrichi d’une ficelle ainsi que d’un perchoir. Les coqs ont la possibilité de se voir, de s’entendre et d’émettre des vocalises.
Choix des espèces
Le coq est le modèle de référence pour l'évaluation de la digestibilité iléale et caecale des constituants des aliments. Sa taille ainsi que la morphologie de son tube digestif permettent de réaliser des bilans avec gavage sur un temps court, sans période d’accoutumance au régime, et avec des résultats très répétables. En effet, une mise à jeun de 24h suffit pour une vidange totale du tube digestif. Les animaux de chaque bande arrivent à 1 jour d’âge et sont élevés dans des conditions classiques d’élevage jusqu’à 4 mois environ, âge auquel ils arrivent au stade adulte. Les coqs utilisés pour les bilans digestifs sont adultes, ils n’ont plus de besoins de croissance mais uniquement un besoin d’entretien stable.
Alléger le travail d’astreinte en élevage ovin lait et ovin viande sur le Massif central grâce au fractionnement et l’automatisation des apports de concentrés (Projet ASTRAVOVIN)
- Recherche appliquée
- Alimentation animale
- Bien-être animal
150 moutons vont être utilisés dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger, 60 brebis renvoyées dans le troupeau et 90 agneaux envoyés à l'abattoir après l'essai. Ils subissent des tubages répétés pour prélever du liquide du rumen, afin de tester des méthodes d'alimentation censées réduire le temps de travail des éleveurs ovins. Le porteur indique que la pose de la sonde cause stress et gêne et qu'une acidose reste possible, avec perte d'appétit et difficultés à se tenir debout. Il présente le bénéfice comme un gain de temps d'astreinte pour la filière, sans effet négatif attendu sur le troupeau.
Objectifs
L’objectif du projet est de renforcer l’attractivité de la filière ovine en simplifiant le travail. Pour cela, plusieurs solutions sur le temps passé à l’alimentation quotidienne des animaux sont testées. L’objectif est donc d’expérimenter et de tester de nouvelles pratiques réduisant le travail d’astreinte lors de la distribution de l’alimentation pour les diffuser auprès des éleveurs. Dans ces essais, l’impact sur les brebis de la distribution en une seule fois (au lieu de deux) du concentré et l’automatisation du rationnement des agneaux sont étudiés.
Bénéfices attendus
Ce projet permettra d’apporter des connaissances sur les différentes méthodes de distributions de l’alimentation des animaux. Lors des essais, plusieurs critères seront pris en compte, comme l’impact des méthodes testées sur le bien-être des animaux et le temps passé à chaque lot d’essai. Cela produira des références techniques qui seront diffusées pour les techniciens et les éleveurs. Les bénéfices attendus sont d’identifier les stratégies d’alimentation les plus pertinentes (un gain de temps de travail passé à l’astreinte des éleveurs) sans que ces méthodes n’est un effet négatif sur les performances, le bien-être et la santé de leur troupeau.
Procédures
Pour les deux essais, les animaux seront soumis à des tubages pour prélever du liquide ruminal. 3 séquences de prélèvements sont prévues en début, milieu et fin d’essai. Le tubage dure au total entre 1 et 2 minutes. Cette technique permet d’éviter l’utilisation d’animaux porteurs de canules du rumen pour réaliser des prélèvements de contenu, et ne nécessite donc pas d’opération chirurgicale. Le volume prélevé est adapté à la taille et développement de l’animal soit 50 ml pour les agneaux de plus de 2 mois et les animaux adultes. Le tubage est réalisée grâce à des sondes adaptées à la taille de l’animal (brebis ou agneaux).
Impact sur les animaux
Les nuisances possibles sur les animaux seront une gêne causée par la manipulation et la mise en place de la sonde pour le tubage. Cette manipulation peut causer un stress sur les animaux. Si une acidose apparait sur les animaux, les principaux symptômes sont une diminution de l’appétit, une augmentation des fréquences respiratoires et cardiaques, une impossibilité de se mettre debout, des diarrhées.
Devenir
Les brebis retournent dans le troupeau d’élevage de l’établissement. Les agneaux de l’expérimentation de l’essai 2 sont concernés par l’abattage en fonction des règles en vigueur du cahier des charges de l'organisme certificateur plusieurs semaines après l’expérimentation. En effet, il s’agit d’agneaux engraissés en vue d’une consommation. Le responsable du projet prend la décision de la date d’envoi à l’abattoir.
Remplacement
Cette d’expérimentation ne peut pas être remplacé par des modèles in vitro ou in silico. En effet, on ne peut pas remplacer les brebis et les agneaux pour mesurer l’évolution de l’acidose en fonction du type de distribution de l’aliment concentré.
Réduction
Le nombre d’animaux prévus dans l’expérimentation a été limité au maximum pour avoir un effectif garantissant l’interprétation des données. 60 brebis allaitantes dans l’ESSAI 1 pour le suivi sur le fractionnement de la distribution de concentrés et 90 agneaux pour le rationnement automatisé. En effet, chaque lot sera composé de 30 animaux, qui est le nombre minimum d’animaux pour réaliser une analyse statistique robuste dans nos conditions expérimentales.
Raffinement
Concernant, le raffinement des animaux, une attention particulière a été portée aux conditions d’hébergement (= condition d’élevage). Celles-ci seront maintenues en groupe durant l’expérimentation afin de respecter leur comportement social. Les animaux seront surveillés quotidiennement par du personnel qualifié sur leur état et leur comportement. Les animaux des deux essais sont hébergés sur une litière paillée et en lots de manière à pouvoir exprimer leurs comportements sociaux. Les agneaux de l’ESSAI 1 resteront avec leur mère toute la durée du projet. Pour les deux essais, progressivement les brebis et les agneaux vont s’habituer à être manipulés et les prélèvements seront réalisés par du personnel expérimenté.
Choix des espèces
L’espèce ovine est l’espèce choisie car les mesures réalisées permettront de répondre à des problématiques rencontrées en élevage. Il n'existe pas d'autre espèce modèle ni de système alternatif à cette étude car on étudie des conduites alimentaires sur animaux de rente. ESSAI 1 : L’étude utilisera des brebis en lactation et allaitant leurs agneaux car c’est à ce stade que les besoins en aliment concentré de la brebis sont importants avec un risque d’acidose plus élevé. L’étude se déroulera sur une période de 7 semaines avec un démarrage quelques jours après la mise bas et une fin au sevrage des agneaux, environ 70 jours après la mise bas. ESSAI 2 : Les agneaux utilisés seront des agneaux sevrés âgés de 75 jours environ, pendant la phase d’engraissement : du sevrage jusqu’à leur date d’abatage. C’est en effet à cette période que le rationnement est pratiqué pour optimiser la qualité des carcasses notamment l’état d’engraissement.
Traitement pharmacologique d’un modèle murin d’Ataxie cérébelleuse récessive.
- Recherche appliquée
- Diagnostic des maladies
160 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Génétiquement modifiées pour reproduire une ataxie cérébelleuse humaine, elles subissent un génotypage puis des tests comportementaux répétés, dont un passage dans un bassin de nage à 27 degrés, pour évaluer un composé pharmacologique avant et après l'apparition des symptômes. Le porteur indique une fatigue musculaire de courte durée et un stress liés aux tests, et suit les animaux sur plusieurs mois avant une mise à mort pour prélèvement de tissus. Il affirme que sa lignée avec délétion du gène est le "seul" modèle animal reproduisant la maladie.
Objectifs
Ce projet vise à étudier une ataxie cérébelleuse d’origine génétique qui se manifeste chez les patients par une ataxie cérébelleuse avec une évolution lente et progressive pouvant être associée à une intolérance à l’exercice, un retard mental faible à modéré, des crises d’épilepsie et des pseudo-épisodes vasculaires cérébraux. Le laboratoire a developpé un modèle de souris avec délétion totale du gène qui reproduit la pathologie humaine. Ainsi, l’objectif de ce projet est de tester sur ce modèle l’efficacité d’un composé pharmacologique dans deux approches pré- et post-symptomatiques.
Bénéfices attendus
Le bénéfice de ce projet est de mettre en place des essais pré-cliniques qui, s’ils s’avèrent concluants, déboucheront sur un transfert de ces essais vers la clinique dans le but de traiter les patients atteints de cette ataxie dégénérative.
Procédures
Ce projet comprend : - Une étape d’identification et génotypage des animaux qui aura lieu une fois entre l’âge de 2 et 3 semaines. - Une étape incluant des tests comportementaux sera réalisée sur les animaux vigiles. La durée de ces tests est comprise entre 30 secondes et 5 minutes.
Impact sur les animaux
Procédure avec degré de gravité modérée : Les animaux peuvent avoir une fatigue musculaire de courte période, seront mouillées après passage dans un bassin de nage à 27°C. Pourront avoir un stress lié aux tests comportementaux.
Devenir
Dans ce projet, les animaux qui seront etudiés à différents âges seront replacés dans leur cage entre chaque série de tests afin d’assurer l’étude longitudinale sur un même lot d’animaux. A la toute fin des études, les animaux seront mis à mort pour prelevement de tissus.
Remplacement
En parallèle de la création d’un modèle animal de la maladie, les alternatives non-animales (in vitro) ont été utilisées en première intention par notre équipe pour étudier les mécanismes pathologiques. Nous venons de démontrer l’efficacité du traitement proposé dans ce projet à l’aide d’une autre approche in vitro. Ces approches ne peuvent remplacer l’utilisation d’animaux et l’appréciation globale du bénéfice du traitement chez le modèle animal de la maladie car ce n'est que le reflet d'un seul type cellulaire, or la maladie impacte plusieurs organes (cervelet, muscles). La création du modèle animal et son étude in vivo permettra de définir les conditions optimales de transfert du traitement chez le malade. La souris avec délétion du gène que nous avons développé est le seul modèle animal reproduisant la maladie et permettant d’apprécier l’efficacité de traitements pharmacologiques.
Réduction
Toutes les procédures sont conçues pour diminuer le nombre d’animaux utilisés, tout en tenant compte du nombre minimum nécessaire pour appliquer les tests statistiques adaptés. Les travaux de notre équipe et les données préliminaires nous permettent d’estimer le nombre de souris pour avoir une valeur statistique suffisante (10 souris par condition pour les différentes analyses). Afin de réduire au maximum le nombre d’animaux, autant que possible, nous effectuerons une étude sur un même lot d’animaux à différents âges et les mêmes animaux seront utilisés pour réaliser les différentes analyses.
Raffinement
Les animaux seront maintenus dans les conditions standard d’hébergement et l’environnement sera enrichi (igloo polycarbonate, rouleau de cellulose,...). Tout au long des procédures, un suivi régulier des animaux sera réalisé (une à deux fois par semaine). Il nous permettra de s’assurer du bon vieillissement des animaux au fil des mois. Ce suivi est basé sur la mise en place de points limites et méthodes de prise en charge d’éventuel stress et douleur spécifiques à notre projet. Certains prélèvements impliquent une mise à mort sous anesthésie générale et une fixation des tissus.
Choix des espèces
Avec 98% d’identité protéique avec l’Homme, la souris est l'espèce de choix pour générer des modèles de maladies humaines. Son anatomie, sa physiologie et la génétique sont bien connues. Les méthodes pour la manipulation génétique de ces animaux sont les plus développées. La nécessité d'utiliser des souris génétiquement modifiée est liée à l'absence de modèle mammifère naturel correspondant à la maladie humaine. Par ailleurs, nos données de l’étude du modèle murin avec délétion totale du gène montrent que ce modèle reproduit les caractéristiques pathologiques necessaires pour tester des solutions thérapeutiques. Les souris étudiées dans le cadre d’une administration pré-symtomatique de l’agent pharmacologique seront étudiées de l’âge de 1 mois à l’âge de 6 mois. Les souris étudiées dans le cadre d’une administration post-symtomatique de l’agent pharmacologique seront étudiées de l’âge de 4 mois à l’âge de 14 mois.
Suivi par échographie cérébrale ultrarésolutive des anomalies de perfusion microvasculaires dans les suites d’une hémorragie sous arachnoïdienne chez la souris
- Recherche appliquée
- Diagnostic des maladies
- Troubles nerveux
- Recherche fondamentale
- Système nerveux
190 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance majoritairement sévère. On leur fixe un cadre métallique sur le crâne puis on injecte du sang dans leur liquide cérébrospinal pour provoquer une hémorragie méningée, avant des échographies quotidiennes et des tests moteurs de marche, de grimpe sur plan incliné et d'analyse vidéo de la démarche. Le porteur indique que le modèle peut entraîner douleurs, céphalées, paralysie des membres et troubles engageant le pronostic vital, et justifie la mise à mort pour ne pas prolonger ces atteintes. Il affirme que seule l'étude chez l'animal éveillé permet de relier l'ischémie visualisée aux déficits cliniques.
Objectifs
L’hémorragie méningée est une forme d’accident vasculaire cérébral entraînant la mort (30% des patients atteints) ou des séquelles neurologiques (35% des survivants). Ces séquelles sont principalement causées par l’ischémie cérébrale retardée, apparaissant dans les 7 à 21 jours après l’hémorragie initiale et provoquant des zones d’ischémie avec mort des cellules cérébrales. Les mécanismes impliqués dans l’apparition de cette complication sont très mal connus actuellement parce qu’il n’y a actuellement aucun moyen de prédire ou visualiser son apparition. Ce qui fait également qu’aucun traitement préventif ou curatif n’existe à ce jour. L’échographie cérébrale ultrarésolutive pourrait permettre de visualiser l’apparition de cette complication grâce à sa meilleure résolution permettant de visualiser si le sang présent dans le cerveau circule dans les vaisseaux ou pas . Notre projet de recherche propose donc de suivre l’évolution de cette circulation de sang par échographie cérébrale chez des souris chez lesquelles nous provoquons une hémorragie méningée en injectant du sang dans le liquide dans lequel baigne le cerveau. Pour respecter la définition de l’ischémie cérébrale retardée, nous devrons suivre pendant 10 jours l’apparition de troubles de conscience ou de paralysie des membres supérieurs ou inférieurs en parallèle des séances d’échographie cérébrale.
Bénéfices attendus
Premièrement, ce projet permettrait de préciser la pathophysiologie et la cinétique d’apparition des différents mécanismes mis en jeu dans l’ischémie cérébrale retardée. Cette complication reste fréquente, atteint une population jeune (de 30 à 60 ans) et est responsable de lourdes séquelles motrices et psychiatriques. Visualiser l’apparition de l’ischémie cérébrale retardée serait primordiale avant de pouvoir envisager l’étude de traitements préventifs ou curatifs. Deuxièmement, nous pourrions valider l’utilisation d’une technique d’imagerie cérébrale non invasive très prometteuse et plus facilement accessible pour le suivi quotidien au lit du patient que l’imagerie par résonance magnétique. Cette dernière reste la technique de référence d’imagerie cérébrale, mais nécessite le transport de patients graves en dehors des services de réanimation pour pouvoir réaliser les imageries. Troisièmement, cette technique d’imagerie pourrait avoir un intérêt dans de nombreuses autres situations pathologiques dans lesquelles des anomalies de la microvascularisation des organes semblent impliquées.
Procédures
Les différentes interventions dans ce projet sont : La pose d’un cadre métallique sur le crâne des animaux anesthésiés permettant de maintenir la sonde d’échographie lors des séances d’acquisitions. La procédure ne sera réalisée qu’une seule fois pour tous les animaux et dure en moyenne 60 minutes. La réalisation de ponction du liquide cérébrospinal puis injection de sang, sérum salé isotonique ou bleu de méthylène dans le cerveau des animaux anesthésiés selon le groupe attribué pour simuler une hémorragie cérébrale. La procédure ne sera réalisée qu’une seule fois pour chaque animal et dure en moyenne 20 minutes. La réalisation d’une ponction de sang artériel. Cette procédure est réalisée une seule fois uniquement chez les animaux du groupe expérimental et dure 5 minutes en moyenne. Les évaluations fonctionnelles (test de marche, test de grimpe sur plan incliné...) chez des animaux éveillés. Cette procédure est réalisée quotidiennement chez tous les animaux et dure en moyenne 20 minutes. Les évaluations comportementales par système d’analyse vidéo de la démarche qui permet d’évaluer les problèmes et variations de la locomotion. Cette procédure est réalisée quotidiennement chez tous les animaux et dure en moyenne 20 minutes. La réalisation d’échographies répétées avec pose de la sonde d’échographie dans le cadre métallique précédemment installé chez des animaux éveillés. Cette procédure est réalisée quotidiennement chez tous les animaux éveillés. Leur tête sera immobilisée, mais leurs mouvements ne seront pas entravés. Cette procédure dure en moyenne 30 minutes. La réalisation d’échographie cérébrale sous anesthésie générale. Cette procédure est réalisée 4 fois pour chaque animal et dure 30 minutes. L’injection d’un produit de contraste. Cette procédure sera réalisée à 4 reprises dans le groupe expérimental chez des animaux sous anesthésie générale et dure en moyenne 30 minutes.
Impact sur les animaux
Plusieurs effets indésirables sont à prévoir des suites des différentes interventions sur les animaux : Les différentes interventions chirurgicales peuvent donner lieu à des douleurs post opératoires localisées et être sources de complications (infection post-opératoire par exemple). En particulier des douleurs aux points de fixation du cadre ainsi que des céphalées importantes. Nous nous attendons par ailleurs à observer des troubles de la vigilance et des anomalies mettant en jeu le pronostic vital comme des troubles du rythme cardiaque ou des anomalies de la ventilation suite à l’augmentation de la pression intracrânienne causée par notre modèle. De plus, nous nous attendons à observer l’apparition de troubles moteur et/ou fonctionnels dans les jours suivant l’induction (paralysie partielle ou complète du membre inférieur ou supérieur, troubles de la vigilance ou baisse de l’activité habituelle). Les souris seront amenées à subir un certain stress dû à leur manipulation tout au long des expériences, bien que la durée de manipulation soit progressivement échelonnée. De plus, le maintien des souris dans nos appareils de mesures pourra aussi être une source d’inconfort, au même titre que la présence du cadre métallique sur leurs têtes, qui peuvent limiter certains mouvements. Enfin, la répétition d’anesthésie générale peut entraîner des troubles du rythme circadien et des comportements anormaux.
Devenir
Les animaux seront mis à mort à l’issue des expérimentations, notre modèle pouvant être cause de douleurs et de handicaps sévère, l’euthanasie des animaux permetra de ne pas les prolonger.
Remplacement
Pour pouvoir transposer notre étude à la pratique médicale humaine, il est essentiel de vérifier que les zones d’ischémie cérébrale visualisées sur l’échographie sont responsables de l’apparition de déficits cliniques. Ceci ne peut être réalisé qu’avec un modèle animal et chez des animaux éveillés pour pouvoir évaluer l’atteinte fonctionnelle. De plus, il n’existe actuellement pas de méthode alternative pour étudier le cerveau dans sa globalité.
Réduction
Pour l’induction de l’hémorragie sous arachnoïdienne, nos calculs de nombre d’animaux (185 animaux dont 40 contrôles) se basent sur des estimations de puissance statistiques ainsi que la littérature afin de s’assurer que nous avons un nombre suffisant d’animaux pour pouvoir produire des résultats statistiquement significatifs. Nous prenons en compte la mortalité des animaux ainsi que l’incidence limitée (30%) de l’Ischémie Cérébrale Retardée. Nous comptons raffiner ces estimations à priori en calculant pendant nos expériences des valeurs plus précises de taille d’effet et de déviation standard pour obtenir une estimation plus précise du nombre d’animaux nécessaire. S’il s’avère que nous avons besoin de moins d’animaux que prévus, nous stopperons les expérimentations. La définition de points limites quant à la qualité d’imagerie des animaux nous permet par ailleurs de limiter les inductions de Hémorragie sous Arachnoïdienne aux seuls animaux dont le signal est exploitable.
Raffinement
La réalisation de la chirurgie pour pose de la cage crânienne et de l’induction de l’hémorragie cérébrale seront réalisées sous anesthésie générale avec analgésie multimodale pré et post-opératoire. Les séances d'imagerie seront réalisées sur animal vigile dont la tête sera immobilisée mais dont le mouvement des pattes ne sera pas entravé L’utilisation d’une cage en fibre de carbone extrêmement légère, reposant sur un flux d’air laminaire (causant l’absence de friction) permet en effet à l’animal de faire bouger la cage lorsqu’il tente de bouger. Ainsi bien que l’animal ne bouge pas par rapport à la sonde d’imagerie, de son point de vue le déplacement est similaire à celui qu’il aurait effectué sans être fixé. Ceci permet de se rapprocher d’une situation normale et de réduire le stress de l’animal pendant la séance. De plus, des séances d'habituation seront effectuées au préalable pour réduire encore plus ce stress et introduire progressivement les animaux dans la machine nécessaire à l’acquisition de l’imagerie. Les souris seront observées plusieurs fois par jour et une grille précise d’évaluation des points limites sera utilisée. Tout signe de douleur, souffrance, angoisse ou stress chez les animaux sera soulagé avec des analgésiques. Les souris seront hébergées dans des cages de 5 animaux enrichies.
Choix des espèces
Des études antérieures existent montrant que l’ischémie cérébrale retardée existe bien chez des souris avec une apparition dans les 3 à 10 jours après une hémorragie cérébrale et l’apparition de déficits cliniques dans les 7 à 10 jours. La souris est donc un modèle convenable pour l’étude préclinique de l’ischémie cérébrale retardée, car elle présente des caractéristiques semblables à ce que l’on observe chez l’homme. La méthode d’imagerie que nous utilisons est particulièrement adaptée à la souris car l’épaisseur de son crâne est très faible et permet de réaliser les séances d’imageries sans avoir recours à des agents de contraste dont l’injection nécessite une anesthésie. Cette méthode d'imagerie éveillée n'existe aujourd'hui que chez la souris. Les imageries éveillées permettent de s’affranchir des effets sur le métabolisme de l’anesthésie, et de mesurer par l’activité de la souris des paramètres comportementaux supplémentaires. Le stade de développement des animaux est de 8 à 10 semaines. Nous effectuons notre modèle sur des jeunes adultes afin de pouvoir comparer les données de cette étude avec la majorité des données déjà disponibles sur les modèles d’hémorragie cérébrales.
Approches de thérapie génique oculaire pour l’étude de transfert de gènes dans des modèles murins afin de réverser, préserver ou restaurer la vision chez les patients atteints de dégénérescences rétiniennes
- Recherche appliquée
- Troubles sensoriels
1 440 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Elles reçoivent une injection dans l'œil ou dans le cœur d'un vecteur viral, puis subissent jusqu'à six examens de la vue sous anesthésie répétée, dont fond d'œil, tests optocinétiques, tomographie et électrorétinogrammes, pour tester des thérapies géniques contre des dégénérescences de la rétine. Le porteur indique que les injections peuvent provoquer des décollements de rétine et des hémorragies oculaires, et que les anesthésies répétées exposent à l'hypothermie. Il affirme que l'étude du système visuel ne peut se faire que chez l'animal, faute de méthode de modélisation.
Objectifs
La perte de la vue représente un handicap majeur pour les personnes qui en sont atteintes. Afin que ces personnes puissent rester complètement autonomes, il apparaît essentiel de trouver des thérapeutiques efficaces pour ralentir l’évolution d’une perte visuelle ou de la restaurer chez les personnes l’ayant perdue. Notre objectif est de combattre les maladies dégénératives de la rétine en utilisant des thérapies géniques vectorisées par des virus adéno-associés (virus non pathogènes, non immunogènes et qui permettent un transfert efficace de gène dans les cellules). L’efficacité des différentes thérapies testées sera évaluée sur la structure anatomique de la rétine par tomographie à cohérence optique, sur l’acuité visuelle des animaux par des tests optocinétiques et sur la fonction rétinienne par des électrorétinogrammes, à différents points dans le temps, dans différents modèles de souris de dégénérescence rétinienne.
Bénéfices attendus
Le projet a pour but de mettre en avant la preuve de concept d’efficacité d’une ou plusieurs thérapies géniques dans des modèles de souris de rétinite pigmentaire. Le bénéfice attendu est à terme d’amener en clinique cette/ces thérapies géniques pour des maladies dégénératives de la rétine.
Procédures
- Injection intraoculaire : les animaux recevront une injection intraoculaire (une seule par œil) de la thérapeutique à évaluer. L’injection est rapide (5 à 10 minutes) et sera réalisée sous anesthésie générale. Les souris ne passeront qu’une seule fois par cette étape expérimentale. Les souris qui recevront une injection intraoculaire de la thérapeutique à tester ne recevront pas d’injection intracardiaque. - Injection intracardiaque : les animaux recevront une injection intracardiaque de la thérapeutique à évaluer. L’injection est très rapide (30 secondes) et sera réalisée sous anesthésie locale. Les souris ne passeront qu’une seule fois par cette étape expérimentale. Les souris qui recevront une injection intracardiaque de la thérapeutique à tester ne recevront pas d’injection intraoculaire. - Fond d’œil : suite à l’injection de la thérapeutique, le fond d’œil des animaux sera visualisé pour contrôler la qualité de l’injection réalisée. La procédure est rapide (5 minutes) et sera réalisée sous anesthésie gazeuse. Tous les animaux de l’étude seront soumis à cet examen qui sera réalisé 1 à 3 fois selon les conditions expérimentales. - Test optocinétique : ce test permet d’estimer la fonction visuelle in vivo. L’acquisition d’images dure environ 10 minutes par animal et sera réalisée sur animal vigile. Tous les animaux de l’étude seront soumis à cet examen qui sera réalisé au maximum 6 fois par animal entre l’âge de 35 à 150 jours. - Tomographie à cohérence optique : ce test permet de visualiser la structure anatomique de la rétine (différentes couches de cellules). L’acquisition d’images dure environ 5-10 minutes par animal et sera réalisée sous anesthésie gazeuse Tous les animaux de l’étude seront soumis à cet examen qui sera réalisé au maximum 6 fois par animal entre l’âge de 35 à 150 jours. - Electrorétinogramme : ce test permet d’évaluer la fonction de la rétine (capacité des cellules de la rétine à répondre à un stimulus lumineux). L’analyse dure environ 30 minutes par animal et sera réalisée sous anesthésie générale. Tous les animaux de l’étude seront soumis à cet examen qui sera réalisé au maximum 6 fois par animal entre l’âge de 35 à 150 jours. - Euthanasie par des méthodes réglementaires en vue de prélèvements : en fin de procédure expérimentale, les souris seront euthanasiées pour collecter des échantillons pour des analyses microscopiques des tissus et des analyses biochimiques ultérieures.
Impact sur les animaux
Les injections sous-rétiniennes peuvent provoquer des lésions temporaires comme des décollements localisés de la rétine et de petites hémorragies oculaires. Les injections intrapéritonéales, sous-cutanées et intracardiaques peuvent induire une douleur ponctuelle réversible. La majorité des gestes expérimentaux auxquels seront soumises les souris seront réalisés sous anesthésie induisant une répétition des anesthésies. L’anesthésie peut provoquer une hypothermie chez la souris qui est la première complication et cause de mortalité lors d’anesthésie de rongeurs. Un léger stress peut être engendré lors du changement d’environnement des animaux (mise en chambre noire la veille de l’électrorétinogramme) et lors des tests confinés d’optocinétiques.
Devenir
Tous les animaux de l’étude (1440) seront euthanasiés à la fin des procédures afin de collecter des échantillons pour des analyses histologiques et biochimiques post-mortem
Remplacement
Nous étudions dans ce projet le fonctionnement du système visuel après un traitement thérapeutique à plusieurs niveaux. Ceci ne peut être étudié que chez l’animal puisque le fonctionnement du système visuel doit être intact. Il n'existe pas de méthodes alternatives par modélisation.
Réduction
Le nombre d’animaux utilisés (1440 souris) sera toujours limité au minimum nécessaire pour fournir des données biologiquement et statistiquement significatives. Les tests statistiques réalisés seront adaptés aux échantillons de petite taille afin de limiter le nombre d’animaux par groupe (12 souris par groupe). Ce nombre de 12 souris par groupe est basé sur des études antérieures du laboratoire utilisant des techniques similaires. Plusieurs tissus seront prélevés sur toutes les souris utilisées dans ce projet afin de collecter un maximum d’échantillons et d’éviter de relancer des expérimentations additionnelles.
Raffinement
- Les animaux seront examinés quotidiennement par le personnel qualifié de l’animalerie et/ou les utilisateurs et seront hébergés dans les conditions conformes à la réglementation. - Les animaux seront hébergés dans des cages de stabulation avec enrichissement (tunnel en carton, coton), alimentation et abreuvement à volonté. - Une anesthésie courte gazeuse, permettant un réveil rapide de l’animal, sera privilégiée quand les procédures le permettent. Les animaux bénéficieront d’une anesthésie générale gazeuse pour les procédures courtes (injection intraoculaire, imagerie), et d’une anesthésie générale par injection d'anesthésiants pour les procédures plus longues (électrorétinogrammes). Une anesthésie locale de la cornée sera réalisée pour les injections intraoculaires et les électrorétinogrammes. Un gel hydratant sera utilisé pour protéger la surface cornéenne pendant les procédures. L’anesthésie pouvant provoquer une hypothermie, les souris seront placées sur un tapis chauffant durant toute la durée de l’anesthésie et en chambre thermostatée jusqu’à leur complet réveil. - Une nouvelle aiguille sera utilisée pour chaque animal pour limiter la douleur induite lors d’injections intraoculaires/intracardiaques/intrapéritonéales (dans la cavité abdominale)/sous-cutanées. - Application d'une pommade anti-inflammatoire et antibactérienne en post-injection intraoculaire et à la fin des électrorétinogrammes. - Un temps de repos minimal de 24h sera réalisé entre une anesthésie gazeuse et une anesthésiepar injection d'anesthésiants et de 7 jours entre deux anesthésies par injection d'anesthésiants. - Pour limiter le stress des animaux lors du changement d’environnement (mise en chambre noire la veille de l’électrorétinogramme), les souris resteront dans leur cage habituelle d’hébergement, avec leurs congénères et l’enrichissement habituel (tunnel en carton et coton), ainsi que nourriture et eau à volonté. - Une signalétique particulière des animaux en expérimentation est utilisée. Elle permettra une surveillance adaptée des animaux en fonction des points limites définis à chaque procédure afin de s’assurer de leur bien-être. - Des critères d’arrêt ou points limites ont été déterminés pour chaque étape de la procédure expérimentale. - Les animaux provenant de l’extérieur observeront une période d’acclimatation de 5 jours minimum.
Choix des espèces
Cette étude sera réalisée sur des modèles de souris car il existe différents modèles génétiques de rétinopathie proches du phénotype humain. Nous utiliserons plusieurs lignées de souris génétiquement modifiées ayant des mutations différentes et une vitesse de dégénérescence rétinienne différente, pour modéliser la variabilité observée chez les patients. L’âge auquel les animaux entreront dans la procédure dépendra du phénotype et de la stratégie utilisée (selon si nous voulons injecter avant ou après que la dégénérescence rétinienne ait commencée). Les souris seront donc injectées soit au stade « nouveau-né » (entre 2 et 4 jours de vie, avant le développement définitif de la barrière hémato-rétinienne), soit à l’âge de 15 jours (avant que la dégénérescence des photorécepteurs ne soit trop avancée), soit à l’âge de 5 ou 8 semaines (lorsque la dégénérescence des photorécepteurs est quasiment complète).
Impact d’un stress inflammatoire chronique sur le vieillissement, la longévité et la descendance chez la souris
- Recherche appliquée
- Troubles endocriniens
- Troubles gastrointestinaux
- Troubles immunitaires
- Recherche fondamentale
- Système gastrointestinal
- Système immunitaire
322 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Elles reçoivent un régime appauvri en fibres et pro-inflammatoire, des gavages répétés et des prises de sang, et 40 % d'entre elles absorbent un produit induisant une inflammation intestinale pendant sept jours, cinq fois de suite. Le porteur indique attendre une perte de poids de 5 à 10 % et des diarrhées durant les phases inflammatoires, et héberge les souris seules pour éviter la coprophagie. Il justifie le recours à l'animal par l'impossibilité de modéliser in vitro la rupture de la symbiose entre l'hôte et son microbiote.
Objectifs
Chaque année, 41 millions de personnes décèdent des conséquences de maladies chroniques, également appelées maladies non transmissibles, dont maladies inflammatoires chroniques intestinales, obésité, diabète…, ce qui représente 71% des décès dans le monde. L’augmentation de l’incidence de ce type de maladie est entre autres associée à notre environnement (microbiote, régime alimentaire). Il apparait aujourd’hui essentiel d’identifier de nouvelles solutions permettant le dépistage et le traitement des maladies chroniques. Ces dernières tendent à être de longue durée et résultent de l’association combinée de facteurs génétiques, physiologiques, comportementaux et environnementaux (Source : Organisation Mondiale de la Santé) dont l’environnement microbien. Le microbiote intestinal est l’ensemble des micro-organismes vivant au sein des intestins des êtres vivants. Ces micro-organismes forment une association intime, durable et à bénéfice mutuel avec l’hôte que l’on qualifie de symbiose. Depuis plusieurs années, de nombreux travaux scientifiques ont décrit des déséquilibres au sein du microbiote intestinal de patients atteints de maladies chroniques. Récemment il a été montré que ce déséquilibre résulte d’une altération de la symbiose hôte-microbiote, elle-même caractérisée par une modification de la composition du microbiote couplée à la perturbation du statut immuno-physiologique de l’hôte qui conduit à la mise en place d’états « pré-pathologiques » et/ou pathologiques. Nos travaux suggèrent que ce déséquilibre résulte d’une rupture du dialogue microbiote-hôte due à des signaux inducteurs inflammatoires. Ce déséquilibre, récurrent dans différentes maladies chroniques, a été décrit chez l’animal et l’humain. Il se caractérise souvent par une diminution qualitative du microbiote. L’objectif de notre projet est d’étudier la mise en place d’une rupture de symbiose microbiote-hôte occasionnée par un stress inflammatoire chronique chez l’animal et d’évaluer les conséquences de cette rupture sur le vieillissement des animaux et leur descendance. Les résultats obtenus au cours de ce projet serviront de base pour la compréhension du mécanisme chez l’humain et permettront d’identifier des leviers permettant de retarder, prévenir et/ou traiter la rupture de la symbiose dans le cadre des maladies chroniques inflammatoires intestinales.
Bénéfices attendus
Les maladies chroniques sont une préoccupation majeure de santé publique et leur incidence est en constante augmentation. Diagnostiquées précocement au cours de la vie de l’individu, elles sont souvent de longue durée. Dans le cadre des maladies inflammatoires chroniques intestinales, une perturbation du microbiote intestinal est souvent associée à une dérégulation de l’état de santé chez l’humain. Malgré la prise en charge thérapeutique des patients la persistance de cette perturbation conduit souvent à une succession de phases aigües de la maladie au cours de la vie de l’individu. Il apparait alors aujourd’hui essentiel d’identifier de nouvelles solutions permettant leur dépistage et leur traitement. Notre projet amènera à une meilleure compréhension mécanistique de la rupture de la symbiose microbiote-hôte dans le cadre des maladies inflammatoires chroniques intestinales et permettra d’anticiper les effets de cette rupture sur le vieillissement et la descendance.
Procédures
Les animaux recevront un régime appauvri en fibre et inducteur d’inflammation susceptible de moduler leur ingestion quotidienne et leur prise de poids de manière modérée. Tous les animaux adultes recevront une solution par gavage au minimum 4 fois et au maximum 8 fois durant la procédure. Le temps de gavage contention comprise est de 5 à 10 secondes maximum. Tous les animaux adultes auront au minimum 2 et au maximum 4 prises de sang à la queue de 40 µL. Le temps de collecte est de 2 à 3 minutes maximum. Tous les animaux adultes auront au minimum 1 et au maximum 2 prises de sang à la joue de 200 µL. Le temps de collecte contention comprise est de 30 seconde à 1 minute maximum. Les fèces de tous les animaux adultes seront collectées lors de l’émission naturelle de manière quotidienne ou hebdomadaire en fonction des différentes périodes établies dans les procédures. Les animaux seront placés dans un pot de collecte 5 min maximum. 40% des animaux adultes recevrons dans l’eau de boisson un produit induisant l’inflammation de l’intestin durant sept jours consécutifs répéter 5 fois avec une semaine de récupération entre chaque prise.
Impact sur les animaux
Les animaux seront placés en cage individuelle, entrainant un stress modéré, afin d’éviter des contaminations croisées de microbiote par coprophagie. Il est attendu que les animaux réduisent de 5 à 10% leur prise de poids et soient sujets à des diarrhées pendant les phases inflammatoires aigues. Des prises de sang engendrant un léger stress de très courte durée seront réalisées et les animaux seront également gavés oralement avec des solutions permettant d’évaluer respectivement le temps de transit et la perméabilité intestinale. Ces protocoles constitueront un stress modéré notamment dû à la contention. Des signes de douleurs intestinales (diarrhée) sont attendus pendant les phases inflammatoires.
Devenir
L'ensemble des animaux sera mis à mort à la fin de la procédure afin de récolter le sang et les tissus pour analyses.
Remplacement
Le recours à l'expérimentation animale est justifié par l'impossibilité de modéliser in vitro ou in silico la dynamique de la rupture de la symbiose microbiote-hôte. En effet, comprendre et caractériser l'évolution de la symbiose microbiote-hôte nécessite la mise en place d'intéractions bidirectionnelles complexes entre l'hôte et son microbiote. Ces intéractions sont difficilement controlables et pertinentes dans des modèles in vitro actuel de type microbiote/organoïde, notamment sur des temps longs tels que ceux décrient dans notre projet, ou nous ciblons particulièrement les périodes post stress et plus particulièrement la résilience ou non de la symbiose.
Réduction
D’après les études antérieures menées au laboratoire, nous estimons que 134 animaux pour le groupe contrôle et 188 animaux pour le groupe expérimental sont nécessaires afin de mettre en évidence des différences statistiques significatives compte-tenu de la variabilité connue des paramètres mesurés.
Raffinement
Les animaux bénéficieront d’un enrichissement avec du papier absorbant à déchiqueter et d'un abri en propylène rouge et auront accès à la nourriture et à l’eau ad libitum. Pour détecter l’apparition de signes de souffrance et/ou blessures, les animaux seront surveillés quotidiennement. Nous définissons un point limite sur l’apparence des animaux, leur comportement et leur prise de poids.
Choix des espèces
Les animaux utilisés dans notre étude seront des souris. Ce modèle est largement utilisé pour les recherches sur les maladies inflammatoires chroniques intestinales en raison de ses réponses reproductibles. Les animaux seront âgés de 6 semaines, ce qui nous permettra de débuter le traitement inducteur à 8 semaines. Ceci correspond à l’âge moyen auquel les modèles sont utilisés dans la grande majorité des laboratoires. Cet âge constitue donc un point d’ancrage pour les comparaisons avec les données disponibles dans la littérature et nos expériences précédentes. Il est également admis qu’à cet âge le microbiote de ces animaux est mature et stable d’un point de vue fonctionnel et compositionnel.
ETUDE D’IMMUNISATION SUR SOURIS
- Production de routine
- Recherche appliquée
- Diagnostic des maladies
- Tests réglementaires
7 500 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Elles reçoivent des injections répétées d'antigènes, parfois adjuvés, et subissent des prélèvements sanguins répétés jusqu'à quatre par jour, pour environ cinquante études d'immunisation par an. Le prélèvement final, mortel, récupère un volume important de sang. Le porteur affirme qu'une immunisation in vivo reste "nécessaire" dans certains cas et indique avoir réduit d'environ 20 % le nombre d'animaux par rapport au projet précédent.
Objectifs
L’objectif des protocoles d’immunisations sont utilisés à des fins scientifiques et médicales. Les applications pour leur utilisation peuvent être diverses comme par exemple : Fabrication de tests de diagnostic permettant la détection de maladies en médecine humaine, Préparation de médicaments pour usage en médecine humaine (médicaments biologiques), Applications diverses en recherche et développement.
Bénéfices attendus
Ces études d’immunisation sont utilisées à des fins scientifiques et médicales. Ces études sont bénéfiques pour les patients à court terme (e.g. fabrication de tests de diagnostic de type ELISA) et à moyen/long terme (eg. Phase de recherche et développement pour la mise à disposition de médicaments biologiques). Réalisation d’environ 50 études par an d’immunisation avec une moyenne de 30 animaux par étude.
Procédures
Tous les animaux rentrant dans une étude d’immunisation peuvent être soumis à des injections d’antigène et des prélèvements sanguins répétés. Concernant les injections, les volumes maximum sont de 0.5 mL / site (4 sites maximum) pour la voie sous-cutanée, 0.05mL/site (2 sites maximum) pour la voie intra-musculaire, 0.2mL pour la voie intraveineuse, 1mL pour la voie intra péritonéale. Une injection de dose solide est également possible (diamètre de la seringue maximal 1.4mm). - Temps minimum entre deux injections : 1 semaine sur des sites différents (sauf intraveineuse : 1 jour), à condition qu’aucune réaction anormale n’ait été observée sur l’animal. La durée d’injection est d’une dizaine de secondes à 5 minutes selon la voie. Le nombre d’injections dépend de la voie d’injection et du protocole du scientifique. Concernant les prélèvements (durée maximum 5 minutes), les animaux peuvent être soumis à des prélèvements sanguins au volume et fréquence conformément à la réglementation en vigueur (maximum 4 prélèvements par jour). Une pesée hebdomadaire d’une durée inférieure à 5 minutes est réalisée jusqu’à une fois par jour selon le protocole et l’état clinique de l’animal.
Impact sur les animaux
Les principales nuisances pour les animaux utilisés dans le cadre de ces études sont : Douleur, stress, perte de poids et inflammation localisée au site d’injection liés à des injections répétées d’antigènes (+/- adjuvés), Douleur, stress, perte de poids et saignements et/ou inflammations localisés aux sites de prélèvements liés aux prélèvements sanguins répétés, La contention de l’animal d’une manière générale qui peut amener à du stress chez l’animal.
Devenir
Les animaux sont euthanasiés en fin de procédure. Lors du prélevement final un volume significatif de sang est récupéré.
Remplacement
La production d’anticorps par méthode in-vitro exclusive comporte des avantages mais dans certains cas (exemples :besoin de concentration en anticorps élevée, glucosylation appropriée, affinité des anticorps spécifique…), une immunisation de type in-vivo reste encore nécessaire de nos jours. Pour démarrer une étude d’immunisation, le scientifique doit préalablement s’engager à ce que celle-ci-ci soit conforme aux 3R. De plus cet engagement sera écrit et vérifié par l’Etablissement utilisateur en charge de cette étude.
Réduction
A travers les années d’expertises gagnées par l’établissement utilisateur, il n’est pas nécessaire de commander plus d’animaux que demandés par le scientifique pour réaliser le projet. Si une exception à cela devait avoir lieu, une revue par les membres de la SBEA serait nécessaire avant d’initier le projet. Avec l’expérience acquise, le nombre d’animaux prévu dans ce projet est diminué de l’ordre de 20% par rapport au projet précédant. Pour démarrer une étude d’immunisation, le scientifique doit préalablement s’engager à ce que celle-ci-ci soit conforme aux 3R. De plus cet engagement sera écrit et vérifié par l’Etablissement utilisateur en charge de cette étude.
Raffinement
Les souris sont hébergées en groupes sociaux, avec différents enrichissements dans leurs cages (e.g. tunnel, nidification…) . Elles sont observées chaque jour par du personnel formé et compétent et des points limites sont mis en place. Les techniciens animaliers sont encouragés à favoriser la manipulation sans stress des animaux (contention avec la technique de la cuillère ou utilisation de tunnels). Des signes cliniques spécifiques aux protocoles d’immunisation sont reconnus et appliqués comme points limites intermédiaires - entraînant une surveillance accrue avec mise en place de raffinements et traitements – et points limites terminaux - entraînant la mise à mort immédiate de l’animal. Avant les injections intra-veineuses les souris sont positionnées dans une enceinte chauffante à 38°C pendant 10 minutes pour faciliter l’injection intra-veineuse. En cas de prélèvements sanguins, les volumes prélevés ainsi que les périodes de récupération suivront la réglementation, les recommandations de la «Federation of European Laboratory Animal Science Associations » (FELASA) ainsi que les raffinements et bonnes pratiques internes. Les injections et prélèvements ne pourront être réalisés que sur des sites sans hématome ni inflammation apparente, en utilisant des aiguilles stériles adaptées (à la taille de l’animal et à la voie d’abord) et à usage unique Également après prélèvement intermédiaire de sang supérieur à 250μL, une injection est effectuée en sous cutané pour réhydrater l’animal (minimum 40ml/kg). Un anesthésiant local est appliqué en amont de l’injection d’une dose solide (15/30 minutes avant l’injection).
Choix des espèces
La souris est une espèce adaptée pour les études d’immunisation étant donné la qualité du sérum produit et elle répond donc aux demandes des scientifiques. L’âge minimal des souris à J0 est de 8 semaines. A cet age, les souris ont un système immunitaire permettant la réalisation des études de type immunisation.
Evaluation de l’effet de différents candidats médicaments sur les lésions pulmonaires induites par l’hyperoxie chez la souris.
- Recherche appliquée
- Troubles respiratoires
400 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance sévère. Elles reçoivent des composés à tester puis sont placées jusqu'à 72 heures dans une cage à 100 % d'oxygène pour provoquer des lésions pulmonaires, avant une mise à mort pour prélèvements. Le porteur indique que les souris pourraient présenter des difficultés respiratoires et un stress lié à ces difficultés. Il affirme qu'avant toute administration à l'homme l'animal constitue un "passage obligatoire" et qu'il n'existe pas de méthode de substitution.
Objectifs
L’oxygène est un élément essentiel pour la survie cellulaire, son administration sous forme gazeuse est une pratique très répandue pour traiter les maladies respiratoires chroniques ainsi que pour soigner les détresses respiratoires aigües et les complications respiratoires post-opératoires dans les services de soins intensifs. Bien que, cette oxygéno-thérapie soit indispensable pour éviter les situations d’hypoxémie (baisse du taux d'oxygène dans le sang) chez les patients, l’apport excessif ou inadéquat en oxygène peut engendrer une situation d’hyperoxie (taux excéssif d'oxygène dans le sang) qui peut affecter les poumons, le système sanguin et le cerveau. Des études sur l’animal ont montré que l’exposition excessive à l’oxygène induit une mort accrue des cellules et un déclenchement d’une réaction inflammatoire dans les poumons. Le but de ce projet est de développer un modèle chez la souris d’hyperoxie entrainante des lésions pulmonaires, pour pouvoir par la suite évaluer le potentiel préventif des candidats médicaments et leur capacité à stopper, diminuer ou traiter ces lésions.
Bénéfices attendus
A long terme, les bénéfices attendus de ce projet sont la découverte de nouveaux médicaments qui pourront protéger les patients des lésions pulmonaires induites par l’hyperoxie principalement dans les services de réanimation et de développer de même des traitements capables de soigner et de minimiser l’impact délétère d’une suroxygénation sur les cellules pulmonaires. Ce projet permettra de générer des données scientifiques robustes chez l'animal pour pouvoir passer ultérieurement aux premières administrations chez l'homme, étape indispensable dans le processus de développement et de mise sur le marché de nouvelles molécules. Du fait de la cible thérapeutique, ces composés pourraient avoir aussi une application en médecine vétérinaire.
Procédures
Les animaux seront administrés avec les composés à tester par différentes voies (-2 min par administration). Ils seront placés dans une cage, dont les flux gazeux sont contrôlés (100% Oxygène), pour une durée maximale de 72h. Des prélèvements de sang sur animal vigile pourront être effectués (2 minutes par prélèvement). L'animal sera mis à mort avec anesthésie préalable pour des prélèvements de fluides et de tissus en fin d'expérience.
Impact sur les animaux
Les animaux subiront des administrations des candidats médicaments et des prélèvements de sang qui peuvent être réalisés sur animal vigile ou anesthésié à la suite desquels ils pourront ressentir une douleur équivalente à la piqûre d’une aiguille. Les souris pourraient présenter des difficultés respiratoire dues aux atteintes pulmonaires induites par l’hyperoxie ainsi qu'un stress dû à ces difficultés respiratoires.
Devenir
Euthanasie des animaux pour réaliser des prélèvements d’organe/ fluides corporels à un volume ne permettant pas la survie de l’animal.
Remplacement
Dans le cadre du développement de nouveaux médicaments, ce projet est réalisé chez le rongeur car il n’existe pas de méthode de substitution (in vitro ou in silico) pour évaluer les effets d’une nouvelle molécule sur les dommages pulmonaires induits par une hyperoxie qui peut de même avoir des effets délétères sur tout l’organisme. Or, avant toute administration à l’homme, l’animal constitue un passage obligatoire pour l’évaluation de l’efficacité, la toxicité et la pharmacocinétique d’un candidat médicament. A ce jour, la souris est l’espèce le plus adapté à ce type de modèle d’étude.
Réduction
Un nombre minimal et suffisant d’animaux par groupe est utilisé afin d’analyser de façon rigoureuse et efficace les résultats des expériences et d’effectuer des analyses statistiques. Nombre d’animaux minimal et suffisant par groupe pour réaliser une analyse statistique : 10 par groupe. L’analyse statistique sera adaptée au modèle.
Raffinement
Dans ce projet, le raffinement sera obtenu par : • la mise au point de procédures rigoureuses, • la formation du personnel, • un suivi quotidien de l’état de santé des animaux, • le recours à des procédures les moins invasives possibles, • Le suivi d’éventuel signes cliniques, • La détermination des points limites, • Le recours aux procédures d’euthanasie dès que nécessaire, • La réduction du volume sanguin prélevé grâce à l’amélioration de la sensibilité des méthodes d’analyse, • La familiarisation des animaux aux procédures expérimentales.
Choix des espèces
La souris est l'une des espèces animales les plus pertinentes et les plus couramment utilisées pour évaluer les effets bénéfiques d'un produit sur la protection ou le traitement des lésions pulmonaires induites par une hyperoxie. Les animaux adultes seront utilisés. Ce projet n’a pas pour objectif d’étudier les effets du produit sur l’animal à d’autres stades de développement.
ETUDE D’IMMUNISATION SUR COBAYES
- Production de routine
- Recherche appliquée
- Diagnostic des maladies
- Tests réglementaires
2 000 cobayes vont être utilisés, tous tués à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Ils reçoivent des injections répétées d'antigènes, parfois adjuvés, et subissent des prélèvements sanguins répétés jusqu'à quatre par jour, dans le cadre d'études d'immunisation destinées à produire des tests de diagnostic et des médicaments biologiques. Le prélèvement final, mortel, récupère un volume important de sang. Le porteur reconnaît que la production d'anticorps in vitro existe mais affirme qu'une immunisation in vivo reste "nécessaire" dans certains cas, notamment pour la qualité du sérum.
Objectifs
L’objectif des protocoles d’immunisations sont utilisés à des fins scientifiques et médicales. Les applications pour leur utilisation peuvent être diverses comme par exemple : Fabrication de tests de diagnostic permettant la détection de maladies en médecine humaine, Préparation de médicaments pour usage en médecine humaine (médicaments biologiques), Applications diverses en recherche et développement.
Bénéfices attendus
Ces études d’immunisation sont utilisées à des fins scientifiques et médicales. Ces études sont bénéfiques pour les patients à court terme (e.g. fabrication de tests de diagnostic de type ELISA) et à moyen/long terme (eg. Phase de recherche et développement pour la mise à disposition de médicaments biologiques). Réalisation d’environ 40 études par an d’immunisation avec une moyenne de 10 animaux par étude.
Procédures
Tous les animaux rentrant dans une étude d’immunisation peuvent être soumis à des injections d’antigène et des prélèvements sanguins répétés. Concernant les injections, les volumes maximum sont de 10mL / kg (4 sites maximum) pour la voie sous-cutanée, 0.5mL/site (2 sites maximum) pour la voie intra-musculaire. Une injection de dose solide est également possible (diamètre de la seringue maximal 1.4mm). Temps minimum entre deux injections : 1 jour, sur des sites différents à condition qu’aucune réaction anormale n’ait été observée sur l’animal. A noter qu’en routine, le temps entre deux injections est supérieur à 1 semaine La durée d’injection est d’une dizaine de secondes à 5 minutes selon la voie. Le nombre d’injections dépend de la voie d’injection et du protocole du scientifique. Concernant les prélèvements (durée maximale de 5 minutes), les animaux peuvent être soumis à des prélèvements sanguins au volume et fréquence conformément à la réglementation en vigueur (maximum 4 prélèvements par jour). Une pesée hebdomadaire d’une durée inférieure à 5 minutes est réalisée jusqu’à une fois par jour selon le protocole et l’état clinique de l’animal.
Impact sur les animaux
Les principales nuisances pour les animaux utilisés dans le cadre de ces études sont : Douleur, stress, perte de poids et inflammation localisée au site d’injection liés à des injections répétées d’antigènes (+/- adjuvés), Douleur, stress, perte de poids et saignements et/ou inflammations localisés aux sites de prélèvements liés aux prélèvements sanguins répétés, La contention de l’animal d’une manière générale qui peut amener à du stress chez l’animal.
Devenir
Les animaux sont euthanasiés en fin de procédure. Lors du prélevement final un volume significatif de sang est récupéré.
Remplacement
La production d’anticorps par méthode in-vitro exclusive comporte des avantages mais dans certains cas (exemples :besoin de concentration en anticorps élevée, glucosylation appropriée, affinité des anticorps spécifique…), une immunisation de type in-vivo reste encore nécessaire de nos jours. Pour démarrer une étude d’immunisation, le scientifique doit préalablement s’engager à ce que celle-ci-ci soit conforme aux 3R. De plus cet engagement sera écrit et vérifié par l’Etablissement utilisateur en charge de cette étude.
Réduction
A travers les années d’expertises gagnées par l’établissement utilisateur, il n’est pas nécessaire de commander plus d’animaux que demandés par le scientifique pour réaliser le projet. Si une exception à cela devait avoir lieu, une revue par les membres de la SBEA serait nécessaire avant d’initier le projet. Pour démarrer une étude d’immunisation, le scientifique doit préalablement s’engager à ce que celle-ci-ci soit conforme aux 3R. De plus cet engagement sera écrit et vérifié par l’Etablissement utilisateur en charge de cette étude.
Raffinement
Les cobayes sont hébergés en groupes sociaux, avec différents enrichissements dans leurs cages (e.g. tunnel, mousqueton…) . Ils sont observés chaque jour par du personnel formé et compétent et des points limites sont mis en place. Des signes cliniques spécifiques aux protocoles d’immunisation sont reconnus et appliqués comme points limites intermédiaires - entraînant une surveillance accrue avec mise en place de raffinements et traitements – et points limites terminaux - entraînant la mise à mort immédiate de l’animal. En cas de prélèvements sanguins, les volumes prélevés ainsi que les périodes de récupération suivront la réglementation, les recommandations de la «Federation of European Laboratory Animal Science Associations » (FELASA) ainsi que les raffinements et bonnes pratiques internes. Les injections et prélèvements ne pourront être réalisées que sur des sites sans hématome ni inflammation apparente, en utilisant des aiguilles stériles adaptées (à la taille de l’animal et à la voie d’abord) et à usage unique. En cas d’hémorragie inattendue lors d’un prélèvement sanguin, une réhydration via injection sous cutanée est effectuée (minimum 10ml/kg). Un anesthésiant local est appliqué en amont de l’injection d’une dose solide (15/30 minutes avant l’injection).
Choix des espèces
Le cobaye est une espèce adaptée pour les études d’immunisation étant donné la qualité du sérum produit et il répond donc aux demandes des scientifiques. Le poids minimal à J0 est de 250 grammes. A cet âge, les cobayes ont un système immunitaire mature permettant la réalisation des études de type immunisation.
Thérapie génique du syndrome de la déficience intellectuelle par sonoporation
- Formation professionnelle
- Recherche appliquée
- Troubles nerveux
1 384 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance jusqu'à modéré. Elles subissent l'ouverture de la barrière hémato-encéphalique par ultrasons focalisés et microbulles jusqu'à trois fois, des séances d'imagerie et, pour 380 d'entre elles, une perfusion intracardiaque mortelle, afin de tester une thérapie génique du syndrome du X fragile. Le porteur indique que la sonoporation pourrait endommager le cerveau si les paramètres ne sont pas adaptés, risque qu'il estime inférieur à 10 % d'après le projet précédent. Il décrit la souris FMR1KO comme le modèle le plus proche de la maladie et juge le recours à l'animal "fondamental" pour étudier l'effet à l'échelle de l'"organisme entier".
Objectifs
Le syndrome du X fragile est une maladie génétique héréditaire où l'expression de la protéine FMRP, codée par le gène FMR1, est fortement inhibée. Cette protéine a un rôle très important de transport et de transcription des ARN messager dans les cellules neuronales et les astrocytes. Son absence dans cette maladie provoque un déficit intellectuel et des troubles du comportement. Il n'existe pas de thérapie à l'heure actuelle, les seuls traitements étant symptomatiques. Ce projet vise à proposer une nouvelle stratégie thérapeutique par thérapie génique, c'est-à-dire en réexprimant la protéine manquante dans la maladie, ici FMRP, via l'expression d'un transgène. Si la thérapie génique a déjà fait ses preuves dans de nombreuses pathologies, aucune n'a pour l'instant été approuvé pour des maladies génétiques cérébrales. Cela est dû à la barrière hémato-encéphalique (BHE), qui bloque le passage du sang vers le cerveau de la quasi-totalité des vecteurs ou molécules thérapeutiques. Dans ce projet nous proposons de passer la BHE grâce à l'utilisation d'ultrasons focalisés associés à des microbulles de gaz, ces ultrasons faisant osciller les microbulles, provoquant l'ouverture de la BHE. Nous avons plusieurs objectifs dans ce projet. Nous souhaitons tout d’abord évaluer la sécurité, la reproductibilité et l'efficacité du passage dans le cerveau de vecteurs via des ultrasons focalisés combinés à des microbulles de gaz. Cette technique est connue sous le nom de sonoporation. Un second objectif dans ce projet consiste à analyser la biodistribution des molécules de vecteurs ainsi que des microbulles après la procédure de sonoporation. Nous souhaitons également suivre le niveau d’expression du vecteur dans le cerveau en fonction du temps. Enfin, nous souhaitons comprendre comment la restauration de l’expression du gène FMR1 peut modifier la communication neuronale et le comportement de la souris FMR1KO. Cela afin d'évaluer le potentiel de cette technique de thérapie génique pour traiter le syndrome du X fragile, dont les souris FMR1KO sont le modèle le plus proche et le plus utilisé. Ces souris sont génétiquement modifiées pour interrompre l'expression du gène FMR1 (dit Knock-out, ou KO pour le gène FMR1), reproduisant par conséquent plusieurs des phénotypes du syndrome du X fragile, dont les troubles de la sphère sociale et cognitive. Ce phénotype n'est pas dommageable car il ne génère aucune douleur et ces souris n'ont aucun problème pour se nourrir ou se reproduire.
Bénéfices attendus
Le bénéfice principal apporté par ce projet sera la mise en place d’une preuve de concept d’un protocole de thérapie génique du syndrome du X fragile. Nous seront alors capable de faire exprimer un transgène dans le cerveau de manière sûre, reproductible et efficace pour restaurer les fonctions cognitives dans un modèle murin du syndrome du X fragile. Le syndrome du X fragile étant une maladie génétique qui provoque principalement une déficience intellectuelle. Cette avancée pourrait permettre dans le futur une avancée clinique pour le traitement de maladies cérébrales d’origine génétique.
Procédures
Les animaux seront soumis à des procédures de transfert de gène assisté par sonoporation, exclusivement sous anesthésie, durant 15 à 30 minutes, cette procédure pourra être subite jusqu’à 3 fois par animal. Ils seront également soumis à des procédures d'imagerie échographique, photoacoustique, et optique, non-invasive et réalisées sous anesthésie, durant 15 à 30 minutes, cette procédure pourra être répété jusqu’à 3 fois par semaine pendant 3 semaine suivant la procédure de sonoporation. Jusqu’à 380 souris pourront également être soumises à une procédure de chirurgie pour la perfusion intracardiaque nécessaire à la procédure d’immunohistochimie, intervention qui ne pourra être subite qu’une fois car il s’agit d’une mise à mort, le décès de l'animal par arrêt cardiaque est constaté au bout de 20 à 30 secondes.
Impact sur les animaux
Les seules nuisances attendues sont celles apportées par les injections et l'insertion du cathéter, ainsi que celles liées à l'anesthésie. Une simple gêne est ainsi induite au réveil au niveau de l'injection. Aucune nuisance liée à la sonoporation n’est attendue dans les conditions normales, cependant des dommages dans le cerveau pourraient être possibles dans le cas où les paramètres de la procédure ne seraient pas adaptés (de pression acoustique ou de dose d'Evans Blue principalement). Ces paramètres ont déjà étés déterminés sur le précédent projet sur des souris Balb/c et seront affinés de manière expérimentale, dans ce précédent projet cette nuisance n'est parvenue que dans moins de 10% des cas et nous estimons ce risque encore plus faible dans ce projet maintenant que nous avons gagné en expertise sur cette procédure.
Devenir
À la suite de la procédure de sonoporation, seuls les animaux devant être analysé ex vivo en immunohistochimie ou avec d'autres analyses moléculaires seront mis à mort afin de prélever leur cerveau. Tous les autres animaux seront gardés en vie pour suivre l'efficacité de transfection ou suivre le comportement. Les animaux pourront également être réutilisés une fois maximum pour suivre la procédure de sonoporation, à condition de l'absence de signes de souffrance et de l'absence d'expression du transgène. À la suite de la procédure de comportement, les animaux pourront également être réutilisés une fois maximum pour suivre la procédure de sonoporation, à condition de l'absence de signes de souffrance et de l'absence d'expression du transgène. À la fin du projet, ils seront mis à mort et leur cerveau sera prélevé afin d'être analysé en immunohistochimie ou avec d'autres analyses moléculaires.
Remplacement
Le modèle animal est fondamental afin d'étudier l'impact de nos protocoles de thérapie génique au niveau de l'organisme entier. Plusieurs niveaux de complexité sont nécessaires, impliquant des interactions entre différents types cellulaires et organes, qui ne peuvent être développés in vitro ou in silico. De plus des études comportementales valideront l'efficacité du protocole thérapeutique, celles-ci ne peuvent être réalisées que chez l'animal vivant.
Réduction
Afin de réduire au maximum la quantité d'animaux utilisés des études in vitro ont été menées en amont du projet pour valider la technologie. En effet nous avons pu valider in vitro les propriétés de nos microbulles. Les caractéristiques de taille, de concentration et de formulation sont contrôlées au laboratoire, aucune toxicité n'a été observée sur ces agents lors des tests in vitro sur culture de cellules ou in vivo sur la souris WT (Wild-Type, c'est à dire des souris non modifiées génétiquement). Dans notre projet, un contrôle interne est présent dans chacune de nos expériences de sonoporation, nous permettant de réduire au maximum le nombre d'animaux. En effet seule la partie du cerveau visée par les ultrasons focalisés exprimera le transgène, par conséquent les autres parties du cerveau serviront de contrôle négatif. Le nombre d'animaux utilisé sera réduit au minimum nécessaire pour obtenir des résultats statistiquement pertinents et reproductibles. Uniquement les expériences pertinentes seront répétées avec des animaux de groupes équivalents.
Raffinement
Les procédures seront réalisées sous anesthésie. Les souris seront hébergées dans des cages adaptées par groupe de 5 maximum, avec de la nourriture, de l'eau, de la litière ainsi qu'un enrichissement de leur milieu afin de leurs assurer de bonnes conditions de vie. Afin de s'assurer de leur bien-être, les animaux seront surveillés quotidiennement par le personnel compétent. Une grille de score clinique sera renseignée pour les animaux en cours d'expérimentation prenant en compte l'aspect, le poids, et le comportement / la mobilité de l'animal. Des points limites seront mis en place si des animaux atteignent un point limite, ils seront mis à mort.
Choix des espèces
La souris est un modèle permettant une bonne représentation des phénotypes et a une similitude génétique importante avec l’Homme. De plus grâce à la faible épaisseur de son crâne, la souris est un bon modèle pour les études d’ultrasons thérapeutique dans le cerveau. Les outils génétiques développés chez la souris ont permis de générer la souris C57BL/6 Fmr1 KO, qui est le modèle le plus proche de la pathologie humaine. Il en reproduit plusieurs des phénotypes et c'est le modèle le plus utilisé pour étudier les phénotypes du syndrome du X fragile. Il s’agit du premier modèle à étudier avant de pouvoir passer à une étude sur de plus gros animaux. Ces souris ont un trouble de la sphère sociale et cognitive avec notamment de l'hyperactivité. Ce phénotype n'est pas dommageable car il ne génère aucune douleur et ces souris n'ont aucun problème pour se nourrir ou se reproduire. Nous utiliserons les souris au stade de jeunes adultes (8-10 semaines) où le comportement est supposé être stabilisé, et à un stade plus jeune (3-4 semaines). Cela nous permettra de déterminer l'efficacité de notre protocole à rétablir le phénotype sauvage à un stade avancé du développement et étudier le bénéfice d'un traitement au début du développement. En effet le syndrome du X fragile étant une maladie neurodéveloppementale nous voulons voir si la restauration du phénotype sera plus importante sur des souris jeunes.
Évaluation préclinique chez le porc d’une méthode innovante en hémodialyse pour améliorer la clairance dialytique des toxines urémiques liées aux protéines
- Recherche appliquée
- Troubles urogénitaux
18 porcs vont être utilisés, opérés sous anesthésie générale et tués avant tout réveil. Chaque animal subit un clampage des deux pédicules rénaux pendant trois heures pour provoquer une insuffisance rénale, puis une séance d'hémodialyse de deux heures avec prélèvements sanguins, pour tester une méthode censée mieux éliminer les toxines urémiques. Le porteur justifie l'absence de réveil par l'impossibilité de prendre en charge l'insuffisance rénale induite, et indique avoir déjà validé le concept in vitro sur du sang de bœuf d'abattoir. Le projet, adossé à un brevet en cours, vise une hémodialyse plus efficace et moins coûteuse avant un éventuel essai clinique.
Objectifs
L’insuffisance rénale chronique terminale concerne en France plus de 90 000 patients et nécessite pour assurer leur survie le recours à la dialyse ou à la transplantation. Les toxines urémiques sont des "déchets" qui n’étant plus éliminés par les reins s’accumulent chez les patients insuffisants rénaux et sont responsables de nombreux effets délétères. Certaines toxines sont très mal éliminées par les techniques actuelles d’hémodialyse. Nous avons développé une nouvelle procédure d’hémodialyse plus efficace pour éliminer ces toxines urémiques (brevet en cours de rédaction) et souhaitons tester ce protocole sur des modèles animaux (porcs) dans des conditions proches de la clinique. Nous espérons ainsi produire de solides données pré-cliniques (tant sur l’efficacité que sur la sécurité de cette nouvelle approche) nous permettant d’envisager rapidement la mise en œuvre d’une étude clinique pilote sur des patients hémodialysés. Nous sommes persuadés que la meilleure élimination de ces toxines urémiques lors des séances d’hémodialyse permettra de diminuer considérablement les complications (notamment cardio-vasculaires) et la mortalité chez les patients hémodialysés.
Bénéfices attendus
Nous souhaitons développer une nouvelle procédure d’hémodialyse qui soit 1) à la fois économiquement responsable (cout limité) car la prise en charge en hémodialyse représente déjà une charge importante pour nos systèmes de santé (89k€ par patient par an). 2) qui soit très facilement mis en œuvre dans tous les centres de dialyse sans nécessité de modification importante du matériel d’hémodialyse. Cette étude vise donc à tester la perfusion de composés innovants qui permettraient d’améliorer l’efficacité de la séance d’hémodialyse. Nous avons déjà réalisé un démonstrateur in vitro et souhaitons désormais mieux documenter leur efficacité dans une étude pré-clinique envisagée comme prémisse à une étude clinique pilote sur patients hémodialysés. Cette étude préclinique sur gros animal nous permettra de démontrer l’efficacité et d’évaluer la sécurité et la bonne tolérance de notre protocole avant d’entreprendre l’étude clinique.
Procédures
La procédure dure environ 4h30 pour chaque animal (15 min de préparation (pré-anesthésie -induction de l’anesthésie), 1h15 de chirurgie, 2h d’hémodialyse et 1h de suivi post hémodialyse). L'animal sera anesthésié et une analgésie préventive par infusion continue d'un morphinique sera mise en place. Durant cette anesthésie, le porc subira une séance d'hémodialyse de deux heures au cours de laquelle des prélèvements de sang seront réalisés (représentant au total moins de 2% du volume sanguin total de l'animal). L’animal sera euthanasié par injection létale a l’issue de l’expérimentation sans que ce dernier ne soit réveillé afin d’éviter toute détresse ou toute douleur. Chaque animal ne subira qu'une seule procédure expérimentale.
Impact sur les animaux
Il s’agit d’un protocole expérimental sans réveil de l’animal qui sera maintenu sous anesthésie générale profonde et analgésie préventive tout au long de l’expérimentation. L’animal sera mis à mort par injection létale a l’issue de la procédure sans que ce dernier ne soit réveillé afin d’éviter toute détresse ou toute douleur. Un monitoring physiologique complet sera réalisé en continu durant le protocole afin de garantir la sécurité de l’animal et le bon déroulement de la procédure. Les éventuelles complications attendues sont les mêmes que celle observées lors d’une séance d’hémodialyse chez l’homme, à savoir de possibles chutes de tension artérielle et la formation de caillots (thromboses) dans les cathéters. Ces complications sont non létales pour l’animal et ne sont pas génératrices de souffrance mais susceptibles d’être à l’origine d’un arrêt prématuré de la procédure pour l’animal considéré. La tension artérielle étant monitorée en continue, les chutes de tension pourront être traité par un remplissage vasculaire (mise en place d'une perfusion). La formation de thromboses dans les lignes d’hémodialyse sera quant à elle prévenue par une administration préventive d’un anticoagulant à tous les animaux au besoin complétée par une seconde administration pendant la séance de dialyse.
Devenir
Tous les animaux seront mis à mort sans réveil à l’issue de la séance d’hémodialyse afin d'éviter toute douleur ou toute détresse. A l’issue de l’expérimentation, le porc sera euthanasié sous anesthésie générale. Outre les abords chirurgicaux susceptibles d'être à l'origine de douleurs post-opératoires, les animaux auront subi pendant 3h un clampage bilatéral des pédicules rénaux et ils développeraient une insuffisance rénale aigue s'ils étaient maintenus en vie. Cette insuffisance rénale aigue ne pourrait être prise en charge et menacerait leur survie. Il est donc plus éthique d'euthanasier les animaux avant leur réveil.
Remplacement
L’évaluation et les preuves de concept ont été réalisées in vitro sans nécessiter l’utilisation d’animaux. En effet, l’effet de notre nouvelle procédure a été testée sur de larges volume de sang de bœuf (issus d’abattoirs) en utilisant des machines d’hémodialyse et du matériel utilisés en clinique. Nous avons ainsi pu démontrer la grande efficacité de notre procédure mais la limite de ces expériences in vitro est que nous travaillons sur un modèle simplifié qui ne reproduit qu’imparfaitement la distribution des toxines dans l’organisme. II nous est en outre impossible in vitro d’en vérifier la sécurité d’emploi et la bonne tolérance de notre procédure.
Réduction
Les expériences préliminaires réalisées dans des conditions aussi proches que possible de la clinique nous ont permis de valider l’approche et de calculer précisément le nombre d’animaux nécessaires pour garantir une bonne puissance statistique. La bonne efficacité nous permet de n’utiliser qu’un nombre limité d’animaux (6 par groupes) tout en bénéficiant d’une excellente puissance statistique (>90%). Il sera en outre possible de collecter certains tissus du porc post mortem (flancs, oreilles, vessie…) pour permettre à d’autres laboratoires de réaliser des tests cutanés (flancs et oreilles) et/ou de réaliser des tests de nébulisation sur les vessies. A l’issue du protocole, du sang sera également prélevé avant et après hémodialyse afin de permettre à une équipe de cancérologie de réaliser une autre étude.
Raffinement
Nous avons choisi de ne pas induire d’insuffisance rénale chez le porc préalablement à notre procédure afin de limiter le nombre de procédures que subira chaque animal. Ainsi une insuffisance rénale sera induite sous anesthésie générale juste avant la mise en œuvre de l’hémodialyse. La mise en place d’un cathéter double sur la veine jugulaire limite le nombre d’abords vasculaires à mettre en place en permettant de connecter sur un seul et même cathéter la ligne artérielle (flux entrant) et la ligne veineuse (flux sortant) de la machine d’hémodialyse. Nous avons veillé à l'optimisation du protocole anesthésique et analgésique avec une anesthésie gazeuse au sévoflurane complétée par une infusion continue de morphinique afin de prévenir toute douleur. Pas de réveil de l’animal à l’issue du protocole afin de prévenir toute souffrance. L’euthanasie sera réalisée avant la fin de l’anesthésie générale. Mise en œuvre d’une équipe pluridisciplinaire : Spécialistes en chirurgie du porc, gestion de l’hémodialyse par un néphrologue qualifié et mise à disposition d’un technicien d’hémodialyse par la société fournissant la machine d’hémodialyse. Trois points limites ont été identifiés (hypotension sévère et incontrôlable pendant l’hémodialyse, coagulation massive dans les lignes d’hémodialyse et hyperthermie maligne) et s’ils sont rencontrés, la procédure sera interrompue et l’animal sera euthanasié.
Choix des espèces
L’utilisation du porc, animal de taille assez comparable à l’homme, nous permet de valider notre méthode dans des conditions aussi proche que possible de la clinique. Nous ne souhaitons utiliser que du matériel clinique (parmi lequel les générateurs d’hémodialyse) afin de valider en condition aussi proche que possible de la réalité clinique. L’utilisation de machine d’hémodialyse clinique impose des débits sanguins (>100 ml/min) et de dialysat minimums (200 mL/min) et un volume extra-corporel (env. 60 mL) qui ne sont compatibles qu’avec un animal de grande taille tel porcs. Le volume sanguin d’un porc de 35-40kg (volume sanguin de 65mL/kg soit 2,2 L) est ainsi parfaitement compatible avec l’usage des machines d’hémodialyse. Les voies d’abords (veineuses) nécessitent la pose d’un cathéter double lumière qui ne peut se faire facilement chez le petit animal (rongeur ou lagomorphe) ou nécessiterait de multiplier les abords chirurgicaux afin de poser différentes voies (plusieurs veines ou artères). Le porc présente une bonne accessibilité et permet par sa taille et la facilité d’abord la pose d’un cathéter double par voie jugulaire. L’utilisation du porc nous permet de valider notre méthode dans des conditions aussi proche que possible de la clinique et d'envisager une translation rapide à la clinique. Nous utiliserons des porcelets d’environ trois mois ayant un poids compris entre 30 et 40 kg. Nos installations et notre matériel ne sont pas adaptés à des animaux de plus de 50 kg, et de ce fait, augmenteraient les difficultés d’expérimentations, tant du point de vue de la manipulation de l’animal que de la gestion de l’anesthésie. Enfin le volume sanguin de ces animaux est suffisamment important compte tenu du volume extracorporel de sang dans la machine d’hémodialyse (ligne veineuse et artérielle et membrane de dialyse) et du débit de sang nécessaire à l’hémodialyse (>100 mL/min). En outre, la surface de la membrane de dialyse doit être proportionnelle à la surface corporelle. Les plus petites membranes de dialyse disponible en clinique humaine ont une surface d’environ 1 mètre carré. La surface corporelle d’un porc de 35-40kg est de 0.9 mètres carrés ce qui serait compatible avec l’utilisation de telles membranes d’hémodialyse.