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Comprendre la plasticité cellulaire dans la récidive du glioblastome après traitement
- Recherche appliquée
- Cancers
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- Oncologie
592 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance sévère. Des cellules de glioblastome sont injectées dans le cerveau, la tumeur est retirée par craniotomie, puis les animaux reçoivent radiothérapie et chimiothérapie selon le protocole utilisé chez les patients, avant mise à mort pour analyses. Le porteur indique que la craniotomie provoque une douleur et que la tumeur peut entraîner une perte de coordination et de poids. Il affirme qu'il est impossible de recréer le microenvironnement tumoral hors de l'animal, tout en reconnaissant avoir observé in vitro une partie du phénomène étudié.
Objectifs
Les glioblastomes (GBM) sont les tumeurs cérébrales les plus fréquentes et les plus agressives chez l’adulte. Malgré un traitement lourd associant chirurgie (résection pour réduire au maximum la tumeur), chimiothérapie et radiothérapie (protocole de Stupp), la survie moyenne des patients n’excède pas 15 mois en raison de l’apparition, quasi-systématique, de récidives. Le principal facteur supposé pouvant expliquer l’apparition de ces récidives est la repousse de cellules très invasives, se propageant à partir de la masse tumorale. L’environnement protecteur empêche l’élimination de ces cellules par le protocole de Stupp. L'unité gliovasculaire (UGV) faite de cellules tumorales, de cellules immunitaires et de cellules cérébrales localisées à proximité des vaisseaux sanguins- est une niche protectrice favorisant la survie, la résistance au traitement et la dissémination des cellules de GBM. Elle a la pleine compétence pour jouer un rôle clé dans la récidive mais son rôle dans ce processus est encore mal connu. Mieux comprendre le comportement des cellules tumorales ainsi que le rôle du microenvironnement au sein de l'unité gliovasculaire et identifier des biomarqueurs spécifiques de la récurrence pourraient transformer considérablement notre vision actuelle de la thérapie des GBM et ainsi améliorer la prise en charge des GBM chez l’Homme.
Bénéfices attendus
Le glioblastome est la tumeur cérébrale agressive la plus fréquente chez l’adulte et l’un des cancers les plus mortels. Malgré des traitements très lourds (chirurgie, chimiothérapie et radiothérapie), la rechute est pratiquement inévitable (90%). Des données de la littérature ainsi que les résultats préliminaires obtenus au laboratoire, suggèrent que l’unité gliovasculaire (cellules tumorales, endothéliales, péricytaires, astrocytaires et immunitaires) pourrait jouer un rôle déterminant dans la survie des cellules tumorales après traitement. Cette étude nous permettra de définir précisément le rôle de l’unité gliovasculaire dans la résistance au traitement et sera déterminante pour l’identification de cibles thérapeutiques. Ce projet s’insère dans une grande étude réalisée en collaborations avec plusieurs équipes de recherche sur le glioblastome (cliniciens et chercheurs). Les résultats obtenus dans notre modèle préclinique murin seront ensuite validés à partir de biopsie de patients traités ou non au protocole de Stupp. L'application directe et immédiate de ces connaissances pourrait ainsi favoriser le développement de nouvelles thérapies ciblées, dont le GBM a urgemment besoin puisqu’ aucune amélioration thérapeutique pertinente n'a été apportée ces 15 dernières années. Malgré les efforts massifs déployés dans le domaine clinique et de la recherche, le traitement du GBM reste l'un des défis les plus difficiles à relever en oncologie clinique. Presque tous les patients atteints de GBM reçoivent le protocole de Stupp, qui est la norme en matière de soins ; par conséquent, beaucoup d'entre eux bénéficieraient de stratégies thérapeutiques visant à accroître son efficacité. Dans ce contexte, il s'agit d'une approche entièrement nouvelle issue d'une idée novatrice. Les résultats de ce projet jetteront les bases des objectifs futurs : déterminer de nouvelles voies et stratégies pour cibler les voies de résistance gliovasculaire post-Stupp et améliorer le traitement en collaboration avec les cliniciens. La compréhension de la résistance des GBM au protocole Stupp et de la biologie de l’unité gliovasculaire pourraient transformer considérablement notre vision actuelle du traitement des GBM dans le but ultime d’améliorer la survie des patients.
Procédures
L’objectif 1er de cette étude est d’établir un modèle pré-clinique de traitement du GBM chez la souris (protocole de Stupp). Pour cela, différents groupes de souris seront constitués. Groupe 1 : dans cette première procédure visant à mettre au point le retrait chirurgical de la tumeur, des cellules tumorales sont injectées dans le cerveau (durée de l’anesthésie : 30 min). Après le développement de la tumeur les souris sont opérées afin de procéder au retrait de la tumeur (durée de l’anesthésie : 30min). Groupe 2 : Après mise au point du retrait de la tumeur avec le groupe 1, nous implanterons des cellules tumorales dans de nouvelles souris. Après développement de la tumeur, elle sera retirée. 3 jours après la résection de la tumeur, les animaux anesthésiés seront traités par radiothérapie (durée 15 minutes). Un traitement sera également administré directement dans l’abdomen de l’animal vigile (5 minutes). Ces traitements (radiothérapie et chimiothérapie) seront répétés au maximum 3 fois sur 3 jours consécutifs. Groupe 3 : sur certaines souris du groupe 2, une fenêtre d’observation sera posée après la résection (durée d’anesthésie 30 min). Ces animaux seront également traités par chimiothérapie et radiothérapie selon le même protocole décrit plus haut. Les animaux seront suivis par imagerie une fois avant le début du traitement puis en fin de traitement à raison d’une fois par semaine pendant 3 semaines. Des prélevements de sang seront réalisés à raison de 2 fois par semaine pendant toute la durée de l’étude (durée du geste inférieur à 30 sec).
Impact sur les animaux
Lors de l’injection : Les animaux greffés avec les cellules tumorales vont développer une tumeur cérébrale dont la taille sera évaluée fréquemment par dosage sanguin. Lors la résection : L’os du crane étant peu innervé, la craniotomie est à l’origine d’une douleur mesurée. La résection de la tumeur en elle-même ne provoque pas de douleurs puisque le cerveau ne possède pas de terminaisons nerveuses. Cependant, la craniotomie peut engendrer un changement de pression intracrânienne et la résection en elle-même peut être à l’origine de petites hémorragies. Suite à cette intervention, une réduction des mouvements et de la mobilité de l’animal, une perte de coordination peuvent subvenir dans les heures qui suivent la chirurgie. Dans les jours suivant, une perte de poids peut également être observé. Le traitement aux rayonnement ionisants n’entraine pas d’inconfort en lui-même et est réalisé sur des animaux anesthésiés Les nuisances attendues suite à l’injection de la chimiothérapie seront celles liées à l’injection (douleur légère de courte durée). D’après notre expérience aucune douleur n’est attendue suite à l’administration de ce traitement. Les prélèvements sanguins réalisés au niveau de la queue de l’animal provoqueront une douleur légère et un stress de courte durée chez la souris.
Devenir
Les animaux sont mis à mort pour des analyses post-mortem
Remplacement
Des résultats préliminaires du laboratoire couplés à des données de la littérature nous mènent à penser que les modifications de comportement des cellules tumorales après traitement (protocole de Stupp) sont intimement dépendantes de leur environnement. Or, le microenvironnement tumoral est un système complexe aux paramètres extrêmement nombreux et dont la plupart sont inconnus : il est aujourd’hui impossible de recréer totalement cet environnement ex vivo. C’est pour cela que nous devons avoir recours à des études sur l’animal dans lequel tous les paramètres sont réunis. Notre hypothèse est qu’après le traitement les cellules tumorales résiduelles localisées au sein de l’unité gliovasculaire protectrices sont à l’origine de la récidive. Nous avons développé des méthodes alternatives pour éviter au maximum d’avoir recours aux animaux. Ainsi, nous avons au préalable observé in vitro que des cellules de GBM acquéraient un phénotype de résistance lorsqu’elles étaient au contact de vaisseaux sanguins. Cependant, ce modèle ne représente qu’une version simplifiée du microenvironnement tumoral. En effet, le microenvironnement tumoral est un système complexe aux paramètres extrêmement nombreux et dont la plupart sont inconnus il nous est donc impossible de recréer totalement cet environnement ex vivo.
Réduction
Afin de réduire le nombre d’animaux, nous avons fait un travail de recherche bibliographique rigoureux. De plus, notre expérience passée nous permet de limiter le nombre d’animaux. En effet : 1-Nous avons identifié le nombre de cellules à injecter pour obtenir une tumeur qui sera résécable environ un mois après l’injection. Nous ne testerons donc pas différentes concentrations de cellule. 2-Nous maitrisons la résection de la tumeur 3-Pour le traitement radio et chimiothérapeutique, nous avons mené de nombreuses expériences in vitro qui nous permettent de cibler les doses et le timing de traitement ce qui réduit considérablement le nombre d’animaux utilisés. 4-Le suivi régulier de la progression tumorale grâce à la mesure d’un marqueur sanguin nous permet de savoir quand effectuer la résection mais également de monitorer la récurrence de la tumeur ce qui réduira également le nombre d’animaux utilisés. 5-Les analyses requièrent une faible quantité de matériel et permet donc de réduire le nombre d’animaux utilisés.
Raffinement
En accord avec les recommandations internationales, en particulier dans le domaine de la cancérologie, les animaux sont suivis individuellement et ce plusieurs fois par semaine (2 à 3 fois) afin d’assurer leur bien-être. Celui-ci sera évalué selon une grille de score. Si nécessaire, les expérimentations seront stoppées avant toute souffrance. Les manipulations lourdes sont faites sous anesthésie et les animaux recevront systématiquement les traitements antibiotiques et analgésiques adaptés pendant et après les opérations. Dès l’apparition d’une tumeur de taille importante (évaluée par un marqueur sanguin) les animaux sont suivis quotidiennement afin d'évaluer leur bien-être selon la grille de score jointe. En cas de signes de détresse les soins adaptés seront apportés (analgésie, hydratation …). Si aucun soulagement n’est possible ils seront mis à mort.
Choix des espèces
Nos expérimentations seront menées chez la souris, modèle de choix pour les expériences en cancérogenèse. Leur petite taille, et la méthodologie expérimentale bien établie en font une espèce animale pertinente pour les expériences de laboratoire. Nous étudierons des lignées cellulaires humaines et murines. Deux souches de souris seront utilisées dont des souris immunodéficientes pouvant recevoir des injections de cellules humaines sans développer de réactions immunitaires contre celles-ci. A l’inverse, l’autre lignée de souris est immunocompétente et permet donc de réaliser notre étude dans un contexte de réponse immunitaire complète. Adulte de 7-8 semaines, un âge qui permet une bonne prise tumorale mais également avec un potentiel de croissance limité afin d’éviter que les dispositifs chirurgicaux (fenêtres crâniennes) ne gênent leur croissance ; les animaux à cet âge supportent mieux l’anesthésie et la chirurgie.
Imagerie de la neuromélanine dans un modèle rat de la maladie de Parkinson
- Recherche appliquée
- Troubles nerveux
86 rats vont être utilisés, tous tués à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Ils reçoivent une injection intracérébrale de vecteurs viraux pour surproduire la neuromélanine, puis jusqu'à cinq séances d'imagerie sous anesthésie et un essai de traitement par ultrasons, avant mise à mort pour analyse du cerveau. Le porteur indique que l'injection peut provoquer douleur et perte de poids, et qu'un syndrome parkinsonien progressif peut mener à l'apathie. Il affirme qu'aucun modèle in vitro ou in silico ne reproduit la complexité du cerveau nécessaire à l'étude de la maladie de Parkinson.
Objectifs
La neuromélanine, qui joue un rôle dans le développement de la maladie de Parkinson, est principalement contenue dans une structure cérébrale appelée substance noire qui est fortement impactée dans la maladie. L’imagerie par résonance magnétique permet de mesurer in vivo le volume de certaines structures cérébrales, incluant la substance noire, ainsi que de mesurer la présence de neuromélanine. L’objectif du projet est de mesurer le niveau de neuromélanine par imagerie par résonance magnétique dans un modèle rat de la maladie de Parkinson afin de mieux comprendre le lien entre cette molécule et le développement de la maladie. Un essai thérapeutique par stimulation mécanique des tissus par ultrasons focalisés transcrâniens sera également réalisé dans l’objectif de réduire la concentration intracellulaire de neuromélanine et de ralentir le processus dégénératif.
Bénéfices attendus
Ce projet participera à la recherche contre la maladie de Parkinson avec de nombreux bénéfices à court et long-terme. Dans un premier temps, les résultats de la première étude permettront de mieux comprendre le développement de maladie de Parkinson en étudiant la corrélation entre les niveaux de neuromélanine dans la substance noire, les symptômes moteurs et les caractéristiques histopathologiques des neurones dopaminergiques. Selon notre hypothèse, un seuil de neuromélanine pathologique sera établi à la suite de cette étude. Dans un second temps, notre projet permettra le développement et l’évaluation in vivo du traitement par ultrasons transcrâniens focalisés sur un modèle pertinent. Nous attendons de ce traitement qu’il ralentisse l’apparition du syndrome parkinsonsien chez les rats. Nos données présentant plusieurs fenêtres thérapeutiques seront alors une base solide pour la conception d’un essai clinique. En supplément de ces bénéfices directs, le projet permettra une meilleure caractérisation du modèle rat utilisé. Ces résultats, qui pourront être valorisés à travers des publications dans des revues scientifiques, seront utiles à toute la communauté scientifique travaillant sur ces problématiques. Par ailleurs, les images acquises en imagerie par résonance magnétique et les échantillons cérébraux issus de rats modèles de la maladie de Parkinson à différents âges, pourront par la suite être réutilisés dans de futurs projets.
Procédures
Le projet inclut les interventions suivantes : - Injection intracérébrale de vecteur viraux induisant la surproduction de neuromélanine : 86 rats (tous les animaux). Sera pratiqué une seule fois par animal, sous anesthésie générale avec prise en charge analgésique pour une durée de 30 min. - Imagerie par résonance magnétique sensible à la neuromélanine : Sera pratiqué sur 86 rats entre 1 et 5 fois par rat en fonction des groupes expérimentaux (temps de maintien plus long), avec un minimum d'1 mois entre deux sessions. Pratiqué sous anesthésie générale pour une durée de 2h30. - Test comportemental (observation du rat dans une cage propre) : Sera pratiqué entre 1 et 5 fois par rat en fonction des groupes expérimentaux (temps de maintien plus long), avec un minimum d'1 mois entre deux sessions. Pratiqué sur animaux vigiles pour une durée de 5 min. - Traitement par ultrasons focalisés : Pratiqué sous anesthésie générale en même temps qu'une session d'imagerie de 30 min sur 30 rats 1 fois par semaine pendant 3 semaines.
Impact sur les animaux
Les rats recevront une injection stéréotaxique de vecteurs viraux exprimant la tyrosinase humaine. Suite à cet acte, les rats sont susceptibles de montrer des signes de douleur et une perte de poids qui devrait durer une semaine maximum. Les sessions d’imagerie et de traitement ne nécessitent pas de chirurgie et aucune nuisance n’est attendue après réveil. Enfin, les tests comportementaux prévus (observation d’un rat dans une cage propre pendant 5 min) seront réalisés sur des rats vigiles. Ces tests pourraient générer un léger stress qui devrait s’estomper rapidement après retour du rat dans sa cage d’hébergement. Le phénotype des rats exprimant la tyrosinase humaine n’est pas considéré comme dommageable dans la limite d’âge attendue. Le développement du syndrome Parkinsonien chez les rats exprimant la tyrosinase humaine, très progressif, pourrait cependant mener à terme à une perte de poids due à une apathie et inactivité des rats.
Devenir
Tous les animaux seront euthanasiés afin de pouvoir prélever leurs tissus cérébraux et d’analyser les neurones dopaminergiques de la substance noire. Ces données nous permettront de mieux comprendre les liens entre le niveau de neuromélanine, les troubles moteurs, et la dégénérescence neuronale dans ce modèle de la maladie de Parkinson.
Remplacement
Il n’existe à ce jour aucun moyen de modéliser in vitro ou in silico la complexité du cerveau nécessaire à l’étude des mécanismes à l’origine de la maladie de Parkinson.
Réduction
Un calcul de puissance statistique d’après nos précédents résultats a montré un nombre minimal de 8 rats nécessaires dans chaque groupe expérimental pour pouvoir répondre à la question scientifique posée. Afin de garantir que la perte d’un animal pour une quelconque raison ne puisse pas compromettre les analyses statistiques de l’étude, ce nombre a été porté à 10 rats par temps d’observation (5 temps x 10 rats = 50 rats). La conception de l'étude permet de réduire le nombre d’animaux utilisés en effectuant un suivi longitudinal plutôt que l’établissement d’une nouvelle cohorte pour chaque âge étudié. De plus, afin de garantir le bon déroulement de l’étude principale , celle-ci sera précédée d’une étude préliminaire permettant d’optimiser les protocoles d’injection et d’imagerie. Un nombre de 6 rats est prévu dans cette procédure pour pouvoir ajuster notre protocole avant le lancement de l’étude comportant un nombre important d’animaux, dans le cas où le protocole initial ne serait pas satisfaisant pour répondre à la question scientifique. De plus, cette étude principale permettra d’identifier la fenêtre temporelle la plus pertinente pour l’évaluation d’une thérapie. Cela permet de réduire le nombre d’animaux qui auraient dû être utilisés pour tester le traitement à différents temps post injection. Au total un nombre de 86 rats sont donc inclus dans les procédues expérimentales.
Raffinement
Les rats seront hébergés par 2 en portoir ventilé, dans un environnement à température contrôlée, avec cycle diurne-nocturne de 12h. L’eau et la nourriture seront fournies ad libitum. Un environnement enrichi par un système de nidification périssable renouvelé lors du change hebdomadaire sera fourni aux animaux. Une période d’acclimatation d’une semaine est prévue avant toute manipulation des animaux lors de leur arrivée. Les animaux seront ensuite examinés quotidiennement par le responsable du projet. Une surveillance et une fréquence de pesée accrues seront mises en place en cas d’approche d’un point limite, en particulier en cas de perte de poids corporel constatée lors du suivi hebdomadaire. Lors des injections intracérébrales, les rats âgés de deux mois seront anesthésiés et recevront une analgésie 20 minutes avant l’injection intracérébrale. La température corporelle des animaux sera maintenue avec un tapis d’eau chaude circulante thermo-régulée. De l’ocrygel sera placé sur les yeux pour éviter tout dessèchement. Une crème analgésique locale sera également appliquée au niveau des points de contact du cadre stéréotaxique. Suite aux actes chirurgicaux, une prise en charge analgésique sera réalisée pour la prise en charge aigüe, puis des analgésiques seront mélangés à la boisson pendant 24h. Le suivi hebdomadaire du poids corporel des rats nous permettra d’instaurer un point limite de nuisance au bien-être des animaux. Suite aux actes chirurgicaux, ou en cas de perte de poids des animaux, une surveillance accrue sera mise en place avec un suivi renforcé à trois fois par semaine. La plaie sera surveillée. En cas d’infection, la plaie sera nettoyée et une pommade cicatrisante sera appliquée quotidiennement. L’utilisation d’ultrasons transcraniens est une mesure de raffinement en elle-même puisqu’elle permet une approche thérapeutique sans ouverture crânienne. Lors des examens d'imagerie, les rats seront anesthésiés et fixés par un cadre stéréotaxique au lit de l’appareil d'imagerie. Une analgésie locale sera appliquée par gel au niveau des oreilles pour minimiser la douleur induite par le cadre stéréotaxique.
Choix des espèces
Les rats sont de bons modèles pour l’étude du cerveau par imagerie par résonance magnétique, car leur taille permet de les examiner dans des imageurs à résonance magnétique à haute performance, avec de nombreux modèles pathologiques disponibles. De plus, de nombreux tests comportementaux permettent d’évaluer les altérations cognitives et motrices dans ces modèles. En particulier, le modèle utilisé permet de reproduire de nombreux aspects de la maladie de Parkinson. Les animaux seront utilisés à l’âge de deux mois, au début de l’âge adulte, idéal pour l’injection des vecteurs viraux et passage à l’imagerie par résonance magnétique.
Etude de la relation entre l’épigénome des bovins et leurs performances
- Recherche appliquée
- Bien-être animal
- Maladies animales
- Recherche fondamentale
- Multisystémique
- Oncologie
100 vaches de race Holstein vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger, puis réutilisées. Chaque animal fait l'objet d'une seule prise de sang à la veine caudale, complétée par un questionnaire sur l'élevage. Le porteur cherche à relier l'épigénome des bovins à leurs "performances" de production et à définir de nouveaux indicateurs de sélection. Il présente cette démarche comme utile au "bien-être" des vaches et à un "élevage durable", alors que l'objectif décrit reste l'expression de leur potentiel de production.
Objectifs
Depuis plusieurs décennies, la sélection génétique des animaux de rente a permis de net progrès dans les capacités de production, d’efficacité alimentaire et de santé. Néanmoins, dans un certain nombre de cas, le potentiel génétique de l’animal semble sous-exprimé sous l’influence de facteurs environnementaux. L'épigénétique est actuellement reconnue comme l'un des domaines les plus prometteurs des sciences biologiques, basé sur l’étude des mécanismes moléculaires directement impliqués dans le contrôle du fonctionnement du génome, en réponse à l’environnement. Ce projet doit contribuer à améliorer la compréhension des processus épigénétiques mis en œuvre et à intégrer ses nouvelles données aux connaissances génétiques afin de fournir une prédiction précise du phénotype chez les bovins. Les relations entre épigénome des bovins et leurs performances seront évaluées, sous différents environnements (différents types d’alimentation, d’hébergements ou encore effet du stress thermique). Le projet met en place un nouvel outil, dit « puce d’épigénotypage », à partir d'une simple prise de sang. Elles seront réaliser sur 100 vaches de race Holstein pour lesquelles des données de santé, de production, de conduite et d’environnement seront collectées. Cette démarche nous permetra de déterminer dans quelle mesure les biomarqueurs épigénétiques peuvent expliquer une partie de la variance phénotypique observée. Des modèles statistiques seront développés pour combiner les informations génomiques et épigénomiques afin d'améliorer les modèles de prédiction génomique. Ce projet établira les relations entre variations phénotypiques observables, la génétique, l’épigénome et l’environnement. La démarche mise en œuvre va contribuer à mieux définir les caratéristiques de chaque individu et offrira de nouveaux modèles d’évaluation plus fiables. Il consistera dans l’identification de nouveaux indicateurs de gestion intégrant des données épigénétiques. Il sera utilisé pour rechercher des animaux capables de s'adapter aux changements environnementaux de par leur plus grande plasticité épigénétique et génomique. Ces connaissances aideront à définir de nouvelles stratégies de sélection visant des animaux plus robustes, aptes à exprimer leur potentiel dans des conditions variables tout en maintenant leur santé et bien-être pour un élevage durable.
Bénéfices attendus
En concertation avec le responsable de l'établissement, l’ensemble des vaches des différents troupeaux seront incluses dans le protocole de prélèvements. Le prélèvement consiste en une simple prise de sang à la veine caudale lors d’une contension au cornais ou dans un couloir de contention. Toutes les vaches, exceptées celles porteuses d’une pathologie avérée et suivant un traitement médicamenteux, seront incluses, quelques soient leur âge, leur parité ou stade physiologique. Au moment du prélèvement, un maximum de données relatives à l’élevage et à l’animal seront collectées à partir d’un questionnaire : système d’élevage, conduite du troupeau, alimentation et historique de vie de l'animal, ainsi que des relevés climatiques (températures et hydrométrie).
Procédures
Une seule prise de sang par voie caudale, faite de manière rapide (moins d'une minute par animal) par du personnel formé.
Impact sur les animaux
Il peut rarement se produire un léger hématome au niveau du site du prélevement qui disparait naturellement au bout de quelques jours.
Devenir
La prise de sang n’aura aucun effet indésirable et sera sans effet secondaire sur les vaches ; par conséquent, nous considérons qu’aucun changement n’interviendra dans la conduite des vaches.
Remplacement
Ce projet est conduit sur l’espèce bovine pour l’espèce bovine. Il ne peut donc y avoir de remplacement. Il s’agit d’une démarche de biologie intégrative pouvant prendre en compte tous les processus biologiques et ne pouvant être conduite qu’au niveau de l’animal entier. Le choix de la race Holstein tient à sa prépondérance dans la production de lait française : nous étendrons l’étude à d’autres races laitières et allaintantes dès obtention des financements.
Réduction
Le nombre de vaches à inclure dans l’analyse est de 100. Notre démarche s’apparente aux analyses épidémiologiques menées chez l’homme, le nombre important d’individus à inclure dans le protocole permet d’appréhender la grande variabilité phénotypique.
Raffinement
La procédure de prise de sang par la veine caudale est une procédure classique en élevage pour un suivi sanitaire des animaux de ferme, pour lesquels les animaux sont habitués (prophylaxie). Les animaux sont déjà très largement habitués aux systèmes de contention qui seront mis en place (cornadis ou couloir de contention). Les prises de sang seront réalisées par du personnel qualifié et aguerri à ce geste simple.
Choix des espèces
Ce projet s’interesse à l’espèce bovine et toute la démarche expérimentale proposée doit aboutir à la création d’un nouvel index de management permettant une intégration de l’historique de vie de l’animal. Cet index doit être un indicateur du bien etre et de la santé des vaches. L’établissement de cet index sera associé à une série de recommandations dont l’objectif final est l’expression du potentiel génétique de l’animal dans le respect de ses besoins. Une simple prise de sang reste un geste très peu invasif et peu douloureux, n’occasionnant qu’une gêne transitoire. Il n'existe pas de contre indication à utiliser différents stades de développement. C'est pourquoi toutes les vaches du troupeau seront incluses dans le protocole car il s'agit de caractériser leur épigénome, quelques soient leur âge ou stades physiologiques (en lactation ou tarie).
Le rôle des Fc récepteurs dans la physiopathologie des leishmanioses cutanées
- Recherche appliquée
- Maladies infectieuses
- Recherche fondamentale
- Système immunitaire
96 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Le parasite de la leishmaniose est injecté dans l'oreille, puis les lésions sont suivies pendant plusieurs mois, le porteur indiquant que des ulcérations peuvent se développer et durer jusqu'à douze semaines. Il étudie le rôle d'un récepteur immunitaire dans cette maladie et situe le bénéfice, une thérapie, à long terme. Il affirme que les mécanismes inflammatoires ne peuvent être étudiés de façon intégrée que dans un organisme entier.
Objectifs
Les leishmanioses sont des pathologies causées par le parasite leishmania qui font de plus en plus de ravages autour du monde. Aujourd’hui plus d’un milliard de personnes vivent dans des zones endémiques et peuvent donc contracter le parasite et développer la maladie. Les manifestations cliniques des leishmanioses cutanées chez l’homme peuvent varier de nodules, pustules, ulcères, jusqu’à atteindre des défigurations au niveau du visage et parties externes du corps. La nature de la réponse immunitaire dans la physiopathologie des leishmanioses cutanées joue un grand rôle dans la résolution ou la persistance de la maladie. La reconnaissance du pathogène par le système immunitaire se fait grâce à des recepteurs présents sur les cellules immunitaires. L’objectif principal de notre projet est d’étudier l’interaction du parasite avec un récepteur immunitaire pour comprendre le rôle que joue ce dernier dans cette pathologie et suivre la réponse immunitaire qui peut en résulter.
Bénéfices attendus
Les leishmanioses cutanées peuvent être contractées par l’homme de tout âge, comme par l’animale. Plusieurs tentatives ont été faites pour développer des traitements efficaces mais à ce jour il n’existe pas de traitement effectif pour cette pathologie. Il devient donc de plus en plus urgent de se pencher sur cette pathologie car cette dernière risquerait de se propager rapidement dans les prochaines années. Cela serait dû à plusieurs facteurs dont le réchauffement climatique. L’objectif à long terme est de développer une thérapie efficace en ciblant des récepteurs présents sur des cellules immunitaires afin de réduire et limiter ainsi l’invasion parasitaire.
Procédures
-1 Injection dans l'oreille pendant 15 secondes -Suivi hebdomadaire de l'évolution des lésions pendant 15 mois
Impact sur les animaux
Suite à l’injection de parasites, les souris peuvent présenter une douleur modérée, une inflammation localisée au site de l’injection. Par la suite, des ulcérations peuvent se développer à partir de la semaine 2-3 et peuvent durer jusqu’à 12 semaines. La manipulation de souris pour le suivie s’effectuera à partir du moment de l’injection jusqu’à la semaine 20 post injection.
Devenir
Tous les animaux seront euthanasiés à la fin du protocol expérimental afin de réaliser diverses prélèvements (tissus, sang, organes...)
Remplacement
Ce projet s’intéresse à la compréhension du rôle du récepteur CD32a dans la réponse inflammatoire dans le cas des leishmanioses cutanées. La pathologie étant cutanée, le développement de lésion est le symptôme dominant observé dans cette pathologie. Ainsi, les mécanismes physiologiques et immunologiques complexes aboutissant à cette inflammation ne peuvent être étudiés de façon intégrée que dans un contexte d’organisme entier, dans des modèles in vivo.
Réduction
Un total de 96 animaux est demandé pour la réalisation de ce projet permettant de réaliser 3 études de 6 groupes (groupes contrôles et groupes infectés) avec 6 animaux par groupe (pour les groupes infectés) et 4animaus (pour les groupes contrôles) sur une durée de 2 ans. Le nombre d’animaux utilisés dans chaque étude sera réduit au maximum en se basant sur des tests statistiques adaptés aux effets attendus.
Raffinement
Les souris seront hébergées en cages ventilées, par groupe social stable de 5. La nourriture, et l’eau de boisson seront fournies. La cage contiendra une couche de litière permettant aux souris de creuser, de se cacher et de réaliser un nid, élément essentiel à leur bien-être ainsi que de l'enrichissement (batonnet de bois, coton, maison en cellulose). Au moment de leur entrée, les souris bénéficieront d’une période d’acclimatation (une semaine) et seront habituées à la présence de l’expérimentateur qui les manipulera régulièrement. Les pièces d’hébergement disposeront d’un cycle lumière-obscurité (12h – 12h), d’une température (20 - 24°C). Les souris seront surveillées tous les jours pour vérifier l’absence de souffrance. Toutes les injections sont réalisées sur animaux sous anesthésie gazeuse général et avec un analgésique. Les injections sous la peau seront réalisées avec grand soin pour éviter d’atteindre le muscle. On a mis en place une fiche de scoring comme point limite fafin de prendre en charge l’animal au cas où il y a atteinte à son bien-être et pour éviter la souffrance animal.
Choix des espèces
Deux modèles murins sont choisis pour étudier le rôle du récepteur, des souris sauvages qui n’expriment pas le récepteur et une lignée transgénique de souris exprimant ce récepteur. La souris adulte, agée entre 6 et 8 semaines, est le modèle le plus utilisé dans l'étude de la leishmaniose cutanée puisque c'est un mammifère et qu'il est aussi bien connu. En plus de cela, le comportement de la souris est bien étudié ce qui nous permet de lui administrer les soins nécessaires pour limiter et réduire sa douleur.
Etude expérimentale de la transmission horizontale de Streptococcus suis sérotype 9 par contact direct.
- Recherche appliquée
- Maladies animales
21 porcelets vont être utilisés, tous tués à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Ils sont inoculés par voie veineuse avec la bactérie Streptococcus suis, puis soumis à des écouvillonnages des amygdales et des prises de sang hebdomadaires, avant mise à mort pour prélèvements. Le porteur indique que l'infection peut provoquer de la fièvre, des troubles articulaires et des symptômes méningés, et prévoit d'ajuster la dose à la dose minimale infectante. Il étudie la transmission de cette bactérie entre porcelets et présente le porc comme la "seule espèce adaptée", en tant que cible naturelle de l'agent.
Objectifs
Ce projet est dans le prolongement d’une précédente saisine dont l’objectif était d’évaluer l’efficacité d’un autovaccin (visant une streptococcie à sérotype 9) administré à des truies en gestation sur leurs descendances. Si nos investigations ont permis de mettre en évidence une transmission horizontale directe de Streptococcuis suis sérotype 9 entre les porcelets issus de truies inoculées avec la bactérie et/ou vaccinées avec un autovaccin, la transmission de la bactérie entre des porcelets Exempts d’organismes pathogènes spécifiés (EOPS) issus de truies elles mêmes EOPS n’a à ce jour jamais été étudiée. Ces connaissances sont nécessaires afin de valoriser le travail réalisé depuis plus de 3 ans par notre laboratoire sur cette bactérie responsable de troubles méningés caractéristiques chez le porc. L’objet de cette présente saisine est donc d’évaluer la transmission horizontale directe de Streptococcus suis sérotype 9 chez des porcelets EOPS issus de truies EOPS. Une seule procédure expérimentale sera conduite. L’expérimentation sera menée sur 21 porcelets au total répartis dans 4 groupes : un groupe de porcelets inoculés par voie veineuse avec une souche de sérotype 9 (Groupe « Inoculé »), un groupe de porcelets placés au contact direct des porcelets du groupe « Inoculés » (Groupe « Contact »), un groupe de porcelets inoculés hébergés dans une animalerie indépendante (Groupe « Contrôle ») et un groupe de porcelets témoins hébergés dans une animalerie indépendante (Groupe « Témoin »).
Bénéfices attendus
Streptococcus suis est une bactérie dite zoonotique, ou transmissible à l’Homme, répandue dans les élevages porcins. Elle est responsable de graves affections (méningite, septicémie et polysérites) pouvant entraîner des pertes économiques importantes (réduction des performances zootechniques des animaux affectés, détérioration de la qualité des carcasses, élévation du taux de pertes et de saisies à l’abattoir, etc.). Cette bactérie est généralement enveloppée d'une capsule recouverte d'antigènes. En fonction de la nature de ces antigènes, 29 sérotypes ont été décrits au sein de l'espèce Streptococcus suis. Le sérotype le plus souvent impliqué dans les infections à Streptococcus suis (ou Streptococcie) en France est le sérotype 2. Cependant, une émergence du sérotype 9 a été observée ces dernières années sans que l’on puisse réellement l’expliquer. Le contrôle de l’infection des animaux par cette bactérie est généralement difficile et les mesures de prévention aléatoires. En élevage, l’antibiothérapie constitue un des élements de l’arsenal thérapeutique. Cependant, son utilisation doit être limitée en raison de résistances développées par les bactéries vis-à-vis de certains antibiotiques. Une des méthodes alternatives pour lutter contre Streptococcus suis repose sur la vaccination et plus précisément, dans la mesure où aucun vaccin commercial n’est disponible, sur l’utilisation d’autovaccins. Ces derniers sont préparés à partir de germes pathogènes isolés d’un sujet malade d’un élevage et sont administrés aux animaux de ce même élevage. Les autovaccins sont utilisés pour prévenir les infections à Streptococcus suis chez les truies ou les porcelets sans que leurs efficacités ne soient clairement démontrées. Quelles que soient les stratégies utilisées, médicamenteuse ou vaccinale, les porcs ayant survécu à l’infection et séjournant dans l’élevage, continuent à héberger la bactérie au niveau des voies respiratoires supérieures et des amygdales (portage amygdalien). Ces porcs cliniquement sains et porteurs de Streptococcus suis représentent un danger pour leurs congénères mais également le personnel en contact avec les animaux (éleveurs, vétérinaires, personnel d’abattoir). Acquérir des connaissances sur la transmission de cette bactérie pathogène apportera des éléments pour comprendre la dynamique de contamination au sein de groupes d’animaux et ainsi aider à mieux gérer cette zoonose dans les élevages.
Procédures
Tous les animaux (n=21) seront inoculés par voie veineuse avec soit du diluant stérile soit l'inoculum bactérien : une seule fois au cours de la procédure, et en moins de 10 secondes. Pour ce qui concerne les prélèvements sur animal vigile, des écouvillonnages amygdaliens seront réalisés sur chacun des porcs une fois avant le jour de l’inoculation, puis 1 fois par semaine pendant 3 semaines (soit 4 interventions). A chaque jour de prélèvement, un écouvillonnage amygdalien sera effectué sur les porcs inoculés par Streptococcus suis et les porcs contacts et témoins (n=21 animaux). Des ponctions sanguines seront réalisées une fois par semaine à compter du sevrage jusqu’à la fin de l’expérimentation pour suivre la séroconversion et deux fois au cours de la première semaine suivant l’inoculation (suivi de la bactériémie), soit 7 interventions au total. Afin de limiter la contention des animaux, les écouvillonnages amygdaliens seront réalisés en même temps que les ponctions sanguines. La réalisation d’un écouvillonnage amygdalien et d’une prise de sang est effetuée en moins de 30 secondes.
Impact sur les animaux
L’infection expérimentale avec Streptococcus suis est généralement symptomatique chez les porcelets de 6 semaines. Ils peuvent présenter de l'hyperthermie, des troubles articulaires et des symptômes méningés. Cependant la sévérité clinique peut être limitée lorsque la dose d’inoculation est ajustée à la dose minimale infectante. C’est la dose que nous utiliserons dans cette procédure expérimentale. Toutefois, un soin particulier sera apporté au suivi clinique quotidien de chaque porc. Ils seront examinés a minima au cours de deux visites quotidiennes pendant les 10 premiers jours suivant l’inoculation. Des visites supplémentaires seront instaurées autant que de besoin. Au-delà de ces 10 jours, si l’état de santé des animaux le permet, ils seront examinés une fois par jour. Dans les cas où l’infection conduirait à une altération importante de l’état de santé, à une atteinte des points limites préalablement définis, les porcs seront mis à mort afin qu’ils ne souffrent pas.
Devenir
Tous les animaux seront mis à mort par une méthode permettant la récolte de prélèvements de bonne qualité.
Remplacement
L’expérimentation consistant à étudier la transmission horizontale de l’agent infectieux par contact direct, il n’y a aucune possibilité de remplacement du modèle animal par une étude in vitro ou in silico.
Réduction
L’expérimentation conduite sera faite dans le respect de l’éthique et du bien-être des animaux. Ce protocole expérimental est pensé de façon à minimiser le nombre de porcs utilisés tout en menant une étude suffisamment puissante pour avoir des résultats statistiquement significatifs. Nos études antérieures montrent qu’il est indispensable d’avoir au minimum trois porcelets inoculés et des groupes de 6 porcelets pour considérer la variabilité inter-individuelle des animaux pour avoir une pression d’infection suffisante pour reproduire une colonisation des amygdales et/ou la maladie. Dans la mesure où nous avons déjà mis en évidence une exacerbation de l’infection lorsque des animaux inoculés sont en contact direct avec d’autres qui ne le sont pas, un groupe « Contrôle » constitué uniquement d’animaux inoculés est inclus dans cette procédure expériementale. Ce projet impliquera au total 21 porcs EOPS.
Raffinement
Les porcs seront élevés en groupe stable, bénéficieront d’un enrichissement social et auront à leur disposition des objets manipulables (jouets type boule fixée à l’extrémité d’une chainette, tourniquet et mordilles). Ils seront nourris et abreuvés à volonté. Les animaux feront l’objet d’un suivi clinique rapproché. Ils seront examinés a minima au cours de deux visites quotidiennes pendant les 10 premiers jours suivant l’inoculation. Des visites supplémentaires seront instaurées autant que de besoin en fonction de l'évolution de l'état de santé des animaux. Au-delà de ces 10 jours, si l’état de santé des animaux le permet, ils seront examinés une fois par jour. En cas d’atteinte de points limites préalablement définis, les porcs seront mis à mort afin qu’ils ne souffrent pas. Un système de récompense sera proposé aux porcs une fois l’ensemble des prélèvements réalisés afin d’associer un moment positif aux manipulations opérées pour les besoins du projet (distribution de sirop de grenadine grâce à une seringue drogueuse).
Choix des espèces
Le porc est l’espèce cible de Streptococcus suis. Il est donc la seule espèce adaptée aux objectifs et aux conditions de la procédure expérimentale. Les animaux impliqués dans la procédure auront en moyenne 4 semaines de vie au début de l’étude et entre 6 et 7 semaines de vie au moment de l’inoculation. Le modèle expérimental a été précédemment validé à cet âge ce qui permet de s’affranchir d’une étape de validation.
Ciblage des récepteurs immunitaires dans la fibrose pulmonaire chez la souris
- Recherche appliquée
- Troubles respiratoires
3 840 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Une molécule induisant une fibrose pulmonaire est injectée dans la trachée après incision et suture, puis un traitement ciblant un récepteur immunitaire, avant mise à mort et prélèvement des poumons. Le porteur indique que la fibrose peut provoquer des difficultés respiratoires, une perte de poids et une mortalité inférieure à 20 %. Il affirme qu'il n'existe pas de méthode alternative pour modéliser un organe entier et qualifie la souris d'animal "incontournable" pour les enjeux de santé humaine.
Objectifs
Le système immunitaire regroupe des récepteurs permettant de réguler la réponse immunitaire. L’une des thérapies anti- cancéreuses révolutionnaires consiste à bloquer un sous type des récepteurs immunitaires. La Fibrose Pulmonaire Idiopathique (FPI) est une maladie respiratoire chronique associée à une mortalité élevée. Toutefois, l’étude des récepteurs immunitaires dans la FPI représente un domaine sous-étudié. Nos précédents travaux de recherche ont montré l’implication d’un récepteur X dans le contrôle des maladies respiratoires, telles que l’asthme allergique. Nos nouveaux résultats préliminaires suggèrent aussi une implication remarquable du récepteur X dans la FPI. L’hypothèse qui sous-tend ce projet de recherche est que le ciblage du récepteur X dans la FPI permettrait de reprogrammer les cellules immunitaires vers une fonction anti-fibrosante. Les objectifs du projet sont 1) d’évaluer l’expression de X sur les différentes cellules immunitaires dans deux modèles expérimentaux de fibrose pulmonaire, 2) d’étudier l’effet de l’absence du récepteur X sur le développement de la fibrose pulmonaire dans une souris transgénique et 3) d’étudier l’efficacité d’un traitement ciblant X dans un modèle de souris humanisée. Ces différentes approches fondamentales et précliniques permettraient de valider X comme une nouvelle cible thérapeutique dans la FPI.
Bénéfices attendus
La FPI est une maladie respiratoire chronique et fatale. Dans cette étude, nous investiguerons le rôle modulateur d’un récepteur immunitaire dans des modèles murins de fibrose pulmonaire afin de proposer de nouvelles pistes thérapeutiques. Atteindre cet objectif de recherche exige l’étude des mécanismes immunitaires pertinents dans un organisme animal vivant respectant la complexité du système immunitaire qui implique plusieurs organes, types cellulaires et médiateurs. L’étude de ces interactions complexes d’une façon fiable et appropriée dans nos modèles murins de fibrose pulmonaire assurerait une meilleure connaissance de l’immunologie pulmonaire chez les patients FPI. Les résultats des différentes parties du projet seront profitables, notamment via l’amélioration du diagnostic clinique de la FPI et via le développement de nouvelles thérapies efficaces et ciblées.
Procédures
Nous utilisons dans ce projet des souris contrôles, des souris transgéniques n'ayant pas le récepteur X et des souris humanisées ayant un système immunitaire humain fonctionnel. En début de procédure, les souris recevront, sous anesthésie générale, une injection unique d'une molécule induisant la fibrose pulmonaire. Cette molécule sera injectée directement au niveau de la trachée chez les souris endormies, après dissection de la peau et des tissus sous cutanés : la visualisation directe de la trachée permet une meilleure chance de succès de la procédure. Après injection, la lésion sera suturée par un ou deux points de suture (la totalité de la procédure de l’incision de la peau à la suture durera de 5 à 7 minutes) : la souris recevra un antalgique au cours de la procédure, et qui pourra être répétée. Une semaine plus tard, les souris recevront deux doses d’une protéine thérapeutique permettant de moduler le récepteur X. L’injection se fera via 2 voies non invasives, la voie intranasale (durée 25 secondes) et la voie intrapéritonéale (durée 10 secondes). Pour la voie intranasale, les souris seront sous anesthésie générale afin d’éviter le réflexe de déglutition et ainsi le passage des molécules injectées dans l’œsophage au lieu de la trachée. Avant l’injection thérapeutique un prélèvement sanguin à partir de la veine faciale (sous-maxillaire) est prévu (durée 25 secondes). A l'issue de la procédure, les souris seront euthanasiées à des temps différents après anesthésie profonde, après quoi un prélèvement de sang sera réalisé ainsi que le recueil des poumons sur l'animal euthanasié.
Impact sur les animaux
L'induction de la fibrose pulmonaire chez les souris peut déclencher des difficultés respiratoires et une possible altération de l'état général avec perte de poids. Une fréquence respiratoire anormalement élevée ainsi qu’une gêne respiratoire sont des conséquences possibles de la fibrose. Dans les modèles de fibrose adoptés, il existe un risque de mortalité liée au développement de la fibrose, à partir du 7eme jour, et jusqu'au 14eme jour après injection. La mortalité ne survient en règle générale pas au décours immédiat de l'injection ni entre J0 et J7 après celle-ci, ce qui suggère qu'elle est la conséquence du développement de la fibrose et non du geste en lui-même. Cette mortalité est en général < 20% des effectifs.
Devenir
L'ensemble des animaux seront euthanasiés en fin de procédure en suivant une méthode réglementaire. L'euthanasie de l'animal est nécessaire pour le prélèvement des poumons. Ces prélèvements sont nécessaires pour l’analyse des tissus afin d'étudier et de mieux comprendre les mécanismes immunitaires impliqués dans la fibrose pulmonaire.
Remplacement
A ce jour, il n’existe pas de méthodes alternatives pour modéliser la réponse d’un organe entier dans le cas du développement de la fibrose pulmonaire. Ces affirmations se basent sur des discussions avec des confrères; des conférences en pneumologie/immunologie, et une recherche bibliographique approfondie. Il faut noter que des méthodes alternatives basées sur l'utilisation des cellules humaines sont déjà utilisées dans notre projet mais ne nous permettent pas encore de répondre à l’ensemble de nos questions. En particulier, ces modèles n’intègrent pas les cellules immunitaires et ne peuvent pas reproduire le dynamisme de leur recrutement aux poumons.
Réduction
Des stratégies d’optimisation de l’utilisation de chaque animal seront appliquées afin de respecter le principe de réduction. Nous allons par exemple collecter le maximum d’organes de toutes les souris expérimentales et partager des tissus/organes au sein de notre unité de recherche. Dans ce même contexte, nous adoptons une approche bio-informatique qui permet de prédire une réaction biologique, et ainsi réduire le nombre de souris nécessaires pour la réalisation de ce projet. En outre, des mesures strictes seront prises pour éviter les biais expérimentaux comme la randomisation et le travail en aveugle.
Raffinement
Nous veillerons à ce qu'il n'y ait pas d'animaux isolés dans les cages durant les expériences afin de préserver les groupes sociaux. Les gestes invasifs (injections intratrachéales et intranasales) sont réalisés sous anesthésie. Les animaux seront anesthésiés lors des procédures. Des antalgiques seront donnés en post opératoire. L'enrichissement consistera en la mise en place de coton dans les cages, et d'une nourriture gélifiée facile à ingérer. Les souris auront un accès permanent à de la nourriture et de la boisson. En plus de la surveillance visuelle effectuée quotidiennement par les animaliers, les animaux bénéficieront d'une surveillance clinique après le réveil et jusqu’à la fin du protocole. Cette surveillance clinique sera effectuée au moins 3 fois par semaine par l'expérimentateur. Elle se base sur une grille de points limites évaluant l’apparence de l’animal (yeux, poils, oreilles, posture...), son comportement (motricité, apathie, posture, rythme respiratoire...), la diminution du poids et la fermeture de la suture. La fréquence de surveillance clinique des animaux pourra être augmentée selon l'état général des animaux et leur poids. En cas d'atteinte des points limites, une euthanasie sera effectuée par surdosage en anesthésique en injection péritonéale.
Choix des espèces
D’une part, les modèles de fibroses pulmonaires chez la souris sont largement décrits dans la littérature et reproduisent des aspects cliniques clés de la fibrose humaine. D’autre part, l’étude du système immunitaire murin a conduit vers de nombreuses découvertes dans le domaine d’immunothérapie et a permis de tester la sécurité et l’efficacité des thérapies ciblant les récepteurs immunitaires avant les essais cliniques humains. Les souris offrent aussi la possibilité de travailler sur des organismes génétiquement modifiés et de cibler le rôle d’une molécule en particulier dans le poumon. En outre, les souris reconstituées avec des cellules immunitaires humaines permettent la mise en place de modèles bien profitables dans le domaine thérapeutique. A ce jour, il n’existe pas de méthodes alternatives pour modéliser la réponse d’un organe entier dans le cas du développement de la fibrose pulmonaire, ainsi la souris est un animal incontournable pour répondre à des enjeux de santé humaine. Les animaux seront utilisés à l’âge adulte, entre 8 et 16 semaines. La fibrose pulmonaire est une pathologie du sujet adulte.
Etude de l’effet d’une molécule recombinante sur la fonction de reproduction chez le macaque fascicularis dans le cadre d’un traitement agoniste simplifié
- Recherche appliquée
- Troubles urogénitaux
12 femelles macaques à longue queue vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, puis réutilisées pour d'autres projets. Chaque animal subit jusqu'à quinze injections, treize prises de sang sous anesthésie, six échographies ovariennes et deux laparotomies sous anesthésie générale. Le porteur teste une molécule recombinante destinée à réduire le nombre d'injections hormonales chez la femme, un bénéfice qu'il situe à long terme. Il justifie l'usage du macaque par la proximité de son cycle sexuel avec celui de la femme et n'envisage pas de sédation pour les injections, jugées sans bénéfice.
Objectifs
Nous avons démontré l’efficacité de ces molécules recombinantes in vitro sur des lignées cellulaires, et in vivo sur différents modèles animaux, y compris le singe cynomolgus. In vitro comme in vivo, ces molécules amplifient l’activité de l’hormone, c'est-à-dire qu’une dose d’hormone qui seule n’a pas d’effet, induit, lorsqu’elle est complexée à cette molécule, une stimulation maximale. Le but de cette étude est de démontrer l’effet de notre molécule seule dans un traitement agoniste.
Bénéfices attendus
Le but de notre expérience, à long terme, est de développer un nouveau traitement d'induction de l'ovulation chez la femme, diminuant considérablement le nombre d’injections hormonales nécessaires, tout en améliorant leur bien-être et leur confort au cours du traitement.
Procédures
Les animaux seront soumis à des injections (sur animaux vigiles, 15 injections maximum par animal sur 15 jours et chaque injection durera 2 minutes maximum (en incluant l'isolement de l'animal, l'injection, et le retour dans le groupe)), des prises de sang (sur animaux anesthésiés, 13 prises de sang par traitement et par animal, à raison de 1,5 ml de sang prélevé par prise de sang, chaque prise de sang dure maximum 15 minutes (anesthésie de l'animal, sorti de la cage, prise de sang, réveil et retour dans la cage)). Les animaux seront également soumis à des échographies ovariennes par voie trans abdominale, sous anesthésie générale. Il y aura 6 échographies par traitement et par animal, et chaque échographie dure environ 30 minutes. Enfin, tous les animaux subiront 2 laparotomies à au moins 2 mois d'intervalle. La laparotomie est réalisée sous anesthésie générale et dure environ 1 heure.
Impact sur les animaux
Lors de nos expériences précédentes comportant les mêmes procédures sur le singe cynomolgus, nous n'avons constaté aucun effet secondaire de notre molécule. Les nuisances attendues sont liées : - aux injections : les injections seront faites soit en intra-musculaire, soit en sous-cutané, sur animal vigile. Une sédation n'est pas envisageable car elle ne présenterait aucun bénéfice (introduction d'une aiguille, au même titre que l'injection elle-même) ; - à la laparotomie : la douleur pendant la laparotomie sera traitée par une anesthésie adaptée décrite dans la procédure, et la douleur post-opératoire sera traitée par injection d'anti-douleurs pendant 7 jours ; - aux prises de sang : afin de réduire le stress, un renforcement positif par clicker training sera mis en place. Dans ce cas, les prises de sang pourront être réalisées sur animal vigile. Pour les animaux réfractaires, une légère sédation sera appliquée. La formation d'un hématome est également possible.
Devenir
Cette saisine comporte une seule procédure. A l'issu de celle-ci, les animaux pourront être ré-utilisés pour d'autres projets.
Remplacement
Des effets sur la fonction de reproduction ne peuvent pas être observés uniquement in vitro sur cellules ou exvivo. En effet, la régulation de la reproduction est issue d’une communication étroite entre l’hypothalamus, l’hypophyse et les ovaires, et requière un organisme vivant entier. D’un point de vue physiologique, le cycle sexuel du singe cynomolgus est très proche de celui de la femme et présente les mêmes particularités. Il est de 30 ± 4 jours, avec une phase lutéale et une phase folliculaire similaire à celles de la femme. De plus, comme chez la femme, le singe cynomolgus ne présente pas de période d’anoestrus ce qui n’est pas le cas du macaque rhésus.
Réduction
Le nombre d'animaux est faible, mais sera suffisant pour observer les effets souhaités. Tout comme chez la femme, la variabilité inter-individu de la réponse à une stimulation ovarienne est très élevée chez le macaque. Chercher à tout prix des différences statistiques nécessiterait un très grand nombre d’individus. Par exemple, les essais cliniques chez la femme comparant l’efficacité d’une hormone folliculostimulante (FSH) déjà commercialisée à celle en cours de développement comprennent des centaines de patientes, pour pouvoir conclure à une non-infériorité du nouveau produit. C’est pourquoi, nous ne chercherons pas des différences statistiquement significatives, mais des tendances. Nous espérons pouvoir gommer ces variabilités inter-individus et tirer des conclusions grâce au design des expériences en carré latin : chaque animal sera son propre contrôle. Dans l’ensemble, les animaux devront avoir une meilleure réponse lorsqu’ils seront traités avec notre molécule, comparé au traitement FSH classique.
Raffinement
Nous avons raffiné nos procédures (prise de sang sous anesthésie, procédure d’imagerie non invasive). Le système d’élevage ne sera pas modifié et il y aura un enrichissement social (hébergement en groupe, surface suffisante par animal, présence de jouets). Nous avons raffiné nos procédures (prise de sang et laparotomie sous anesthésie, procédure d’imagerie non invasive). Le système d’élevage ne sera pas modifié et il y aura un enrichissement social (hébergement en groupe, surface suffisante par animal, présence de jouets). Au long cours, seront surveillés l’apparence physique, la réponse à différents stimuli (interaction avec les animaliers lors des soins journaliers, avec les éléments d’enrichissement,…), le comportement avec les congénères pour l’ensemble des macaques. L’animal qui n’interagit pas sera isolé et emmené à l’infirmerie pour consultation du vétérinaire référant et analyses. A chaque anesthésie seront mesurés le poids, le pouls, la saturation, et un examen clinique complet. Une diminution de 5% du poids ou des modifications du comportement (prostration dans un coin, relation avec les congénères, accès à la nourriture…) constitueront le point limite et nécessiteront l’arrêt de l’étude pour l’animal concerné. Les animaux sont observés quotidiennement au moins 3 fois par jour (distribution de fruits). Ils reçoivent un fruit ou une confiserie en récompense lors de leur retour en cage après la procédure. Un renforcement positif au clicker est mis en place pour les prises de sang ; Une sédation légère est appliquée aux animaux réfractaires.
Choix des espèces
Le traitement d’induction de l’ovulation étant destiné à être utilisé chez la femme, nous avons besoin de le tester et de faire la preuve de concept in vivo chez l’espèce la plus proche de la femme d’un point de vue physiologique. Le singe cynomolgus est l’espèce réglementaire reconnue et utilisée pour l’étude de la fonction de reproduction chez la femme. D’un point de vue physiologique, le cycle sexuel du singe cynomolgus est très proche de celui de la femme et présente les mêmes particularités. Il est de 30 ± 4 jours, avec une phase lutéale et une phase folliculaire similaire à celles de la femme. De plus, comme chez la femme, le singe cynomolgus ne présente pas de période d’anoestrus ce qui n’est pas le cas du macaque rhésus. Le but étant d’induire une stimulation ovarienne, les animaux doivent être des femelles pubères de 36 mois minimum.
Vérification chez le rat de l’absence de réaction pro-inflammatoire de notre candidat lead FTP-501 dans le traitement des maladies de la contraction musculaire
- Recherche appliquée
- Troubles musculosquelettiques
100 rats vont être utilisés, tous tués à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Ils reçoivent six injections intramusculaires et jusqu'à sept prélèvements de sang, avant mise à mort pour prélever les muscles injectés. Le porteur affirme n'attendre aucun signe clinique et présente ce contrôle d'immunogénicité comme "nécessaire" à son dossier réglementaire avant des essais cliniques sur un candidat myorelaxant. Sur le remplacement, il indique que la pertinence des modèles cellulaires reste débattue et que le système immunitaire ne peut être reproduit in vitro.
Objectifs
Après avoir démontré le bénéfice d’efficacité de notre produit (FTP-501) face aux produits de référence utilisés en clinique lors de projets précédents, ce projet expérimental s’intéresse au potentiel immunogène (développement de réaction pro-inflammatoire) de ces candidats. Cette étude a pour objectif de confirmer la non-présence d’Anticorps Anti-Drug (ADA) (anticorps dirigé contre notre propre molécule) suite aux injections de notre composé. Cette molécule pourrait a priori provoquer une réaction immunitaire suite aux injections, diminuant ainsi l’efficacité du traitement et sa tolérance. Il est donc important de vérifier qu’une telle réaction est limitée ou inexistante. De plus ce test est nécessaire pour l’évaluation de notre dossier règlementaire en vu des essais cliniques.
Bénéfices attendus
Les troubles du mouvement sont des maladies neuromusculaires, qui handicapent durablement les patients et ont donc un impact sociétal important. La dystonie, par exemple, est un trouble qui se caractérise par des contractions musculaires involontaires, pouvant entrainer des mouvements répétitifs ou des postures figées. La spasticité musculaire, quant à elle, est considérée comme une sur-contraction inhabituelle et involontaire du ou des muscles. Ce trouble du système nerveux central résulte en une crispation et une rigidité accrue du muscle touché. Le traitement de ces maladies implique généralement la prescription de traitements administrés oralement : le baclofène, les benzodiazépines, le dantrolène… Ces traitements systémiques comportent cependant tous des effets secondaires conséquents. Alternativement, l’injection intramusculaire de certains produits directement dans le muscle affecté peut soulager ces malades : le phénol ou la toxine botulique. Cette approche présente des avantages devant celles présentées précédemment, notamment concernant les effets secondaires. Cette approche doit encore être optimisée : les patients et soignants attendent des myorelaxants offrant encore moins d’effets secondaires, capables d’être efficaces rapidement après l’injection, et dont les effets seraient durables. L’objectif de notre projet global est de mettre en évidence les effets bénéfiques de l’utilisation locale de différents produits myorelaxants novateurs à effet rapide et durable, sur la contraction musculaire pour les patients souffrant de troubles du mouvement comme la dystonie et la spasticité. Au cours d’une étude princeps, nous avons pu identifier au moins 5 produits présentant une activité myorelaxante d’intérêt ; ensuite, grâce aux différents projets déposés, nous avons avancé nos 2 premiers Lead (FTP-501 et FTP-101) quasiment au terme de leur développement préclinique. Chacun des produits identifiés au cours de l’étude princeps semble avoir des caractéristiques pharmacologiques différentes : certains induisent une myorelaxation très rapide (FTP-101), et d’autres offrent un effet durable par exemple (FTP-501). Or, selon la maladie neuromusculaire, le besoin clinique est différent, et donc chaque caractéristique est plus ou moins critique. Ainsi, ce projet permettra de vérifier qu’aucune réaction immunitaire ne se manifeste suite aux injections du composé FTP-501 et que par conséquent notre produits est très bien toléré après des injections répétées.
Procédures
Les animaux seront soumis à : - Injection intramusculaire = 6 injections, durée 30 secondes/injection/animal = 3 min - Pesée des animaux = 10 pesées / animal => 30 secondes / pesée = 5 min / animal - Prélèvements de sang = 7 maximum par animal, durée 2 minutes = 14 minutes / animal.
Impact sur les animaux
Dans le cadre de ce projet, aucun signe clinique ni effets secondaires n’est attendu ici suite à l’injection des composés, d’après nos résultats obtenus dans nos études précédentes et la littérature. En effet lors de nos précédents projets, aucun signe clinique de type infection ou inflammation suite à une seule injection n’a été observé. Nous n’attendons pas ici de réactions suite aux multiples injections. Dans le cadre de nos procédures, les nuisances attendus sont : le stress des animaux dû à la contention pour l’injection, une douleur liée aux injections i.m. et les multiples prélèvements de sang (7 maximum).
Devenir
Tous les animaux de cette procédure sont concernés En effet, les muscles injectés seront prélevés pour analyse histologie.
Remplacement
Le remplacement ne peut pas être assuré dans cette étape du programme de travail, car la pertinence des modèles cellulaires de coculture est aujourd’hui encore débattue, et de tels modèles ne prennent de toute façon pas en compte le paramètre de diffusion (qui est essentiel lorsqu’on s’intéresse au profil pharmacodynamique des composés). De plus, nous recherchons ici des réactions immunitaires suite aux injections de nos composés. Le système immunitaire d’un hôte est extrêmement complexe (impossible à reproduire dans sa globalité in vitro) et nécessite des expérimentations in vivo.
Réduction
Pour la réduction, la taille des groupes nécessaire pour obtenir des résultats statistiquement significatifs (test de Kruskal Wallis) a été déterminé avec le logiciel G-Power. Nous utiliserons donc le nombre minimal d’animaux par groupe permettant d’arriver à une conclusion. Soit 20 animaux par groupe.
Raffinement
Les animaux seront stabulés dans des cages en plastique transparent de 1800cm2 au sol et comportant une plateforme. Les cages seront ventilées individuellement, placés dans une pièce sous air conditionné, avec un cycle jour/nuit de 12 heures de lumière et 12 heures d'obscurité. Ils seront maintenus en groupe de 2 ou 3 rats par cage. Ils disposeront de matériel de nidification (litière en chips de cellulose) puis d’enrichissement : les rats ont un tunnel rouge ainsi qu’un bâton de bois à ronger. Les animaux seront surveillés quotidiennement permettant un suivi clinique de chaque animal. Ainsi, des points limites sont mis en place durant tout ce projet permettant de définir des critères d’arrêt si nécessaire. Les prélèvements sanguins seront réalisés par un expérimentateur entraîné, et via une approche limitant le stress et la douleur, tout en ne dépassant pas les limites de volume prélevables chez un rat.
Choix des espèces
La comparaison de la rapidité d’action entre notre molécule et les traitements sur le marché ne pourra se faire que sur un modèle : i) exprimant les cibles moléculaires d’intérêt à la jonction neuromusculaire. En effet, la cinétique des molécules après injection intra-musculaire est fortement dépendante de la capacité à diffuser dans le muscle, un tissu très compartimenté comportant plusieurs membranes interne. Nous recherchons ici des réactions immunitaires suite aux injections de nos composés. Le système immunitaire d’un hôte est extrêmement complexe et nécessite des expérimentations in vivo. De plus, nous avons choisi le rat d’une part, par continuité avec nos études précédentes et notre expérience sur ce modèle et d’autre part, car il s’agit d’un modèle de choix pour des études de toxicité de composé. Nous utiliserons des rats Sprague Dawley âgées de 6 semaines en début d’expérimentation (200g) et 30 semaines maximum en fin d’expérimentation. Des jeunes adultes sont choisis ici pour le bon fonctionnement de leur système immunitaire
Radiofréquences 5G sur le récepteur au froid : induction thermogénique et adaptation métabolique
- Recherche appliquée
- Troubles endocriniens
Exposées deux heures par jour à des champs électromagnétiques de type 5G ou 4G, pendant six jours ou un mois, 144 souris vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger, puis toutes tuées par une prise de sang dans le cœur sous anesthésie générale. Une partie d'entre elles sont des souris KO, privées du récepteur au froid TRPM8, pour tester son rôle dans les hausses de température corporelle que l'équipe dit avoir observées chez des rongeurs exposés, et elles sont isolées pour mesurer leur prise alimentaire. Le porteur rapporte, pour des expositions antérieures à 900 MHz, "aucun effet indésirable notable" sur le comportement, le poids ou la prise alimentaire, et envisage un stress lié à l'exposition, aux manipulations et à l'isolement. Le premier débouché annoncé est un second projet, qui associerait un régime hypercalorique à l'exposition, et les essais cliniques évoqués restent au conditionnel.
Objectifs
Depuis novembre 2020, des champs électromagnétiques (CEM) de type 5G sont émis. En France, 3 bandes sont utilisées, dont deux le sont déjà pour la 4G. En 2020, 54 000 sites d’émission étaient installés en France, soit 30 000 de plus qu’il y a 5 ans. L’extension de l’exposition à ces rayonnements pose la question des effets sanitaires, notamment chez les personnes qui se disent atteintes d’hypersensibilité électromagnétiques caractérisée par divers symptômes. Nous avons montré que des rongeurs exposés aux CEM développaient progressivement des épisodes d’augmentation de température corporelle similaires à ceux observés lors d’une activation de la thermogenèse via l’activation de récepteurs au froid. La détection du froid par les voies afférentes permet l’activation des récepteurs adrénergiques du tissu adipeux brun par la noradrénaline. De plus, la thermogenèse induit une lipolyse et est accompagné par une libération d’acides gras libres dans la circulation sanguine. Nous avons montré que l’augmentation de température corporelle de souris exposés aux CEM était accompagnée d’une augmentation des niveaux de noradrénaline et d’acides gras libres dans le sang. Au-delà d'une exposition de 6 jours aux CEM, l'activité de thermogenèse semble rester stable à un niveau élevé ce qui devrait déclencher des adaptations métaboliques. Pour preuve, nous avons reporté l'induction d'une protéine dans les adipocytes blancs qui activerait le phénomène de brunissement des adipocytes blancs. Dans l'ensemble, nos résultats soutiennent l'hypothèse selon laquelle les CEM déclenchent des changements métaboliques favorisant l'augmentation de l'activité thermogénique basale. Ce projet évaluera les effets des CEM de type 5G et 4G en s’appuyant sur les résultats observés précédemment après 6 jours d’exposition chez des souris mâles et femelles. Puis, nous évaluerons si une exposition de 6 jours ou d’un mois aux CEM peut induire des changements métaboliques dans le modèle murin. L’utilisation de souris KO pour un récepteur au froid permettra d’évaluer l’implication de ce récepteur dans ces changements. Les effets seront évalués chez des animaux mâles et femelles en utilisant la fréquence pour laquelle nous observerons le plus d’effet dans la précédente procédure. Au maximum, 144 souris seront étudiées réparties dans 24 groupes d’animaux.
Bénéfices attendus
Si nous trouvons que l'exposition aux CEM 5G induit effectivement des changements métaboliques similaires à ceux observés dans des pathologies comme le syndrome métabolique, un deuxième projet pourrait être mis en place afin de mesurer la synergie entre un régime hypercalorique associé ou non à une exposition aux CEM. Ce projet pourrait aider à estimer le rôle cofondateur de l'exposition aux CEM dans le développement d'un syndrome métabolique et de ses maladies cardiovasculaires associées comme l'hypertension et l'insuffisance cardiovasculaire. Le syndrome métabolique est une maladie courante, débilitante et en pleine expansion et devient un fardeau pour la santé publique dans les sociétés occidentales. A court terme, les résultats de ce projet, en collaboration avec des cliniciens, pourraient permettre de réaliser un essai clinique exploratoire dans le but de vérifier la signature moléculaire des CEM chez des patients atteints de syndromes métaboliques ou de diabète. Alternativement, un essai clinique pourrait être conçu afin de suivre l'activité métabolique des patients soumis à l'exposition quotidienne normale aux CEM par rapport à un groupe protégé de toute exposition. La signature moléculaire de l'exposition aux CEM pourrait être testée dans des échantillons de sang.
Procédures
Les animaux seront exposés à un champ électromagnétique 2h par jour (2 sessions d'une heure) pendant 6 jours ou 1 mois selon les groupes d'animaux. Les différentes mesures effectuées seront réalisées en utilisant des techniques non invasives (comportement alimentaire en pesant l'alimentation et température cutanée en utilisant une caméra infrarouge). Un seul prélèvement sanguin sera réalisé à la fin de la procédure sous anesthésie générale et après application d'un anesthésique local avant la mise à mort. Il faut moins d'une minute pour prélever le sang nécessaire avant l'arrêt cardiaque. Une fois l'animal déclaré mort, différents organes d'intérêt seront prélevés.
Impact sur les animaux
Dans le passé, nous avons exposé des rats et des souris à 900 MHz entre 1 et 5 semaines à la même intensité que ce projet afin d’étudier les effets sur différentes fonctions physiologiques. Durant l’exposition, aucun effet indésirable notable n’avait été observé (comportement, poids corporel, prise alimentaire). Toutefois, les animaux peuvent avoir du stress liés à l'exposition elle-même, aux manipulations par l'expérimentateur et à l'isolement pour mesurer individuellement la prise alimentaire.
Devenir
A l'issue des procédures 1 et 2, les animaux seront anesthésiés afin de réaliser un prélèvement sanguin intracardiaque qui induira la mort.
Remplacement
Les fonctions étudiées dans ce projet sont la thermorégulation et l'activation métabolique. Il existe des mannequins qui permettent d’étudier les échanges thermiques entre le corps et l’environnement mais il n’existe pas de modèle permettant d’étudier les modifications de la régulation thermique ainsi que l'adaptation métabolique en lien avec ces modifications. Les modèles in vitro ou in silico permettant de modéliser les modifications métaboliques mais ils ne peuvent reproduirent les adaptations métaboliques suite à une possible activation de la thermogenèse. De plus, pour étudier l'implication du récepteur au froid dans ces modifications, le modèle murin KO est le plus adapté pour comprendre les mécanismes impliqués et il permettra d'observer les adaptations sur l'organisme en entier. Actuellement, les modèles in vivo et in silico ne permettent pas d'intégrer toutes ces adaptations.
Réduction
Le nombre d’animaux par groupe par expérimentation a été déterminé pour obtenir d’éventuels effets avec des différences statistiques suffisamment robustes. Ainsi, nous utiliserons 6 animaux par groupe car lors d’une précédente étude, 4 animaux par groupe permettaient d’observer seulement une tendance à une diminution de la température de la queue sans atteindre le seuil de significativité alors qu’avec 6 animaux nous nous assurerons d’observer une éventuelle diminution significative de la température de la queue. Pour les analyses lipidomiques et transcriptomiques, 6 animaux par groupe sont suffisants pour obtenir des effets robustes statistiquement. Les données seront analysés statistiquement avec des logiciels adaptés.
Raffinement
Pour assurer le raffinement des animaux dans ce projet, ils seront quotidiennement observés selon des critères bien précis qui permettront de déterminer un score. Selon la valeur du score, une action sera réalisée pour soulager au maximum l’animal dans le cas où ce score est supérieur à 3. Si le score est inférieur à 3, cela signifiera que l'animal ne présente pas de souffrance et/ou douleur. Pour diminuer le stress lié à l’hébergement individuel, différents enrichissements (cylindres en carton et lanières de papier kraft) seront présents dans chaque cage. Un fond sonore sera également présent afin de couvrir d’éventuels bruits extérieurs, brefs et bruyants, sources de stress pour les animaux. Les paramètres physiologiques étudiés in vivo seront mesurés sans contrainte pour l’animal : la température cutanée de la queue sera mesurée avec une caméra infrarouge et la prise alimentaire par une balance reliée à la mangeoire.
Choix des espèces
Le modèle d’étude sera la souris pour les raisons suivantes : - il est un bon indicateur des effets éventuellement observés chez l’Homme de par la similitude des réponses physiologiques et comportementales mises en jeu lors de l’exposition à une contrainte. - il s’agit d’un modèle de référence pour l’étude des modifications transcriptomiques. - la souris est le modèle de prédilection pour obtenir des individus KO, ici pour le récepteur au froid TRPM8. Les animaux seront étudiés à l’âge adulte car la taille de la queue des jeunes ne permettra pas de mesurer la température cutanée avec la caméra thermique.
Etude de l’alvéolisation chez le rat en cas de retard de croissance intra-utérin induit par un régime hypoprotidique per gestationnel.
- Recherche appliquée
- Troubles respiratoires
- Recherche fondamentale
- Biologie du développement
- Oncologie
- Système respiratoire
568 rats vont être utilisés, tous tués à l'issue, dans des procédures dont les niveaux de souffrance vont de l'absence de réveil au modéré. Des rates gestantes reçoivent un régime pauvre en protéines pendant toute la gestation pour provoquer un retard de croissance chez leurs petits, puis 288 ratons subissent une injection quotidienne pendant dix jours avant mise à mort pour analyse des poumons. Le porteur indique que ce régime n'entraîne ni malformation ni surmortalité et classe l'injection comme peu douloureuse. Il présente le bénéfice, un traitement des troubles pulmonaires des grands prématurés, comme un objectif à moyen terme, et décrit le régime hypoprotidique comme le seul modèle animal reproduisant ces lésions.
Objectifs
Le retard de croissance intra-utérin (RCIU) est une adaptation à un environnement intra-utérin défavorable et a comme conséquence des altérations permanentes du métabolisme, de la croissance et du développement notamment pulmonaire et cérébral. Les conséquences du RCIU sont nombreuses et durables dans le temps. Le RCIU chez l'Homme multiplie par 6 la probabilité d'avoir un développement pulmonaire et notamment alvéolaire insuffisant chez le nouveau-né prématuré. L’alvéole pulmonaire est le principal site des échanges gazeux. Si sa taille diminue, la possibilité d’échanges gazeux entre l’air et les milieux intérieurs du corps humain diminue. En pratique, un nouveau-né prématuré a besoin d’apports en oxygène de façon prolongée car ses alvéoles ne sont pas suffisamment développées. Pour fonctionner, l’alvéole pulmonaire forme une niche de cellules en interaction et en communication. Les principales cellules participant à la croissance alvéolaire sont les pneumocytes de type 2 et les lipofibroblastes. Ces cellules sont régulées par des gènes jouant un rôle sur le métabolisme lipidique notamment le gène du Peroxisome Proliferative Activated Receptor (PPAR). Cette voie est modifiée en cas de RCIU. Le seul modèle chez l'animal reproduisant un RCIU et des troubles de l'alvéolisation est le régime hypoprotidique (Low Protein Diet (LPD) pendant la gestation. Ce projet a pour but i) d'étudier les conséquences du régime LPD sur le développement pulmonaire de rats en étudiant l’aspect du poumon ii) de mieux caractériser les différentes cellules et leur répartition et iii) de proposer des traitements innovants pour favoriser la croissance et la régénération alvéolaire grâce à des médicaments agissant sur ces voies clés du métabolisme lipidique en recréant in vitro un poumon.
Bénéfices attendus
Ce projet améliorera la compréhension des anomalies de l'alvéolisation liées au retard de croissance intra-utérin et permettra d'aboutir à moyen terme à un traitement des troubles de l'alvéolisation chez les nouveau-nés prématurés humains.
Procédures
Les rates femelles adultes gestantes seront soumises à un régime hypoprotidique (Low Protein Diet (LPD)) pendant toute la durée de la gestation (21jours) Une partie des ratons (n=32) aura une analyse de leur fonction respiratoire : âge au moment des explorations fonctionnelles : 21 à 60 jours (durée des explorations : 1 jour). Une partie des ratons (n=288) recevra du 1er jour de vie au 10ème, une injection intrapéritonéale médicamenteuse (1 injection par jour d’une durée
Impact sur les animaux
Le régime Low Protein Diet a déjà été administré chez les rates gestantes sans complication en dehors d’une diminution de la prise pondérale pendant la gestation leurs petits. Le nombre de ratons par portée était identique à celui obtenu en cas d'utilisation d'un régime contrôle. Les animaux naissent avec un retard de croissance. Ils ne présentent pas de malformation associée. Le taux de mortalité lié à ce régime est nul in utero ou après la naissance. Les injections médicamenteuses par voie intra-péritonéale sont couramment utilisées et n'induisent pas d'effet indésirable particulier pour les molécules étudiées en dehors de la douleur légère induite par l'injection elle-même. Les médicaments injectés ne sont pas décrits antérieurement comme induisant une douleur supplémentaire à l’injection. En cas de souffrance (blessure, absence de prise de poids ou perte de poids supérieure à 10%), les ratons seront mis à mort.
Devenir
Les ratons recevant les injections (procédure 2) seront gardés en vie au maximum jusqu'à J120. Les ratons de la procédure 1 (EFR) seront mis à mort à la fin de celle -ci. Les ratons seront mis mort à la fin de chaque procédure afin de procéder au prélèvement d’organes pour des études post mortem.
Remplacement
La principale cause de RCIU chez l’Homme est la prééclampsie. Il s’agit d’une pathologie exclusivement humaine. Plusieurs modèles de RCIU ont donc été mis au point chez l’animal. Le modèle de RCIU reproduisant au mieux les lésions observées chez l’Homme et le moins invasif pour l’animal est le régime Low Protein Diet (LPD). Notre première étude l'a démontré chez le rat où nous avons montré la ressemblance entre les lésions pulmonaires et cérébrales observées chez le rat et les RCIU humains. Les modèles animaux nous permettent de mieux définir les organes et types cellulaires touchés et nous précisent donc les cibles moléculaires intéressantes pour des thérapeutiques éventuelles. L'étude de l’effet d'une molécule sur un organe aussi complexe que le poumon ne nous permet pas d'utiliser pour le moment de méthodes de remplacement.
Réduction
Les ratons issus des rates exposées ou non à un régime hypoprotidique seront étudiés dans les différentes expériences. Les animaux issus d'une même portée seront tous étudiés pour les différentes techniques choisies. Les animaux seront mis à mort à J4, J7, J10, J21, J60 ou J120 de vie pour étude des modifications fonctionnelles et cellulaires. Le nombre de ratons et de groupes expérimentaux ont été limités au strict nécessaire. La quantité de 6 à 8 animaux / groupe est la quantité adéquate pour chacune de nos analyses statistiques lors de nos études morphométriques, immunohistochimiques et moléculaires précédentes (qPCR, Western blot etc...). Une fois les données relevées, les tests statistiques prévus sont le Mann - Whitney test pour la comparaison des 2 groupes entre eux : comparaison de la masse des ratons (en g), etc... Le test utilisé pour la comparaison de 4 groupes après tests ex vivo sera un Two-way ANOVA (pour tester l'effet du régime et l'effet du traitement, ainsi que la combinaison des deux).
Raffinement
Afin de respecter la règle des 3R (raffiner, réduire, remplacer) dans notre projet, les animaux seront particulièrement suivis par le personnel qualifié de l'animalerie, avec une attention particulière à l'aspect, la mesure du poids et de la quantité de nourriture ingérée (femelles gestantes) et à l'aspect et la mesure quotidienne du poids pour les ratons. Les rates seront hébergées dans des portoirs ventilés avec un environnement enrichi. Les rates auront à leur disposition de la boisson et de la nourriture, des huttes en carton, des balles de coton, du papier kraft ciselé pour jouer et des baguettes de bois à ronger. Lors des études précédentes, la tolérance du régime était bonne. Aucune sur-mortalité n’avait été enregistrée précédemment et aucune malformation n’a été détectée. En cas de mal être : blessure, poids trop faible (si le poids est de 20% en dessous de la moyenne de la portée), déshydratation, les ratons seront mis à mort. Pour les mères adultes une attention particulière sera portée sur la quantité de nourriture mangée et sur le suivi de leur poids. En cas de perte de poids, la rate gestante sera sortie de l'expérimentation et mise à mort.
Choix des espèces
Le rat est un animal très utilisé dans la recherche translationnelle et son développement pulmonaire et cérébral est proche de celui de l'homme. Notre première étude a montré de résultats reproductibles chez le rat et nous souhaitons le confirmer en allant plus loin dans les analyses moléculaires
Effet des cellules stromales mésenchymateuses humaines sur la résolution d’une septicémie induite après péritonite chez la souris jeune et âgée
- Recherche appliquée
- Maladies infectieuses
- Recherche fondamentale
- Multisystémique
- Oncologie
- Système immunitaire
2 530 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Une partie subit une septicémie provoquée par ligature et perforation du caecum, un modèle que le porteur reconnaît induire une mortalité élevée, avant injection de cellules stromales dans la cavité péritonéale. Les souris sont réparties par âge, jusqu'à deux ans, pour évaluer l'effet du traitement au cours du vieillissement. Le porteur affirme qu'il est "indispensable" de confirmer in vivo des effets déjà montrés in vitro et qu'une étude chez la souris est "nécessaire".
Objectifs
L'objectif du projet est de mettre en évidence l'effet de différentes populations de cellules stromales sur la résolution d'une septicémie induit après une péritonite au cours du vieillissement et de comprendre les mécanismes d'action des différentes populations cellulaires.
Bénéfices attendus
Ce projet nous permettra de mettre en évidence l’effet des cellules stromales mésenchymateuses "naives" ou primées sur l’inflammation et la résolution d'une septicémie induite après une péritonite et d’étudier l’intérêt de ce traitement au cours du vieillissement. En effet, nous espérons que les cellules stromales mesenchymateuses diminueront l’inflammation induite par la péritonite augmentant ainsi la survie des animaux. De plus, notre étude nous permettra de mieux comprendre le mode d'action des différentes populations de cellules stromales mesenchymateuses et de proposer de nouvelles cibles thérapeutiques pour le traitement de péritonite.
Procédures
La péritonite est induite chez certains animaux par ligature et ponction du caecum. Les souris sont endormies par inhalation d’un gaz et maintenues endormies sous masque sur une table chauffante pendant l’intervention et jusqu’à leur réveil. La profondeur de l’anesthésie est évaluée par l’absence de réponse à la stimulation des extrémités. Une incision cutanée au niveau de l’abdomen est réalisée puis l’ouverture de la cavité péritonéale est réalisée au ciseau. Le caecum est ligaturé et perforé à l’aide d’une aiguille. Après injection de différentes populations de cellules stromales mésenchymateuses dans la cavité péritonéale encore ouverte, la fermeture du péritoine en deux plans est réalisée. Réalisée par une personne entrainée, la chirurgie dure entre 7 et 10 min. Avant l'intervention, un analgésique est injecté sur animaux endormis Pour les animaux chez qui la péritonite sera induite par injection de composés protéiques, les animaux auront 2 injections intrapéritonéales l’une contenant le composés protéiques l’autres les cellules thérapeutiques. Avant l'intervention, une injection sous cutané d’analgésique est réalisée sur animaux vigiles. L'injection d'analgésique sera répétée toutes les 12 heures pendant 3 jours
Impact sur les animaux
Le modèle de péritonite induit par ligature et ponction ceacale est un modèle qui induit une mortalité assez élevée chez les animaux opérés. La douleur induite par la chirurgie et par l'induction de la péritonite est gérée par administration d'analgésiques.
Devenir
Tous les animaux suivant ces différents protocoles seront mis à mort afin de permettre l'analyse de l'effet des différents traitements sur la réponse immunitaire, l'inflammation générale et les lésions des différents organes de la cavité péritonéale.
Remplacement
L'effet immunomodulateur des différentes populations de cellules stromales mesenchymateuses a été démontré in vitro mais il est indispensable de confirmer ces résultats in vivo, en ayant une vraie situation d’inflammation mettant en jeu l’ensemble des partenaires cellulaires qui interviennent lors de l’inflammation. Une étude chez la souris s’avère donc nécessaire.
Réduction
Notre expérience nous permet de déterminer que le nombre de 5 souris par groupe et la réalisation en triplicat de l'expérience nous permettra d'évaluer l'effet de nos différentes populations cellulaires et de diminuer ainsi le nombre d'animaux utilisés. Nous inclurons suffisamment de souris par groupe et effectuerons trois expériences indépendantes pour obtenir des résultats statistiquement significatifs. L’expérience de notre laboratoire nous permet de déterminer le nombre optimal de souris à utiliser par lot.
Raffinement
Les animaux sont anesthésiés sous gaz et maintenues endormies sous masque sur une table chauffante pendant l’intervention et jusqu’à leur réveil. Un antalgique est placé dans l'eau de boisson des animaux 24h avant l'intervention puis de manière continue après la chirurgie. Vu la stabilité de la molécule, le biberon sera changé tous les jours. De plus, une injection d’un analgésique sera effectuée au moment de la chirurgie sur animaux endormis afin de diminuer la douleur. Cette injection sera répétée toutes les 12 heures pendant 3 jours. Les animaux seront élevés à 5 animaux par cage) afin de limiter le stress lié à la chirurgie et à l'isolement. Du papier type kleenex ainsi que des cabanes type "igloo" seront ajoutés dans la cage afin de respectivement permettre la formation du nid et d’enrichir l’environnement de vie des animaux. Des croquettes imbibées d'eau contenant un analgésique seront placées directement dans la cage afin de limiter au maximum l'extension des animaux opérés. De plus, une grille de score et l’utilisation de point limite adaptés permettront de définir les critères d’arrêt de souffrance et d'entraîner la mise à mort de l’animal.
Choix des espèces
La souris est un modèle complexe qui nous permettra d'évaluer l'effet de nos cellules d'intérêt sur la réponse inflammatoire locale mais également en systèmique. De plus, le modèle de sepsis chez la souris est très bien décrit nous donnant des informations essentielles au bon déroulement de notre procédure. Enfin, les outils techniques et biochimiques nécessaires à l'analyse des données obtenues sont développées chez cette espèce. Les personnes âgées présentent un risque accru de mortalité lors d’une évolution négative d’une péritonite. L'utilisation d'animaux à différents âges (8 semaines, 1 an, 2 ans) nous permettra d'évaluer l'intérêt d'utiliser les différentes populations de cellules stromales mesenchymateuses comme traitement d'un sepsis induit après péritonite au cours du vieillissement.
EU1:2_Identification de la source de production précoce de GM-CSF lors de la mise en place d’une réponse Th17
- Recherche appliquée
- Troubles immunitaires
- Recherche fondamentale
- Système immunitaire
56 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance sévère. Elles subissent une chirurgie de parabiose, qui consiste à coudre deux souris ensemble pour qu'elles partagent leur circulation sanguine, puis des prélèvements et injections, soit cinq interventions au total avant mise à mort et prélèvement des organes. Le porteur classe la parabiose en sévère du fait de l'inconfort postopératoire, tout en affirmant que les animaux se déplacent normalement dès deux à trois jours. Il décrit cette chirurgie et le modèle murin de la sclérose en plaques comme les seules alternatives pour localiser l'origine d'une cytokine.
Objectifs
La sclérose en plaques (SEP) est une maladie auto-immune qui se caractérise par l'infiltration du système nerveux central (CNS) par des cellules immunitaires conduisant à la destruction de la gaine de myéline qui est à l'origine des désordres moteurs chez les patients. Afin de développer des traitements plus ciblés, il est essentiel de mieux comprendre la physiopathologie de la maladie. Nous avons identifié une nouvelle fonction pour une cytokine pro-inflammatoire, le GM-CSF, en mettant en évidence son rôle crucial dès les premières étapes de la maladie. Nous souhaitons dans ce projet identifier la source cellulaire de cette cytokine.
Bénéfices attendus
L'utilisation d'anticorps antagonistes bloquant le GM-CSF est une piste thérapeutique prometteuse et les premiers résultats testant l'inocuité du traitement chez les patients sont prometteurs. Notre projet permettra de proposer un nouveau mécanisme d'action du GM-CSF en montrant que l'utilisation d'un anticorps monoclonal bloquant la cytokine agit non seulement au niveau du système nerveux central, mais aussi en périphérie au niveau des organes lymphoïdes secondaires dès les étapes les plus précoces de la maladie, renforçant ainsi la pertinence de son utilisation dans le traitement de la SEP.
Procédures
Les animaux seront soumis à une chirurgie de parabiose sous anesthésie générale (durée de la chirurgie 60 min environ). Deux semaines après la chirurgie, un prélèvement sanguin sera effectué dans la veine mandibulaire sous anesthésie gazeuse (durée moyenne = 2 min). Quatre semaines après la chirurgie, les animaux recevront, sous anesthésie gazeuse, une injection sous-cutanée au niveau de la base de la queue ainsi qu'une injection intra-veineuse au niveau de la veine caudale (durée moyenne = 5 min) . Les animaux seront mis à mort aux alentours de 5 semaines après la parabiose par inhalation de CO2 (8 min) suivie d'une dislocation cervicale (10 sec). Au total les souris subiront 5 interventions.
Impact sur les animaux
Les expériences de parabiose sont des expériences classées sévères du fait de l'inconfort qu'elle crée en post-opératoire. Cependant, nous avons déjà réalisé ce type de chirurgie pour un autre projet, et dès 2-3 jours après la parabiose, les parabiontes se déplacent dans la cage, se suspendent à la grille et accèdent sans problème à la nourriture et au biberon.
Devenir
A l'issue de la procédure, les animaux seront mis à mort, afin de prélever leurs organes et d'analyser la réponse immunitaire.
Remplacement
L'objectif de notre projet est d'identifier la source de GM-CSF et de distinguer si le GM-CSF est sécrété par une population cellulaire circulante ou une population résidente dans les tissus lors des premières étapes de la mise en place de la réponse inflammatoire mise en place lors d'une encéphalite auto-immune expérimentale, le modèle murin de la sclérose en plaques. C'est un processus complexe et intégré qui nécessite l'implication de plusieurs types cellulaires dans des organes distincts avec une cinétique précise. Ces étapes ne peuvent pas être mimées in vitro. De plus, les expériences de parabiose, à savoir le partage du système sanguin, sont les seules alternatives expérimentales afin de répondre à notre question.
Réduction
Nous avons calculé que le nombre minimum pour obtenir des résultats reproductibles et statistiquement interprétables est de 7 souris/groupe et que les expériences seront reproduites 2 fois. Nous effectuerons le maximum d'analyse sur le même animal : analyse des tissus inflammés par histologie, analyse multiparamétrique en cytométrie en flux ...
Raffinement
Avant la procédure de parabiose, les futurs parabiontes seront isolées dans une cage enrichie (igloo/papier kraft pour nidification) pendant deux semaines afin qu'elles s'habituent l'une à l'autre. Lors de la procédure de parabiose, les souris seront anesthésiées pendant 60 min. Nous nous assurerons de la perte de conscience des animaux avant la chirurgie par une absence de reflexe palpébral et du reflexe du retrait. Durant l'opération, un gel oculaire sera appliqué afin d'éviter tout dessèchement de la cornée. Après la chirurgie et jusqu'à leur réveil, les animaux seront placés sur un tapis chauffant afin de limiter l'hypothermie. En post-opératoire, les animaux seront analgésiés pendant 48h, 2 fois/24h. Durant 10 jours, les animaux recevront des antibiotiques sous forme d'un traitement dans l'eau de boisson. Nous nous assurerons aussi que les animaux aient une prise hydrique et alimentaire correcte en rajoutant dans la cage du gel d'hydratation ainsi que des croquettes sous forme de gel. Une attention particulière sera portée aux sutures cutanées pendant la première semaine. Les animaux seront surveillés et pesés quotidiennement pour détecter des signes de douleur et de détresse (tremblement, léthargie, dos arqué, manque de toilettage...). Une perte de poids sévère (>20% du poids initial) ou des signes de douleur et de détresse >24h et non soulagé par le traitement analgésique constituent des points limites et la mise à mort des animaux. Pour réaliser l'immunisation, les animaux seront anesthésiés sous anesthésie gazeuse. La procédure n'entraîne pas de douleurs, ni de dommages aux animaux.
Choix des espèces
Du point de vue immunitaire, les souris présentent des caractéristiques proches de l'espèce humaine. Elles nous permettent d'étudier la physiopathologie des maladies auto-immunes telles que la sclérose en plaques, avec son modèle murin l'EAE (encéphalite auto-immune expérimentale). Nous disposons aussi des modèles murins génétiquement modifiés qui nous permettront d'évaluer l'origine du GM-CSF dans la réponse mise de place da réponse immune encéphalitogène. Des souris adultes seront utilisées dans ce projet afin que le système immunitaire soit mature.