Recherche appliquée

36 macaques crabiers vont être utilisés dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Ils subissent une chirurgie d'ouverture de l'abdomen pour poser un implant de télémétrie, des injections d'un candidat vaccin et jusqu'à vingt-et-un prélèvements sanguins et écouvillonnages sur treize mois. À l'issue de cette phase ils ne sont pas tués mais transférés vivants vers un second établissement pour une épreuve infectieuse par les virus des fièvres hémorragiques. Le porteur affirme que le macaque est le "seul modèle pertinent" et qu'il est impossible de mener ce projet avec une autre espèce.

Objectifs

Cartains virus spécifiques à l’Amérique Latine sont à l’origine de fièvres hémorragiques comme les virus Guanarito, Machupo, Sabia, Chapare et Junin. Un vaccin existe seulement pour ce dernier alors que les autres virus sont aussi responsables d’émergences sporadiques avec un taux de mortalité élevé (jusqu’à 30%). Un nouveau vaccin a déjà prouvé son efficacité en protégeant des macaques cynomolgus contre les virus Machupo et Guanarito. Il reste à prouver son efficacité contre les autres virus cité ci-dessus pour valider la protection contre tous ces virus spécifiques à l’Amérique du Sud responsable de fièvres hémorragiques. L’objectif de ce projet est de démontrer le potentiel de protection de ce nouveau vaccin contre 4 autres virus non testés à ce jour et vise donc à : - Montrer la protection acquise grâce au vaccin contre tous ces virus spécifiques à l’Amérique du Sud provoquant des fièvres hémorragiques - Etudier le niveau de protection et les mécanismes de protection - Tester la protection à court et à long terme du vaccin Le projet utilisera 36 macaques cynomolgus et se déroulera chronogiquement dans 2 établissements utilisateurs.

Bénéfices attendus

Un tel vaccin pourrait permettre de proposer une protection contre toute cette famille de virus et ainsi être préparé pour lutter contre l’émergence possible de l’un de ces virus à fort potentiel épidémique. En effet, étant donné la faible fréquence des épidémies occasionnées par chacun de ces virus et le faible nombre de cas impliqués, il n’est pas raisonnable de développer des vaccins individuels contre chacun d’entre eux. La seule méthode rationnelle et pragmatique qui permet d’envisager un développement industriel d’un tel vaccin est de proposer un candidat qui permet de protéger contre l’ensemble des fièvres hémorragiques par cette famille de virus. De plus, le large spectre de ce vaccin pourrait conférer une protection contre d’éventuels autres virus émergents. Si l’efficacité de ce vaccin est prouvée contre les virus d’intérêt chez le macaque cynomolgus, les études réglementaires pour la mise sur le marché de ce candidat vaccin pourront être réalisées.

Procédures

Concernant la phase d’immunisation et de vérification de l’innocuité et de l’immunogénicité du candidat vaccin, les animaux seront soumis à une chirurgie d’implantation abdominale d’un dispositif permettant de mesurer la température corporelle en temps réel (environ 30 min), 1 à 2 injections intramusculaire du vaccin, puis 1 à 21 prélèvements sanguins et écouvillons nasaux et buccaux sur 1 à 13 mois (environ 15 min à chaque session de prélèvements).

Impact sur les animaux

Toutes les interventions sont réalisées sous anesthésie générale. L’inocuité du vaccin utilisé ayant déjà été démontré dans ce modèle, il n’est attendu aucun effet secondaire du produit testé. La chirurgie d’implantation du dispositif de télémétrie (ouverture de l’abdomen) peut engendrer des douleurs opératoires prises en charge médicalement jusqu’à cicatrisation. Les anesthésies et prélèvements sanguins répétés peuvent générer de l’inconfort ainsi que des hématomes aux sites de prélèvements.

Devenir

Tous les animaux sont gardés en vie à la fin du projet afin de continuer le projet dans l’EU 2/2 pour la phase de challenge infectieux. Ils sont examinés par un vétérinaire pour vérifier leur aptitude au transport avant d’être transférés.

Remplacement

Ce vaccin a déjà été testé et validé in vitro contre certains virus responsables de fièvres hémorragiques. Cependant, seul un test sur primates non-humains sera à même de prouver l’efficacité et l’innocuité de cette vaccination ciblant plusieurs virus. Ce projet est une phase pré-clinique en amont des études réglementaires de mise sur la marché de candidats médicaments.

Réduction

A un stade pré-clinique en amont de la phase réglementaire, l’utilisation de 3 animaux par groupe est suffisante pour répondre aux objectifs du projet. Pour la phase réglementaire, un nombre plus important d’animaux sera nécessaire mais cette phase ne sera pas lancée avant de s’assurer du caractère prometteur du vaccin en question, ceci afin de réduire le nombre d’animaux globaux. Le présent projet utilisera 12 groupes de 3 animaux chacun : 4 virus à tester x 2 conditions (vaccin vs contrôle) + 4 conditions temporelles.

Raffinement

- Hébergement : les animaux seront hébergés au minimum par paire. Pour une question de taille d’hébergement dans l’établissement 2/2 et d’optimisation de l’étude, les groupes seront composés en trio socialement compatibles. Un programme d’enrichissement spécifique à l’espèce et à l’âge des animaux utilisés est mis en place sur tout le site, et supervisé par le responsable du bien-être animal. Les enrichissements sont structurels (perchoirs, balançoire…), alimentaires (graines pour fourragement, fruits, friandises…) ou consistent en l’apport d’objets de manipulation changés régulièrement. - Suivi de la température corporelle : les animaux seront équipés d’un implant de télémétrie permettant de suivre en temps réel la température corporelle considérée comme donnée d’entrée essentielle renseignant sur l’état d’infection des animaux. Malgré une chirurgie pour la mise en place de l’implant, le fait d’équiper les animaux avec un tel dispositif représente un raffinement en tant que mesure non invasive et paramètre de surveillance dans le cadre des points limites. - Procédures : les animaux seront anesthésiés pour chaque intervention et la chirurgie d’implantation est réalisée sous couverture antalgique. Afin de limiter l’impact des prélèvements sanguins répétés, les sites de prélèvements seront alternés. En cas d’hématome, un autre site de prélèvement sera utilisé et de la pommade sera appliquée sur l’hématome. Une grille de points limite est mise en place pour détecter tout problème inattendu

Choix des espèces

Il n'existe pas de modèles rongeurs capables de reproduire les symptômes et les réponses immunitaires retrouvées chez l'Homme au cours des fièvres hémorragiques. Certaines espèces de cobayes et certaines souris génétiquement modifiées reproduisent en partie les symptômes et les réponses immunitaires ayant lieu chez l'Homme. Les macaques cynomolgus représentent le seul modèle pertinent : Ils développent un tableau clinique similaire à celui observé chez l’Homme ainsi que les mêmes issues. Il est impossible de réaliser ce projet en utilisant un autre modèle animal que les macaques cynomolgus. Ce projet ne nécessite pas d'exigences particulières concernant le stade de développement des animaux utilisés hormis le fait de former des groupes homogènes en âge et poids pour pouvoir analyser les résultats sans biais. Les animaux utilisés seront des juvéniles sevrés d’au moins 12 mois et de moins de 3 ans. En effet, en raison de la taille des hébergements de l’établissement 2/2 et afin de pouvoir garder les groupes en trio d’animaux socialement comptabibles, ces derniers doivent être âgés de moins de 3 ans.

1 500 souris et rats vont être utilisés, tous tués à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Une société prestataire greffe des tumeurs sous la capsule du rein pour améliorer la prise tumorale, puis administre des traitements par de multiples voies, avec imagerie, irradiation possible et prélèvements répétés, certaines tumeurs pouvant provoquer des métastases pulmonaires et des difficultés respiratoires. Les animaux sont tués parce qu'ils portent des tumeurs. Le porteur propose ces modèles comme prestation commerciale pour la sélection de molécules anticancer, et présente les méthodes de remplacement comme "marginales".

Objectifs

Au niveau mondial, il a été constaté une forte augmentation de l’incidence du cancer du fait du vieillissement de la population et de facteurs environnementaux qui se dégradent. En 2020, 19,3 millions de nouveaux cas de cancers ont été diagnostiqués et 10 millions de décès sont à déplorer des suites de cette maladie, selon des données publiées par le Centre international de recherche contre le cancer (CIRC). Selon l’OMS, une personne sur cinq souffrira d’un cancer dans sa vie. Un homme sur huit et une femme sur onze en décèderont. Le cancer se caractérise par une dégradation pathologique des processus contrôlant la prolifération cellulaire, la différenciation et la mort programmée de certaines cellules. Tous les tissus ou organes peuvent être atteints. Bien que possédant des caractéristiques communes, différents types de cancers ont des causes très éloignées et répondent de façon extrêmement différente à un traitement.

Bénéfices attendus

Notre société, prestataire de services en recherche préclinique propose un large panel de modèles in vivo nécessaires à l’évaluation de nouveaux composés thérapeutiques pour la recherche contre le cancer. Les modèles de ce projet sont des modèles orthotopiques rénaux ou des modèles dont la prise tumorale est faible dans des tissus communément utilisés (sous cutané par exemple) et dont la greffe en sub-capsulaire rénale améliore la prise tumorale, grâce à la forte vascularisation du rein. Pour certains modèles, les masses tumorales primaires greffées peuvent disséminer et créer des métastases. Ce projet a pour finalité de sélectionner des molécules thérapeutiques grâce à des modèles précliniques les plus prédictifs possibles afin de pouvoir transposer l’utilisation de ces molécules chez l’homme lors d’essais dans différentes phases cliniques. Pour cela, les expériences chez l’animal, qui représente un système d’essai physiologiquement proche de l’homme, permettent d’évaluer l’efficacité, la toxicité, la pharmacocinétique et la pharmacodynamique de nouveaux composés afin d’éviter ces essais directement chez l’homme. Au cours des expériences réalisées, il sera possible d’étudier les mécanismes de croissance d’une tumeur dans un environnement mimant la pathologie chez l’homme dans le cas des tumeurs de rein greffées par voie orthotopique, d’étudier les mécanismes de résistance après des traitements avec de nouvelles molécules ou des molécules déjà utilisées en clinique, et les mécanismes de progression tumorale tels que la formation de métastases. Grâce à ces études dans un environnement adapté, il sera aussi par exemple possible de suivre la réaction du système immunitaire de l’hôte face à la progression de la maladie, de moduler et/ou orienter le système immunitaire afin de donner à l’organisme les moyens de se défendre contre le cancer.

Procédures

L’induction tumorale est réalisée sous anesthésie générale avec analgésie avec administration d’un anesthésique local et d’un anti inflammatoire (

Impact sur les animaux

Il pourra être nécessaire de mettre en place un implant sous cutané de diffusion hormonale pour les tumeurs hormonodépendantes, lors d’une chirurgie stérile sous anesthésie avec analgésie. Cela pourra entrainer une douleur modérée et un stress léger sur 1-2 jours. La greffe tumorale en sub-capsulaire rénal (réalisée sous anesthésie générale et analgésie) pourra engendrer une douleur modérée sur 1-2j et un stress modéré. L’évolution de la tumeur pourra entraîner un développement de métastases pulmonaires causant des difficultés respiratoires, une perte de poids. Le jour de la randomisation, les animaux seront potentiellement mis avec de nouveaux congénères. Cela pourra engendrer un stress de 1-2j. Les animaux pourront recevoir des traitements par voie IM (avec analgésie), ID (avec analgésie) , SC, IV (bolus), orale, IN, IT, IP et / ou seront exposés à des rayons ionisants à visée thérapeutique. Ces traitements pourront entrainer un stress léger et une douleur légère. Dans le cas des rayons ionisants, les animaux seront transportés dans leur cage d’origine vers la plateforme d’irradiation. Cela pourra entrainer un stress léger. Dans le cas de l’imagerie, les animaux seront transportés dans leur cage d’origine vers la plateforme d’imagerie et imagés sous anesthésie générale. Cela pourra entrainer un stress léger. Les prélèvements de sang peu invasifs (veine faciale, jugulaire, caudale) seront effectués sous anesthésie générale à l’Isoflurane. Cela pourra entrainer un stress léger. Dans certains cas, comme par exemple pour le prélèvement à la veine caudale ou à la veine saphène, le geste pourra être effectué sans anesthésie, uniquement sous contention. Cela pourra entrainer un stress modéré pendant le prélèvement. Au cours d’une étude, les animaux seront manipulés. Les mesures de poids et de volume tumoral entraînent un stress que l’on peut considérer comme faible, et qui diminue avec l’habituation.

Devenir

Etant porteurs de tumeurs les animaux seront mis à mort.

Remplacement

Les méthodes alternatives ne permettent pas, à ce jour, de prévoir l’efficacité in vivo de potentiels candidats-médicaments, car les étapes nécessaires au développement d’un médicament pour lesquelles il est nécessaire d’étudier les interactions du médicament dans un contexte globale ne peuvent pas être étudiées dans un système alternatif (in vitro par exemple). Des méthodes alternatives de reconstruction d’organes ou de tumeurs en 3D sont utilisées mais sont toutefois marginales.

Réduction

Dans chaque étude, les animaux seront répartis en groupes expérimentaux selon le(s) critère(s) défini(s) (volume tumoral et/ou poids). Le nombre de groupes contrôles sera ajusté à la question scientifique posée et aux paramètres étudiés : en général un groupe non traité et/ou traité par le véhicule utilisé pour la molécule à évaluer, puis un groupe par schéma de traitement (différentes doses, voies, molécules etc). Au minimum, une étude comportera un groupe avec tumeur, non traité et/ou traité avec le véhicule, et un groupe avec tumeur traité avec le composé à tester. Toutefois, dans la mesure du possible, le maximum de composés seront testés au cours de la même étude afin de ne pas démultiplier les animaux contrôles ainsi que les animaux surnuméraires non randomisés. Compte tenu de taux de prise tumorale variable et afin de pouvoir former des groupes homogènes en poids et/ou en volume tumoral, il sera en général nécessaire d’inclure au moins 10% d’animaux non randomisés. Le nombre d’animaux par groupe (en général 6 à 15 animaux) est choisi sur la base des précédentes études réalisées dans nos laboratoires pour les modèles connus afin de sélectionner le nombre d’animaux minimum pour observer des différences significatives sur les paramètres d’intérêt (en général mortalité et volume tumoral). Pour réduire le nombre d’animaux utilisés dans ces procédures, il sera toujours proposé d’utiliser des biomarqueurs et des techniques faiblement invasives d’imagerie chez le petit animal pour remplacer des analyses terminales en cours d’étude.

Raffinement

Les animaux seront pesés au minimum 2 fois par semaine. Un gel nutritif et de l’eau gélifiée seront placés au fond de toutes les cages dès qu’une perte de poids >15% sera observée sur certains animaux en étude. La greffe sub-capsulaire rénale, la pose d’implants hormonaux ou la thoracotomie seront réalisés sous anesthésie profonde avec injection pré-opératoire d’un opiacé et un alpha2 agoniste. Suite à la greffe du matériel tumoral en sub-capsulaire rénal ou suite à la pose d’un implant, les animaux recevront 2 injections d’opiacépendant 48, et éventuellement sur 24 heures supplémentaires si besoin. Les autres administrations et prélèvements seront réalisés sous anesthésie sauf si la contention génère moins de stress (IV, prélèvement d’urine) ou si l’anesthésie n’est pas possible (administration orale). Les administrations douloureuses (IM, ID) seront réalisées avec analgésie préalable, et sous anesthésie si besoin. Les points limites concernant le poids sont adaptés en cas de tumeurs cachectiques. Dans les modèles connus pour induire des métastases pulmonaires, ou les modèles inconnus pouvant causer des métastases pulmonaires, une attention particulière sera portée à la respiration des animaux (posture, fréquence respiratoire). Les difficultés respiratoires marquées constitueront un point limite. Les principaux points limites concernent l’état général de l’animal et sont listés en détail dans la procédure. Si l’un des signes cliniques liés aux points limites est observé, l’animal est mis en observation et un traitement est si possible mis en place. Par exemple, en cas de douleur constatée, le vétérinaire prescrira un traitement antalgique. Des points limites supplémentaires seront ajoutés en cas de détection d’effets non prévus suite à l’induction de pathologie cancéreuse et/ou en cas de mise en place de méthodes plus raffinées d’évaluation de la souffrance des animaux. En cas de toxicité sur l’animal, un arbre décisionnel validé par la SBEA sera utilisé. Il sera toujours proposé d’utiliser des biomarqueurs et des techniques faiblement invasives d’imagerie pour sortir l’animal de la procédure.

Choix des espèces

Les petits rongeurs, outre l’avantage lié à leurs caractéristiques physiologiques, sont les seules espèces animales disponibles pour l’expérimentation présentant un statut immunodéprimé (avec des mutations spontanées ou induites) indispensable à l’implantation de cellules tumorales humaines dans le cadre de la recherche en oncologie. De plus, diverses souches de souris et rats immunocompétents sont également disponibles pour l’établissement de modèles tumoraux syngéniques. De plus, les rats et les souris autorisent une variété de techniques d’administration, de prélèvement et de chirurgie présentant des analogies avec ce qui peut être réalisé en recherche clinique sur l’homme. Les animaux seront utilisés à l’âge adulte (7-8 semaines lors de leur première manipulation).

80 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Une greffe de cellules cancéreuses sous la peau leur fait développer une tumeur, dont la croissance est suivie au pied à coulisse, puis elles reçoivent jusqu'à six injections d'un vaccin à ARN messager sous anesthésie. Les animaux sont tués pour prélever les tumeurs et les organes. Le porteur renvoie le bénéfice, une nouvelle stratégie anticancer chez l'humain, au conditionnel et au long terme, et affirme que la réponse immunitaire complexe rend l'étude in vitro impossible.

Objectifs

Chaque année, les cancers provoquent le décès de plusieurs dizaines de milliers de personnes. Jusqu'alors, les traitements classiques (chirurgie, chimiothérapie, radiothérapie) ciblent directement la tumeur, offrant de bonnes chances de survie aux malades présentant des cancers localisés. Cependant, ces traitements ne sont pas assez efficaces, pour les cancers généralisés. C’est pourquoi, les chercheurs se penchent vers une nouvelle approche : l’immunothérapie. Cette approche permet de traiter le cancer en utilisant le propre système immunitaire du patient. Les vaccins de type ARN messager (ARNm) sont devenus des outils prometteurs pour l'immunothérapie du cancer. Ce projet de recherche a pour but d'évaluer les capacités thérapeutiques d'un vaccin ARNm nouvelle génération dans un modèle de tumeur de côlon. L’idée principale est donc d’induire une réponse immunitaire grâce à l’injection intramusculaire de ce vaccin ARNm nouvelle génération, afin de lutter contre le développement de la tumeur chez la souris.

Bénéfices attendus

Le bénéfice attendu du projet est de contribuer à valider une nouvelle stratégie thérapeutique anti-cancer en santé humaine. Ce projet permettra d’évaluer le bénéfice d'une approche par un vaccin à ARNm, sur le développement de tumeurs cancéreuses. Cet outil pourrait être applicable à différents types de cancer.

Procédures

Des cellules cancéreuses sont injectées sous la peau des souris. Pour effectuer ce geste, la souris est maintenue environ 15 sec, une seule injection de 0.1ml. A la suite de cette injection, la souris développera une tumeur sous-cutanée. La croissance tumorale est suivie par des mesures au pied à coulisse 3 fois par semaine, l’animal est maintenu immobile environ 25 sec. Les composés sont administrés par voie intra-musculaire sur animal anesthésié au maximum 6 anesthésies sur une période de 2 semaines. Le volume d'injection est de 0.05 ml dans le muscle de la cuisse, temps 1 min (anesthésie comprise).

Impact sur les animaux

La greffe de cellules par injection sous-cutanée est réalisée sur animal vigile. La tumeur pourrait entrainer dans de très rare cas une gêne à la locomotion. L'immunisation est réalisée par une injection intra-musculaire dans le muscle de la cuisse. Au maximum, 6 immunisations sur une période de 2 semaines. Une inflammation au site d'injection ou une réaction à l'injection est très peu probable.

Devenir

Tous les animaux seront mis à mort afin de récupérer les tumeurs et des organes pour analyser les réponses immunitaires.

Remplacement

L'efficacité d'un vaccin contre le cancer dépend de sa capacité à induire une réponse immunitaire permettant de réduire le taux de croissance de la tumeur, avec un mécanisme d’action spécifique. C'est un phénomène biologique complexe faisant intervenir différents types de cellules immunitaires et une organisation particulière qui rend impossible son étude dans des tests in vitro.

Réduction

Une étude préliminaire pour vérifier la capacité des cellules à développer une tumeur est conduite sur un nombre restreint de souris. Si le résultat est concluant, l'étape 2 sera mise en oeuvre pour déterminer l'efficacité d'une vaccination préventive par un vaccin ARNm nouvelle génération sur le ralentissement de la croissance tumorale. Si et seulement si un ralentissement significatif de la croissance tumorale est constaté, alors l'étude d'un traitement curatif sera mise en oeuvre (les cellules cancéreuses sont injectées puis le traitement débute).

Raffinement

Les analyses de croissance des tumeurs seront non-invasives (mesure au pied à coulisse) et ne requièrent pas d'injection d'anesthésiant ou d'antalgique. De l'aliment humidifié en fond de cage sera disposé si un animal présente une gêne de la mobilité due à la croissance de la tumeur (très rare). Les immunisations (injection intra-musculaire ) se feront sur animal anesthésié. L'injection intra-musculaire est la voie la plus utilisée pour les vaccins à ARNm, permettant la stimulation de la réponse immunitaire. Certains animaux pourront recevoir jusqu'à 6 immunisations maximum. Ce nombre pourra être réduit à 5 en fonction de la croissance tumorale. Ces injections intramusculaires pourront être administrées alternativement sur la patte droite et la patte gauche. Des points limites adaptés sont définis de manière objective pour chaque procédure, incluant des critères d'arrêt de l'expérience en cas de souffrance.

Choix des espèces

La souris est le modèle de choix pour l’analyse de greffes de lignées cellulaires en oncologie. Les expérimentations sont réalisées sur des souris immunocompétentes car l'objectif de l'exprimentation est d'activer le système immunitaire en vue de réduire la croissance de la tumeur. Les souris seront âgées de 7 à 12 semaines. Le système immunitaire est décrit comme mature à partir de cet âge-là et non veillissant.

110 rats mâles vont être utilisés, tous tués à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Ils reçoivent pendant trois semaines un régime contenant de la viande, puis passent jusqu'à 72 heures seuls en cage à métabolisme pour le recueil de leurs urines et fèces, une phase que le porteur reconnaît comme génératrice de stress. Les animaux sont tués pour prélever leur côlon et y mesurer l'oxydation et l'inflammation. Le porteur teste des antioxydants censés contrer l'effet cancérigène du fer héminique de la viande rouge, et affirme qu'aucune étude in vitro ne rend compte d'un "organisme entier".

Objectifs

Les études épidémiologiques réalisées chez l’Homme montrent une association entre la consommation importante de viande rouge et de charcuteries et le développement du cancer colorectal. Les études réalisées chez le rat ou la souris confirment cette association et montrent que le fer héminique (le rouge de la viande), contenu en grande quantité dans ces aliments pourrait être responsable de leur effet néfaste. Le fer héminique est un agent pro-oxydant qui provoque l’oxydation, dans la lumière intestinale, de composés du régime alimentaire, comme les lipides, aboutissant à la formation de composés toxiques. L’objectif de ce projet est d’évaluer l’effet d'extraits végétaux antioxydants, ajoutés directement dans la viande (volet 2), ou bien indirectement dans la ration des bovins (volet 1), sur leur capacité à contrecarrer l’effet délétère du fer héminique de la viande. Les antioxydants ajoutés directement dans la viande (volet 2) seront choisis pour leur capacité antioxydante intrinsèque mais aussi pour leur capacité à moduler une voie importante impliquée dans le dialogue entre différents types cellulaires au niveau colique (études in vitro sur lignée cellulaire en amont de ce projet). Les antioxydants ajoutés dans la ration des bovins seront choisis pour répondre à un triple objectif : avoir non seulement un effet antioxydant, destiné à contrecarrer l’effet du fer héminique chez le consommateur de viande (volet 1), un effet de réduction d’émission de méthane lors de la digestion des bovins (étude sur digesteurs artificiels en amont de ce projet), mais aussi une absence de modification ou une amélioration de la qualité organoleptique (évaluation gustative par un jury de testeurs humains). La viande issue de ces bovins (8 bovins, 2/lots, 1 lot témoin/élevage, 3 lots/rations enrichie en antioxydant) sera testée en l’ajoutant à la ration des rats dans le volet 1. Dans ce projet, nous proposons deux volets où 110 rats Fisher F344 mâles seront nourris avec un régime contenant de la viande pendant 3 semaines. Leur urine et leur fèces seront récupérées lors d’un passage de 2 jours et demi en cage à métabolisme et leur côlon post mortem sera prélevé à la fin de l’expérimentation. Ces échantillons permettront des mesures des produits d’oxydation des lipides et de l’inflammation et permettront des analyses pour la compréhension mécanistique au niveau du tissu colique.

Bénéfices attendus

Les résultats obtenus dans chacun de ces 2 volets permettront l’identification de molécules prometteuses afin d’élaborer des stratégies de prévention nutritionnelles visant à limiter l’effet de la viande rouge sur le risque de cancer colorectal. La première stratégie (volet 1) constitue un levier de prévention nutritionnelle dès la production du bétail qui outre la limitation du risque de cancer colorectal devra provoquer une diminution des émissions de gaz à effet de serre par le bétail tout en maintenant une bonne qualité organoleptique des viandes. La seconde stratégie (volet 2) devra permettre de proposer un levier de prévention nutritionnelle du risque de cancer colorectal défini sur la base d’une étude mécanistique innovante.

Procédures

Tous les prélèvements in vivo, sur rat vigile, se feront sans contention de l'animal (animal posé sur le bras ou maintenu dans la main). Les fèces à l’anus seront prélevées 1 fois à J21 pour des analyses du microbiote. Une crotte sera prélevée par rat. Ce prélèvement dure environ 1 à 3 min par rat. Pour les prélèvements des fèces et urines de 24 h séparées, les rats seront hébergés en cage à métabolisme maximum 48h en continues. Les prélèvements sont en fait des recueils dans des réceptacles sous la cage à métabolisme. Nous recueillons toutes la production de 24h en féces et en urine séparément, 2 fois, au bout de 24 et 48h. Les rats n’ont pas besoin d’être manipulés. Les rats seront également manipulés sans contention pour les identifié par tatouage à l'oreille (pince Aramis spécifique aux rongeurs avec une aiguille type insuline, encre spécifique pour rongeurs, un point par rat).

Impact sur les animaux

Le projet comporte un passage en cage à métabolisme pendant au maximum 72h ce qui peut générer du stress pour les animaux qui sont hébergés seuls.

Devenir

A l'issue de chaque procédure, les animaux seront euthanasiés afin que le côlon soit prélevé pour analyses.

Remplacement

Les études sur digesteurs artificiels mimant le rumen des bovins ont permis de choisir les extraits végétaux antioxydants qui réduiront le plus les émissions de méthane par les bovins (amont du volet 1). Des études in vitro sur des cellules permettront de choisir les antioxydants les plus à même d’avoir un effet intéressant sur le dialogue entre les différents types cellulaires du côlon (volet 2). Ces études en amont de ce projet permettent de limiter le nombre d’animaux en testant beaucoup de molécules in vitro puis de ne tester que les plus pertinentes chez l'animal. Cependant, aucune étude in vitro ne permet d'évaluer les répercussions de ces composés antioxydants, sur la physiologie et le métabolisme d'un organisme entier. L'utilisation d'animaux permet d’examiner des atteintes dans les voies intestinales et coliques (inflammation, atteinte tissulaire). Seule une approche in vivo permet de prendre en compte la complexité de l'épithélium colique sur la physiologie intestinale et le rôle des antioxydants dans l'inflammation et l'apparition de dommages à l'ADN dans l'épithélium ainsi que les modifications possibles du microbiote intestinal.

Réduction

Dans l'objectif de réduire au strict minimum l'utilisation d'animaux de laboratoire, le nombre d'animaux a été limité au maximum à 10 animaux par lot. Pour ces études nutritionnelles de 22 jours, notre expérience et nos publications montrent qu'un nombre minimal de 10 animaux par lot est nécessaire pour une modulation des marqueurs biologiques analysés. Par exemple, un nombre de 10 animaux par lot suffit à obtenir des résultats significatifs sur un marqueur urinaire tel que le DHN-MA (composé issue de la dégradation physiologique d'un acide gras lors de l'oxydation des lipides). Afin d'obtenir des résultats interprétables et statistiquement fiables, et d'être dans des conditions expérimentales équivalentes, nous prévoyons d'utiliser le même nombre d'animaux dans ce projet, soit 10 rats par lot

Raffinement

Les conditions d'expérimentation font l'objet d'une procédure de suivi du bien-être animal. Les animaux seront suivis et surveillés quotidiennement ou deux fois par jour lorsqu’ils passeront 48h dans une cage à métabolisme (animal isolé). La surveillance sera réalisée à l'aide d'une fiche de suivi sanitaire où sont listées et scorées différentes observations spécifiques au rat F344 utilisé dans cette étude. Cela concerne globalement le comportement alimentaire/social et l’état général. Si l'état sanitaire des animaux se révèle modérément modifié (exemple de score 2 : poils non toilettés, prise de poids modéré, …), la surveillance sera augmentée en conséquence (action préétablie à suivre). Si les observations montrent un état général ou un comportement classé sévère (exemple de score 3 : baisse de la prise de poids ou comportement non curieux) ou très sévère (exemple de score 4 = point limite : baisse du poids à 15% par rapport à la dernière mesure), alors le vétérinaire référent sera sollicité pour vérifier que l’action préétablie suffise (score 3) ou l’animal sera euthanasié et autopsié (score 4).

Choix des espèces

Des travaux précédents ont montré que le rat Fisher F344 était un bon modèle pour étudier la modulation de la cancérogenèse colorectale associée à la consommation d’un régime riche en viande rouge. Les mâles sont privilégiés pour analyser le développement des pathologies à l’âge adulte afin d’éviter les effets hormonaux liés aux cycles de la femelle (observés sur l’inflammation et la cancérogenèse). Les études se feront sur des rats adultes. Ils seront âgés de 5 à 6 semaines à leur arrivée et leurs organes seront matures en particuliers ceux de l'appareil digestif. L'ensemble des études précédentes ont été menées sur des rats adultes du même âge dont la fonction digestive est totalement fonctionnelle. Afin de rester en accord avec les résultats précédents, il est important de rester au même stade de développement.

840 poulets vont être utilisés, dont 735 tués à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Ils sont infectés par voie orale par des coccidies, ce qui provoque diarrhée, plumes ébouriffées et lésions intestinales que le porteur cherche à obtenir à un niveau élevé sur son échelle. Les oiseaux sont tués pour observer les lésions du tube digestif, seuls 105 individus écartés pour leur poids étant réutilisés. Le projet vise à valider un parasite du poulet comme modèle de substitution au toxoplasme pour évaluer des traitements des aliments, le porteur indiquant qu'on ne peut se passer "totalement" de modèle animal.

Objectifs

Parmi les coccidies, Toxoplasma gondii est un parasite zoonotique dont une partie du cycle de développement se déroule chez le chat. Les oocystes (formes de résistance émises dans l'environnement avec les matières fécales, qui sont également les éléments infectieux) produits par le chat sont une source de contamination s'ils sont ingérés par un animal ou l'Homme (avec essentiellement le risque chez la femme enceinte de transmission au foetus, avec des conséquences graves sur le développement de ce dernier, notamment cérébral et oculaire). L'étude des mesures de maîtrise appliquées au cours de la production alimentaire pour éliminer et/ou inactiver ces oocystes est essentielle pour réduire le risque d'infection par voie alimentaire. Néanmoins, il est difficile d'obtenir ces oocystes en quantités suffisantes pour réaliser les tests d'inactivation et ces études sont également contraintes en raison de la pathogénicité de T. gondii pour l'Homme. Des modèles utilisant des oocystes d'autres parasites sont donc à l'étude dans ce projet pour pouvoir répondre à la problématique d'évaluation de l'exposition à T. gondii dans les aliments. Des oocystes d'Eimeria acervulina, parasite du poulet, ont été sélectionnés car ils ont des caractéristiques proches de celles des oocystes de T. gondii. Le but est de comparer les résultats préalablement obtenus avec Toxoplasma et différents produits de traitement avec ceux qui seront générés dans ces essais avec les oocystes d'Eimeria. Si les oocystes d'Eimeria répondent pareillement ou sont plus résistant à ces traitements, le modèle sera validé et nous pourrons envisager d'utiliser Eimeria comme modèle de Toxoplasma pour évaluer des traitements pertinents dans le domaine alimentaire et leur efficacité comme mesure de contrôle. Le projet vise à tester la viabilité des oocystes traités de différentes manières par rapport à des oocystes non traités, en infectant des poulets avec ces oocystes traités et non traités. Afin de valider les oocystes d'Eimeria comme modèle de T. gondii,les résultats seront comparés avec ceux obtenus avec les oocystes de T. gondii.

Bénéfices attendus

Ce projet vise à évaluer l'efficacité de différents traitements sur les oocystes d'Eimeria acervulina, dans le but de valider Eimeria comme modèle d'étude de l'inactivation des oocystes de Toxoplasma gondii afin d'évaluer par la suite les traitements applicables sur les aliments potentiellement souillés par des oocystes de T. gondii afin de réduire le risque d'infection chez l'Homme avec ce parasite. L'intérêt majeur d'un tel modèle est de pouvoir disposer d'oocystes plus facielemnt et en plus grande quantité qu'avec Toxoplasma pour l'évaluation des mesures de maîtrise et de pouvoir utiliser un parasite non pathogène pour l'Homme, ce qui est essentiel si on envisage des essais sur site indiustriel (impossibilité de tester une procédure de traitmeent sur site avec un pathogène). Parallèlement, il fournira des informations sur les procédés envisageables en élevage de volailles pour réduire la pression coccidienne environnementale afin de réduire le risque associé à Eimeria acervulina, la coccidie la plus fréquente et la plus dommageable économiquement chez le poulet.

Procédures

Inoculation d'oocystes de coccidies par voie orale à l'âge de 16 jours : une seule inoculation par animal, avec contention de l'animal par un agent et inoculation par un autre agent. La durée de l'intervention n'excède pas une minute, préhension et contention incluses.

Impact sur les animaux

Signes cliniques et lésions intestinales proportionnels à l'intensité de développement des coccidies. Les doses envisagées doivent permettre d'obtenir des signes cliniques modérés avec les oocystes non traités (diarrhée et plumes ébouriffées pendant trois à quatre jours) et des lésions intestinales d'intensité 3 sur une échelle comportant quatre niveaux d'intensité. Les lésions d'intensité 3 sont caractérisées par des points blancs de nécrose nombreux sur la muqueuse du duodénum et du jéjunum, causés par les cellules détruites par les parasites. Baisse de gain de poids et augmentation de l'indice de consommation pendant cette période.

Devenir

Tous les oiseaux utilisés dans les essais (720) sont mis à mort pour observation des lésions du tube digestif causées par le développement des coccidies. Lors de la mise en place des poussins d'un jour, 5 sujets sont mis à mort pour analyses vétérinaires, ce qui fait que 15 des 840 sujets sont mis à mort dès leur arrivée. Les 105 sujets ne servant pas aux essais, à cause de leurs poids extrêmes, pourront être réutilisés dans d'autres procédures.

Remplacement

Un des buts du projet est de renoncer à l'utilisation de chats et de souris pour produire des oocystes de T. gondii et pour tester l'efficacité des traitements sur ces oocystes respectivement. Le chat n'est pas un bon modèle animal car il n'est pas habitué à vivre en claustration, contrairement aux volailles. La coccidie Eimeria acervulina a des oocystes dont les caractéristiques morphologiques et de composition sont proches de celles des oocystes de T. gondii. Les tests in vitro de mesure de viabilité des oocystes sont très difficiles à maîtriser et ils ne permettent pas de suivre la totalité du développement des parasites, seuls les premiers stades étant possibles. Ils ne permettent donc pas de suivre des effets qui se manifesteraient sur des stades de développement tardifs dans le cycle parasitaire, comme l'étape de reproduction sexuée. On ne peut pas actuellement se passer totalement de modèle animal.

Réduction

Les effectifs ont été réduits à vingt sujets par lot, ce qui permet d'obtenir des différences significatives pour une baisse de gain de poids moyen d'environ 15 à 20% par rapport à des animaux non infectés (ou infectés avec une dose n'entraînant pas de baisse de gain de poids). Un lot de référence sera constitué de 20 sujets subdivisé en cinq sous-lots de quatre sujets recevant des doses croissantes d'oocystes non traités, afin d'établir une échelle indicative des indices lésionnels. L'utilisation de quatre sujets par dose au lieu de vingt est envisageable car les lésions sont dose-dépendantes et même si l'échelle sera moins fiable que les résultats des différents lots expérimentaux, il sera possible d'estimer un pourcentage de destruction ou d'inactivation des oocystes traités. Les tests statistiques pour comparer les gains de seront des analyses de variance suivis d’un test de Newman-Keuls, après vérification de la normalité des distributions des poids au sein de chaque lot (test de Shapiro-Wilk) et égalité des variances (test F ou Bartlett). En cas d’absence d’égalité des variances ou de distributions anormales, des tests non paramétriques (test de Kruskall-Wallis et tests de Wilcoxon) seront utilisés. Tous ces tests seront réalisés avec le logiciel R.

Raffinement

Les poulets seront hébergés dans des cages conformes aux conditions exigées en expérimentation animale, en groupes homogènes, avec un éclairage naturel complété par un éclairage artificiel en période de jours courts, avec maîtrise de la température et de la pression et suivi de l'hygrométrie. Des cordelettes seront suspendues dans les cages ainsi que des CD afin que les oiseaux puissent interagir avec. Le système d'abreuvement est constitué d'une rampe de pipettes qui peut être utilisé comme perchoir. Des points limites ont été définis dans la procédure expérimentale.

Choix des espèces

Le modèle sélectionné pour l'étude sur les oocystes est la coccidie Eimeria acervulina, qui est un parasite strictement inféodé à l'espèce Gallus gallus. Cette coccidie ne se développe que chez le poulet. Les oiseaux seront mis en place à l’âge d’un jour, après éclosion et récupération au couvoir, afin d’éviter toute contamination accidentelle avec des coccidies. Ils seront élevés en animalerie protégée jusqu’à l’âge de 15 jours. Ils seront inoculés le lendemain et le suivi d’infection sera effectué pendant 8 jours. Ces âges correspondent aux périodes d’apparition les plus fréquentes de cette coccidie dans les élevages, et la durée du cycle parasitaire n’excédant pas sept jours, il n’est pas nécessaire de les garder au-delà de ce délai pour pouvoir mesurer les effets des parasites sur les animaux.

1 600 rats vont être utilisés, tous tués à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Des femelles gestantes reçoivent par gavage quotidien des composés perturbateurs de la thyroïde, et leur descendance subit un test auditif par clic mécanique dès l'âge de dix jours ainsi qu'un test de retournement sur le dos. Les animaux sont ensuite tués pour prélever sang, foie, thyroïde et cerveau. Le porteur présente le projet comme un effort de mise au point de méthodes sans animaux, tout en affirmant que des données in vivo chez le rat restent "nécessaires" pour valider ces méthodes.

Objectifs

Les études conduites chez le rat, en parallèle d’essais sur cultures d’hépatocytes et de thyrocytes, auront pour objectifs d’augmenter la connaissance des mécanismes d’action notamment quantitativement de perturbateurs thyroïdiens, directs ou médiés par le foie, sur le neurodéveloppement. Le projet sera utilisé pour étudier précisément le mode d’action de produits déjà étudiés et référencés, connus dans la littérature, agissant comme perturbateurs thyroïdiens. Plusieurs types d’études seront conduites dans le cadre de ce projet. Ces études seront conduites chez la femelle gestante pour étudier l’effet toxique des produits sur la femelle et sur sa descendance. Ainsi trois types de procédures expérimentales sont détaillées : 1. Etudes préliminaires pour la validation des choix des doses et de choix de dose de toxicité du développement chez le rongeur gestant et juvénile. 2. Etudes définitives pour l’étude du développement neuronal et de la fonction de la thyroïde chez les rats femelles et leurs descendances exposés à des composés ayant une action de perturbation thyroïdienne lorsqu’ils sont administrés à une dose élevée unique à la mère pendant la période de gestation et de lactation (validation qualitative des évènements clefs impliqués dans le mode d’action de ces perturbateurs). 3. Etudes d’évaluation du développement neuronal et de la fonction de la thyroïde chez les rats femelles et leurs descendances lorsque les composés sont administrés à des doses croissantes pendant la période de gestation et de lactation (validation quantitative des seuils de dérégulations des évènements clefs impliqués dans le mode d’action de ces perturbateurs).

Bénéfices attendus

Les bénéfices attendus sont multiples : tout d'abord une meilleure connaissance phénotypique et moléculaire d’une altération du neurodéveloppement médié par une baisse d’hormones thyroïdiennes. D'autre part, une démonstration d’un effet dose et d’un effet seuil. Enfin, le but ultime du projet : la création d'un modèle mathématique capable de prédire à partir des résultats d'essais in vitro notamment sur hépatocytes la quantité de baisse d'hormones thyroïdiennes chez le rat et d'en déduire des possibles effets sur le développement cérébral.

Procédures

Les animaux seront soumis à des procédures incluant: Un gavage journalier sur femelles adultes vigiles, se faisant en 15 secondes environ, tout au long de l'étude à l'aide de sondes souples adaptées à la taille et à l'âge des animaux. Afin d’évaluer si le développement des petits est normal: les petits seront isolés quelques minutes et soumis à un son extérieur (clic mécanique) à partir de l’âge de 10 jours pour tester le développement du système auditif, chaque jour jusqu’à l’obtention d’une réponse positive au test. L’animal sera également déposé sur le dos pour évaluer sa capacité à se retourner.

Impact sur les animaux

Les effets toxiques attendus seront modérés car aux doses testées des 2 produits de référence connus, peu d’effets cliniques sont attendus. Les femelles gestantes sont hébergées individuellement pendant la gestation (14 jours), ce qui peut induire un stress léger. Afin d’évaluer si le développement est normal: pour le système auditif, les petits seront isolés quelques minutes et soumis à un son extérieur (clic mécanique) à partir de l’âge de 10 jours, chaque jour jusqu’à l’obtention d’une réponse positive au test. L’animal sera également déposé sur le dos pour évaluer sa capacité à se retourner. La nuisance engendrée est un stress léger car les tests sont peu invasifs et non douloureux. Les produits sont administrés une fois par jour par gavage aux mères (procédure inférieure à 15 sec). Cette procédure à l’aide de sonde souple n’est pas douloureuse mais peut induire un stress léger.

Devenir

Les animaux seront mis à morts afin de prélever du sang et des organes (foie, thyroïde et cerveau) qui seront utilisés pour de multiples analyses (dosage d'hormones, évaluation histopathologique et moléculaire notamment).

Remplacement

Le projet s’inscrit totalement dans le R de Remplacement de « la règle des 3 R » en recherche animale, inscrite dans la Directive 2010/63/UE. Ce projet a justement pour objectif la mise au point de méthodes dites alternatives ou nouvelles approches méthodologiques (NAMs) pour remplacer les études utilisant des animaux par des méthodes de culture cellulaire (ici hépatocytes et thyrocytes, 2D et 3D) combinées à des méthodes informatiques (in silico). Elles permettront de prédire l’effet sur les hormones thyroïdiennes en fonction de l’impact des produits sur les enzymes hépatiques mesurées in vitro et sans recourir à l’animal. Pour valider ces nouvelles méthodes et cette extrapolation entre méthodes in vitro et méthodes in vivo, des données sont nécessaires in vitro mais aussi in vivo chez le rat que concernent cette demande d’autorisation de projet.

Réduction

Le nombre d’animaux est le nombre minimum nécessaire et suffisant pour répondre de manière robuste aux questions posées. Les études seront conduites de manière séquentielle avec un nombre d’animaux croissants. Ainsi la première étude se fait avec un nombre d’animaux par groupe réduit (4) pour valider le choix des doses et les techniques moléculaires innovantes. Par la suite le nombre d’animaux est augmenté pour avoir une puissance statistique suffisante concernant les paramètres étudiés. Ce projet participe à l'effort de mise en place et de validation de méthodes alternatives pour réduire globalement le nombre d’animaux utilisés en Toxicologie. En effet, l’objectif est de promouvoir les produits au profil le plus favorable et le moins risqué dans les phases avancés (celles qui nécessitent toujours l’utilisation d’animaux d’un point de vue réglementaire), en testant d’abord les produits à travers ces nouvelles méthodes alternatives. De ce fait, un nombre plus restreint de produits resteront à être testés chez l’animal et avec de plus grandes chances de donner des résultats favorables, ce qui réduirait de facto le nombre d’études nécessaires et donc d’animaux.

Raffinement

Les paramètres étudiés sont beaucoup plus nombreux que ceux classiquement testés dans les lignes directrices de l’OCDE, notamment en incluant des biomarqueurs moléculaires au niveau cérébral, comme des spatial OMICs, ce qui permet d’obtenir un plus grand nombre d’informations pour le projet. Ces études sont réalisées avec des produits de référence connus à des doses choisies pour perturber l'homéostasie de l'axe hypothalamo- thyroïdien tout en minimisant les nuisances sur le bien-être animal. Dans ces études les animaux sont hébergés dans des cages appropriées avec un enrichissement du milieu adapté à leur âge et à leur espèce. Les animaux sont alimentés par une nourriture contrôlée et adaptée, les certificats concernant cette nourriture sont archivés par le laboratoire. Les animaux sont observés quotidiennement y compris les week-ends. Ils sont pesés à intervalle régulier pour vérifier leur croissance ou leur bien-être. Toutes ces mesures sont réalisées par des techniciens confirmés qui suivent des périodes régulières de maintien des compétences. Des points limites ont été identifiés qui peuvent nécessiter la mise à mort précoce de l’animal.

Choix des espèces

Le rat est le modèle de référence en toxicologie. On s'appuie sur des données scientifiques publiées chez le rat. Les mécanismes de développement du système neurologique du rongeur sont souvent similaires à ceux de l’homme et, ainsi, les données générées chez le rongeur peuvent être extrapolées à l’homme. Ces études seront conduites chez la femelle gestante et allaitante et sa descendance. En effet, la fenêtre d’exposition encadrant la naissance jusqu’à la fin de la lactation a été montrée comme étant la plus sensible aux traitements pouvant impacter le neurodéveloppement.

Une partie des 134 souris de ce projet porte la mutation d'un gène que l'équipe soupçonne d'être en cause dans le syndrome de Hermansky-Pudlak, une maladie rare qui associe albinisme et tendance aux hémorragies, et risque de saigner longtemps à chaque prise de sang. Mutantes et témoins vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, pour deux prises de sang sans anesthésie, à 6 et 8 semaines, un groupe étant aussi étudié à 7 mois sans que les actes prévus à cet âge soient décrits. Le porteur juge la souris "indispensable et nécessaire" pour étudier ce gène "à l'échelle de l'organisme entier". Toutes doivent ensuite être transférées dans le laboratoire d'un collaborateur pour compléter l'étude immunologique, sans que le porteur précise ce qu'elles y subiront ni leur sort final.

Objectifs

L’étude des maladies rares d’origine génétique permet aujourd’hui de décrire les gènes, des protéines et des mécanismes biologiques fondamentaux pour la compréhension du vivant et celle de maladie plus fréquente. Nous avons identifié chez des patients atteints du syndrome de Hermansky-Pudlak (SHP) qui est une maladie multisystémique caractérisé par un albinisme oculo-cutané et un terrain hémorragique. Une mutation d'un gène qui pourrait être à l’origine du déficit immunitaire global ainsi que d’anomalies sanguines principalement thrombopénie (déficit des plaquettes) avec des dysfonctionnements de la fonction plaquettaire. Notre projet et l’étude de la modification de ce gène impliqué dans la pathologie complexe observée chez les patients, grâce au modèle de souris portant la mutation de notre gène d'intêret. Plus précisément, nous souhaiterions étudier les paramètres hématologiques et particulièrement les plaquettes et leur physiologie. Pour cela des prélèvements de sang seront réalisés chez des souris contrôles et mutantes, afin d’être analysés. Au total 134 souris seront nécessaires pour valider notre question biologique et obtenir des résultats statistiquement valides.

Bénéfices attendus

L'objectif de notre projet et l'étude de systeme immunitaire et la fonction plaquettaire dans le cadre d'une maladie rare le syndrome de Hermansky-Pudlak , nous souhaiterons comprendre les mecanismes biologiques qui découlent de la mutation de notre gène et son effet sur la thrombopenie (deficite plaquettaire)

Procédures

Les souris seront soumises à 2 prelevements sanguins (vigiles) à l'age de 6 et 8 semaines. Nous avons également un groupe de 7 mois.

Impact sur les animaux

Comme la mutation chez l’homme induit une dysfonction de la fonction plaquettaire et de la thrombopénie, un risque de saignement prolongé au moment de la prise de sang pourrait être observé sur notre modèle de souris mutantes.

Devenir

Tous les animaux seront transferés dans le laboratoire de notre collaborateur pour completer l'étude immunologique.

Remplacement

Une partie importante de l’étude de caractérisation du gène ne nécessite pas l’utilisation d’animaux vivants et est étudié in vitro sur des lignées cellulaires modifiées génétiquement. Cependant, le modèle animal (souris) reste indispensable et nécessaire pour identifier l’effet de la modification du gène à l’échelle de l’organisme entier dans le cadre d'un syndrome multisystemique ; le système in vitro ne pouvant apporter un même niveau d’information.

Réduction

L’objectif est de réduire au maximum le nombre de souris pour l’étude tout en gardant s’assurant d’une analyse statistique fiable et reproductible. Etant donné le manque de donnée concernant cette nouvelle lignée, l’analyse de puissance sera revue en fonction des données générées. En effet, en fonction du phénotype observé, on pourrait être amené à réduire le nombre d'animaux tout en cherchant à atteindre une puissance statistique de 80%. Un maximum de 134 souris sera nécessaire. Le test statistique utilisés sera student-test (comparaison des mutants Vs contrôles). Comme on s'attend à avoir le même phénotype chez les mâles et les femelles, nous utiliserons pour chaque série l'un des 2 sexes (selon la production), ce qui éviterait de dédoubler les effectifs.

Raffinement

Les animaux seront hébergés dans les meilleures conditions possibles dans un environnement contrôlé permettant une réduction du stress. Chaque animal sera suivi tout au long de l’expérience afin de détecter tout indicateur de souffrance et déterminer si besoin l’arrêt de l’expérimentation et son euthanasie. Les animaux seront observés toutes les semaines avec une grille de suivi du bien-être, en plus du suivi quotidien habituel. Afin d’éviter toute perte de sang excessive (hémorragie), le site de ponction sera comprimé avec un hémostatique local afin d’atteindre l’hémostase.

Choix des espèces

Le modèle souris est très pertinent et est necessaire pour étudier de la modification de notre gène d'intêret à l’échelle de l’organisme entier dans le cadre d'un syndrome multisystemique ; de plus, le modèle de souris est très étudié et largement utlisé pour analyser la fonction plaquettaire. Les animaux seront étudiées à l'âge de 6 et 8 semaines à fin d'étudier les 2 stades avant l'age adulte et à l'age adulte. Nous avons également un groupe de souirs de 7 mois afin comparer l'effet de l’âge dans ce groupe.

Un dispositif de contention fixé sur le crâne lors d'une chirurgie d'une heure au plus permet ensuite de faire tourner 110 rates pour enregistrer leurs mouvements oculaires. 242 rates Long Evans vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, dont 140 enfermées 6 heures par jour, cinq jours de suite, pendant une ou quatre semaines, dans des enceintes où elles respirent du styrène ou des isomères du xylène, et 80 témoins à l'air filtré, puis toutes tuées par perfusion intracardiaque pour l'histologie de l'oreille interne. Aux concentrations élevées, le porteur prévoit un effet dépresseur sur le système nerveux central et des effets narcotiques, qui ne devraient pas persister plus d'une heure après la sortie des enceintes. L'étude doit confirmer une toxicité pour l'équilibre suggérée in vitro sur des cultures d'organes issus de rats nouveau-nés. Le porteur annonce aussi deux tests comportementaux de l'équilibre, passés trois fois par 110 rates, sans les nommer.

Objectifs

Cette étude qui consiste à comparer la toxicité de solvants aromatiques sur les récepteurs de l’audition et de l’équilibre tous deux localisés au niveau de l’oreille interne apportera pour la première fois des données sur la dangerosité éventuelle des solvants sur l’équilibre au niveau périphérique. Par ailleurs, cette étude permettra de valider des données obtenues in vitro suggérant un potentiel effet toxique de certains solvants aromatiques sur le récepteur de l’équilibre et permettra de proposer ce test comme test de criblage.Cette étude qui consiste à comparer la toxicité de solvants aromatiques sur les récepteurs de l’audition et de l’équilibre tous deux localisés au niveau de l’oreille interne apportera pour la première fois des données sur la dangerosité éventuelle des solvants sur l’équilibre au niveau périphérique. Par ailleurs, cette étude permettra de valider des données obtenues in vitro suggérant un potentiel effet toxique de certains solvants aromatiques sur le récepteur de l’équilibre et permettra de proposer ce test comme test de criblage.

Bénéfices attendus

Cette étude permettra de valider des résultats obtenus précédemment avec un test in vitro obtenu à partir de cultures d’organes récepteurs de l’équilibre de rats nouveau-nés et exposées aux mêmes solvants. Si les résultats in vivo confirment les résultats obtenus in vitro alors ce test pourra être proposé comme test de criblage afin d’identifier les produits industriels rencontrés par les salariés lors d’exposition professionnelles et susceptibles perturber l’équilibre. Par ailleurs, cette étude permettra de comparer la toxicité de solvants aromatiques sur les récepteurs de l’audition et de l’équilibre tous deux situés dans l’oreille interne et apportera des informations nouvelles sur la toxicité potentielle des solvants aromatiques sur le récepteur de l’équilibre, sujet non traité dans la littérature jusqu’alors.

Procédures

Chirurgie crânienne: 110 rates sont équipées d’un dispositif de contention sur le crâne, pour enregistrer le mouvement oculaire (nystagmus post-rotatoire) après stimulation du système vestibulaire par mise en rotation de l’animal. Cette intervention chirurgicale est réalisée sous anesthésie gazeuse et n’excède pas une heure par animal. Elle est réalisée 1 seule fois. Mesures du nystagmus post-rotatoire : Ces mesures sont effectuées sur les 110 rates ayant subi une chirurgie. Elles sont réalisées avant exposition par inhalation au solvant ou à l’air filtré (T0), après une semaine d’exposition (T1) et après 4 semaines de récupération (T2). Ces mesures nécessitent une mise en contention. Cette procédure ne dure pas plus de à 10 minutes par rate. Tests comportementaux : A T0, T1 et T2, 110 rates sont soumises à 2 tests comportementaux permettant une mesure de la fonction vestibulaire. Moins de 10 minutes sont requises pour effectuer ces tests. Une fois effectués, les rates sont soumises aux mesures des produits de distorsion acoustique. Mesure des produits de distorsion acoustique : 110 rates sont soumises à une anesthésie médicamenteuse légère pour enregistrer les produits de distorsion acoustique après avoir placé une sonde au niveau de l’oreille. Ces mesures sont effectuées à T0, T1 et T2. Quinze minutes par rate sont nécessaires. Exposition par inhalation au solvant ou à l’air filtré dans des enceintes d’inhalation : Les rates sont disposées dans des enceintes 6 heures/jour pendant 5 jours consécutifs durant 1 semaine voire 4 semaines (4 x 5 jours) et sont exposées soit aux solvants (140 rates) soit à de l’air filtré (80 rates). Prélèvement sanguin à la veine caudale : 56 rates sont soumises à un prélèvement sanguin à la veine caudale sous anesthésie gazeuse. Le prélèvement est réalisé 1 seule fois à l’issue de l’exposition au solvant ou à l’air filtré. La procédure ne dure pas plus de 5 minutes par animal. Au terme des expérimentations, les animaux sont mis à mort par perfusion intracardiaque pour réaliser l’histologie de l’oreille interne.

Impact sur les animaux

Certains animaux seront exposés à des concentrations élevées de solvant 6 heures/jour, 5 jours par semaine durant 4 semaines. Ces concentrations élevées pourront avoir un effet dépresseur sur le système nerveux central et des troubles sensori-moteurs comme des effets narcotiques pourront alors être observés. Néanmoins, ces troubles ne devraient pas persister dans l’heure qui suit la sortie des chambres d’inhalation.

Devenir

Tous les animaux de la procédure 1 (Evaluation de la fonction vestibulaire par la mesure du nystagmus post-rotatoire chez des rates exposées par voie inhalatoire aux solvants) seront mis à mort afin de réaliser des prélèvements et l’histologie des tissus biologiques. Tous les animaux de la procédure 2 (Evaluations des fonctions vestibulaire et auditive des rates exposées par voie inhalatoire aux solvants par l’utilisation de tests comportementaux et par la mesure des produits de distorsions acoustique) seront mis à mort afin de réaliser des prélèvements et l’histologie des tissus biologiques.

Remplacement

La toxicité de certains solvants industriels sur la cochlée a été démontrée par de nombreuses études expérimentales (rat, cobaye) mais aussi par des études épidémiologiques en entreprise. A l’inverse, les effets de ces substances sur le vestibule, qui partage de nombreuses similitudes avec la cochlée, n’ont jamais été étudiés in vivo. Il est à noter, cependant, qu'un modèle de culture d’explants vestibulaires, développé au laboratoire, a suggéré une toxicité de ces solvants sur le vestibule. Ces données in vitro doivent être confirmées par une étude in vivo avant d’alerter les services de santé au travail de la dangerosité de ces subtances sur cet organe. L’étude in vivo se propose d’exposer des rates au styrène et aux différents isomères du xylène (ortho, méta et para) par voie inhalatoire 6 heures par jour, 5 jours par semaine pendant 5 jours (ou 4 semaines à raison de 5 jours par semaine). L’évaluation de la toxicité se fera par le biais de mesures fonctionnelles, comportementales et histologiques qui devront permettre une comparaison fiable et objective des effets cochléotoxiques et vestibulotoxiques. Ces techniques auront été préalablement validées et calibrées à l’aide d’une molécule, l’iminodipropionitrile, reconnue être à la fois cochléo-et vestibulotoxique. Cette pré-étude a fait l’objet d’une demande d’autorisation de projet. Les méthodes utilisées dans le cadre de cette étude évaluent les fonctionnements physiologiques de ces deux systèmes sensoriels ainsi que diverses réponses réflexes. Ces méthodes ne peuvent être testées que sur des organismes vivants. Ces tests sont des mesures de produits de distorsion acoustique pour l'audition et la mesure du nystagmus post-rotatoire ainsi que des tests comportementaux pour l'équilibre. Des analyses histologiques seront également réalisées. D’autre part, pour évaluer la toxicité de ces agents chimiques, il est nécessaire que ces derniers soient métabolisés par des organismes vivants.

Réduction

La démarche consiste à tester dans une première phase expérimentale (phase 1) les effets vestibulaires d’une forte concentration de styrène pendant une exposition courte (5 jours). Si celle-ci ne génère pas d’effet vestibulaire, une nouvelle exposition à la même concentration sera réalisée pendant 4 semaines (phase 2). Si aucune vestibulotoxicité n’est observée, la recherche de seuil d’effet (phase 3) ne sera bien évidemment pas réalisée, et les expérimentations seront stoppées. Dans le cas contraire, la phase expérimentale 3 sera menée en exposant les animaux à des concentrations de styrène plus faibles (la durée dépendra des résultats des phases 1 et 2). Enfin, la phase 4 s’attachera à évaluer la vestibulotoxicité de chacun des isomères du xylène (la durée de l’exposition dépendra une nouvelle fois des résultats des phases 1 et 2). Le dispositif crânien des rates destinées aux mesures du nystagmus-post rotatoire ne permettant pas les mesures des produits de distorsion acoustique, des lots de rates dédiés spécifiquement à ces tests seront prévus. Ainsi pour chaque solvant et concentration, 2 groupes expérimentaux seront prévus, l’un pour la mesure du nystagmus-post rotatoire et l’autre pour les mesures de comportement suivies des mesures des produits de distorsion acoustique (idem pour les contrôles). Lors de chaque campagne, un maximum de conditions expérimentales seront testées simultanément afin de limiter le nombre de groupes contrôles associés. Le nombre d’animaux par groupe a été déterminé par un calcul de puissance (logiciel G-Power). Le résultat de ce calcul est de 10 animaux par groupe. 22 animaux surnuméraires (soit 10% de l’effectif prévu) seront nécessaires en cas de mortalités (anesthésie, perte de casques...). L’étude nécessitera au maximum 242 rates (dont les 22 surnuméraires). Ce nombre pourrait être réduit si les résultats des phases 1 et 2 sont négatifs.

Raffinement

Dès leur arrivée à l’animalerie, les rates seront placées dans les conditions standard d’hébergement pour cette espèce (température, hygrométrie, surface des cages). Par ailleurs, les rates, animaux nocturnes, seront placées en cycle inversé jour-nuit de 12h / 12 h afin de respecter leur rythme. Elles seront stabulées à 2 ou 3 par cage. Seuls les animaux ayant subi une intervention chirurgicale, afin de les équiper d’un dispositif de contention, seront hébergés seuls pendant une semaine afin d’assurer une bonne cicatrisation. L’utilisation de cages ouvertes et transparentes leur permettra de créer des liens sociaux et des contacts visuels, olfactifs et auditifs nécessaires à leur bien-être. La litière utilisée sera constituée de carrés de cellulose et leur environnement sera enrichi par des tunnels en carton ou du « sizzle nest » pour constituer des nids. Selon les procédures du projet, les animaux seront habitués à leur nouvel environnement et à être manipulés. Les animaux soumis à une intervention chirurgicale recevront une médication adaptée à savoir une analgésie pré-opératoire avant de réaliser l’anesthésie et des anti-inflammatoires seront administrés en post-opératoire. Après l’intervention chirurgicale, les animaux seront surveillés et pesés quotidiennement afin de détecter des signes de souffrance ou une perte de poids trop importante nécessitant une prise de décision immédiate. Pendant les phases d’exposition par inhalation aux solvants, les rates seront également surveillées toutes les deux heures afin de déceler d’éventuels signes cliniques traduisant un mal-être de l’animal qui nécessiterait d’isoler immédiatement l’animal. Des fiches de suivi seront renseignés à cet effet.

Choix des espèces

Le rat est une espèce couramment utilisée dans les études de toxicologie et, est un modèle sélectionné dans les lignes directrices de l’OCDE portant sur les essais in vivo de toxicité des produits chimiques. Par ailleurs, le métabolisme des solvants par le rat est proche de celui de l'Homme. De plus, les expérimentations doivent être menées sur des souches de rat pigmentées comme les rats Long Evans puisque la mélanine est présente au niveau de l'oreille interne, comme chez l'Homme. Les souches albinos sont dépourvues de mélanine ce qui les rend plus sensibles aux solvants. Par ailleurs, la plupart des études expérimentales portant sur les systèmes sensoriels de l'audition et de l'équilibre ainsi que les études comportementales ont été menées avec cette souche de rat ce qui facilitera la comparaison avec nos résultats obtenus au sein du laboratoire. Les rates seront utilisées, pour les mesures fonctionnelles, à l'âge adulte entre 16 et 18 semaines car l'oreille interne ainsi que les cytochromes intervenant dans le métabolisme des toxiques doivent être matures.