Recherche appliquée

380 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Ces souris transgéniques Townes développent une drépanocytose avec anémie et atteintes du foie, des reins et de la rate, et reçoivent des candidats médicaments ainsi que des prélèvements de sang répétés au sinus de l'œil sous anesthésie. Le porteur indique que toutes seront tuées en fin de procédure pour prélever leurs organes. Il affirme que la complexité de la maladie impose d'en faire la preuve dans un "organisme intégré" et que le remplacement total par la culture cellulaire est impossible.

Objectifs

Il est aujourd’hui estimé qu’il naît chaque année dans le monde, plus de 300 000 enfants atteints de drépanocytose, une forme grave d’hémoglobinopathie à transmission autosomique récessive touchant le gène codant pour l’hémoglobine. La drépanocytose se caractérise par une altération de la forme native du globule rouge suite à la formation de polymères d’hémoglobine S mutée. Elle se manifeste des crises vaso-occlusives récurrentes et douloureuses ainsi que par une anémie hémolytique notamment dues à une inflammation vasculaire et un stress oxydant chroniques. Le caractère imprévisible des crises vaso-occlusives et les dommages tissulaires sévères et multifocaux subséquents rendent extrêmement difficile l'établissement d'un traitement efficace, expliquant pourquoi, à ce jour, il n'existe encore aucun traitement curatif applicable à l'ensemble de la population drépanocytaire. Il est donc nécessaire de continuer de développer des médicaments ciblant mieux les mécanismes d'action de la pathologie. Pour cela nous devons évaluer, sur des modèles physiologiques intégrés, l’impact de nouveaux candidats pharmacologiques pour mieux traiter la drépanocytose. La complexité de cette maladie nécessite de pouvoir faire la preuve de concept et d’efficacité dans un organisme intégré comme l’animal. Ce projet a pour objectif d'étudier l'effet de nouvelles molécules sur la physiopathologie de la drépanocytose dans un modèle murin transgénique développant la maladie. Dans ce contexte, nous évaluerons l'impact des molécules à tester sur l'érythropoièse, la production d'espèces réactives de l'oxygène (ROS), l'hématocrite, la falciformation des globules rouges, ou encore le dosage de l'hémoglobine. L’utilisation de la souris se fera en accord avec la règle des 3R (réduire, raffiner, remplacer). Le nombre d'animaux utilisés sera réduit au maximum afin de permettre des analyses statistiques solides. Des points limites destinés à limiter l'inconfort et la douleur des souris seront mis en place dans chaque procédure afin de veiller à leur bien-être. Une étude préliminaire pilote permettra de s’assurer de la faisabilité des mesures des paramètres listés ci-dessus et sera suivie d’études principales dont l’objectif sera d’évaluer l’efficacité de futurs candidats médicaments, seuls ou en combinaison avec l’hydroxyurée. Ce projet de recherche nécessitera au total 380 souris sur 3 ans.

Bénéfices attendus

Ce projet propose d'évaluer de nouvelles stratégies thérapeutiques afin d’améliorer le traitement des patients drépanocytaires. Ce projet permettra également de comparer de futurs candidats médicaments au traitement de référence de cette maladie, l’hydroxyurée. Plusieurs voies d’administration de ces composés seront envisagés afin de couvrir au mieux les effets potentiels sur la sévérité et la progression de la drépanocytose.

Procédures

Les animaux seront soumis à des prélèvement sanguins au sinus rétro-orbital, sous anesthésie isoflurane 3% et suivant une cinétique de prélèvement définis par le sponsor (en sachant qu'un prélèvement sanguin de 7,5% du volume total nécessite une semaine de récupération). Dans l'étude principale, les animaux recevront l'administration des composés à tester. La fréquence, la durée et la voie d'administration dépendra de la demande du sponsor (détails dans le rubrique Procédure 2). Sur animal anesthésié à l'isoflurane 3%, un prélevement en point final de sang sera effectué au sinus rétro-orbital. Puis un prélèvement d'organes (selon la demande du sponsor) aura lieu après mise à mort de l'animal pour histologie, analyse cellulaire, moléculaire et fonctionnelle ex- vivo.

Impact sur les animaux

Les effets indésiréables attendus sont ceux induits par le phénotype drépanocytaire spontanné des souris transgéniques Townes. Les souris Townes présentent une anémie, une demi-vie érythrocytaire raccourcie, une atteinte hépatique, rénale et splénique ainsi qu'une augmentation de l'érythropoïèse. Ces souris présentent un phénotype drépanocytaire dont l’ensemble des manifestations cliniques de la maladie serviront de paramètres d’évaluation d’efficacité de l’ensemble des composés pharmacologiques à tester, en les comparant et ou les combinant au traitement de référence, l’hydroxyurée.

Devenir

Tous les animaux sont mis à mort à la fin de chaque procédure et des prélèvements sont réalisés pour étudier l'effet du composé testé sur la physiopathologie de la drépanocytose.

Remplacement

Lorsque cela est possible les composés sont évalués sur culture cellulaire ou organe isolé préalablement aux tests animaux afin de remplacer ou de réduire le nombre d’animaux impliqués dans ce protocole. Cependant, le remplacement total de l'expérimentation animale par des essais sur culture cellulaire n'est pas possible pour l'étude de la drépanocytose. En effet, les modifications physiopathologiques nécessaires au développement de la maladie sont très complexes et nécessitent la mobilisation d'effecteurs moléculaires et cellulaires nombreux. Il est impossible d'explorer l'ensemble de ces événements par une approche subsitutive de culture cellulaire. Il est donc important de pouvoir disposer de modèles physiologiques pertinents (modèle Townes) pour permettre une recherche fondamentale et appliquée tout en évaluant l'efficacité de nouvelles molécules à visée thérapeutique.

Réduction

Nous avons une approche en deux temps pour bien définir les meilleures conditions d’expérimentation. Une expérience préliminaire pilote permettra de valider les paramètres à évaluer avant d'administrer les composés à tester dans l'étude principale et de confirmer la robustesse du modèle, permettant ainsi de réduire le nombre d’animaux. Le nombre de souris nécessaires a été défini de façon à obtenir une puissance statistique suffisante pour pouvoir interpréter et valider les résultats d’expérience, tout en prenant en compte la disponibilité du modèle transgénique Townes.

Raffinement

Les souris seront hébergés selon les conditions de la réglementation 2010/63, à raison de 6 animaux par cage maximum, en unités ventilées. Un cycle jour/nuit de 12h/24 est assuré de façon automatique et la température est maintenue constante à 22°C. Leur environnement sera enrichi (igloo, buchette) afin d'éveiller leur sens, leur curiosité, leur activité physique. Les animaux seront pesés et leur aspect général sera suivi quotidiennement en accord avec le comité de suivi du bien-être animal de notre établissement. et reporté sur une feuille clinique par les animaliers et les expérimentateurs. L’atteinte d’un point limite défini dans la procédure avant la fin de l’expérimentation entrainera la mise à mort de l'animal.

Choix des espèces

Dans ce projet, les expériences in vivo sont indispensables car il n’existe pas de procédé in vitro ou in silico pour évaluer d’une part la délivrance des composés mais également leur efficacité sur la physiopathologie de la drépanocytose. La souris a été choisie car le modèle Townes a été développé afin de reproduire au mieux génétiquement et cliniquement la pathologie drépanocytose. Les souris utilisées auront 7-8 semaines au début de la procédure afin d'avoir des souris adultes avec un système immunitaire mature et ayant développé la pathologie.

80 souriceaux vont être utilisés, tous tués à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. À l'âge de deux jours, ils reçoivent une injection dans le cerveau de bleu de méthylène ou de solution saline sous anesthésie par hypothermie sur la glace, 60 étant tués juste après l'injection et 20 gardés jusqu'au sevrage. Le porteur indique que des pertes sont attendues du fait du jeune âge et du rejet des petits par la mère après l'injection. Cette étude ne teste aucun traitement, elle sert à caler le geste avant une future recherche de thérapie génique contre la sclérose latérale amyotrophique, et le porteur affirme que la souris reste un modèle "indispensable".

Objectifs

La sclérose latérale amyotrophique (SLA) est une maladie neurologique caractérisée par une mort sélective des motoneurones. Son issue est fatale en quelques années après le diagnostic, par paralysie progressive provoquant une insuffisance respiratoire. L'incidence et la prévalence de la SLA sont dans le monde respectivement de 2 et 8/100 000 personnes et concernent principalement les personnes de plus de 40 ans. La durée de vie après le diagnostic est d'environ 2 ans. Malgré les efforts déployés pour comprendre cette maladie, il n'existe à ce jour aucun traitement efficace. Certains cas de SLA sont présents au sein d’une même famille, on parle de SLA familiale. Elle est due à des mutations de gènes. L'une d'elle provoque des SLA extrêmement sévères, avec un début des symptômes entre l’adolescence et la quarantaine et une progression très rapide menant au décès en quelques mois suivant le diagnostic. Afin de reproduire cette mutation, un modèle de souris SLA présentant la mutation a été généré. Ces souris développent des troubles moteurs associés à une perte progressive des motoneurones. La thérapie génique est une approche prometteuse, notamment par modification du génome pour corriger cette mutation. Les virus adéno-associés (AAV) en thérapie génique servent de « moyen de transport » pour apporter du matériel génétique dans les cellules cibles. Ils sont souvent utilisés en raison de leur non toxicité et de la stabilité à long terme de l’expression des gènes thérapeutiques dans le cerveau de rongeurs, de primates, mais aussi chez l'homme. Néanmoins, l’injection d’AAV chez des souris de 6 semaines n’a pas permis l’expression du virus chez les souris à l’âge adulte. Une hypothèse serait que l'expression du virus se fasse à un stade trop tard du développement cérébral. L'objectif de ce projet est donc de mettre en place des injections dans le cerveau chez la souris à l'âge de deux jours, pour permettre la libération de matériaux génétiques dans l'ensemble du système nerveux central. Dans cette étude pilote nous utiliserons du bleu de méthylène pour confirmer nos sites d'injections. Après la mise au point de ces injections, des injections avec des AAV seront réalisées dans un modèle de souris SLA, afin de valider l'effet thérapeutique (cette étude fera l'objet d'une demande d'autorisation séparée).

Bénéfices attendus

Ce projet méthodologique permettra de mettre en place un protocole pour des injections intracérébrales chez la souris à un stade de développement précoce. Cette étude pilote précède une étude de thérapie génique reposant sur l'injection de virus AAV dans le cadre de la sclérose latérale amyotrophique. A long terme, ce projet permettra de mettre en place de nouveaux traitements contra cette maladie incurable.

Procédures

Une seule injection sera réalisée en intracérébrale avec du bleu de méthylène ou une solution saline chez chaque souris à l'âge de deux jours. Les souris seront anesthésiées sur la glace. Le temps total de la procédure est de 10 min : Anesthésie sur glace de la souris : 10 min (cela inclus le temps d'endormissement de l'animal et la préparation à l'injection (désinfection du crâne, prise de coordonnées.) Injection intracérébrale de la souris : 25 sec

Impact sur les animaux

Une perte du nombre d’animaux est attendue lors des injections, également à cause du jeune âge des animaux et du rejet de la mère après les injections.

Devenir

Les animaux seront tous mis à mort en fin d'expérience pour prélever les cerveaux.

Remplacement

Les cultures cellulaires ne permettent pas de modéliser l'aspect intégré des pathologies neurologiques. Nous avons donc besoin de recourir à des modèles animaux qui présentent une organisation du système nerveux proche de celle de l'homme pour réaliser ce projet de recherche. Du fait de la complexité du mécanisme que nous étudions, le modèle animal comme la souris reste indispensable.

Réduction

Cette étude pilote vise à acquérir le geste technique ainsi, pour la reproductibilité du geste technique et la justesse des coordonnées d'injections ainsi que l'étude de la survie des animaux, nous utiliserons 80 souriceaux : 60 sacrifiés immédiatement après les injections et 20 maintenus en vie jusqu'au sevrage. Il n'y aura pas d'analyse statistique.

Raffinement

Ainsi, afin d'améliorer le bien-être animal au cours de notre étude, les besoins physiologiques des animaux seront respectés (nourriture ad libitum, cages propres, nids d'enrichissement) permettant une réduction du stress et de limiter au maximum la souffrance des animaux. Lors des injections, en cas de signe de souffrance, le personnel qualifié pourra décider de l'arrêt de la chirurgie et de l'euthanasie de l'animal. Le réveil de l'animal se fera sur une couverture chauffante (37°C). Pour limiter toute souffrance chez l'animal nous suivrons les points limites suivants : -Si une souris présente des difficultés respiratoires, se réveille et/ou présente des signes de douleur durant l'injection ou au réveil, elle sera mise à mort. Les animaux maintenus en vie jusqu'au sevrage seront surveillés quotidiennement. -Si 24h après les injections une souris ne présente pas de "poche de lait" dans l'abdomen, c’est-à-dire qu'elle n'a pas pu s'alimenter avec le lait de sa mère, elle sera mise à mort -Si une souris ne retrouve pas une température corporelle normale c’est-à-dire présente une couleur bleue/violacée après les injections ou lors du retour à la mère, elle sera mise à mort. Durant le développement des souris nous contrôlerons la présence de signes cliniques d’affaiblissement (poil hirsute, prostration, difficultés à se déplacer, difficultés à s’alimenter...) Lors des injections les souris seront anesthésiées sur glace, il s'agit d'une méthode couramment utilisée pour induire une anesthésie chez les rongeurs avant l'âge de 7 jours lors d'interventions chirurgicales. Cette technique a été validée comme sûre et efficace et repose sur le fait que les très jeunes rongeurs sont poïkilothermes (c’est-à-dire régulent leur température avec celle de l'environnement). L'hypothermie profonde fournit à la fois une immobilisation et une analgésie de l'animal.

Choix des espèces

Dans le domaine de recherche sur les maladies neurologiques, la souris est un modèle de choix. Les études réalisées avec ce modèle sont reproductibles et simples d'un point de vue expérimental. Les souris présentent une organisation du système nerveux proche de celle de l'homme. Enfin, nous possédons une grande expertise avec ces modèles et le matériel chirurgical et médical est adapté à ce modèle. Les animaux seront injectés à P2, pour valider notre protocole et confirmer les sites d'injection.

Une chienne Border Collie va être utilisée, dans une procédure impliquant un niveau de souffrance modéré, puis proposée à l'adoption. Elle subit sous anesthésie générale une biopsie d'un muscle de la cuisse, acte que le porteur décrit comme douloureux pendant et après la chirurgie, avec un risque de complications au site opératoire. La biopsie doit fournir une lignée de cellules saines servant de contrôle face aux cellules de quatre chiens de la même portée atteints d'une myopathie génétique. Le porteur affirme qu'un prélèvement de tissu chez l'animal ne peut être évité, tout en revendiquant que cette lignée contribuera ensuite au remplacement de l'animal in vitro.

Objectifs

Les myopathies centronucléaires sont un groupe de maladies génétiques humaines rares touchant le muscle, liées à des mutations dans différents gènes, ayant en commun des lésions du muscle typiques, une faiblesse et une fonte des masses musculaires. Parmi les gènes en cause, une mutation du gène codant pour la dynamine 2 (DNM2) qui entraîne une augmentation de l'activité de la protéine est responsable de formes autosomales dominantes (=mutation présente sur 1 chromosome suffisante pour entraîner la maladie). Récemment, il a été démontré sur des modèles in vitro et dans des modèles murins, que la répression du gène DNM2 permet d'apporter un bénéfice thérapeutique, non seulement dans le cas de la myopathie centronucléaire liée à DNM2, mais aussi dans d'autres formes de myopathies centronucléaires. Cette approche pourrait donc constituer une thérapie génique commune pour tout ce groupe de maladies, bien que liées à des mutations dans des gènes différents. Récemment, un cas de myopathie centronucléaire a été identifié chez un chien Border Collie de compagnie âgé de deux ans, présentant une atrophie musculaire et une faiblesse locomotrice. La mutation en cause a été identifiée et se trouve dans le gène DNM2. Elle est identique à la mutation la plus fréquemment diagnostiquée chez les patients humains. Une portée issue de ce chien a été obtenue, confirmant que cette mutation est bien responsable d'une myopathie centronucléaire peu invalidante, lentement évolutive, et similaire à la maladie humaine. Afin de développer une thérapie génique innovante permettant de réduire la quantité de DNM2, et avant d'envisager les essais précliniques in vivo, il est nécessaire de valider les candidats-médicaments in vitro. Pour ce faire, des biopsies musculaires ont été effectuées sur les 4 chiens porteurs de la mutation (descendance du border collie), mises en culture avec succès au cours d'un projet précédemment autorisé. Afin de disposer d'un contrôle sain, il apparaît nécessaire d'obtenir des cellules de la soeur de portée de ces 4 chiens, non porteuse de la mutation. Ce projet a donc pour objectif la réalisation d'une biopsie musculaire sur cette chienne, en vue d'une mise en culture. Cela contribuera à une validation approfondie du traitement de thérapie génique en cours de mise au point pour ce modèle, et plus largement pour une application à l'ensemble des myopathies centronucléaires humaines.

Bénéfices attendus

Ce projet permettra de disposer d'une lignée stable utilisable comme contrôle sain des cellules issues des animaux malades, déjà disponibles, pour effectuer in vitro toutes les étapes qui peuvent l'être avant de passer à l'in vivo, dans une optique de remplacement.

Procédures

L'animal subira une biopsie d'un muscle de la cuisse sous anesthésie générale, avec une analgésie adaptée. La durée totale (de l'anesthésie au réveil) de l'intervention sera d'environ une heure.

Impact sur les animaux

La biopsie musculaire peut être un acte douloureux, tant pendant qu'après la chirurgie. Cette douleur sera prévenue par administration de morphiniques. Malgré le soin apporté à l'asepsie chirurgicale et aux sutures, des complications sur le site opératoire sont possibles (mais très rarement rencontrées) : collection liquidienne sous-cutanée, déhiscence des points, infection de la plaie (exceptionnel) par exemple. Les soins vétérinaires adaptés seront apportés au cas par cas.

Devenir

La chienne sera proposée à l'adoption, étant une chienne saine et la récupération attendue à l'issue de ce projet étant complète.

Remplacement

L'établissement d'une lignée de cellules musculaires issues d'un animal directement apparenté aux animaux malades dont les cellules sont déjà utilisées ne peut s'affranchir d'un prélèvement de tissu chez l'animal. Par contre, l'établissement de cette lignée contribuera au remplacement dans les étapes de mise au point de produits thérapeutiques, limitant donc au maximum les étapes de validation chez l'animal.

Réduction

Un prélèvement sur un seul animal (par ailleurs le seul existant) de la même portée que les animaux malades, dont les cellules ont déjà fait l'objet d'une mise en culture, sera nécessaire et suffisant pour obtenir la quantité de cellules musculaires nécessaires pour mettre en oeuvre les expériences prévues in vitro. Cette quantité sera également suffisante pour répéter la procédure plusieurs fois si jamais la première tentative ne fonctionnait pas.

Raffinement

Les biopsies musculaires seront réalisées chirurgicalement, sous anesthésie générale, et une analgésie adaptée sera mise en place. La cicatrisation de la plaie sera suivie quotidiennement dans les jours suivant la biopsie, et jusqu'au retrait des points cutanés 12 jours après. Sur le plan de l'hébergement, la chienne sera hébergée sur litière, et aura à sa disposition une plateforme, une corbeille de couchage et des jouets. Elle bénéficiera de sorties quotidiennes 7j/7 et d'interactions quotidiennes avec l'Homme. Un vétérinaire est présent 7j/7.

Choix des espèces

Sans doute parce qu'il coévolue avec l'Homme depuis sa domestication, le chien, lorsqu'il est atteint par une maladie génétique, développe des signes cliniques proches de ceux des patients. C'est le cas des maladies neuromusculaires, telles que la myopathie centronucléaire (CNM): plusieurs chiens ayant développé des CNM liées à des mutations dans des gènes connus chez l'Homme ont été décrits, et manifestent des signes cliniques semblables à ceux des patients. Une portée générée à partir du border collie présentant la mutation spontanée dans le gène DNM2 a pu permettre une première description des 4 chiens malades rapprochant les signes cliniques et anomalies fonctionnelles observées de la maladie humaine. Il existe d'autres modèles spontanés canins de CNM liées à différents gènes, et le développement d'une thérapie "multi-myopathies" ciblant DNM2 dans notre modèle permettrait de réaliser une preuve de concept dans d'autres CNM canines avant un essai clinique. La chienne est maintenant une jeune adulte de 4 ans. Des cellules musculaires peuvent être cultivées à partir de biopsies musculaires issues d'animaux de tout âge.

210 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Elles subissent une irradiation corporelle totale, une injection de cellules leucémiques ou de moelle humaine, des prélèvements sanguins hebdomadaires et des cures de traitement injectées dans l'abdomen sur animal vigile, puis sont tuées pour analyser leur moelle osseuse. Le porteur indique que les souris porteuses de leucémie peuvent présenter des signes de souffrance selon la progression de la maladie. Il affirme que le modèle murin reste "indispensable", le contrôle d'une moelle saine traitée étant selon lui impossible à obtenir autrement.

Objectifs

Le génome silencieux (qui ne permet pas la production de protéines) représente plus de 50% du génome. Il est composé de fragments d’ADN capables de se déplacer dans le génome. Chez l’homme comme dans d’autres espèces animales, il est démontré que ces séquences peuvent interférer avec le génome codant pour des protéines avec un retentissement fonctionnel. Dans le cancer, les insertions de ces séquences dans des gènes suppresseurs de tumeurs peuvent être responsables de la cancérogénèse mais elles peuvent également interagir avec des séquences codantes de l’ADN pour produire de nouveaux antigènes (néoantigènes) spécifiques de la tumeur. Lorsqu’une séquence d’ADN ne doit pas être exprimée, la cellule le signale en marquant cette séquence avec une étiquette appelée méthylation. Ce phénomène de marquage est très présent sur le génome silencieux dans des maladies comme les leucémies aigues myéloïdes (LAM) limitant sa capacité d’interaction avec le reste du génome. A l’heure actuelle une partie des traitements utilisés dans ces maladies est connu pour avoir la capacité de retirer ce marquage. Notre hypothèse principale soutenue par des travaux préliminaires est que ces traitements pourraient favoriser l’interaction du génome silencieux avec le reste de l’ADN induisant des erreurs qui seraient faciles à repérer par le système immunitaire afin d’éliminer la maladie. L’objectif de ce projet est d’étudier de manière systématique l’expression du génome silencieux dans les leucémies aigues myéloïdes (LAM) soumis à un traitement. Il permettra tout d’abord une meilleure compréhension des mécanismes d’actions de ces traitements mais les erreurs favorisées par le traitement peuvent également constituer une source de cibles pour des thérapies spécifiques et contribuer à améliorer le pronostique effroyable de ces hémopathies.

Bénéfices attendus

Les bénéfices attendus de ce projet sont multiples. Sur le plan scientifique, il permettra la description fine des mécanismes d’action des traitements qui retirent les marquages sur l’expression du génome silencieux dans les LAM et permettra une comparaison à des moelles saines traitées, impossibles à obtenir en dehors du cadre murin. Il permettra également d’établir un modèle de souris atteintes de LAM d’origine humaine afin de pouvoir tester d’éventuels traitements spécifiques des cibles identifiées dans le cadre d’un autre projet. Sur le plan médical, il peut permettre la découverte de cibles thérapeutiques permettant l’amélioration du pronostic de ces hémopathies.

Procédures

Les souris seront soumises à une irradiation corporelle totale (1 fois) suivie d’une injection de cellules tumorales ou de moelle saine. Des prélèvements sanguins hebdomadaires seront réalisés sur une partie des animaux. Des traitements seront administrés aux autres animaux. Ces traitements seront injectés directement dans l’abdomen à raison d’une fois par jour pendant 5 jours consécutifs. Deux cures seront réalisées avec 2 jours de repos entre chaque cure. Tous ces gestes seront réalisés sur animaux vigiles. Les gestes seront inférieurs à 2 minutes pour les injections/prélèvements. L’irradiation des animaux n’excédera pas 5 minutes au total

Impact sur les animaux

La réalisation des injections et prélèvements peut être source de douleur pour les animaux au moment de la piqûre. Les souris étant irradiées, le risque de toxicité en particulier digestive est présent avec une durée de quelques jours. Cependant, la dose d’irradiation étant faible, ce risque est très modéré. Les souris étant injectées avec des leucémies aigues myéloides, elles peuvent présenter des signes de souffrance dans le cas d’une progression de la leucémie.

Devenir

Tous les animaux sont mis à mort à la fin des expériences pour analyse post mortem de la composition de leur moelle osseuse

Remplacement

L’analyse transcriptomique sera au préalable réalisée sur les mêmes lignées de LAM traitées in vitro. Cependant, le contrôle nécessaire qui est celui d’une moelle saine traitée par les mêmes agents est impossible à obtenir en dehors de la souris, ce traitement n’étant administré qu’à des patients malades. Par ailleurs, ni les modélisations mathématiques, ni les systèmes in vitro ne permettent de reproduire l’environnement auquel est soumis la cellule tumorale. L’utilisation du modèle Souris reste donc indispensable pour le projet.

Réduction

Le nombre d’expériences et donc d’animaux utilisés seront réduits au minimum pour permettre la reproductibilité des phénomènes observés en assurant la puissance statistique nécessaire en tenant compte de la variabilité expérimentale du modèle employé. L’analyse statistique entre les différentes conditions s’appuiera sur l’étude de l’expression différentielle des gènes en utilisant des modèles de régression linéaires. Les organes hématopoïétiques (moelle osseuse et rate) seront analysés chez toutes les souris après mise à mort.

Raffinement

Les animaux seront suivis tous les 2/3jours afin d’assurer leur bien-être et pour monitorer les éventuels signes de douleur, de souffrance ou de stress. Des points-limites ont été établis et une grille de score permettra d’évaluer de manière objective l’état des animaux.

Choix des espèces

Dans le cadre de notre projet, la souris est le modèle de choix pour ces expériences qui étudient la cancérogénèse et la recherche en thérapeutique du cancer. C’est la seule espèce présentant une souche exprimant les facteurs de croissances hématopoïétiques humains permettant une bonne prise de cellules myéloïdes à partir de moelle osseuse humaine saine dans un environnement médullaire proche de celui de l’être humain. Les souris seront utilisées à l’âge adulte (6 à 12 semaines après la naissance). Nous n’attendons pas d’effet lié à l’âge des souris sur la croissance tumorale.

3 000 micromammifères sauvages vont être capturés, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, puis relâchés sur leur lieu de capture. Sur chaque animal vigile le porteur prélève du sang dans le sinus rétro-orbitaire, une biopsie d'oreille et des tiques, en moins de cinq minutes. Il indique un taux de mortalité de 1 à 2 % lors des captures, par hypothermie, choc cardiaque ou prédation dans les pièges. Le projet suit sur quinze à vingt ans l'exposition de ces rongeurs aux agents transmis par les tiques, dont la bactérie de la maladie de Lyme, et le porteur affirme que le remplacement ne peut être envisagé.

Objectifs

Les micrommamifères sauvages sont réservoirs de nombreux agents pathogènes transmis par les tiques qui peuvent entraîner des maladies chez l'homme, dont la borréliose de Lyme, l'encéphalite à tique (appelée aussi TBE), l’anaplasmose granulocytaire, la rickettsiose ou la neoerhlichiose. La densité de tiques infectées par ces différents agents pathogènes présente dans l’environnement est généralement utilisée comme une approximation du risque d’expositition de l’homme vis-à-vis de ces agents pathogènes. Elle varie en fonction de la saison et des années, en lien avec les variations des conditions météorologiques et des populations des hôtes. Très peu d’études de terrain ont été réalisées sur du long terme pour étudier les variations temporelles de la densité de tiques infectées par les différents agents infectieux et comprendre l’influence respective des conditions météorologiques et de la dynamique intra- et inter-annuelle des populations de micromammifères sur les densités de tiques infectées et donc sur le risque d’exposition à l’homme vis-à-vis de ces agents infectieux. L’objectif du projet est de réaliser un suivi long terme des populations de rongeurs (par espèce), de leur infestation par les tiques, de leur exposition aux agents infectieux étudiés et de la densité de tiques infectées par ces agents infectieux afin (i) d’étudier l’influence des conditions météorologiques et des densités de rongeurs sur les variations inter-annuelles de densités de tiques infectées et (ii) de modéliser le risque de contact et de transmission de l’Homme vis-à-vis de ces agents infectieux.

Bénéfices attendus

L’objectif long terme de ce projet est de déterminer l’influence respective des facteurs météorologiques et de densités de micrommamifères sur les variations inter-annuelles des densités de tiques infectées par différents agents infectieux d’intérêts afin de mieux prédire le risque d’exposition de l’Homme, en particulier pour Borrelia burgdorferi sl. (bactéries responsables de la maladie de Lyme). A moyen terme, il est prévu que les données collectées soit utilisées pour paramétrer un modèle mathématique de la transmission de Borrelia burgdorferi sl. à l’Homme. De plus, les données collectées permettront également d’apporter plus d’informations sur l’épidémiologie d’agents infectieux pour lesquelles les données existantes sont faibles (Anaplasma phagocytophilum, Rickettsia spp., Neoerhlichia mikurensis, TBEV), si ceux-ci sont présents dans la zone étudiée.

Procédures

Chaque animal, une fois par session, est immobilisé entre deux doigts au niveau de la nuque. Les prélèvements suivants sont réalisés sur animaux vigiles : prise de sang effectuée dans le sinus rétro-orbitaire, une biopsie de peaux d’oreille, prélèvements de tiques et identification par une puce. Le temps de manipulation n’excède pas 5 minutes, et l’animal est relaché au plus vite dans le milieu naturel sur son lieu de capture.

Impact sur les animaux

Les animaux sont soumis à un certain stress lors de la capture et de la manipulation (pesée, marquage, prise de sang rétro-orbital, biopsie, collecte de tiques). Pour limiter ce stress, la durée maximale de manipulation n’excèdera pas 5 minutes et les manipulateurs sont attentifs à la détection de points limites. Les animaux sont manipulés dans la matinée et sont relachés le plus rapidement possible sur leur domaine vitale grace à un quadrillage précis de la zone d’étude. Dans nos expériences précédentes de piégeage par méthode de capture-marquage-recapture, il est fréquent que des animaux soient recapturés trois nuits consécutives lors d’une même session de capture et durant plusieurs sessions, ce qui peut indiquer que la manipulation et les prélèvements réalisés n’ont pas induit d’effets négatifs à long terme sur certains individus. Un faible taux de mortalité (1-2%) lors des captures est généralement observé. La mortalité peut être liée à de l’hypothermie, un choc cardiaque lors de la manipulation et très ponctuellement à de la prédation dans les pièges par des martres ou fouines.

Devenir

Les animaux sont relachés sur leurs lieux de capture, dans le milieu naturel

Remplacement

Le but étant d’étudier la circulation des agents pathogènes au sein des populations de micromammifères dans leur milieu naturel pour mieux comprendre leur épidémiologie et le risque d’exposition pour l’Homme, le remplacement ne peut-être envisagé pour ce type de projet.

Réduction

Nous avons choisi de piéger sur trois sites différents distants de 1.5-2.5 km afin d’avoir trois réplicats au même moment. L’objectif est de réaliser ce suivi sur du très long terme (15-20 ans) sur ces trois sites afin d’avoir suffisamment de données pour l’analyse et mettre en évidence certains effets. Le nombre de pièges par site (100 par site), correspondant à un nombre attendu d’individu capturés variant de 30 à 300 individus pour une session selon les années de pullulations de micromammifères, a été défini afin d’avoir suffisamment de rongeurs capturés pour estimer leur exposition aux agents infectieux et leur infestation par les tiques au regard des contraintes matérielles et avec suffisammement de précision au moins pendant les phases de pullulation de rongeurs. Le nombre d’animaux maximum pour lesquels des prélèvements seront réalisés par session de capture est fixé à 300, nombre suffisant pour répondre aux objectifs de l’étude. Il permettra d’estimer des niveaux d’infestation par les tiques et des prévalences d’infection avec des précisions de 2 à 5% pour des prévalence d’infection attendues variant entre 5 et 30%.

Raffinement

Les animaux sont capturés la nuit par des pièges qui permettent de les maintenir à l’abri des intempéries et nous mettons à disposition des carottes et des graines de tournesol permettant un apport d’énergie (graines de tournesol) et d’eau (carottes) aux animaux capturés. Quand les animaux sont sortis des pièges, ils sont mis dans des gants de fouille (un individu par gant). Du papier est ajouté dans ces gants pour que les animaux puissent se blotir dedans et pour permettre d’absorber l’humidité (urines, …), de maintenir la température des animaux et de réduire leurs stress. Les animaux sont manipulés et relachés le plus rapidement possible sur leur domaine vitale grace à un quadrillage précis de la zone d’étude. Si les animaux sont capturés plusieurs fois au sein d’une même session, ils ne sont prélevés qu’une fois au sein d’une même session.

Choix des espèces

Cette demande porte sur l’étude dans le milieu naturel de la circulation des agents pathogènes vectorisés par les tiques au sein des populations de micromammifères. Le stade de développement influence le niveau d’infestation des tiques et le statut d’infection, et pour en tenir compte dans l’analyse à l’échelle individuelle et populationnelle, les animaux de tous les stades de développement seront étudiés.

432 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Elles reçoivent chaque jour pendant dix jours un gavage ou une injection intrapéritonéale, subissent deux tests de tolérance au glucose, une coupure d'un à deux millimètres au bout de la queue et un prélèvement sanguin, avant d'être tuées pour prélever leurs organes. Le projet vise à comprendre l'effet anti-hyperglycémiant de paraprobiotiques en vue d'un complément alimentaire pour l'homme. Le porteur affirme que le recours à l'animal est "nécessaire", aucun modèle in vitro ne simulant selon lui les interactions entre organes qui règlent la glycémie.

Objectifs

Des résultats préliminaires ont mis en évidence un effet anti-hyperglycémiant de bactéries non pathogènes naturellement présentes dans l’intestin, inactivées par la chaleur (appelé paraprobiotiques) et d’un métabolite dérivé de la sérine (présent chez les bactéries et les plantes) dans un modèle in vivo de prédiabète induit par un régime riche en graisse mais également dans un modèle de souris saine. Un des objectifs de notre projet est de déterminer le mécanisme biologique impliqué dans cet effet anti-hyperglycémiant. Ce projet a pour objectif final le développement d’un complément alimentaire pour prévenir le prédiabète et ainsi le développement du diabète. Pour ce faire, plusieurs paraprobiotiques ainsi que des métabolites dérivés de la sérine seront administrées par gavage ou injection intrapéritonéale à un modèle de souris saines afin d’élucider le mécanisme d’action et les tissus cibles mis en jeu.

Bénéfices attendus

Ce projet permettra de determiner le mécanisme mis en jeu par les bactéries sélectionnées ou le métabolite bactérien dérivé de la sérine pour obtenir cet effet anti-hyperglycémiant. La mise en evidence de ce mécanisme est incluse dans un projet de maturation qui vise, à terme, à developper un complément alimentaire, pour l’homme, à partir de ces paraprobiotiques et/ou de ce métabolite. Ce complément alimentaire jouerait un rôle anti-hyperglycémiant au stade de pré-diabète et permettrait ainsi de prévenir le développement du diabète.

Procédures

Les animaux seront gavés ou recevront une injection en intra-péritonéale quotidiennement pour une durée totale de 10 jours (deux fois 5 jours). Les animaux seront soumis également à deux tests de tolérance au glucose (test de tolérance orale (gavage oro-gastrique du glucose, de quelques secondes) ou test de tolérance avec injection de glucose en intra-péritonéale (de quelques secondes). Pour ces tests de tolérance au glucose les souris subiront une petite coupure unique à l’extrémité de la queue de 1 à 2mm (1 seconde). Un prélèvement de sang sera effectué sur animaux vigiles, au niveau de la veine submandibulaire une seule fois avant de l’euthanasie (15 secondes). Les animaux seront mis à jeun des animaux avant les tests (6h) en période diurne.

Impact sur les animaux

Les animaux seront soumis à un stress sur un temps très court (moins de 10 secondes) au cours de la contention nécessaire lors des gavages et à de l’injection en IP sur une période de 5 jours. Les gavages et l’IP seront réalisés par du personnel expérimenté. D’après les résultats préliminaires du laboratoire, ces gavages avec les différents composés n’induisent pas de perte de poids. Le poids des souris sera de plus contrôlé deux fois par semaine. Comme nous devrons mettre les souris à jeun avant les tests de tolérance orale au glucose, afin d’éviter une période de jeûne trop drastique, celui-ci ne sera pas réalisée durant la phase nocturne mais en phase diurne durant 6h.

Devenir

L’ensemble des animaux sera euthanasié à la fin de chaque procédure et certains de leurs organes et tissus seront prélevés pour des analyses, ncessaires au projet.

Remplacement

Il n’existe pas aujourd’hui de modèle ou de technique in vitro permettant de simuler les interactions inter-organes impliquées dans la régulation de la gycémie d’un individu. Le recours à des animaux est donc nécessaire pour intégrer l’ensemble des données obtenues à partir du sang (glycémie), des tissus du système digestif (l’intestin) et des organes internes impliqués dans la régulation des taux de glucose dans le sang (pancréas, foie et muscle).

Réduction

Nous avons prévu d’inclure 12 souris par groupe expérimental, car d’après les études déjà menées au laboratoire, ce nombre apparait nécessaire afin de permettre la mise en évidence de différences statistiques significatives (P value de 5% avec une puissance de 80%) compte-tenu de la variabilité connue du paramètre « glycémie » mesuré. De plus, nous avons fait le choix d’utiliser les mêmes groupes de souris contrôles et de souris traitées avec la metformine pour les deux expériences de la procédure 1 et le même groupe de souris contrôles pour les deux expériences de la procédure 2 afin de réduire le nombre d’animaux utilisés : au total 2 groupes de 12 souris contrôles et 2 groupes de12 souris traitées avec de la metformine sur les deux procédures = 48 souris au lieu de de 4 groupes de 12 souris contrôles et 4 groupes de souris 12 traitées avec de la metformine sur les deux procédures, soit 96 souris (nombre divisé par 2). Des études de biochimie sur des bactéries disponibles au laboratoire nous ont permis d’identifier des protéines de la surface des paroies bactériennes potentiellement intéressantes dans le contexte de la régulation de la glycémie (ces protéines ont des structures proches d’une autre protéine bactérienne connue pour ses effets améliorateurs de la glycémie). Ces protéines sont présentes sur huit souches d’intérêt (alors que nous disposons d’une collection de 40 souches donc cela nous a permis de réduire le nombre de paraprobiotiques à tester). Des points limites ont été définis pour chaque procédure.

Raffinement

Les animaux bénéficieront d’un enrichissement avec du papier absorbant à déchiqueter, d’un bâton à ronger et d'un abri en propylène rouge. Les animaux seront surveillés 2 fois par semaine (surveillance visuelle plus suivi du poids). Une perte de poids dépassant 20 % du poids initial de l’animal sera considérée comme un point limite. De même des comportements atypiques de type poil hérissé, prostration, absence de toilettage ou léthargie pendant plus de deux jours ou stéréotypie seront également considérés comme des points limites entrainant l’arrêt précoce du protocole sur les animaux concernés et leur euthanasie. Les souris seront 3 par cage pour éviter l'isolement et réduire le stress.

Choix des espèces

Le modèle souris est largement utilisé pour les recherches sur les maladies métaboliques en raison de ses réponses reproductibles due à une moins grande variabilité individuelle. Nous disposons également de données préliminaires sur ce modèle animal. Nous avons choisi de travailler sur des animaux de 8-12 semaines d’âge afin de travailler sur des animaux adultes ayant un microbiote stabilisé et car nos données préliminaires ont été réalisées sur des animaux du même âge.