Recherche appliquée

2 980 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Elles portent une mutation qui provoque une fibrose de la peau et un phénotype "dommageable" (posture voûtée, pelage hirsute, organes thoraciques plus gros), et subissent biopsies d'oreille, prises de sang et administrations d'un traitement pendant six semaines. Le porteur indique retenir la lignée selon le critère "requis par le client". Les animaux sont tués pour prélèvements, le remplacement étant écarté au motif qu'un "organisme entier" est nécessaire.

Objectifs

Le but de ce projet est de caractériser un modèle de souris atteintes de fibrose de peau et d’évaluer le profil d’élimination, la tolérance et l’efficacité d’un traitement sur ce modèle. Ces souris sont issues d’une mutation spontanée. Bien que le mécanisme ne soit pas clairement établi, cette mutation conduirait à une augmentation de la matrice extracellulaire et une fibrose des tissus concernés. Cette lignée mutante est utilisée en recherche pour étudier les pathologies humaines lourdes liées à la fibrose et ce projet permettra de sélectionner des molécules candidates d’intérêt pour des études cliniques.

Bénéfices attendus

Cette lignée mutante est utilisée en recherche pour étudier les pathologies humaines liées à la fibrose comme le syndrome de Marfan, la sclérodermie, l’emphysème pulmonaire ou la cardiomégalie. Ce sont des pathologies lourdes pouvant être très handicapantes, voire léthales et pour lesquelles aucune thérapie efficace n’existe. C’est pourquoi il est nécessaire de mieux comprendre les mécanismes impliqués et de développer de nouvelles thérapies. Ce projet permettra de sélectionner des molécules candidates d’intérêt pour des études pré-cliniques et cliniques.

Procédures

Prélèvements sur animaux vigiles : une biopsie d’oreille (durée environ 20s), sang (veine saphène ou submandibulaire ; maximum 1/sem pendant 6 semaines maximum; il faut compter environ 3 min pour un prelevement de sang). Un prélèvement terminal sur animaux anesthésiés : sang par voie retro-orbitaire (environ 3 min). Administration sur animaux vigiles : sous cutanée ou intra-péritonéale ou intra-veineuse ou orale pendant 6 semaines maximum (il faut compter environ 1 min par admnistration).

Impact sur les animaux

Les souris mutantes ont un phénotype dommageable et présentent une hyperplasie du tissu conjonctif, du cartilage et des os. En revanche, les tendons sont plus courts en comparaison à des souris contrôles. Aussi, les organes thoraciques (cœur, poumons) sont plus gros, mais les autres organes ne sont pas affectés par la mutation. Les mâles et femelles mutants sont fertiles mais leur performance de reproduction est légèrement inférieure à la normale. Selon la littérature, les animaux mutants sont reconnaissables dès 7 jours par la « rigidité » cutanée et à mesure que les souris vieillissent, les souris développement une posture voutée et un pelage hirsute. Il n’y a cependant à notre connaissance aucune donnée dans la littérature sur une mortalité prématurée des souris mutantes. Ces animaux seront surveillés quotidiennement et une grille d’observation a été établie afin de limiter les effets indésirables sur les animaux.

Devenir

Mise à mort. Des prelevements tissulaires pour analyse seront effectués sur les animaux.

Remplacement

Le but de ce projet est d’évaluer le profil d’élimination, la tolérance et l’efficacité d’une molécule à visée thérapeutique en développement pour une utilisation chez l’Homme. Pour cela un organisme entier est nécessaire. Il n’existe aucune méthode in vitro validée scientifiquement qui offrirait une alternative à l’expérimentation animale pour répondre aux questions adressées dans ce projet.

Réduction

La stratégie expérimentale permet de diminuer le nombre d’animaux utilisés puisque : - seules des molécules candidates optimisées in vitro seront testées sur l’animal - les deux sexes pourront être utilisés, - les souris mutante et contrôles seront issues de la même portée permettant ainsi d’utiliser des tests statistiques plus puissants avec un nombre d’animaux limités. Au cours de l'étape de validation du modèle des tests statistiques adaptés seront appliqués dans le but de réduire le nombre d'animaux utilisés : tests statistiques paramétriques de type Student’s t-test, pour comparer les groupes 2 à 2, ou ANOVA, pour comparer plusieurs groupes.

Raffinement

La stratégie expérimentale permet de réduire la souffrance et l’angoisse des animaux puisque le bien-être des animaux sera évalué quotidiennement par l’observation générale des signes cliniques (week-ends et jours fériés inclus). Les animaux présentant des signes de souffrance seront pesés et suivis quotidiennement selon une fiche d’observation/points limites. Les animaux ayant atteint les points limites seront mis à mort immédiatement.

Choix des espèces

La finalité de ce projet est d’évaluer une thérapie sur un modèle animal présentant une fibrose de peau. La lignée murine Tsk1 correspond au critère requis par notre client (phénotype, croissance rapide, données dans la littérature, ...), c’est pourquoi cette espèce est utilisée dans ce projet. Les animaux sont utilisés à l’âge adulte pour le maintien de lignée et l’obtention de jeunes souris. Aucun animal n’est gardé au-delà de 10 mois, âge auquel la reproduction est moins efficace (Procédure 1). Dans les études, les animaux sont utilisés entre 5 et 12 semaines d’âge (Procédure 2). L’utilisation de ces souris nous permet de faire un parallèle avec l’Homme et de couvrir une période au cours de laquelle le traitement serait potentiellement utilisé.

2 090 rongeurs, 1 640 souris et 450 rats, vont être utilisés, tous tués à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Ils reçoivent des injections répétées par de nombreuses voies, jusque dans le duodénum ou la trachée sous anesthésie, pendant jusqu'à 24 semaines, pour tester des molécules de thérapie génique contre des maladies génétiques. Le porteur mentionne des modèles génétiquement modifiés au phénotype "dommageable", les animaux étant tués avant l'apparition des symptômes. Il justifie le recours à deux espèces par les exigences des études réglementaires et qualifie le modèle animal d'"indispensable" pour un développement préclinique.

Objectifs

Notre équipe développe des outils moléculaires de transfert de gène et d’approches antisens dont l’objectif principal est l’identification d’un ou plusieurs candidats susceptibles d’être utilisés dans de futurs essais cliniques. Nos efforts se focalisent sur des pathologies génétiques essentiellement neuromusculaires. Le challenge est d’autant plus grand qu’il s’agit de maladies qui nécessitent un traitement sur corps entier. Ainsi, face à ces contraintes physiopathologiques nous focalisons nos efforts sur des stratégies, des technologies et des outils moléculaires capables de répondre efficacement à ce défi. Dans ce contexte, nous développons une approche innovante de modulation de l’épissage en interférerant avec la machinerie d’épissage des ARN pré-messagers. Il s’agit plus précisément de forcer la machinerie d’épissage à former et « libérer » des ARN messagers exempts de mutations et capables d’être traduits en protéines fonctionnelles. Pour cela nous développons de courtes séquences d’oligonucléotides antisens (AON) chimiquement modifiés qui gardent la capacité de se lier aux ARN par complémentarité de bases. Le deuxième outil est matérialisé sous la forme d’un petit ARN nucléaire, l’U7snRNA, modifié au niveau de sa séquence d’origine pour participer, au même titre que les AONs, à la modulation de l’épissage des ARN mutés. Les outils dérivés de l’U7snRNA sont délivrés par deux types de vecteurs. Les premiers sont des vecteurs dérivés des virus adéno-associés (AAV). Le deuxième type de vecteur que nous développons est matérialisé sous forme de molécule d’ADN nu dérivée du génome des AAV. Le recours aux AAV comme vecteurs de gènes est largement utilisé à travers le monde et des essais cliniques de thérapie génique sont autorisés par les instances règlementaires depuis de nombreuses années.Dans le cadre de cette approche envisagée, il s’agit de trouver la meilleure molécule et la meilleure voie d’administration pour la délivrance de nos outils thérapeutiques dans l’environnement in vivo.

Bénéfices attendus

L’objectif principal de notre projet est d’identifier une ou plusieurs molécules thérapeutiques susceptibles d’être utilisées dans de futurs essais cliniques pour le traitement de maladie génétiques. Les bénéfices attendus de ce projet sont donc de pouvoir sélectionner les molécules candidates présentant le plus fort potentiel thérapeutique ainsi que la voie d'administration la plus appropriée, permettant une amélioration significative chez les modèles animaux etudiés, et à plus long terme chez les patients traités.

Procédures

Les animaux seront soumis à des injections de molécules actives selon différentes voies (intramusculaire, intraveineuse, intra-péritonéale ou sous cutanée) afin d’évaluer les meilleures voies pour la biodistribution. Les injections se dérouleront sous anesthésie générale avec une durée maximum de 30 minutes entre l’anesthesie et le réveil, les injections intra péritonéale ou sous cutanée pourront être plus brèves de l’ordre de 1 à 2 minutes si elles sont réalisées sur animaux vigiles. Aucun animal ne recevra plus d’une injection par jour. En revanche, afin de permettre l’accumulation progressive et compte tenue de la demi-vie des molécules thérapeutiques dans la circulation, les injections systémiques pourront être répétées chaque semaine, sur une durée maximum de 24 semaines. Si nos molécules se révèlent efficace après analyse de la procédure 1, nous testerons des voies d’administration moins invasives chez le patient en vue d’un essai clinique, à savoir une administration orale (intra-stomachal ou intra dudodenum) et une administration pulmonaire (intra- nasale ou intra-tracheal). L’administration intra-duodenum sera réalisée uniquement sur un petit nombre d’animaux pour voir si la molécule passe le duodenum. Cette intervention durera 1h entre l’anesthesie et le réveil de l’animal et ne sera pas répétée. En revanche, pour l’administration intra stomachal, intra nasal et intra tracheal ; afin de permettre l’accumulation progressive et compte tenue de la demi-vie des molécules thérapeutiques dans la circulation, les administrations pourront être répétées 1 à 4 fois par semaine, sur une durée maximum de 12 semaines. Les administrations intra-stomachal et intra-nasale sont brèves, de lors de 1 à 2 minutes par animaux. Pour les administrations intra tracheal elles se dérouleront sous anesthésie générale avec une durée maximum de 30 minutes entre l’anesthesie et le réveil. Les animaux pourront également de façon optionnel être soumis à des prélèvements sanguins. Pour cela, les animaux recevront une anesthésie générale et le sang sera prélevé sur une veine superficielle (veine de la queue, sinus retro-orbital ou sous maxilaire). Un volume sanguin maximum de 10% du volume total sera recueilli et jamais plus de 15% sur une période de 28 jours selon les normes en vigueur. Les animaux pourront de même de facon optionnelle être placés en cage métabolique pendant 24h afin de récolter l’urine.

Impact sur les animaux

Les procédures expérimentales de ce projet (anesthésies, administration de molécules, euthanasie) sont simples et peu ou pas douloureuses. Cependant les critères tels que l’activité générale, la prise de nourriture et d’eau, la présence de plaies seront évalués post-adminsitration jusqu’au sacrifice. Les animaux montrant un signe quelconque de détérioration de santé dûe à une potentielle toxicité de nos molécules seront sacrifiés immédiatement. Les autres nuisances qui pourraient être observées concernent surtout les animaux subissant la procédure d’administration intra-duodenum qui pourraient présenter des difficultés d’alimentation du fait du déplacement possible du duodenum lors de l’administation. Leurs états seront donc particulièrement surveillés avec ajout de nourriture en gelée si besoins. Concernant les modèles utilisés, il peut s’agir d’animaux altérés génétiquement classé « dommageable », car les gènes responsables des maladies génétiques étudiées sont invalidés. Ces modèles développent des phénotypes dommageables très légers et tardifs, et les animaux dans ce projet seront sacrifiés avant l’apparition des symptômes. Les points limites sont donc similaires à ceux définis pour des souris sauvages. Cependant en cas de protocole long allant jusqu’à 6 mois dans nos procédures, les animaux seront particulièrement surveillés afin d’être euthanasiés si les symptômes devaient apparaitre prématurément.

Devenir

Tous les animaux seront euthanasiés à la fin de toutes les procédures afin de collecter l’ensemble des tissus d’interet et de valider l’impact du traitement au niveau moléculaire (Analyse ARN, protéine, etc.)

Remplacement

Dans notre respect de la règle des 3R, nos molécules actives font systématiquement l’objet d’une évaluation in vitro afin de ne sélectionner que les meilleurs candidats thérapeutiques et d’éviter ainsi le recours systématique à des méthodes d’évaluation in vivo. Cependant, dans le cas d’un développement préclinique de ces molécules, l’utilisation de modèles animaux s’avère indispensable pour sélectionner les molécules les plus prometteuses d’un point de vue efficacité mais également présentant un profil toxicologique favorable. L’efficacité thérapeutique de nos molécules, seules ou en combinaison, est évaluée grâce à des modèles rongeurs appropriés.

Réduction

Toutes nos molécules sont préalablement testées in vitro afin de déterminer leurs potentiels thérapeutiques et leurs toxicités. Si ces molécules sont efficaces in vitro, et qu’elles ne sont pas toxiques sur cellules nous vérifions tout d’abord chez un petit nombre de rongeurs qu’elles présentent le même potentiel en injection locale (intra-musculaire). Les molécules ayant démontré une efficacité après injection locale en intramusculaire, seront évaluées par injection systémique pour évaluation moléculaire et tissulaire. Si et seulement si nos molécules sont efficaces par injection systémique, nous testerons les autres voies d’administrations (moins invasives pour le patient en vue d’un essai clinique) à savoir l’administration par voie orale ou pulmonaire. Les tests type student, fisher, ANOVA ou Bonferroni/Dunn seront effectués pour chaque lot afin d’obtenir une analyse statistique correcte en utilisant le moins d’animaux possibles suite au plan d’expérience préalablement défini.

Raffinement

LLors de leur arrivée, les rongeurs auront 5 jours d'acclimatation à leur nouvel environnement. Ils seront stabulés sur des portoirs ventilés avec un système d'abreuvement et de la nourriture à volonté. Le cycle d'éclairage est de 12h par jour (jour entre 6h et 18h). Le milieu est enrichi avec du coton compacté pour la nidification et des igloos en polypropylène sont disposés dans leur cage permettant les jeux et le repos des animaux. Une alimentation adaptée et enrichie est donnée à volonté et de l’alimentation en gelée pourra être disposés dans la cage pour des animaux jeunes ou ayant subi une procédure afin de faciliter l’accès. Concernant le phénotype de certains modèles pouvant être utilisés, il est classé « dommageable » car les gènes responsables des maladies génétiques sont invalidés. Cependant, ces modèles développent des phénotypes dommageables légers et tardifs, et les animaux seront sacrifiés avant l’apparition des symptômes. Les points limites sont donc similaires à ceux définis pour des souris sauvages. Cependant ces animaux au phénotype dommageable font tout de même l’objet d’une autorisation à part au sein de notre animalerie pour la procédure d’élevage.Tout au long du protocole, l’état de santé des animaux sera surveillé quotidiennement par du personnel compétent afin de réduire tout inconfort ou douleur qui pourraient se développer. Nous avons plusieurs années de pratique de ces procédures et n’avons jamais observé de souffrance liée à sa pratique. Néanmoins, les rongeurs seront surveillés après la procédure pour vérifier leur réveil et le retour à un comportement normal.

Choix des espèces

Nous évaluerons l’efficacité et le profil toxicologique de nos molécules administrées sur modèle rongeurs, celui-ci étant le plus adapté (taille, disponibilité, lignée appropriée aux maladies génétiques étudiées) pour une évaluation thérapeutique pré-clinique. Nous travaillerons sur 2 espèces, à savoir sur les souris et les rats, cette condition de 2 espèces étant exigés dans les études réglementaires (notamment de toxicité chronique) de produits destinés à un traitement pharmaceutique La majorité des animaux utilisés seront des rongeurs d’âges adultes afin d’évaluer l’efficacité, ainsi que le profil toxicologique des molécules sur animaux adultes Cependant, afin d’évaluer l’efficacité d’un traitement précoce ayant pour objectif d’empêcher ou de retarder l’apparition d’un phénotype pathologique, nous évaluerons également les molécules thérapeutiques sur des rongeurs plus jeunes (allant du stade nouveaux-nés à 4 semaines). Enfin, un de nos objectifs consistera à vérifier la possibilité du passage de la barrière placentaire des médicaments, et nous traiterons pour cela des adultes gestantes.

54 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Elles courent sur un tapis roulant trois fois par semaine pendant six semaines, subissent un test d'endurance final et deux prélèvements de sang, pour évaluer l'effet d'un extrait de microalgue sur la performance sportive. Le porteur reconnaît que la course peut stresser les animaux et prévoit des séances d'habituation. L'objet du projet relève de la nutrition sportive, et les animaux sont tués pour recueillir du matériel biologique.

Objectifs

L'effort d'endurance mobilise de nombreuses ressources, notamment les nutriments issus de l'alimentation. Ces nutriments sont majoritairement utilisés au niveau musculaire afin de produire une contraction et une relaxation optimales, mais également afin que les muscles puissent récupérer correctement après l'effort. Toutefois, les sportifs qui s'entrainent avec une grande fréquence ont besoin d'une plus grande quantité de substrats afin de pouvoir soutenir un effort intense sur une base régulière, nécessaire pour progresser. Ce protocole est destiné à évaluer l'effet d'un extrait de microalgue dans ce contexte de nutrition sportive.

Bénéfices attendus

Les effets potentiels de la supplementation en microalgue seront évalués sur la performance des animaux suite au test d'endurance final. De plus, les modifications métaboliques seront identifiées par des dosages des marqeurs des voies du métabolisme énergétique et musculaire. Des marqueurs inflammatoires et du stress oxydant seront également recherchés.

Procédures

Les souris seront nourries ad libitum pendant 6 semaines avec un régime contrôle ou avec un régime supplémenté avec un extrait de microalgue (1 extrait, 4 doses). Les animaux courront sur un tapis de course adapté pendant ces 6 semaines tous les lundis, mercredis et vendredi pendant 1h. Lors de la dernière course, les souris seront soumises à un test d'endurance afin de mesurer leur performance. 2 prélévements de sang de 100µL sur animal vigile seront réalisés à 6 semaines d'intervalle.

Impact sur les animaux

La course sur tapis roulant peut engendrer un stress chez l'animal. Afin de limiter ce stress, les animaux suivront des séances d'habituation lors des premières séances de course. Lors de ces séances, les souris seront tout d’abord laissées libres d’exploration sur le tapis d’exercice éteint. L’appareil sera ensuite allumé pour que les animaux s’habituent au bruit du moteur puis le tapis roulant sera mis en marche pendant 5 min à la vitesse de 9 m/min, avec une pente de +5 degré.

Devenir

A l'issu de la procédure, tous les animaux mis à mort pour recueil du materiel biologique nécessaire aux analyses.

Remplacement

L'étude des relations entre alimentation et activité physique ne peut s'envisager que dans un modèle in vivo. Aucun modèle in vitro n’a la capacité d’intégrer cette complexité ni de mesurer les niveaux d'endurance à l'effort physique.

Réduction

Le nombre d'animaux est le nombre minimum nécessaire pour mettre en évidence des différences statistiquement significatives entre les groupes. Des études du même type portent sur 8 à 10 animaux, du fait de la forte variabilité entre animaux au niveau de la performance sportive. Nous avons choisi de travailler avec 9 animaux afin que le nombre d'animaux par cage soit homogène (3 souris par cage). Nous chercherons à mettre en évidence des différences statistiquement significatives entre les groupes à l'aide de tests statistiques.

Raffinement

Les animaux sont hébergés par cage de 3, et l'environnement sera enrichi par la présence d'un igloo en plastique et de matériel de nidification (bandelettes de papier kraft). Les animaux seront manipulés régulièrement pour les habituer à notre contact et ainsi limiter leur stress. La course sur tapis roulant peut engendrer un stress chez l'animal. Afin de limiter ce stress, les animaux suivront des séances d'habituation lors des premières séances de course. Lors de ces séances, les souris seront tout d’abord laissées libres d’exploration sur le tapis d’exercice éteint. L’appareil sera ensuite allumé pour que les animaux s’habituent au bruit du moteur puis le tapis roulant sera mis en marche pendant 5 min à la vitesse de 9 m/min, avec une pente de +5 degré. Les animaux seront observés hebdomadairement afin de détecter des comportements agressifs de certains animaux, si tel est le cas l'animal agressif sera isolé de ses congénères dans une cage individuelle. Si un animal est blessé, il sera soigné par badigeonnage de bétadine sur la zone lésée, il sera également isolé le temps de la cicatrisation de ses blessures. Dans tous les cas, les animaux isolés resteront en contact visuel, olfactifs et auditifs avec leurs congénères. Pour chaque procédure, des points limites spécifiques et des points d'arrêt ont été prévus.

Choix des espèces

La souris est un modèle classiquement utilisé dans les études concernant la mobilisation des ressources énergétiques, notamment au cours d’un exercice imposé. Le modèle C57Bl/6J est une souche reconnue pour ce type d'expérimentation. Les animaux seront âgés de 6 semaines à l’achat et d’environ 7 semaines lors du début du protocole. Ces animaux correspondent donc à de jeunes adultes, afin de ne pas faire intervenir de paramètres confondant tels que le vieillissement.

230 furets vont être utilisés, tous tués à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Ils reçoivent une instillation nasale de variants du SARS-CoV-2 sous anesthésie, puis des lavages nasaux quotidiens et des prises de sang, pour comparer gravité, réplication et transmission entre furets naïfs, vaccinés ou convalescents. Le porteur décrit une infection peu symptomatique, avec au plus une toux faible et une apathie transitoire, et garde certains animaux jusqu'à quatre mois comme convalescents avant de les tuer. Il affirme que l'excrétion virale et la transmission entre individus ne peuvent être reproduites in vitro.

Objectifs

La gestion de l'épidémie de COVID19 est compliquée par l'émergence régulière de nouveaux variants de SARS-CoV-2 dont les mutations génétiques influencent la capacité du virus à se transmettre entre individus infectés, la gravité de l’infection et l’efficacité protectrice issue d’une vaccination ou d’une infection préalable. Le présent projet a pour objectif d’évaluer ces caractéristiques pour 5 variants en faisant appel à des études in-vitro et in-vivo. Pour les études in-vivo, le furet est un bon modèle de l’infection humaine de l’appareil respiratoire supérieur. Ce projet vise donc à évaluer pour chaque variant testé 1/ la gravité de l’infection 2/ sa vitesse de réplication chez le furet 3/ sa transmission entre furets. Pour chaque variant testé, cette évaluation se fait par comparaison avec un variant pour lequel la gravité de l’infection, la vitesse de réplication et la transmissibilité sont connues. L’autre partie du projet vise pour chaque nouveau variant à mesurer l’efficacité vaccinale ou la protection conférée par une infection préalable à SARS-CoV2. Les mêmes caractéristiques de gravité de l’infection, de vitesse de réplication et de transmissibilité seront ainsi évaluées chez des furets vaccinés ou convalescents d’une infection préalable. Les furets seront gardés en groupes sociaux de trois animaux à six animaux dans des cages de dimensions répondant à celles requises par la réglementation. Un enrichissement composé de tunnels, de coins de repos, d’espaces de jeux et d’exploration sera assuré. Tous les prélèvements seront effectués sous anesthésie générale. Le suivi des animaux sera réalisé quotidiennement, puis deux fois par jours dès apparition des symptômes. Le nombre d’animaux utilisé par variant est de 46 furets pour obtenir les données requises pour caractériser un nouveau variant, pour évaluer la protection vaccinale et la protection conférée par une infection préalable. Le projet est prévu pour l’étude de l’émergence de 5 nouveaux variants.

Bénéfices attendus

La caractérisation des nouveaux variants d’intérêt, l’évaluation de la protection vaccinale et la protection conférée par une infection préalable est une aide aux pouvoirs publiques dans l’anticipation et la gestion des nouveaux variants.

Procédures

Les inoculations expérimentales seront réalisées sous anesthésie générale gazeuse pour un furet par lot (virus instillé dans les narines). Des lavages nasaux seront réalisés quotidiennement sous anesthésie générale gazeuse (500µl d’une solution saline instillés à l'entrée de chaque narine, le liquide de lavage étant recueilli sous l'animal par gravité) (1minute). Des prises de sang seront réalisées à J4 et J8 sous anesthésie générale gazeuse dans la veine cave antérieure (3minutes).

Impact sur les animaux

L’infection à SARS-CoV-2 chez les furets est peu symptomatique: pas ou peu de perte de poids, peu d'hyperthermie. Une faible toux a été remarquée chez certains animaux et une apathie transitoire vers le 7ème- 8ème jour d’infection avec le variant alpha. L’inflammation locale des voie aériennes supérieures reste modeste et courte. L'inoculation virale intranasale et les lavages nasaux sont peu invasifs. Les furets étant des animaux sociaux, ils seront hébergés par groupes d’au moins 3 animaux avec des contacts permanents 6 heures après l’inoculation expérimentale des donneurs.

Devenir

Certains animaux issus de la procédure 1 seront gardés en vie jusqu'à 4 mois maximum après la fin de la procédure en tant que convalescents immunisés pour la procédure 2. Tous les animaux seront mis à mort à la fin de la procédure 2.

Remplacement

Les objectifs de ce projet requièrent une excrétion physiologique virale, de la transmission inter individus par la pénétration du virus dans des tissus des volutes nasales et le développement de réponses immunitaires locales et périphériques qu'il n'est pas possible de reproduire in-vitro. Le modèle animal reste donc nécessaire pour étudier la capacité réplicative de variants et son impact après infection chez des animaux immunisés ou non.

Réduction

Les nombres de furets par lot sont réduits. Certains lots pourront être supprimés. Ainsi, pour la procédure 1, les 2 lots utilisés pour le variant de référence pourront être supprimés s’il est conservé pour plusieurs variants à tester. Les lots sacrifiés à J8 des procédures 2 et 3 pourront s’avérer inutiles s’il est démontré par les résultats des essais préliminaires que la meilleure date pour avoir un maximum de titre viral est J4 (voir procédures 2 et 3). Aucune approche statistique n'a été réalisée, car les comparaisons entre variant seront qualitatives ou semi-quantitative.

Raffinement

Les furets sont anesthésiés pour tout prélèvement (prise de sang, lavage nasal) et pour les inoculations. Les furets seront gardés en groupes sociaux de trois à six animaux dans des cages de dimensions répondant à celles requises par la réglementation. Un enrichissement composé de tunnels, de coins de repos, d’espaces de jeux et d’exploration sera assuré. Tous les prélèvements seront effectués sous anesthésie générale. Le suivi des animaux sera réalisé quotidiennement, puis deux fois par jours dès apparition des symptômes.

Choix des espèces

Les furets constituent un modèle expérimental reproduisant la pathogénicité généralement peu marquée et courte de l’appareil respiratoire supérieur, ce qui est aussi observé lors de COVID-19. Les animaux auront plus de 18 semaines, car il est nécessaire que les animaux aient un système immunitaire mature afin que le modèle animal soit le plus proche possible de l’infection adulte humaine.

105 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Elles subissent une chirurgie cérébrale sous anesthésie pour injecter un virus et implanter une fibre optique, puis un test de reconnaissance d'objet avec enregistrement de l'activité neuronale, avant une perfusion intracardiaque terminale. Le porteur décrit des souris invalidées pour un gène lié à l'autisme et à la déficience intellectuelle, et indique que la chirurgie peut causer œdème et douleur post-opératoire. Il affirme que ces procédures sont "essentielles" et qu'aucun modèle informatique des comportements complexes n'existe encore.

Objectifs

Le but de notre projet est d'étudier la contribution d'un gène muté dans le trouble du spectre autistique. Nous explorerons son rôle dans l'apprentissage et la mémoire. Nous analyserons l'activité des circuits neuronaux du cortex préfrontal par photométrie par fibre lors d'un test de reconnaissance d'objet chez des souris invalidées pour le gène d'intérêt comparées aux souris sauvages. Nous étudierons l'activité de différentes sous-populations neuronales impliquées dans la neurotransmission excitatrice et inhibitrice.

Bénéfices attendus

Ces expériences devraient permettre de déterminer le rôle du gène d'intérêt dans l'activité des circuits corticaux préfrontaux lors de la mémoire de reconnaissance, contribuant ainsi à mieux comprendre son implication dans l'autisme et la déficience intellectuelle. L'étude dans des modèles murins des conséquences neurobiologiques de l'absence des gènes mutés dans l'autisme et autres troubles neurodéveloppementaux est une étape clé dans la compréhension des mécanismes impliqués dans la pathogénèse de ces maladies, afin de permettre à terme de développer des approches thérapeutiques adaptés.

Procédures

Une procédure chirurgicale est effectuée sous anesthésie générale pour injecter dans le cerveau un virus exprimant un marqueur calcique fluorescent et implanter la fibre optique pour la photométrie par fibre. La durée de la chirurgie est de 30-40 min. Aucun phénotype dommageable n’est prévu suite à la procédure. Après une période de récupération de 3 semaines, les souris sont habituées pendant 3 jours (10 min, 2 fois par jour) à un champ ouvert où sera effectué le test de reconnaissance d'objet. Le jour du test, l'activité neuronale est enregistrée par photométrie par fibre pendant 15-20 min en état basal, puis pendant 10 min lorsque l'animal explore 2 objets identiques. L'animal est ensuite replacé dans sa cage et au but de 10 min, il est réintroduit dans le champ et l'activité neuronale est enregistrée pendant 10 min lorsqu'il explore un objet familier et un objet nouveau. Au total, la procédure dure 45-50 min. Après 2 jours de repos, les souris sont enregistrées à nouveau lors d'un deuxième test de reconnaissance d'objet (45-50 min). A la fin des expériences, les animaux subiront une perfusion intracardiaque avec un agent fixateur pendant 3 min, sous anesthésie profonde, afin de prélever le cerveau pour des analyses histologiques. Au total, la procédure de perfusion dure 10-15 min.

Impact sur les animaux

La chirurgie pour injecter le virus dans le cerveau et implanter la fibre optique peut causer un œdème localisé associé à une douleur post-opératoire passagère. Il existe un risque faible d'infection suite à la chirurgie et l'implantation de la fibre optique. La manipulation par l'expérimentateur et l'exposition à un environnement nouveau lors du test comportemental peuvent engendrer un léger stress chez les souris. Les souris mâles logées dans la même cage peuvent parfois se battre et être blessées.

Devenir

Tous les animaux injectés avec le virus et utilisés dans les expériences de photométrie par fibre (n=105) seront perfusés avec un agent fixateur à la fin des expériences, afin de prélever le cerveau pour des analyses histologiques.

Remplacement

Nos travaux nécessitent l’utilisation de rongeurs puisque nous étudions des mécanismes pathologiques complexes associés à l’autisme et la déficience intellectuelle tels que des déficits cognitifs et l'activité des circuits neuronaux intacts. Les procédures d’expérimentation animale décrites ici sont donc essentielles pour mieux comprendre les conséquences de l'inactivation du gène d'intérêt dans le cerveau. La nature expérimentale de notre recherche nécessite l’utilisation de modèles animaux plutôt que des sujets humains. De plus, il n’existe pas encore de modèle computationnel des comportements complexes animaux.

Réduction

Nous utiliserons au maximum 105 souris. Nous réduisons le nombre d’animaux au strict nécessaire afin d’obtenir des résultats robustes statistiquement dans ce type d'expériences. Pour cela, le nombre d’animaux doit se situer entre 12-15 par condition étudiée. En effet, la variabilité interindividuelle élevée observée lors des tests comportementaux, y compris le test de reconnaissance d'objet, nécessite de groupes de taille relativement élevée. La taille des groupes est déterminée sur la base de la littérature scientifique et notre propre expérience dans ce type d'analyses. Les données seront analysées à l'aide de tests statistiques pour une interprétation fiable des résultats.

Raffinement

Dans le cadre du raffinement de l’expérimentation animale, les protocoles utilisés ont été optimisés pour exposer les animaux au minimum de douleur possible. L’injection stéréotaxique de virus et la pose de fibres optiques sont réalisées sous anesthésie totale et locale pendant la chirurgie et un analgésique est administré en péri-opératoire. Les animaux sont observés quotidiennement par une personne compétente. Toute souris qui montre des signes de mauvaise santé engendrant une souffrance selon des points limites préétablis, est exclue du protocole et euthanasiée. Les souris sont hébergées à raison de 4 animaux par cage dans une animalerie de stabulation (température 19–21°C, cycle jour–nuit 12h–12h), avec accès libre à l’eau et aux croquettes. La stratégie d’enrichissement consiste à ajouter un nid des lanières de papier Kraft. La litière est changée tous les 7 jours pour éviter le stress. Une semaine avant le test de reconnaissance d'objet, les souris sont manipulés quotidiennement par l'expérimentateur pendant 5 min afin de les habituer et réduire le stress. De plus, les souris sont exposées au champ ouvert plusieurs fois avant le test de reconnaissance d'objet, d'abord en groupe et ensuite individuellement, afin de réduire le stress engendré par l'environnement nouveau. 48 h de repos sont réservées entre les procédures comportementales.

Choix des espèces

Le système nerveux de la souris présente des analogies avec celui de l’être humain. De plus, ce rongeur constitue un modèle de choix bien caractérisé pour les études neurobiologiques et comportementales en rapport avec l'autisme et autres troubles neurodéveloppementaux. Enfin, on a accès à des souris transgéniques afin d’étudier le rôle des gènes d’intérêt, ce qui permet d’aborder leur fonction dans le cerveau de manière intégrée, dans l’organisme vivant. Les animaux seront utilisés à l’âge adulte (2-6 mois). L'autisme étant un trouble qui persiste toute la vie, nous avons choisi d'étudier les conséquences de la perte du gène chez l'adulte, une fois que l'ensemble du système nerveux est développé.

96 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Elles sont exposées pendant 115 jours au dioxyde de titane, additif alimentaire E171, avec gavages et prélèvements de fèces réguliers, pour évaluer ses effets sur l'intestin et le métabolisme. Le porteur affirme attendre un léger surpoids, une perméabilité et une inflammation intestinales, et présente le recours à l'animal comme "difficilement remplaçable" pour reproduire les échanges entre organes sur une longue durée. Il indique que les résultats doivent aider industriels et autorités à décider du maintien de l'autorisation du E171.

Objectifs

Les particules minérales manufacturées sont abondantes dans les produits de la vie quotidienne (cosmétiques, textiles, matériaux de construction), dont l’alimentation. Parmi ces particules, le dioxyde de titane (TiO2) est un additif alimentaire utilisé comme colorant/opacifiant et agent de brillance dans les confiseries, les aliments transformés, les sauces et le glaçage. En Europe, l'utilisation du TiO2 alimentaire (référencé E171) est autorisée sans établissement d'une dose journalière acceptable. L'autorité européenne de sécurité sanitaire des aliments (EFSA) a estimé les niveaux d'exposition journalière au E171 entre 0,9 et 10,4 mg/kg de poids corporel (p.c)/jour chez l’enfant et entre 0,3 et 6,8 mg/kg p.c/j chez l’adulte. Face à ces niveaux élevés de consommation, les conséquences pour l’homme d'une exposition chronique aux particules de TiO2 soulèvent des questions de santé publique. Les craintes vis-à-vis de cet additif composée de particules micro- et nanométriques reposent sur des effets génotoxiques, de stress oxydant et inflammatoires des nanoparticules de TiO2 observés sur cellules intestinales. Cependant, la toxicité orale du TiO2 est encore peu étudiée et les autorités sanitaires ont conclu à la nécessité de tests pour évaluer les risques pour la santé des additifs alimentaires contenant des nanoparticules, particulièrement avec le E171. Dans les pays occidentaux, l'augmentation de la prévalence de l'obésité associée à des désordres métaboliques suggère des facteurs de risque liés au mode de vie. Parmi ces facteurs, l'ingestion chronique de particules inorganiques a été proposée. Le but de ce projet est d'étudier le lien entre l'exposition orale chronique au E171 et l'apparition et/ou l'aggravation de désordres métaboliques et intestinaux.

Bénéfices attendus

Outre l'apport de données inédites sur les effets d'une ingestion de TiO2 alimentaire sur le développement de désordres intestinaux et métaboliques, ce projet aidera les parties prenantes et les industriels dans leur décision de maintenir ou non l'autorisation et l'utilisation du E171 dans les aliments. Ce projet pourrait également permettre d'établir un lien potentiel entre facteurs environnementaux (ici ingestion d'additif alimentaire) et augmentation exponentielle dans les pays occidentaux de désordres métaboliques. En conclusion, ce projet fournira des données précieuses pour l'évaluation des risques chez l'Homme d'une exposition au TiO2 alimentaire.

Procédures

Les animaux seront soumis à un gavage avec du Dextran-FITC à J94 pour évaluer la perméabilité intestinale et à un gavage avec du glucose à J108 pour réaliser le test de tolérance au glucose. Des prélèvements de fèces seront réalisés tout au long de l'expérimentation (1 fois toutes les deux semaines).

Impact sur les animaux

Il est attendu que les animaux exposés au E171 développent un léger surpoids accompagné d'une perméabilité inestinale, d'une inflammation intestinale a bas bruit ainsi que d'une intolérance au glucose. Toutefois ces désordres intestinaux et métaboliques devraient être d'une intensité inférieure a celle observé lors d'un traitement des animaux avec un régime riche en graisse. Nos données préliminaires n'indiquent aucune altération de comportement et de prise alimentaire chez les animaux exposés au E171 incorporé aux croquettes à la dose testé dans cette étude.

Devenir

Tous les animaux seront mis à mort afin de réasliser différents prélèvements de tissus sur l'animal en fin d'expérience.

Remplacement

Le projet étudie les effets du E171 (nanomatérieux alimentaires) après une période d'exposition chronique de 115 jours. De plus, l'étude portera sur les impacts sur l'axe microbiote-intestin-foie. Aucun modèle alternatif ne permet de recréer tous les dialogues inter-organes sur une période aussi longue. Le recours à l'animal est donc nécessaire et difficilement remplaçable par des modèles in vitro ou ex-vivo.

Réduction

Les régulations attendues, principalement concernant les tests de tolérance au glucose peuvent être assez fines. Ainsi, chaque groupe expérimental sera donc constitué de 12 souris pour que les résultats soient statistiquement exploitable, après analyse avec des tests statistiques adaptés. De plus, les procédures de notre projet seront réalisées 2 fois pour pouvoir générer suffisamment d'échantillons pour nos différents end points.

Raffinement

Pour réduire au minimum la douleur, la souffrance et l'angoisse infligées aux animaux, la coupure effectuée au niveau des queues de souris nécessaire pour la mesure de perméabilité intestinale et le test de tolérance au glucose seront réalisé sous analgésie locale. De plus, de l'enrichissement sera disposé dans les cages, sous la forme d'une maisonnette et de dispositif de nidification. Le bien-être des animaux sera assuré par une observation quotidienne et également par un suivi de poids et prise alimentaire hebdomadaire.

Choix des espèces

La souris est un modèle reconnu en toxicologie, pour lequel de nombreux outils sont développés afin d’étudier le microbiote et l’intestin. Les souris utilisées seront âgées de 5 semaines afin de faire des observations sur des souris adultes et matures.