Recherche appliquée
- Alimentation animale
- Autres troubles humains
- Bien-être animal
- Cancers
- Diagnostic des maladies
- Maladies animales
- Maladies des plantes
- Maladies infectieuses
- Toxicologie (hors obligations réglementaires)
- Troubles cardiaques
- Troubles endocriniens
- Troubles gastrointestinaux
- Troubles immunitaires
- Troubles musculosquelettiques
- Troubles nerveux
- Troubles respiratoires
- Troubles sensoriels
- Troubles urogénitaux
Ciblage thérapeutique de l’autotaxine dans la dégradation ostéoarticulaire en conditions inflammatoires
- Recherche appliquée
- Troubles musculosquelettiques
160 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance sévère. Une inflammation aiguë est induite par injection de LPS et une inflammation chronique de type polyarthrite par des anticorps anti-collagène, avec des injections répétées de traitements et des analyses osseuses par microtomographie. Le porteur indique que ces modèles provoquent fièvre, gonflements articulaires et perte de masse osseuse, la douleur étant atténuée par du paracétamol dans l'eau de boisson. Il affirme que l'effet de l'autotaxine ne peut être apprécié in vitro.
Objectifs
Les maladies inflammatoires sous formes aigües ou chroniques induisent fréquemment la dégradation des articulations et des os. Ces maladies induisent des douleurs conduisant à une dégradation dramatique de la qualité de vie des patients. La mise en place de nouvelles thérapies permettant de stopper la dégradation osseuse dans ces conditions constitue une priorité de santé publique. Le projet a pour objectif d’étudier de nouvelles stratégies thérapeutiques. Le recours à un modèle animal est nécessaire en raison de la complexité du processus de progression de la maladie impossible à reproduire in vitro. Le projet a pour objectif de tester l’effet d’un inhibiteur de l’activité d’une enzyme, l’autotaxine, ainsi que celle d’anticorps dirigés contre l’autotaxine elle-même sur l’atteinte ostéoarticulaire dans deux conditions inflammatoires, d’une part aigüe et d’autre part chronique.
Bénéfices attendus
Ce projet permettra le développement de nouvelles thérapeutiques permettant de bloquer l’inflammation et la dégradation osseuse chez les patients atteints d’inflammation articulaire aigüe et chronique suite à un infection bactérienne et en situation de polyarthrite rhumatoïde, respectivement.
Procédures
Le projet est constitué de deux procédures. Au début de la procédure 1, les animaux recevront une injection de lypopolisaccharide par voie intrapéritonéale qui durera moins d’une minute, puis 2 fois par semaine avec des solutions d’anticorps dirigés contre les composés ciblés ou quotidiennement avec des solutions de dexaméthasone, ou d’un inhibiteur des composés ciblés par injections sous-cutanées qui dureront moins d'une minute chacune. La procédure 1 a une durée totale de 7 jours. Au début de la procédure 2, les animaux recevront une injection d’une solution d’anticorps anti-collagène par voie intraveineuse qui durera moins d’une minute puis 2 fois par semaine avec des solutions d’anticorps dirigés contre les composés ciblés ou quotidiennement avec des solutions de dexaméthasone, ou d’un inhibiteur des composés ciblés par injections sous-cutanées qui dureront moins d'une minute chacune. La durée totale de la procédure 2 sera de 28 jours. Un prélèvement sanguin sera réalisé par ponction de la veine sub-mandibullaire qui durera moins d'une minute en fin de chacune des deux procédures, et à J+14 pour la procédure 2. Dans les deux procédures les animaux seront anesthésiés pendant 10 minutes par anesthésie gazeuse en début et en fin de procédure afin de procéder à l’analyse non invasive du tissu osseux par microtomographie.
Impact sur les animaux
Dans le cas de la procédure 1, le projet vise à induire une inflammation aigüe qui se caractérise par un état fiévreux transitoire et par une chute de la masse osseuse. L’intensité de l’inflammation et de la douleur sera atténuée par l’ajout de paracétamol dans l’eau de boisson durant la totalité de la procédure. De plus, dans le but de réduire l’exposition des animaux au stress et à la douleur, la procédure 1 sera arrêtée 7 jours après l’induction de l’inflammation. Dans le cas de la procédure 2, le projet vise à induire une inflammation chronique qui se caractérise par des gonflements articulaires et une chute de la masse osseuse. La durée de la procédure 2 est de 28 jours. Nous avons choisi le modèle d’inflammatoire chronique induite par des anticorps anti-collagène car c’est un modèle transitoire qui présente une résolution spontanée de l’inflammation au cours de la deuxième partie de la procédure. L’intensité de l’inflammation et de la douleur sera atténuée par l’ajout de paracétamol dans l’eau de boisson durant la totalité de la procédure incluant l’ensemble des phases de développement et de résolution de l’inflammation. Les effets attendus pour chaque procédure sont une réduction de l’inflammation et de la perte osseuse dans les groupes d’animaux recevant les différents traitements par rapport aux groupes contrôles.
Devenir
Tous les animaux seront mis à mort à la fin des procédures afin de pouvoir évaluer la perte de masse osseuse post-mortem.
Remplacement
L’influence de l’autotaxine sur l’inflammation aigüe ou chronique ainsi que sur la dégradation du tissus osseux induite par l’inflammation aigüe ou chronique ne peuvent pas être appréciées par des tests in vitro. L’utilisation du lypolysaccharide et d’anticorps dirigés contre le collagène nous permettront de reproduire chez la souris le plus fidèlement possible la maladie des patients atteints d’inflammation articulaire aigüe suite à une infection bactérienne et de polyarthrite rhumatoïde, respectivement.
Réduction
Pour évaluer la perte osseuse chaque souris sera son propre contrôle grâce à la stratégie d’analyse non invasive par microtomographie au début et à la fin de chaque procédure. De ce fait, la puissance d’analyse statistique permet de réduire fortement le nombre d’animaux par groupe. La taille des groupes a été déterminée à l’aide d’une analyse de puissance réalisée avec BiostaTGV. Sur les 5 ans de réalisation du projet, un nombre total de 160 souris sera nécessaire.
Raffinement
Les souris cohabiteront par groupe de 5 dans un environnement enrichi (maison rouge, coton) renouvelé une fois par semaine. Afin de permettre l’acclimatation des animaux à leur nouvel environnement, les souris seront placées en stabulation durant deux semaines au sein de l’animalerie d’accueil sous surveillance journalière. L’état de bien être des souris sera évalué quotidiennement par l’observation des principaux signes physiologiques, comportementaux et de l’apparence de l’animal. Les animaux seront pris en charge au premier signe d’inconfort.
Choix des espèces
Les souris adultes BALB/C âgées de 10 semaines. Ces souris disposent d’un système immunitaire complet nécessaire à l’étude de l’inflammation.
Bivalimage: traceurs peptidiques bivalents pour le ciblage tumoral en imagerie nucléaire
- Recherche appliquée
- Cancers
- Recherche fondamentale
- Oncologie
160 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Elles reçoivent une greffe de cellules tumorales sous la peau puis des injections intraveineuses de traceurs radioactifs sous anesthésie, suivies d'imagerie et d'un prélèvement sanguin terminal, pour tester des peptides de ciblage du cancer de la prostate. Le porteur affirme n'attendre aucun effet indésirable grâce à l'imagerie non invasive. Il indique recourir à des cultures cellulaires tant que possible et réserver la souris aux expériences in vivo.
Objectifs
Les tumeurs peuvent co-exprimer différents récepteurs, cibles de nouvelles stratégies de détection et traitements tumoral. Des peptides à deux parties distinctes peuvent se lier à ces différents récepteurs et présenter des avantages (meilleure affinité, rester plus longtemps sur la tumeur, augmenter les chances de visualiser le tissu malade indépendamment du stade de la maladie) par rapport à des peptides simples. Ainsi ce projet vise à étudier les propriétés de ciblage tumoral de ces nouveaux peptides, marqués par de la radioactivité, pour leur utilisation en imagerie et thérapie nucléaires.
Bénéfices attendus
Un peptide à deux parties, ciblant à la fois le récepteur de la gastrine (GRPR) et le récepteur membranaire spécifique de la prostate (PSMA) pourrait permettre de détecter puis de traiter une très large gamme de profils d'expression du cancer de la prostate (y compris les tumeurs PSMA négatives ou GRPR négatives) quel que soit le stade de développement de la maladie.
Procédures
Les animaux du projet seront soumis à différents actes, en premier lieu acte 1 des greffes de cellules tumorales au niveau sous cutanée réalisées sous anesthésie qui vont permettre une croissance tumorale pendant 7 à 8 semaines au cours desquelles tous les animaux recevront sous anesthésie des injections intraveineuses de radiotraceurs qui permettront un suivi des tumeurs par imagerie non invasive TEP/TDM et enfin suite à la dernière imagerie un prélèvement sanguin sous anesthésie sera réalisé suivi d'une euthanasie par une méthode réglementaire. L'acte 2 s'étalera au maximum sur 3 semaines. L'acte 3 aura lieu environ entre 7 et 8 semaines après l'acte 1 de greffe tumorale soit lorsque les souris auront entre 12 et 14 semaines.
Impact sur les animaux
D’après les connaissances sur ces modèles de xénogreffe tumorale et l'utilisation de l'imagerie non invasive, il ne devrait pas y avoir d'effets indésirables attendus sur les animaux. Si un animal montre des signes de cyanose ou de détresse respiratoire lors de l’administration d'un des radiotraceurs, celle-ci sera immédiatement stoppée et l’animal sera placé dans sa cage sous surveillance.
Devenir
Tous les animaux seront euthanasiés à l'issue de la procédure pour des prélèvements post mortem.
Remplacement
Des cellules de cancer de la prostate en culture seront utilisées tant que les expériences le permettent et le modèle de souris de xénogreffe tumorale pour les expériences nécessaires in vivo.
Réduction
Le nombre d’animaux, 160 au total, sera limité au maximum par groupe de façon à obtenir des résultats statistiquement fiables. A cause des variabilités inter-animales et intergroupes, un nombre trop restreint d’animaux engendrerait des résultats trop variables et non valides. Compte tenu des données de la littérature (variabilité attendue) et des effets espérés, un test de puissance statistique a été utilisé pour déterminer le nombre minimum d’animaux nécessaire pour cette étude. Le nombre d'animaux a également été réduit, notamment par l’utilisation de l’imagerie non invasive pour suivre des modèles in vivo uniques parfaitement décris dans la littérature (modèle de greffe sous-cutanée de cancer de la prostate).
Raffinement
Pour minimiser les dommages aux animaux, ils bénéficieront d’un environnement enrichi (outil de nidification, maison de type igloo en plastique) et du maintien de l’interaction sociale en étant groupés, et resteront sous surveillance tout au long du projet. Les conditions d’hébergement sont conformes à la réglementation, les animaux disposent de nourriture et d’eau ad libitum. Pour chaque procédure, des points limites ont été fixés et des méthodes prévues (anesthésie) pour éviter toute souffrance ou douleur aux animaux, qui resteront sous surveillance tout au long du projet.
Choix des espèces
Des souris immunodéprimées sont utilisées car ces animaux acceptent la xénogreffe de cellules tumorales humaines et constituent des modèles validés pour l’étude de la progression tumorale et la validation de la biodistribution de nouveaux radiopharmaceutiques. Stade adulte, l’étude est portée sur l’imagerie d’un organisme déjà totalement développé.
Développement d’un pancréas bioartificiel : validation de matrices d’encapsulation d’îlots pancréatiques de rats et humains.
- Recherche appliquée
- Troubles endocriniens
- Recherche fondamentale
- Oncologie
- Système endocrinien
1 791 rats vont être utilisés, tous tués à l'issue, dont 1 008 dans des procédures menées sous anesthésie sans réveil et 783 dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Un diabète est induit par injection de streptozotocine, suivi de chirurgies abdominales pour prélever le pancréas ou implanter des modules d'encapsulation d'îlots, avec un suivi de 91 jours et des tests répétés de tolérance au glucose. Le porteur indique qu'une dégradation rapide de l'état des rats diabétiques peut survenir malgré l'insuline, ceux perdant plus de 20 % de leur poids étant mis à mort. Il affirme le recours aux animaux "indispensable" pour évaluer le biomatériau.
Objectifs
La transplantation d’îlots pancréatiques est une thérapie prometteuse du diabète de type 1. Celle-ci vise à remplacer les cellules béta pancréatiques (sécrétrices d’insuline) défectueuses par l’injection d’îlots sains (issus de dons multi-organe) par voie intra-portale dans le foie de patients diabétiques. Cette stratégie thérapeutique qui permet une régulation glycémique plus physiologique et moins contraignante que les injections pluriquotidiennes d’insuline.
Bénéfices attendus
La transplantation d’îlots pancréatiques comporte de nombreux verrous limitant son application clinique à grande échelle. En effet, un des verrous majeurs est la réaction inflammatoire massive générée au moment de la transplantation qui est à l’origine de la perte de près de 40% de la masse d’îlots implantée. Un second verrou majeur est la réaction immunologique de rejet qui nécessite la mise en place d’un traitement immunosuppresseur connu pour être délétère pour la survie et la fonction de la greffe à plus ou moins long terme. Ainsi, l’encapsulation d’îlots pancréatiques permettrait de protéger leur destruction par les réactions inflammatoires et de rejet. De plus, au vu de la pénurie d’organe inhérent à toute greffe d’organe, l’encapsulation permettrait d’utiliser des îlots pancréatiques d’espèces différentes. Par ailleurs, l’implantation de d’îlots encapsulés dans l’omentum permet de se soustraire de ces réactions inflammatoires médiées par le sang à l’origine d’une destruction massive des îlots post transplantation. Ainsi, notre stratégie permettrait de maintenir à long terme la survie et la fonction des îlots et d’appliquer la stratégie de transplantation d’îlots pancréatiques à un plus grand nombre de patients diabétiques.
Procédures
- Procédure 1 : L’injection de streptozotocine se fera en intra péritonéale à l’aide d’une aiguille 23G. L’injection réalisée sur animal vigile par une seule injection et l’intervention (et la contention) durera quelques secondes. Chez les rats devenus diabétiques, mise d’implants à insuline afin de permettre un maintien à l’équilibre de la quantité de sucre dans le sang (glycémie) et de prendre du poids (nécessaire à la transplantation des îlots). Procédure réalisée sous anesthésie générale d’environ 10 minute. Une mesure de glycémie quotidienne avec un glucomètre à partir d’une micro goutte de sang prise à la queue pour vérifier l’efficacité de notre insulino-thérapie. - Procédure 2 : Isolement d’îlots de rat qui seront inclus dans nos hydrogels. Pour le prélèvement du pancréas, une laparotomie abdominale et une cathétérisation du canal cholédoque seront réalisé sous anesthésie générale. Après quoi l’animal est euthanasié puis le pancréas prélevé (procédure sans réveil). - Procédure 3 : L’implantation des modules d’encapsulation dans l’omentum des rats se fera après incision de l’abdomen (2 cm). Chirurgie réalisée sous anesthésie générale d’une durée d’environ 15 minutes. Des anti-inflammatoires seront administrés post-chirurgie pendant 3 jours. Concernant le suivi de la survie et de la fonction des îlots implantés, celui-ci durera 91 jours. Pour cela, quotidiennement la prise de poids et la glycémie capillaire (lecteur de glycémie) seront mesurées. Hebdomadairement, une prise de sang sera effectuée pour la réalisation de divers dosage plasmatique (marqueurs de fonction de la greffe, marqueurs de l'inflammation...). Une fois par mois un test de tolérance au glucose sera réalisé. Ce test est nécessaire afin de déterminer la fonction réelle de la greffe. Ce test durera deux heures et consistera à injecter dans le péritoine une solution sucré en utilisant une aiguille 23G et de mesurer la glycémie capilaire à l’aide d’un lecteur de glycémie toutes les 5, 10, 15, 30, 45, 60 et 120 min post injection du sucre. Avant le test, les animaux seront mis à jeun 6h (accès à l'eau ad libitum). Une prise de sang de 200 μL(incision de l'extrémité de la queue) et une mesure de la glycémie seront effectuées à jeun juste avant l'injection intraéritonéale du glucose.
Impact sur les animaux
Suite à la procédure d’induction du diabète et/ou la perte progressive de la fonction du greffon, une dégradation rapide de l’état sanitaire des animaux diabétiques pourrait survenir malgré l’administration d’insuline et la transplantation des îlots. Cela pourrait se manifester par une diminution marquée de l’activité ou à l’inverse une hyperactivité, une diminution du toilettage, une perte de poids rapide supérieure à 20%, une polyurie, des hyper et hypoglycémies. Néanmoins, l’insulino-thérapie et la greffe d’îlots devraient empécher cela. Si aucune
Devenir
- Procédure 1 : « Induction du diabète par injection intra-péritonéale de Streptozotocine et mise de pompe à insuline en sous-cutanée. » Les rats devenus diabétiques poursuivent l’étude et seront utilisés dans la procédure 3. Les rats non devenus diabétiques seront euthanasiés selon la méthode décrite au 3.3.3 (« euthanasie sans préservation de sérothèque et tissuthèque (atteinte du point limite) »). - Procédure 2 : « Isolement d’îlots pancréatiques de Rat. » L’ensemble des animaux de la procédure seront euthanasiés selon la méthode décrite au 3.3.3 (« Prélèvement pancréas »). - Procédure 3 : « Implantation intra-omental des hydrogels + îlots et suivi métabolique des rats par mesure glycémique, par évaluation de la prise de poids, par tests de tolérance au glucose (IPGTT) et dosage plasmatique de biomarqueurs. » A la fin de cette procédure tous les rats seront euthanasiés selon la méthode décrite au 3.3.3 (« euthanasie sans préservation de sérothèque et tissuthèque (atteinte du point limite) ») car il s’agira de la fin de l’étude. Nous pourrons ainsi prélever le sang total pour réaliser des dosages plasmiques de marqueurs de survie et de fonction du greffon, de paramètre statuant sur la régulation de la glycémie, sur l’état inflammatoire etc… Nous prélèverons les modules d’encapsulation pour analyse (histologique ...). Enfin, nous prélèverons également les organes impliqués dans la régulation de la glycémie et impactés par le diabète afin de faire des analyses histologiqsues, de protéomique et de génomique.
Remplacement
L'étude consiste à déterminer l’efficacité de biomatériaux sur la fonction du greffon chez un sujet diabétique, ainsi, le recours à des animaux est indispensable.
Réduction
Le nombre d’animaux utilisés sera réduit au minimum tout en permettant, grâce à des tests statistiques adaptés, de mettre en évidence des différences significatives au niveau des paramètres étudiés. Cette étude nécessitera 1791 rats.
Raffinement
Le respect du principe de raffinement intervient en premier lieu au niveau des conditions d’hébergement : les animaux auront accès ad libitum à l’eau et à la nourriture, bénéficieront de conditions de température et d’hygrométrie régulées et conformes aux règles en vigueur, ainsi que de cages enrichies à l’aide de cylindres en PVC rouges. Les rats sont placés dans des cages de 1500cm², en fonction de leur poids (jusqu’à 200 g ils sont 6 par cage), entre 200 et 300 g ils sont 5 et ensuite un rat est enlevé par tranche de 100g). Nous appliquerons également le principe de raffinement au niveau des méthodes de préanesthésie, d’anesthésie et de prise en charge post-opératoire. Enfin, des points limites prédictifs et précoces ont été établis permettant de soustraire l’animal à la souffrance.
Choix des espèces
Le Rat est la principale espèce utilisée dans de nombreuses d’études sur le diabète. En effet, lors de l’induction ou l’apparition du diabète, les rats diabétiques partagent des caractéristiques similaires à la physiopathologie du diabète chez l’Homme, notamment une glycémie à jeun supérieur à 1,26 g/L et des taux d’HbA1c (reflet de l’équilibre glycémique sur les semaines antérieures) comparables. Les rats employés pour ces études sont de souche Lewis, souche consanguine provenant d'un élevage agréé. Ils ont été préférés aux souris à cause de leur taille qui permet une aisance de manipulations, facilite les interventions chirurgicales, et permet une étude à plus long terme (environ deux mois dans de bonnes conditions par rapport à leur état diabétique). Les rats pour cette étude seront uniquement utilisés à un stade jeune adulte (Age : 8 semaines) possédant un système immunitaire. De plus, à ce stade de développement, les animaux présentent un poids idéal pour réaliser les isolements. En effet, c’est à partir de cet âge que le canal cholédoque possède une taille suffisamment grande pour réaliser facilement la cathéterisation permettant l’injection de l’enzyme utilisée pour la digestion du pancréas. Cela permettra d’obtenir un rendement d’isolement optimal.
Pharmacologie : Etude de deux composés anti-obésité en développement chez le rat
- Recherche appliquée
- Troubles cardiaques
- Troubles endocriniens
- Tests réglementaires
- Toxicologie et autres tests de sécurité
6 rats vont être utilisés, tous tués à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Après une semaine d'habituation, ils reçoivent des composés par voie orale puis subissent des prélèvements sanguins rapprochés jusqu'à 24 heures par la veine caudale, avant euthanasie au pentobarbital. L'étude, commanditée par une société cliente, vise à caractériser deux candidats médicaments anti-obésité avant essais cliniques. Le porteur indique que la répétition des prélèvements est source de stress et d'angoisse, et justifie le choix du rat par un volume sanguin supérieur à celui de la souris.
Objectifs
Le projet vise à étudier deux composés en développement chez le rat sain. L'objectif est de sécuriser le développement de composés d'intérêt thérapeutique avant leur passage sur l'animal pathologique et avant le stade d'études cliniques. Cette étude est commanditée par une de nos sociétés clientes, dans le cadre de la recherche de l’efficacité de leurs composés dans ce domaine d’application.
Bénéfices attendus
Ce projet permettra de préciser les paramètres pharmacocinétiques des composés en développement. Ainsi, les paramètres d'absorption, de distribution et d'élimination seront déterminés. Il s'agit ici de sécuriser le développement d'un candidat médicament anti-obésité, notamment en priorisant les composés les plus prometteurs avant passage aux études d'efficacité et aux études clinique. Les données obtenues permettront également de définir les doses a utiliser dans la suite des études.
Procédures
Pendant 7 jours (de D-7 à D-1), les animaux seront soumis à des administrations du véhicule (composé de référence) per os quotidiennement dans le but de les habituer à ce type d'administration. A D1, des prélèvements sanguins de 150µL par la veine caudale seront effectuées avant l'administration per os puis à 15min, 30min, 1h, 3h1 8h et 24h après.
Impact sur les animaux
La répétition rapprochée de certains prélèvements sanguins sera la source de stress et d'angoisse de l'animal même si l'animal aura été préalablement habitué au tube de contention. Aucune nuisance n'est attendu sur l'administration des composés et les animaux ayant subi une phase d'habituation seront donc acclimatés à l'administration par voie orale et au tube de contention pour prélèvement sanguin.
Devenir
Tous les animaux seront euthanasiés par injection intraperitonéale de solution de pentobarbital (Euthasol, 250mg/kg)
Remplacement
L'utilisation d'animaux à des fins scientifiques se justifie ici car pour étudier l'effet de l'organisme sur le composé à visée thérapeutique, il est nécessaire d'utiliser un modèle vivant. Nous avons choisi le rat comme modèle animal car il s'agît d'un modèle bien documenté dans la littérature scientifique, qui nous permet de récolter un volume sanguin plus important que chez la souris.
Réduction
Le nombre d’animaux utilisés par groupe a été défini comme le nombre minimum nécessaire pour être en mesure de déterminer ce que l'organisme fait au médicament et donc les paramètres d'absorption, de distribution et d'élimination. Nous avons choisi le rat comme modèle animal car il s'agît d'un modèle bien documenté dans la littérature scientifique, qui nous permet de récolter un volume sanguin plus important que chez la souris. Ainsi, le nombre d'animaux utilisé a donc été réduit en comparaison avec la souris.
Raffinement
Le modèle animal qui sera utilisé est un modèle parfaitement caractérisé dans la littérature et couramment utilisé dans les études précliniques. Le protocole a été planifié de façon à limiter au maximum tout stress et tout inconfort pour les animaux. Les phases d'acclimatation (de D-12 à D-8) et d'habituation (de D-7 à D-1) permettent d'éviter tout angoisse de l'animal pendant la phase d'expérimentation. Les rats seront hébergés en cages individuelles et un enrichissement du milieu sera assuré par l'ajout de tubes en carton et de briquettes. Les expérimentateurs en charge des administrations orales et des prélèvements sanguins sont rodés à ce type de pratique.
Choix des espèces
Nous avons choisi le rat comme modèle animal car il s'agît d'un modèle bien documenté dans la littérature scientifique, qui nous permet de récolter un volume sanguin plus important que chez la souris. Ce modèle a été validé avec le client et le chef de projet. Les animaux utilisés sont de jeunes rats adultes (201-225g à réception correspond environ 7-8 semaines). Le choix de ce stade de développement est guidé par la population humaine qui sera ciblée par les composés à tester, à savoir une population adulte.
Etude de l’effet de biothérapies ciblant l’interleukine-4 (IL-4), l’IL-13, les IgE ou les mastocytes sur les défenses antiparasitaires
- Recherche appliquée
- Troubles gastrointestinaux
- Recherche fondamentale
- Système gastrointestinal
- Système immunitaire
Rats : 416
416 rats et 444 souris vont être utilisés, tous tués à l'issue par exposition au CO2, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Les rats sont infectés par le parasite S. ratti pour entretenir la lignée parasitaire, les souris vaccinées jusqu'à quatre fois puis infectées à deux reprises, avec trois prélèvements sanguins. Le projet teste si des biothérapies anti-allergiques nuisent aux défenses contre les vers parasitaires. Le porteur affirme que cette immunité complexe ne peut être reproduite in vitro et que le maintien du parasite impose le recours aux rats.
Objectifs
Les infections par les vers parasitaires touchent actuellement près de 1/4 de la population mondiale. A l’heure actuelle, les mécanismes innés et adaptatifs de défense contre ces parasites ne sont pas complètement compris. L’immunité « de type 2 » impliquant les IgE, les cytokines IL-4 et IL-13 et les mastocytes joue un rôle très important dans les pathologies allergiques. De ce fait, de nombreuses biothérapies développées actuellement pour traiter les allergies ciblent cette immunité de type 2. Cependant, les mêmes acteurs cellulaires et moléculaires sont également impliqués dans la défense contre certains parasites. Il est donc très important de tester l’effet de ces nouvelles biothérapies anti-allergiques sur les réponses contre des parasites, afin de s’assurer de la sureté de ces approches.
Bénéfices attendus
L'immunité adaptative (principalement la réponse anticorps) joue un rôle fondamental lors d’une réinfection avec le même parasite. Les mastocytes jouent un rôle important lors des infections primaires et secondaires, permettant l’expulsion des parasites. Cependant, les sous-populations de mastocytes (connectifs versus mucosaux) et les mécanismes permettant aux mastocytes de jouer ce rôle de défense ne sont pas bien connus. Notre laboratoire développe des stratégies vaccinales et des biothérapies pour le traitement de l’asthme et des allergies, ciblant principalement les cytokines de type 2 (IL-4 et IL-13), les IgE et les mastocytes. Il est très important de vérifier que ces biothérapies n’auront qu’un effet limité sur les défenses anti-parasitaires afin de s’assurer de la sureté de ces nouvelles approches thérapeutiques.
Procédures
Un total de 416 rats sera infecté en sous-cutané avec le parasite S. ratti afin de collecter des larves dans leurs fèces. Les rats seront mis à mort par exposition au CO2 après 9 jours au plus tard (procédure 1). Un total de 192 souris sera immunisé un maximum de 4 fois aux jours 0, 7, 28 et 49 en intramusculaire dans la cuisse arrière avec une formulation de vaccin dirigé contre l’IL-4, l’IL-13 ou les IgE dans un volume de 50 µL (procédure 2). Un total de 96 souris sera injecté en intrapéritonéal deux fois par semaine pendant 3 semaines (6 injections au total) avec un conjugué SCF-doxorubicine (10mg/kg maximum dans 200 µL de PBS) (procédure 3). A l’issue des procédures 2 et 3, l’ensemble des souris ainsi que 156 souris additionnelles (soit un total de 444 souris) seront ensuite injectées en sous-cutané avec des larves de parasite S. ratti pour un total de deux fois à 28 jours d’intervalle. Nous réaliserons trois prélèvements sanguins à la veine mandibulaire sous anesthésie gazeuse (isoflurane 3%) aux jours 0, 7 et 21 (procédure 4).
Impact sur les animaux
D’après les données de la littérature et notre expérience antérieure avec ce modèle, l’infection avec le parasite S. ratti n’induit pas de signes visibles de douleur ou de comportement anormal chez les animaux.
Devenir
A l’issue de la procédure 1, tous les animaux seront mis à mort par exposition au CO2. L’ensemble des animaux des procédures 2 et 3 seront utilisés dans la procédure 4. Et à l’issue de la procédure 4, l’ensemble des animaux sera mis à mort par exposition au CO2.
Remplacement
Les mécanismes de défense contre les nématodes (parasites) sont complexes et nécessitent l’action concertée de plusieurs types de cellules immunitaires et d'anticorps. Ceci ne peut être reproduit in vitro. De plus, le maintien de ces nématodes ne peut être fait in vitro et nécessite donc l’utilisation de rats pour maintenir la lignée parasitaire.
Réduction
L'expérience du porteur du projet dans l'analyse de ces divers modèles de pathologies et la présence des données préliminaires nous permettent d'anticiper et d'optimiser le nombre d’animaux à analyser dans chaque modèle. Nous utiliserons une moyenne de 4 animaux par groupe de même âge et sexe pour chaque expérience. Les expériences seront répétées 3 fois de manière indépendante afin d’assurer la validité de nos résultats. Les tests statistiques seront effectués avec le logiciel Graph-Pad Prism. En fonction du type d’expérience, du nombre d’échantillons analysés et de la distribution des valeurs nous choisirons un des tests statistiques suivants : 1- way ou 2-way ANOVA, Mann-Whitney ou unpaired 2-tailed Student’s t test ; nous considèreront une valeur de P significative si elle est inférieure à 0.05.
Raffinement
Le bien-être de l’animal est un facteur de variabilité expérimentale que nous prenons en considération grâce au suivi quotidien des animaux. Ce suivi permet d'évaluer l'état général des animaux (prise de nourriture, toilettage, mouvements), l’enrichissement de leur environnement et le respect de l’aspect social du groupe (4 à 5 animaux par cage, pas d’isolement ni de changement de cage). De plus, un enrichissement sera rajouté aux animaux (carrés de coton pur ou du papier absorbant) permettant aux animaux de faire une nidation, selon la directive européenne 2010/63/UE. Pour chaque procédure des points limites ont été définis pour limiter la douleur, la souffrance ou l’angoisse de l’animal et l'animal sera euthanasié s’il présente un de ces points limites d’arrêt de la procédure. Enfin, les personnes responsables du projet ont été formées à l’utilisation des animaux à des fins scientifiques ; elles garantissent de la formation et de l’encadrement des autres expérimentateurs impliqués dans les procédures expérimentales.
Choix des espèces
La souris représente le modèle animal le plus utilisé pour étudier la physiopathologie des maladies humaines. En effet, l’élevage de souris est très productif (avec une variation possible en fonction des fonds génétiques étudiés) et nécessite peu de place. Les connaissances et avancées technologiques actuelles permettent de disposer de nombreux modèles sophistiqués. D’ailleurs, la majorité des animaux transgéniques nécessaires à la réalisation de ce projet sont uniquement disponibles chez la souris et sous un fond génétique bien contrôlé. Enfin, la physiologie des différents organes chez la souris présente de nombreuses similarités avec celle des organes humains, ce qui permet l’induction de modèles pathologiques mimant les maladies humaines observées chez les patients. Les rats Wistar sont utilisés pour la conservation de la souche S.ratti. Comme le rat est l’hôte naturel de S.ratti, les rats de Wistar permettent d’obtenir facilement la quantité de vers nécessaires pour les expériences qui seront réalisées chez la souris. Pour la majorité des expériences, les souris seront utilisées entre 8 et 12 semaines, ce qui correspond à de jeunes adultes qui possèdent un système immunitaire bien développé et mature. Les animaux seront utilisés à 6 semaines uniquement pour les procédures 2 et 3 (vaccination anti-IL4, anti-IL13 ou anti-IgE et déplétion des mastocytes).
Evaluation de l’efficacité antibactérienne des Eligobiotiques® (EB) contre Escherichia coli entérohémorragique (EHEC) productrice de Shiga-toxine (STEC) chez le lapereau.
- Recherche appliquée
- Maladies infectieuses
36 lapereaux vont être utilisés, tous tués à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré à sévère. Infectés à deux jours par une E. coli entérohémorragique par gavage pour mimer de jeunes enfants, ils subissent une ponction intracardiaque sous anesthésie avant mise à mort pour prélever sang et côlon, et les lapines mères sont également tuées. Le porteur indique que la sous-nutrition des lapereaux délaissés par leur mère est la principale cause de souffrance. Il affirme que la complexité d'un être vivant ne peut être reproduite in vitro.
Objectifs
Le présent projet vise à tester l’efficacité d’un composé antibactérien (EB) dans un modèle d’infection du tube digestif à E. coli chez le lapereau. Deux concentrations du composé seront testées, une correspondant à la dose pharmacologiquement active (PAD) et cette même dose divisée par 10 (EB/10).
Bénéfices attendus
Le bénéfice principal de ce projet est de mettre en évidence l’efficacité d’une thérapie ciblée offrant une alternative à l’utilisation des antibiotiques et permettant un contrôle précis des écosystèmes microbiens complexes. Dans cette optique, le projet vise à utiliser une nouvelle technologie antimicrobienne basée sur l’utilisation d’un dérivé des bactériophages (ciblant exclusivement certaines espèces bactériennes) transportant des « ciseaux moléculaires » qui, une fois à l’intérieur des bactéries, vont scanner leur matériel génétique et trouver la séquence à couper pour laquelle ils ont été « programmés ». Ainsi seules les bactéries possédant la séquence d’ADN ciblée seront tuées, sans affecter le reste du microbiote. Les bactéries d’intérêt dans ce projet sont des Escherichia coli (E. coli) entérohémorragiques (peuplant le système digestif et responsable d’hémorragies) productrices de Shiga-toxine (EH-STEC). Ces bactéries sont à l’origine de maladies rares mais graves en particulier chez les jeunes enfants chez qui elles induisent des diarrhées hémorragiques et une atteinte rénale sévère. Une précédente étude a déjà permis de mettre au point le modèle d’infection du tube digestif chez le jeune lapereau et d’appréhender le potentiel bénéfice d’un traitement aux Eligobiotiques® (EB). Cette étude a pour but d’évaluer l’efficacité de la dose pharmacologiquement active déterminée ultérieurement sur cette bactérie.
Procédures
Les méthodes d’infection et de traitement par gavage (quelques secondes par lapereaux) ont été choisies pour leur qualité non invasive et indolore pour les animaux. Les lapereaux seront infectés une seule fois à J0 et les traitements auront lieu deux fois par jour, J3 après infection pendant 4 jours. L’expérience durera 7 jours. Dans ce modèle, l’infection, même symptomatique (diarrhée), n’empêche pas la prise de poids des lapereaux et n’entraine pas de souffrance particulière s’ils sont bien nourris par leur mère. En revanche, il est possible que l’infection favorise le délaissement de la lapine pour ses lapereaux les plus fragiles. Dans ce cas, le poids des lapereaux et leur score clinique enregistrés quotidiennement nous permettrons d’évaluer leur état et de les mettre à mort en accord avec les points limites évoqués plus haut. En fin d’étude, les lapereaux seront soumis à une ponction intracardiaque sous anesthésie volatile (vetflurane 5%) avant leurs mises à mort.
Impact sur les animaux
Les précédentes études nous ont permis de déterminer que la principale cause de souffrance dans ce modèle était la sous nutrition des lapereaux (résultant ou non de l’infection). Le nombre d’animaux par portée est assez variable. Les lapines donnant naissance à plus de 9 lapereaux ont souvent tendance à en délaisser certains au profit des autres. Pour pallier ce problème, des lapereaux issus de grandes portées pourront être transférés à des portées plus petites au cours de leur premier jour de vie. Une observation quotidienne durant les 5 jours suivant la naissance des lapereaux puis bi-quotidienne jusqu’à la fin de l’expérience nous permettra de déterminer lesquels ont le plus de mal à se nourrir et ainsi de favoriser leur alimentation en les plaçant en priorité dans le nid avec leur mère. Ce suivi nous permettra également de déceler le plus rapidement possible des signes de douleur et pouvoir anticiper l’atteinte des points limite.
Devenir
Tous les animaux (lapereaux + lapines) seront mis à mort à la fin de l’étude afin de récupérer chez les lapereaux, le sang pour analyses biologiques et le colon pour dénombrement des CFU. Les lapines seront également mises à mort car elles auront été en contact avec des animaux infectés.
Remplacement
Une partie des résultats préliminaires a été obtenue in vitro mais la complexité d’un être vivant ne peut pas être mimée en laboratoire nécessitant l’utilisation de modèles animaux. Également, une étude similaire a déjà été réalisée et a permis de mettre en évidence des résultats très encourageants. Toutefois, la validation de l’efficacité est requise sur un lot clinique par les autorités et le conseil scientifique du commanditaire de l’étude.
Réduction
Le modèle étant déjà maitrisé, aucune phase de mise au point n’est prévue. Afin d’obtenir une étude statistique solide, 12 effectifs par groupe de traitements seront nécessaires.
Raffinement
Les animaux seront hébergés dans un environnement adapté et enrichi. Les lapereaux et leur mère ne seront pas séparés durant l’étude pour limiter leur stress et permettre une alimentation naturelle par la tétée. L’infection bactérienne du tube digestif et l’administration du traitement seront réalisées par voie orale et seront donc indolore. Des critères d’arrêts de l’étude, supportés par une grille de score clinique, ont été définis afin d’assurer le bien-être des animaux.
Choix des espèces
Le lapin développe des symptômes très semblables à l’homme dans un contexte d’infection à E. coli, notamment au niveau de la diarrhée, contrairement au modèle murin. Des lapereaux de 2 jours seront utilisés de façon à correspondre à une population de jeunes enfants particulièrement sensibles aux infections à EH-STEC.
Etude des circuits neuronaux impliqués dans les comportements autistiques et épileptiques de souris déficientes en canaux sodiques Nav1.2
- Recherche appliquée
- Troubles nerveux
- Recherche fondamentale
- Éthologie / comportement / biologie animale
- Oncologie
- Système nerveux
440 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Génétiquement modifiées pour reproduire une mutation liée à l'autisme, elles subissent une chirurgie cérébrale d'environ une heure avec pose de fibres optiques, puis des tests comportementaux courts ou un enregistrement électrique de six heures. Le porteur stimule des zones du cerveau par la lumière pour tenter de corriger le comportement et qualifie cette approche in vivo d'"indispensable". Il déclare des effets indésirables limités à un "léger stress" lié à la chirurgie.
Objectifs
Les Troubles du Spectre Autistique représentent un ensemble de pathologies neurodéveloppementales touchant 1 enfant sur 160 dans le monde. Les symptômes sont répartis en 2 grandes catégories : apparition de déficits dans l'interaction et la communication sociale et des comportements moteurs inappropriés, répétitifs et stéréotypés. Ils apparaissent à partir de 3 ans et se prolongent chez l’adulte. Bien que de nombreuses causes tant génétiques qu’environnementales, aient été mises en évidence grâce aux études actuelles, le mécanisme commun expliquant le développement de la pathologie reste encore à utiliser. Pour cela, l’utilisation de modèle animaux reste donc cruciale. Notre équipe étudie notamment l’influence d’un gène identifié chez les patients comme faisant partie des plus fréquemment muté (SCN2A). Il code pour une protéine impliquée dans l’activité électrique des neurones. Ce projet se base sur l’étude d’un modèle de souris portant une mutation du gène SCN2A entrainant une diminution de l’excitabilité neuronale et dont les troubles comportementaux reproduisent ceux retrouvés chez les patients. Ce projet se déroulera sur 5 ans et propose d’identifier les régions cérébrales impliqués dans différents comportements autistiques chez ces souris (communication sociale et anxiété). Pour cela, nous utiliserons une protéine (activable par la lumière) pour stimuler différentes zones cérébrales d’intérêt à l'aide d'un laser pendant les tests. Cela aura pour but de compenser la présence de la mutation et le manque d'excitabilité des neurones, ce qui rétablira le comportement si les zones cérébrales étudiées sont impliquées.
Bénéfices attendus
Une meilleure compréhension des mécanismes menant au développement de l'autisme et/ou de l'épilepsie chez le modèle animal est indispensable pour expliquer l'apparition des symptômes et leur développement au cours du temps chez l'Homme. La mise en évidence de zones cérébrales et de certaines connexions neuronales spécifiquement impliquées dans les différents troubles comportementaux observés permettent à la fois de comprendre le fonctionnement naturel des comportements étudiés (ex: communication dans un contexte social) et d'avoir des cibles précises sur lesquelles avoir une action thérapeutique précoce pour limiter ou empêcher l'apparition des symptômes.
Procédures
Tous les animaux seront soumis à une procédure chirurgicale d'environ 1 heure (injection de l'outil permettant la production de la protéine activable par la lumière dans les zones cérébrales d'intérêt et pose de fibres optiques permettant de l'activer), puis à un test comportemental (de 3 ou 5 min) ou à un enregistrement de l'activité électrique des neurones = électrocorticogramme (6 heures).
Impact sur les animaux
Les effets indésirables liés à ce projet sont peu nombreux. En effet, l'étape de chirurgie est la seule susceptible de causer un léger stress à l'animal. En outre, toutes les mesures seront prises pour éviter toute souffrance à l'animal lors de cette étape. Nos tests comportementaux sont peu stressants car ils sont basés sur des comportements naturels d'exploration, sont de courtes durées (3-5min) et se déroule avec une faible luminosité environnante contrôlée pour ne pas ajouter un stress supplémentaire.
Devenir
Tous les animaux utilisés lors des procédures seront mis à mort pour prélever les cerveaux dans le but de vérifier le bon positionnement des injections de l'outil, des fibres optiques et des électrodes.
Remplacement
Nous avons établi notre projet de recherche en tenant compte de la règle des 3R. Ainsi, afin de répondre au principe de remplacement, nous réaliserons, parallèlement aux expérimentations sur animal vivant, quand cela sera possible, des études sur culture de neurones ou tranches de cerveau. Cependant, les études fonctionnelles basées sur la stimulation des neurones et leur impact sur la réponse comportementale ne peuvent être réalisées que sur animal vigile. Cette approche in vivo est donc indispensable pour modéliser et étudier au mieux le phénotype clinique associé aux Troubles du Spectre Autistique.
Réduction
Le nombre d'animaux utilisés dans ce projet a été réduit au maximum tout en nous permettant d'obtenir des résultats interprétables. Nous comparerons pour chaque test 4 groupes d'animaux : souris sauvages et mutantes, avec ou sans stimulation lumineuse. Nous avons calculé nos besoins en animaux via une méthode statistique adaptée. Un maximum de 20 animaux seront donc utilisés par groupe pour les procédures. Les 2 sexes seront utilisés pour réduire la production nécessaire en termes de nombre d'animaux (mâles pour la communication sociale et femelles pour le test d'anxiété).
Raffinement
Toutes les mesures de raffinement appropriéees seront prises pour éviter toute souffrance ou inconfort à l’animal. Toutes les souris seront élevées dans un environnement enrichi (social et physique) et une manipulation régulière des animaux sera réalisée afin de réduire leur stress. Les procédures chirurgicales seront réalisées par des expérimentateurs habilités à pratiquer la chirurgie dans des conditons optimales pour le bien-être des animaux (prise en charge de la douleur, soins pré/post opératoire, suivi quotidien, etc.). Un autre exemple de mesure de raffinement sera l'administration d'un anti-inflammatoire dans l'eau de boisson pendant la période post-opératoire. Un suivi journalier permettra d’évaluer leur état de santé et ainsi d’intervenir rapidement par rapport aux points limites définis, par application d'une grille de critères. Exemples: Désinfection de plaies, administration d'antalgique, injection de solution saline glucosée pour l'hydratation, manipulation de l'animal, séparation de congénaire agressif ou euthanasie.
Choix des espèces
Nous utilisons une des rares lignées de souris génétiquement modifiées actuellement disponibles pour l'étude de notre mutation in vivo. Nous travaillerons sur des souris ayant une réduction de 50% de la production de notre protéine d'intérêt (espèce très largement utilisée pour les études comportementales) obtenues à partir de croisements de souris mutantes avec des souris sauvages. Les protocoles utilisés ont été choisis par rapport à la littérature basée sur la même espèce. Les animaux seront utilisés à 2 stades de développement : Jeunes et Adultes. Les Troubles du Spectre Autistiques apparaissant chez l'enfant autour de 3 ans et se maintenant à l'âge adulte, ces deux phases sont à étudier pour comprendre les circuits neuronaux impliqués dans l'apparition des comportements autistiques, leur développement ainsi que les possibles adaptations neuronales (changements physiologiques ou pathologiques) se mettant en place au cours du temps.
Evaluation de l’efficacité de probiotiques dans l’infection au SARS-CoV2 chez le hamster
- Recherche appliquée
- Autres troubles humains
- Maladies infectieuses
- Troubles respiratoires
160 hamsters dorés vont être utilisés, tous tués à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Ils sont infectés par le SARS-CoV-2 par voie nasale ou orale, gavés chaque jour avec des probiotiques, et subissent une perte de poids progressive avant un prélèvement sanguin intracardiaque terminal sous anesthésie et une autopsie. Le porteur teste l'efficacité de bifidobactéries contre l'infection et présente le hamster doré comme un "modèle de choix" par sa sensibilité au virus. La perte de poids attendue reste sous le seuil de 15 % fixé comme point limite.
Objectifs
L’intestin héberge naturellement des milliards de microorganismes, constituant le microbiote intestinal. Outre sa fonction dans la digestion, le microbiote exerce un rôle important dans la protection de l’organisme contre les pathogènes. Lorsque le microbiote intestinal est perturbé dans sa composition et/ou son fonctionnement, on parle de dysbiose. La dysbiose peut être due à un traitement antibiotique par exemple mais aussi liée à une pathologie. Chez certains patients atteints de la Covid-19, outre les symptômes classiquement observés, on peut constater parfois un tel déséquilibre de la biodiversité de la flore intestinale, associé à des symptômes gastro-intestinaux incluant des diarrhées. Par ailleurs, les analyses des selles de ces patients démontrent que le virus SARS-CoV2 peut survivre dans le tractus gastro-intestinal suggérant ainsi que ce dernier peut constituer un site extra-pulmonaire pour la multiplication et l’activité virale. De plus, le récepteur utilisé par le SARS-CoV2 pour infecter les cellules de l’hôte (fortement exprimé dans les cellules pulmonaires) est aussi présent dans les cellules épithéliales du tractus GI et joue un rôle essentiel dans le contrôle de l’inflammation intestinale et l'équilibre microbien. L’apport de probiotiques pourrait constituer une approche de traitement à 2 niveaux : 1/En exerçant un blocage du processus de fusion du virus aux cellules de l’hôte 2/en exerçant une activité de modulation des molécules de l'immunité. Le présent projet se propose d’évaluer l’efficacité de bifidobactéries sur l’infection à SARS-CoV2 chez le hamster doré. Deux probiotiques candidats (bifidobactéries) ont été retenus pour l'essai d'efficacité in-vivo.
Bénéfices attendus
Une activité immunomodulatrice des bifidobactéries associée à une activité de perturbation de la mutiplication du SARS-CoV2 permettraient de limiter l'infection par le SARS-CoV2 chez le hamster. Le bénéfice attendu est donc l'apport de la preuve que les bifidobactéries peuvent constituer un potentiel traitement contre l'infection au SARS-CoV2.
Procédures
Les hamsters vigiles seront traités par gavage oral quotidien (sonde) avec un volume de 200µL, soit 11 ou 13 gavages (durée = 2/3 secondes/gavage) selon les groupes Les hamsters de la procédure 1 seront infectés une seule fois par voie intra-nasale (40µl - animaux anesthésiés - durée = 15 secondes environ) Les hamsters de la procédure 2 seront infectés une seule fois par voie orale (200µl - animaux vigiles - 2/3 secondes environ) Les hamsters seront manipulés quotidiennement pour une pesée (11 à 14 pesées selon les groupes - durée = 10 secondes) Les hamsters seront anesthésiés (J+4 ou J+7) à l'isoflurane puis par injection de kétamine/xylazine afin de réaliser une prise de sang intracardiaque terminale avant autopsie (prooédure terminale de 15 minutes au total)
Impact sur les animaux
Une perte de poids, progressive et s’étalant sur une période allant de J+1 à J+6 post-infection, est attendue chez les hamsters infectés avec du SARS-CoV2. Hormis cette perte de poids, il n’y a pas de symptômes cliniques attendus durant la période d’infection. L’infection n’aboutit jamais à des décès non désirés. La perte de poids prend généralement fin à J+6 et n'excède pas 15% du poids constaté le jour de l'infection.
Devenir
Les animaux seront tous mis à mort afin de réaliser une autopsie et une collecte d'organes/sang pour étudier différents paramètres de l'infection.
Remplacement
Des experimentations préliminaires in-vitro ont été réalisées en amont du projet afin de sélectionner les souches candidates et de valider leur activité anti-protéase et immunomodulatrice. Néanmoins, l'évaluation de l'efficacité des traitements par probiotique (évalution de multiplication virale, la distribution, lésions associées) ne peut se faire in-vitro et nécessite de passer par le modèle animal.
Réduction
Le nombre d'animaux par groupe a été fixé à 16 afin d'avoir 8 animaux par point de mise à mort (J+4 et J+7) afin d'obtenir des résultats d'infection virale statistiquement significatifs.
Raffinement
Ces hamsters seront hébergés en cage de 2 individus avec un enrichissement composé de nombreux tunnels, abris (afin de satisfaire leur besoin de cachette), cellulose, et de bâtonnets de bois à ronger. Un contrôle de leur état de santé sera assuré tous les jours. Des points limites précis et suffisamment précoces pour leur éviter toute souffrance prolongée et inutile ont par ailleurs été définis.
Choix des espèces
Les études scientifiques menées sur le SARS-CoV-2 ont maintenant largement démontré que le hamster doré était un modèle expérimental qui présentait une forte sensibilité au virus (atteintes respiratoires, perte de poids) ainsi qu'une forte réceptivité (multiplication du virus dans les poumons). Le hamster est donc le modèle de choix pour l'évaluation de l'efficacité de nouvelles thérapeutiques ou de nouveaux vaccins. Nos précédentes expérimentations nous ont permis de caractériser la réceptivité et la sensibilité des hamsters adultes vis à vis des souches SARS-CoV2 utilisées au laboratoire. Nous utiliserons donc des hamsters adultes de 8 à 10 semaines à réception.
Le métabolome sanguin, une nouvelle piste pour contrer les troubles psychiatriques
- Recherche appliquée
- Troubles nerveux
- Recherche fondamentale
- Système nerveux
810 souris vont être utilisées, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger à modéré, 660 tuées pour prélever leurs organes et 150 autres réutilisées ou tuées selon les besoins. Les souris subissent un protocole de défaite sociale de dix jours qui provoque des comportements de type anxieux, puis des tests comportementaux évaluant mémoire et émotions. Le porteur emploie des mâles "agresseurs" d'une seconde lignée pour infliger ce stress et affirme que le modèle murin est "nécessaire" pour tester des métabolites sanguins. La perfusion intracardiaque finale se fait sous anesthésie profonde.
Objectifs
Les maladies psychiatriques sont un problème majeur de santé publique. A l’heure actuelle, la prise en charge de ces pathologies demeure incomplète puisqu’entre 30 et 50 % des patients souffrant de depression sont résistants aux traitements existants. Dès lors, la recherche de nouvelle piste thérapeutique est essentielle et urgente. La neuroinflammation est une composante essentielle des pathologies psychiatriques. Notamment l’activation des cellules microgliales, unique cellule immunitaire du cerveau, a été observé dans des pathologies comme la dépression. Notre projet a débuté par une partie clinique qui a permis d’identifier différents métabolites d’intérêt dans la circulation sanguine chez des sujets atteints de troubles psychiatriques. Notre objectif est donc de tester si l’administration de ces métabolites a des effets sur le fonctionnement cérébral, la neuroinflammation et le comportement. L’objectif final du projet sera de mettre en évidence les mécanismes par lesquels les métabolites influencent le cerveau afin de pouvoir proposer de nouvelles stratégies dans la prise en charge des pathologies psychiatriques.
Bénéfices attendus
Ce projet est basé sur des découvertes récentes de l’implication de la communication entre les organes périphériques (intestin, microbiote intestinal, foie notamment) et le cerveau dans les maladies neurologiques et psychiatriques. Il va donc permettre de venir étayer ces nouveaux concepts en testant directement comment des molécules produites par les organes périphériques peuvent contrer la neuroinflammation et les troubles comportementaux. Ce projet va donc servir de base pour d’autres études visant à intervenir non plus uniquement sur le cerveau mais aussi sur le fonctionnement d’autres organes pour améliorer la santé mentale. Comme décrit en 3.3.2.1 (objectifs du projet) cette étude vise à proposer de nouvelles stratégies pour la prise en charge des maladies psychiatriques dont l’arsenal thérapeutique reste insuffisant. Ce projet va permettre de tester l’effet potentiellement protecteurs de molécules d’intérêts et donc de proposer de nouvelles stratégies curatives dans le contexte des maladies psychiatriques. Il va aussi permettre d’explorer les mécanismes par lesquels ces métabolites influencent la fonction cérébrale et le comportement. Cela permettra donc d’accroitre les connaissances dans un champ de recherche nouveau et prometteur.
Procédures
Les animaux subiront une perfusion intra-cardiaque de liquide physiologique ou de fixateur après anesthésie profonde (sans réveil).Les souris C57Bl6/j vont par ailleurs subir un protocole de stress validé d'une durée de 10 jours. Par ailleurs, ces souris seront amenées à réaliser des tests comportementaux visant à évaluer leurs capacités mnésiques et émotionnelles. Ces tests sont d'une durée de 5 à 15 minutes au maximum. Chaque souris sera soumise à 5 tests espacés d'au moins 4 jours.
Impact sur les animaux
De par sa nature et son objectif le protocole de stress de défaite sociale que nous allons utiliser pour modéliser les pathologies psychiatriques entraine un stress chez la souris. Celle-ci présente une élévation des comportements de types anxieux. Néanmoins l’état général de la souris n’est pas altéré d’après notre expérience et la littérature disponible. En effet, les animaux ne perdent pas de poids au cours du protocole et leur activité locomotrice n’est pas affectée. Les souris seront de toute façon suivi comme suit : Les animaux en cours de protocole sont surveillés chaque jour par l’expérimentateur et 2 fois par semaine par les animaliers. Les évaluations objectives de douleur après chaque session de défaite sociale sont effectuées systématiquement afin de déterminer si les animaux ont besoin d'analgésiques.
Devenir
L’ensemble des 660 souris mâles adultes C57Bl6/j ayant participé au procédure de défaite sociale ou de test d’acceptabilité seront mise à mort afin de prélever et étudier différents organes (cerveau, foie, rein, intestin…) Les 150 souris mâles adultes Swiss CD1 (procédure 2) seront soit mises à mort soit réutilisées par des membres du laboratoire dans d’autres expériences à chaque fois que ce sera possible.
Remplacement
La sélection des métabolites à tester a été drastiquement réduite par un travail in silico visant à ne sélectionner que les métabolites avec une haute probabilité d’action cérébrale. Par exemple, la présence de récepteurs au niveau cérébral et l’implication des molécules dans des voies de signalisation / métaboliques impliquées dans les troubles psychiatriques et neuroinflammatoires étaient des pré-requis à la sélection des molécules. L’objectif du projet étant de tester les effets comportementaux de ces molécules dans le contexte des maladies psychiatriques il est nécessaire d’utiliser un modèle murin.
Réduction
Le nombre total maximal d’animaux prévus dans le projet est de 810 Mais ce nombre est susceptible d’être revue à la baisse. L’étude d’acceptabilité aura pour objectif d’éliminer toute dose ayant des négatifs ou toxiques sur l’animal. Par ailleurs deux doses seront utilisées en commencant par la plus faible, si celle-ci a un effet alors la dose plus élevée ne sera pas testée. Cette approche permettra donc de supprimer des expériences inutiles et donc de réduire le nombre d’animaux utilisé. Pour respecter la règle de réduction du nombre d'animaux utilisés, les souris Swiss CD1 agresseurs seront employées durant plusieurs sessions consécutives de défaites sociales. A la fin des deux protocoles successifs, les CD1 seront proposées aux autres utilisateurs puisqu'elles n'auront pas reçu de traitements particuliers. Elles ne seront mises à mort que si nul n'en a l'utilité.
Raffinement
Concernant le raffinement différentes approches seront mises en œuvre. Les animaux seront hébergés en cages collectives avec un environnement enrichi (carré de coton ou maison en carton). Les animaux seront observés quotidiennement et pesés au moins 1 fois par semaine. Les animaux seront inspectés et si des blessures apparaissent, elles seront immédiatement soignées (Dakin et coton), les animaux recevront une injection sous-cutanée de buprénorphine (0.05 mg/kg) si nécessaire et seront surveillés deux fois par jour. Si l’animal apparaît malade ou avoir des douleurs (voir définition des points limites en dans les procédures expérimentales), il sera immédiatement isolé et surveillé. Si l’animal ne montre pas d’amélioration significative, il sera mis à mort dans les 24h. Concernant l’administration des métabolites d’intérêt, nous priviligérons l’utilisation de l’eau de boisson par rapport à des méthodes plus traumatisantes comme les injections intrapéritonéales répétées ou le gavage. L’étude d’acceptabilité aura aussi pour objectif d’éliminer des métabolites ou des dosages qui pourraient entrainer un inconfort chez l’animal. Pour limiter le stress lié au tests comportementaux les souris seront manipulées régulièrement en amont afin de limiter le stress induit par l’expérimentateur. Par ailleurs pour les procédures induisant de la douleur comme la perfusion intracardiaque nous utiliserons des associations d’anesthésiques et analgésiques afin de limiter la douleur chez l’animal.
Choix des espèces
Nous utiliserons des souris car ce sont des animaux de petite taille et peuvent donc être facilement hébergés à l’animalerie dans de bonnes conditions d’élevage. Les expériences de comportement et d’électrophysiologie sont facilement mises en oeuvre d’un point de vue technique sur les souris. La souche de souris utilisée (C57/Bl6J) constitue un modèle d’étude particulièrement intéressant et informatif dans le cadre des études de défaite sociale notamment car c’est la souche communément utilisée, de ce fait les résultats de ce projet seront donc plus faciles à intégrer dans la littérature déjà existante. Nous choisissons de travailler chez la souris plutôt que chez le rat car de nombreuses souris transgéniques sont disponibles ce qui n’est pas le cas chez le rat, ce qui sera nécessaire pour la continuité du présent projet. Les souris C57Bl6/j arriveront dans notre animalerie à l’âge de 8 semaines et auront donc 3 semaines d’acclimatation avant de démarrer les protocoles de défaite social. Les souris CD1 seront d’anciens mâles reproducteurs et arriveront donc à l’âge adulte.Les expériences de comportement démarreront sur des animaux agés de 12 semaines et plus. L’âge de 12 semaines est utilisé car la maturation cérébrale y est terminée. Cela permet de diminuer la variabilité qui pourrait être observée en utilisant des animaux plus jeunes. Par ailleurs, l’ensemble des procédures utilisées dans ce projet ont été mise au point sur des animaux de cet âge-là. Ce choix permet donc d’assurer une reproductibilité des procédures, de diminuer la variabilité inter-individuelle et donc de limiter le nombre d’animaux nécessaire.
Atteintes microcirculatoires et modification de la cinétique des anti-infectieux aux cours des états de choc par péritonite chez le porcelet anesthésié et ventilé.
- Formation professionnelle
- Recherche appliquée
- Maladies infectieuses
- Recherche fondamentale
- Système cardiaque
100 porcelets vont être utilisés dans une procédure menée sous anesthésie, les animaux étant tués avant tout réveil. Chaque porcelet subit pendant treize heures l'induction d'un choc septique par péritonite, une ouverture chirurgicale de l'abdomen et la pose de cathéters, pour mesurer la diffusion des anti-infectieux dans les tissus. Le porteur précise qu'un réveil est impossible car le choc et les souffrances d'organes seraient douloureux. Il indique aussi que ces animaux servent à former des médecins réanimateurs, formation qu'il présente comme "indispensable" à leur pratique.
Objectifs
Les états de choc sont la principale cause de décès des patients de réanimation. Ils sont à l'origine d'atteintes vasculaires responsables d'un mauvais fonctionnement des organes. Mieux comprendre les facteurs influençant ce mauvais fonctionnement des organes pourrait modifier le pronostic des patients. Deux types de traitements sont couramment utilisés. Le premier est le remplissage vasculaire (RV). Il consiste à perfuser au malade des produits pour augmenter son volume de sang. C'était l'objet de travaux précédents qui portaient sur l'évaluation de l'efficacité de différents liquides de RV pour traiter les états de choc infectieux chez le porcelet endormi (anesthésié) et sous respirateur. L'autre principal traitement des chocs infectieux est la prescription de médicaments pour tuer les bactéries ou les champignons (antibiotiques et antifungiques) responsables de l'infection. L'efficacité de ces médicaments dépend de leur quantité dans le sang et de leur capacité à aller dans les organes. L'objectif de ce projet consiste à étudier la concentration des anti-infectieux dans un modèle de choc infectieux pour mieux comprendre leur répartition lors de l'infection et pouvoir adapter les doses et les temps d'injection. Il s'agit de la deuxième étape d'étude sur cette thématique, faisant suite à un premier modèle de choc créé par injection intraveineuse de toxine de la bactérie Eschérichia Coli. Dans cette nouvelle étude nous avons décidé de tester un modèle de choc plus physiologique en induisant une péritonite (infection abdominale). Les animaux ne seront soumis qu'à une seule procédure sans réveil qui consistera dans un premier temps à induire un choc infectieux, puis ensuite à traiter les animaux avec le médicament à tester. Tout au long de de la procédure les animaux resteront anesthésiés et ventilés mécaniquement, leur évitant ainsi stress et douleur liée au choc. Nous étudierons la concentration des antibiotiques non seulement dans le sang, mais également dans les tissus par une technique de microdialyse qui permet de collecter des échantillons en temps réel et de réaliser des mesures sans avoir à prélever les tissus. L'atteinte des vaisseaux quant à elle sera étudiée par microcope laser. Cette technique avait déjà été utilisée dans nos projets précédents.
Bénéfices attendus
L'augmentation de la perméabilité vasculaire observée lors du choc septique et l'oedème tissulaire qui en découle influence la diffusion et la concentration des anti-infectieux dans l'organisme. Connaître cette atteinte microvasculaire et la modification de la pharmacocinétique des anti-infectieux lors du choc septique est fondamentale pour la prise en charge optimale des patients. L'étude pharmacologique nécessite un modèle reproductible stable, permettant une modélisation fiable. Le modèle porcin remplit toutes les conditions pour permettre de répondre à cette problématique. De plus, les groupes étudiés vont permettre de continuer l'étude de la micro-circulation par microscopie confocale lors du choc septique.
Procédures
La procédure complète se déroulera sur 13 heures : 1 heure environ pour la préparation de l'animal, 4 heures pour l'induction du choc septique, et 8 heures pour la collecte des données. En raison du choc septique et des souffrances d'organes, un réveil est impossible car responsable de douleur. La phase la plus douloureuse est la réalisation d'une microlaparotomie au niveau abdominal pour la mise en place d'une sonde urinaire. Elle sera réalisée après l'injection intraveineuse de sufentanil afin de prévenir la douleur. Cette ouverture chirurgicale permet également d'avoir accès au mésentère de l'intestion grêle afin de réaliser des images par Cellvizio (endomicroscope confocal laser) pour l'évaluation de la porosité des vaisseaux (ces images sont réalisées après injection intraveineuse de dextran 70 kda couplé à la fluorescéine).
Impact sur les animaux
Les animaux ne seront soumis qu'à une seule procédure sans réveil qui consistera dans un premier temps à induire un choc infectieux, puis ensuite à traiter les animaux avec le médicament à tester. Tout au long de de la procédure les animaux resteront anesthésiés et ventilés mécaniquement, leur évitant ainsi stress et douleur liée au choc induit. Nous étudierons la concentration des antibiotiques non seulement dans le sang, mais également dans les tissus par une technique de microdialyse qui permet de collecter des échantillons en temps réel et de réaliser des mesures sans avoir à prélever les tissus. L'atteinte des vaisseaux quant à elle sera étudiée par microcopie confocale. Cette technique avait déjà été utilisée dans nos projets précédents.
Devenir
Tous les animaux seront mis à mort en fin de procédure.
Remplacement
Il s'agit d'une étude descriptive qui a pour objectif de démontrer une théorie pharmacocinétique. Il n'existe pas de méthode alternative permettant d'atteindre cet objectif dans des conditions le plus proches possibles des cas cliniques.
Réduction
L'étude de la pharmacocinétique (devenir du médicament dans l'organisme) des anti-infectieux se fait par modélisation mathématique qui nécessite 8 données pour chaque temps de prélèvement. Afin d'anticiper des pertes dues à l'état de choc mais qu'il est difficile de prévoir, il a été décidé de relever ce nombre à 10. Ainsi pour chaque anti-infectieux, nous utiliserons un groupe de 10 porcelets et chaque animal sera son propre témoin. En considérant l'étude de 2 anti-infectieux par an, nous envisageons d'utiliser 20 animaux par an, soit 100 animaux sur 5 ans. L'ensemble des analyses statistiques sera effectuée par une équipe de médecins statisticiens agréés qui a validé ce modèle de cinétique dans des publications internationales. De plus, les animaux de ce projet permettront en parallèle de former les médecins réanimateurs à la réalisation de gestes sous échographie et à la prise en charge du choc infectieux, indispensable à leur pratique professionnelle et requise pour la validation de leur formation.
Raffinement
Nous attacherons une importance majeure au raffinement des conditions d’hébergement et d'enrichissement pendant la période d'acclimatation d'une semaine. - Contact et observations quotidiennes par les soigneurs (apparence physique externe, comportement , réponses comportementales aux stimuli externes...). Toute anomalie est remontée au responsable du bien-être des animaux pour examen approfondi, traitements adaptés et/ou consultation du vétérinaire référent. - Environnement adapté et enrichi : les animaux sont hébergés en groupe. L'enrichissement est réalisé en créant une zone de repos couverte de litière, leur permettant de s'allonger tous ensemble et de répondre à leur comportement de fouissement. Ils disposent également de jouets suspendus à mordiller. - Procédure expérimentale réalisée par du personnel qualifié et expérimenté. L’animal reste sous anesthésie générale jusqu'au décès. Au cours des expérimentations, les animaux seront anesthésiés profondément Lors des quelques gestes invasifs et possiblement douloureux, un morphinique sera utilisé (SUFENTANIL 10 μg/h). La mise en place des cathéters sera réalisée sous échographie, évitant l'ouverture cutanée à l'exception de la ponction à l'aiguille. En raison du choc septique et des souffrances d'organes, un réveil est impossible car responsable de douleur. C'est la raison pour laquelle tous les animaux seront mis à mort en fin de procédure.
Choix des espèces
Le porc est un bon modèle d'étude cardio-vasculaire proche de la physiologie humaine. Le comportement hémodynamique et la vascularisation sont également proches de l'Homme, ce qui permet de se former sur l'animal avant l'usage chez l'Homme. De plus, notre équipe de recherche a acquis une expérience de plusieurs années sur ce modéle de grand animal permettant d'optimiser au mieux le modèle. Les animaux sont choisis au terme du post-sevrage à l'âge de 2-3 mois, pour des raisons techniques d'une part (poids entre 25 et 35 kg, permettant des groupes homogènes) et pour des raisons de coût d'autre part.
Rôle du métabolisme des acides aminés dans la résistance à l’immunothérapie dans un modèle de souris humanisés
- Recherche appliquée
- Cancers
- Troubles sensoriels
4 368 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures classées en souffrance sévère. Elles sont irradiées aux rayons X, greffées de cellules de mélanome humain, soumises à des prélèvements sanguins répétés et à des traitements quotidiens par immunothérapie. Le porteur écrit pourtant qu'"aucun effet indésirable n'est attendu", en contradiction avec la gravité sévère qu'il déclare pour la totalité des animaux. Il justifie cet effectif de plus de quatre mille souris par la répétition d'expériences et qualifie le recours à la souris d'"indispensable".
Objectifs
Le traitement du mélanome a beaucoup progressé grâce aux immunothérapies. Les résultats étants encore insuffisants (50 à 70 % des patients ne répondent pas, et d’autres mettent en place des résistances), il est donc nécessaire de comprendre comment cette résistance se met en place afin de proposer des alternatives thérapeutiques efficaces. La régulation de la traduction des ARNm en protéines est impliquée dans la résistance aux immunothérapies. Nous souhaitons donc explorer les adaptations du métabolisme des cellules tumorales responsables du développement de cette résistance. Nos résultats préliminaires et les données de la littérature indiquent que des altérations de la synthèse de certains acides aminés sont associées au développement de la résistance. Ces résultats ont été obtenus in vitro et in vivo en utilisant des lignées de mélanome murin greffées dans des souris C57BL/6J. Il faut maintenant, valider nos résultats en utilisant des cellules de mélanomes directement issues de patients. Pour cela, nous utiliserons un protocole « d’humanisation » de souris NSG afin de reproduire le plus fidèlement possible la complexité d’un système immunitaire humain et d’évaluer l’effet des immunothérapies combinées ou non à un ciblage du métabolisme des acides aminés. Dans ce projet, 4368 souris seront réparties en 2 procédures et utilisées à 4 semaines (âge où la prise de greffe est optimale), mâles ou femelles indifféremment. Remplacement : Des expériences in vitro ont démontrer l’importance du métabolisme cellulaire dans les mécanismes de résistance à l’immunothérapie et ont permis de déterminer les doses optimales de molécules ciblant le métabolisme des acides aminés. Aucun modèle alternatif pertinent ne permet l’étude des interactions tumeur-système immunitaire. Il est donc indispensable de confirmer ces résultats chez la souris. Réduction : Nous avons choisi d'utiliser un nombre minimum de souris par groupe (8) nous permettant d'obtenir des résultats relevant. Si après 2 expériences indépendantes, les résultats s’avèrent statistiquement significatifs, nous ne réaliserons pas la 3 ème. Raffinement : Les souris seront maintenues dans un milieu enrichi (igloo et tigettes pour permettre la réalisation d’un nid), hébergées en portoirs ventilés (5 souris maximum/cage de 500cm2). Les animaux seront surveillés en continu (état général, pesée, taille et aspect des tumeurs) permettant l'arrêt de l'expérience avant tout début de mal- être ou de souffrance.
Bénéfices attendus
Malgré les progrès du traitement du mélanome, avec les immunothérapies, la majorité des patients ne répondent pas à ces traitements ou bien, après une réponse, des résistances secondaires se mettent en place. Il est donc nécessaire de mieux comprendre comment la résistance à ces traitements se met en place et aussi de mieux identifier les patients susceptibles de répondre afin de proposer des alternatives thérapeutiques efficaces en cas de résistance à l’immunothérapie.
Procédures
-1 Irradiation Rayons X des animaux pendant environ 5 minutes - 4 Prélèvements sanguin (100 microl par prélèvement) espacés d'une semaine. Le prélèvement dure environ 1 minute. - 1 Injection de cellules tumorales en sous-cutanée. Injection dure environ 30 secondes. - Traitements en Intra-péritonéale quotidien qui dure environ 5 secondes. - 4 Traitements en Intra-périnonéale avec les immunothérapies qui durent environ 5 secondes.
Impact sur les animaux
Aucun effet indésirable n'est attendu sur les animaux
Devenir
A l'issue de chaque procédure, tous les animaux seront euthanasiés par dislocation cervicale.
Remplacement
Le remplacement des animaux est effectué chaque fois que cela est possible, par des modèles in vitro : des expériences préliminaires in vitro ont été menées et ont permis de mettre en évidence l’importance du métabolisme dans les cellules tumorales pour la mise en place de mécanismes de résistance à l’immunothérapie. Cependant ces expériences in vitro ne permettent pas de prendre en compte toute la complexité des interactions qui existe entre une tumeur et le système immunitaire. A l’heure actuelle et à notre connaissance, il n’existe pas de modèle alternatif pertinent permettant l’étude des interactions tumeur-système immunitaire. Il est donc maintenant indispensable de confirmer ces résultats chez la souris
Réduction
Des statistiques prédictives ont été faites avec G-Power. En fonction de nos précédentes expériences, nous avons choisi le t Test. Le logiciel préconise des groupes de 26 souris. Nous choisissons de faire des groupes de 8 souris et de faire 3 expériences indépendantes. Ceci nous permettra d’éviter de réaliser la 3ème expérience si, après 2 expérimentations, les résultats s’avèrent statistiquement significatifs, dans le but de réduire le nombre de souris. Dans notre laboratoire, nous réalisons depuis de nombreuses années des expériences de prise de tumeurs sur les souris. L’expérience nous a montré qu’il était plus pertinent de faire des groupes de souris moins importants et de faire des expériences indépendantes. Dans plusieurs de nos protocoles, seules 2 expériences ont été nécessaires pour avoir des résultats significatifs, ce qui nous a permis de réduire le nombre d’animaux. Par exemple, dans notre PEA324 « Etude des antidiabétiques et de leurs dérivés dans le traitement du mélanome », 1200 animaux avaient été demandés lors du dépôt du dossier, et 820 ont été utilisés.
Raffinement
Les souris seront maintenues dans un milieu enrichi (igloo et tigettes qui permettent aux souris de réaliser un nid) et celles-ci seront hébergées en portoirs ventilés à raison de 5 souris maximum/cage (500cm2). Nous réaliserons aussi un suivi quotidien des animaux, qui permettra l'arrêt de l'expérience dès que les souris présenteront un mal- être ou une souffrance.
Choix des espèces
La souris est un mammifère ayant des similitudes génétiques avec l’homme. Elle a un cycle de vie court, un cycle de reproduction bien établi ainsi qu’une faible taille ce qui permet d’avoir des conditions d’hébergement plus faciles. Par ailleurs, la souris est un modèle reconnu et déjà validé pour l'étude de la réponse aux inhibiteurs d'immune checkpoint ce qui représente dans le cadre de notre projet et des thérapies ciblées que nous voulons tester, un atout très important. Les souris seront irradiées et greffées vers l'age de 4 semaines. Elles seront laissées au repos pendant 3 à 6 semaines (condition à définir dans la P1) puis injectées par des cellules de mélanome et traitées pendant maximun 8 semaines après l'apparition de la tumeur. Il a été montré que la prise tumorale est optimale chez des animaux de 6 à 10 semaines. En les irradiant à 4 semaines, elles auront entre 8 et 10 semaines au moment de la greffe de cellules tumorales.
Implication du réseau neuronal thalamo-cortical et des AhR dans la migraine chez la souris
- Recherche appliquée
- Troubles nerveux
- Troubles sensoriels
- Recherche fondamentale
- Système nerveux
3 000 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger à modéré. Elles reçoivent des injections intrapéritonéales répétées et subissent des tests comportementaux d'allodynie mécanique, d'aversion à la lumière, d'anxiété et de dépression, certaines une chirurgie stéréotaxique avec implantation d'une lentille intracérébrale reliée à un microscope miniature. Le porteur étudie le rôle du réseau thalamo-cortical et des récepteurs AhR dans la migraine, avec une piste alimentaire et probiotique. Toutes sont tuées par injection de pentobarbital puis dislocation cervicale.
Objectifs
La migraine est la 6ème cause de handicap dans le monde. Elle est associée à une allodynie cutanée et à une photophobie, en plus d’autres maladies concomitantes qui rendent difficile le traitement. La migraine est influencée par les aliments et le microbiote intestinal. Les métabolites dérivés de l’activité bactérienne régulent le fonctionnement cognitif, et son impliqués dans les processus de neurodégénérescence. Dans ce contexte nous nous intéressons au tryptophane (Trp), acide aminé essentiel. Une réduction de son ingestion augmente l’intensité des nausées, de la douleur et de la photophobie pendant la crise migraineuse. Environ 6% du Trp est transformé par le microbiote en dérivés indoles, agonistes endogènes des récepteurs d’aryl d’hydrocarbone (AhR). L’AHR est un facteur de transcription qui participe au contrôle de la neuroinflammation et la neurotoxicité. Son activation via les indoles a des effets protectifs et antiinflammatoires. Cependant, l’implication des indoles et des AhR dans la migraine est très peu connue. Le premier objectif est d’étudier leur rôle dans le déclanchement et/ou la chronicisation de la migraine ainsi que dans la comorbidité avec des troubles sensoriels et affectifs dans un modèle de migraine chez la souris. D’autre part, durant la crise migraineuse le message nociceptif issu des méninges et de la rétine converge au niveau du thalamus puis il est transmis vers les régions corticales. Ce circuit suggère le rôle du thalamus dans l'allodynie et la photophobie au cours de la migraine. Cependant, l’implication des neurones thalamiques et la manière dont ils intègrent l’information demeure une question jamais examinée à ce jour. Le deuxième objectif est d’étudier comment le message nociceptif est traité au niveau thalamique et cortical durant et entre les crises de migraine ainsi que d’évaluer l’implication des indoles et les AhR dans ce circuit neuronal.
Bénéfices attendus
Nous partons de l’hypothèse que les crises répétées de migraine induisent une altération du traitement de l’information somato-sensorielle et visuelle au niveau des noyaux thalamiques et du cortex. Cette altération implique les récepteurs AhR et les métabolites indoles comme principaux agonistes endogènes. Les différentes techniques utilisés dans ce projet permettront de révéler de nouveaux mécanismes moléculaires et de plasticité neuronale jamais abordés dans le cadre de la migraine et les troubles sensoriels associés. Cette étude envisage donc d’apporter des résultats innovants en mettant en évidence le rôle des AhR dans l’initiation et la chronicisation de la migraine ainsi que la vulnérabilité du circuit thalamo-corticale à la neuroinflammation, permettant de trouver des nouvelles cibles thérapeutiques adaptés au patient et centrées sur une approche alimentaire et probiotique à long terme.
Procédures
Procédure 1 : [1] injection intrapéritonéale (i.p.) soit d’ISDN soit du véhicule (2 fois/jour sur 3 jours consécutifs) suivie d’une injection i.p. du traitement pharmacologique (1-2 fois/jour sur 3 jours consécutifs selon le protocole expérimental) ; [2] mesure de l’allodynie en réponse à une stimulation mécanique non nociceptive (une fois par jour, pendant 3 h, sur 2 jours consécutifs) ; [3] mesure de l’aversion à la lumière (10 min, une seule fois) ; [4] mesure du comportement anxieux (une fois par jour, pendant 10 min, sur 3 jours consécutifs) ; [5] mesure du comportement dépressif (pendant 15 min, une seule fois) ; [6] injection i.p. de pentobarbital sodique pour la mise à mort de l’animal (une seule fois). Procédure 2 : [1] injection i.p. soit d’ISDN soit du véhicule (2 fois/jour sur 3 jours consécutifs) suivie d’une injection i.p. du traitement pharmacologique (1-2 fois/jour sur 3 jours consécutifs selon le protocole expérimental) ; [2] injection i.p. de pentobarbital sodique (une seule fois). Procédure 3 : [1] injection i.p. soit d’ISDN soit du véhicule (2 fois/jour sur 3 jours consécutifs) ; [2] anesthésie avec isofluorane (environ 20 min, une seule fois) ; [3] chirurgie stéréotaxique (environ 20 min, une seule fois) ; [4] injection i.p. de pentobarbital sodique (une seule fois). Procédure 4 : [1] injection i.p. soit d’ISDN soit du véhicule (2 fois/jour sur 3 jours consécutifs) ; [2] anesthésie avec isofluorane (environ 20 min, 2 fois avec 1-2 semaines d’intervalle) ; [3] : chirurgie stéréotaxique (environ 20 min, 2 fois avec 1-2 semaines d’intervalle) ; [4] : installation du microscope miniature sur le support crânien fixé dans l’intervention précédente (une fois par jour, pendant 1-3 jours par semaine, durant 2 mois ; chaque session dure 10-30 min) ; [5] mesure de l’allodynie (une fois par jour, pendant 10-30 min) ; [6] mesure de l’aversion à la lumière (une fois par jour, pendant 10 min) ; [7] injection i.p. de pentobarbital sodique (une seule fois).
Impact sur les animaux
D’une part, les animaux soumis à une restriction/implémentation de Trp risquent de présenter une altération du régime alimentaire qui peut impliquer des perturbations de leur comportement et bien-être. Les études préliminaires avec le régime carencé en Trp indiquent une perte non significative du poids lors des premiers jours mais qui ne s’aggrave pas avec la suite du protocole. Les animaux n’ont pas présenté d’altérations de l’agressivité, le cycle du sommeil ni du stress, parmi d’autres évaluations. D’une autre part, certains animaux vont suivre une chirurgie d’implantation d’une lentille microendoscopique au niveau cérébral, qui sera ponctuellement connectée à un système miniature de microscopie au moment de l’expérience. La douleur occasionnée pour cette procédure sera prévenue et/ou traitée avec des antalgiques. Quelle que soit l’expérience réalisée, une évaluation de l’état physique de chaque souris sera effectuée chaque jour et avant chaque manipulation, afin de détecter le plus rapidement possible tout signe traduisant le mal-être de l’animal. Dans le cas où l’animal montre des signes cliniques, soit il pourra être soigné sans compromettre les résultats, soit nous procèderons à la mise à mort dans le cas échéant. En plus, des points limites spécifiques pour chaque procédure seront mises en place.
Devenir
À la fin de chaque procédure ou expérience, les animaux seront euthanasiés avec une injection intrapéritonéale (i.p.) de pentobarbital sodique (dose supérieure à 150 mg/kg). Afin de confirmer la mort, nous réaliserons une dislocation cervicale.
Remplacement
Notre projet étudie l’effet de la dérégulation du métabolisme du Trp et ses dérivés indoles sur les récepteurs AhR au niveau du réseau thalamo-cortical dans le cadre de la migraine. Aucune méthode alternative ne permet de remplacer les protocoles et procédures décrits ci-dessous. Il est nécessaire de réaliser cette étude chez l’animal in vivo, car l’intégration de la douleur implique de nombreuses régions du système nerveux central et périphérique.
Réduction
Dans le cas de l’évaluation comportementale, l’expérience préalable de notre laboratoire nous permet de réduire le nombre d'animaux par groupe à 10 (compte tenu aussi du fait qu’environ 20% des animaux ne sont pas sensibles à l'ISDN, et que certains animaux ne répondent pas au traitement administré). Dans le cas de l’évaluation immunohistochimique suite au marquage du réseau neuronal, nous allons réduire à 5 animaux par groupe expérimental. Dans les études de RT-PCR et de quantification par HPLC des niveaux plasmatiques et cérébrales de Trp et ses métabolites, nous allons extraire les échantillons de tissu des mêmes animaux afin de réduire au maximum le nombre de souris. Cela nous permettra de réaliser une corrélation entre l’expression génique et le taux des molécules étudiées. Quelle que soit la procédure à réaliser, nous allons adapter notre approche statistique aux données obtenues afin de tirer des conclusions statistiquement fiables et pertinentes avec un pouvoir d’analyse d’au moins 70%. D’abord, un test de significativité sera réalisé afin de déterminer si les données suivent une distribution normale, puis un test d’égalité des variances avant de confronter les valeurs avec un test paramétrique (test t de Student pour une comparaison entre deux groupes ; ANOVA suivie d’un test de comparaison multiples, tel que le test de Dunnet ou le test de Tukey, pour des comparaisons de plus de 3 groupes). Dans le cas où le test de normalité soit significatif ou les variances ne puissent pas être considérées égales, nous allons donc utiliser des tests non paramétriques (test de Wilcoxon pour des comparaisons entre mesures répétées précédentes d’un même groupe ; test U de Mann-Whitney pour des comparaisons entre deux groupes indépendants ; test de Kruskal-Wallis pour des comparaisons entre plus de trois groupes). La significativité sera définie pour une valeur de p≤0,05.
Raffinement
Afin d’assurer le bienêtre et le confort des animaux, les souris seront surveillées et manipulées tous les jours par l’expérimentateur et les personnes compétentes. Elles ne seront jamais isolées dans leur cage, et auront un environnement enrichi (des rouleaux en carton et des bandes de papier pour réaliser leur nid). Une évaluation de l’état physique de l’animal sera réalisée avant chaque manipulation expérimentale pour détecter toute lésion, signe clinique ou comportemental traduisant l’inconfort, le stress, ou une maladie (liés ou non à l’étude). Un tableau d'évaluation avec les critères suivants permettra d'objectiver la décision : dégradation de l’état physique, manque de toilettage, piloerection, altération de la posture normale (difficulté à se déplacer, se relever ou se nourrir), déshydratation, température corporelle anormale, agressivité (impossibilité pour la manipulation), vocalisations spontanées, maigreur (perte de plus de 15% du poids) ou obésité, et présence de tumeurs et/ou de lésions sur la peau (sur la face, les yeux et/ou la queue). Dans le cas où l’animal montre au moins un de ces signes cliniques, soit il pourra être soigné (administration des antalgiques contra la douleur, désinfection des blessures, réhydratation par administration de saline sous-cutané, etc.) sans compromettre les résultats et il sera gardé dans l'étude, soit il ne peut pas être soigné, alors sa manipulation sera arrêtée et nous procèderons à la mise à mort dans le cas échéant. Dans le cas où l’animal présente trois ou plus des signes cliniques, il sera sacrifié. Des points limites (précisés ci-dessous) seront mis en place pour chaque procédure
Choix des espèces
Puisque ce projet est la suite d’une étude en cours de réalisation actuellement, nous continuons à utiliser le même modèle animal. Sur le plan génétique, la souris est très similaire à l’homme et permet l’extrapolation et comparaison des résultats obtenus au laboratoire avec les études cliniques (dans la mesure du possible). De plus, elle possède des nombreux atouts pour l’élevage en laboratoire : une descendance nombreuse, un développement rapide et une taille réduite. D’ailleurs, la souris est idéale en raison de la disponibilité des knockouts génétiquement modifiés dont les souris AhR-/- que nous allons utiliser. Nous utiliserons des souris mâles et femelles adultes (5-12 semaines d’âge) car l'étude n’a pas pour objectif de travailler sur les jeunes (système nerveux en cours de développement) ou chez l'animal âgé.