Recherche appliquée

La réglementation impose de tester la toxicité des candidats médicaments sur une espèce de rongeurs avant l'humain: 1128 rats vont être utilisés, tous tués à l'issue, dans des procédures d'un niveau de souffrance léger à modéré. Ils reçoivent des injections d'oligonucléotides directement dans l'espace lombaire, avec pour effets attendus des paralysies des membres postérieurs, une accumulation de liquide dans le cerveau et des pertes de poids. Un prélèvement de sang et de liquide céphalorachidien est réalisé juste avant la mise à mort, suivie d'analyses des tissus. Le porteur juge "indispensable" d'évaluer ces effets sur un "organisme entier" et présente ce passage par le rat comme une étape avant un test sur des primates.

Objectifs

Il existe de nombreuses pathologies atteignant le système nerveux, pour lesquelles il n’existe aucun traitement. Dans ce contexte, l’objectif principal de la Recherche et du Développement (R&D) pharmaceutique est de développer de nouveaux candidats médicaments qui seront évalués durant des essais cliniques pour améliorer le traitement de maladies touchant le système nerveux (ataxies, épilepsies etc). A l’heure actuelle, de nouvelles thérapies utilisant l’administration de petites molécules appelées oligonucléotides antisens (ASO) sont actuellement évaluées pour traiter des atteintes du système nerveux central (exemples : maladie de Huntington, Sclérose Latérale Amyotrophique ou les ataxies). Pour la plupart de ces maladies, une accumulation d’une protéine est en cause, entrainant un fonctionnement anormal. Les ASOs peuvent agir pour moduler l’expression d’un gène, réprimant ainsi la protéine anormale et rétablir une fonctionnalité. Ces composés ne franchissent pas aisément la barrière hémato-encéphalique qui entoure le cerveau ; chez l’Homme, ils sont administrés directement dans l’espace où circule le liquide céphalo-rachidien, au niveau des lombaires, appelé espace intrathécal. Ce projet a pour but d’évaluer la tolérabilité (c’est-à-dire une toxicité éventuelle) de candidats médicaments administrés par la même voie chez le rat. Ce modèle animal présente une forte homologie physiologique avec l’Homme. Ces études ne seront réalisées que sur des molécules préalablement sélectionnées à l’aide de méthodes alternatives disponibles (modèles cellulaires) et sélectionnées pour leur efficacité. En fonction de la pathologie, le profil de sécurité sera évalué pour chaque candidat-médicament par des tests comportementaux moteurs ou cognitifs. Par ailleurs, quelques cas d’hydrocéphalie (accumulation excessive de liquide céphalorachidien (LCR) dans le cerveau au niveau de cavités naturelles, les ventricules), souvent détectée par imagerie par résonnance magnétique ont été rapportés en clinique à la suite de ces injections. Il est donc également important d’évaluer ce paramètre pour établir la tolérabilité des candidats médicaments. Ce projet permettra ainsi de sélectionner les candidats médicaments non toxiques et de sécuriser l’approche en développement clinique de ces produits qui pourraient être proposés comme traitements de maladies cérébrales invalidantes, en utilisant la voie d’administration mise en place chez l’Homme (au niveau des lombaires).

Bénéfices attendus

Ces études s’inscrivent dans l’optique d’accélérer la mise à disposition de thérapies innovantes pour le traitement de pathologies neurologiques et d’offrir de meilleures perspectives aux patients touchés par ces maladies. L’objectif de ce projet est d’optimiser le développement de candidats médicaments administrés au niveau des lombaires pour le traitement de pathologies du système nerveux central en évaluant très précocement leur toxicité éventuelle et en sélectionnant donc les meilleurs candidats. Détecter le plus tôt possible des effets potentiellement toxiques des candidats-médicaments en développement permettra en plus d’assurer la réduction du nombre d'animaux qui seront utilisés à des fins de recherche pour sécuriser in fine l’utilisation chez les patients. En effet, les deux procédures de ce projet permettent la sélection des meilleurs candidats et l’arrêt des candidats les moins prometteurs, réduisant ainsi le nombre d’études réalisées et donc le nombre d’animaux utilisés au total pour un projet thérapeutique.

Procédures

- Injection de composés sur animal anesthésié / chirurgie. La durée de la procédure n’excèdera pas 30min. 3 fois par animal au maximum. - Imagerie sur animal anesthésié : jusqu’à 4 sessions d’imagerie par animal, espacées de 2 semaines d’intervalle. Durée maximale d’une session d’imagerie par animal : 1 heure - Tests de comportement : chaque test sera réalisé 1 fois avant l’administration du composé puis 1 fois par semaine jusqu’à 6 semaines afin d’aménager des temps de repos (soit un maximum de 7 fois par animal sur la durée de l’étude). Durée dépendante des tests comportementaux : allant de 4 min à 23h (cages d’activité) - Prélèvements sanguins et de liquide céphalo-rachidien chez un animal sous analgésie et anesthésié, juste avant l’euthanasie. 1 fois par animal. Durée totale pour les 2 prélèvements : 5 min.

Impact sur les animaux

Ce projet permettra de définir quels peuvent être les effets indésirables associés à l’administration au niveau des lombaires d’un traitement à l’aide d’ASO pour traiter des atteintes du système nerveux central. Dans ce projet, nous prévoyons des effets secondaires tels que la perte de poids, des paralysies des membres, des inflammations locales de la peau au niveau du site d’administration ou des atteintes neuromusculaires. Effets indésirables liés à l’administration de composé/ chirurgie. Paralysie des membres postérieurs, inflammation locale au niveau du site d’injection, accumulation de liquide dans le cerveau (hydrocéphalie) Effets indésirables liés aux anesthésies successives ou aux composés administrés Une perte de poids pourrait être observée après l’anesthésie ou suite à l’administration des composés et de leurs effets. Effets indésirables liés aux tests de comportements Les tests de comportements peuvent engendrer un léger stress (mais pas de stress durable).

Devenir

Pour chaque procédure, les animaux doivent être euthanasiés pour analyse post-mortem (analyses histologiques, dosages biochimiques, mesure de la concentration des composés, recherche de biomarqueurs) et corrélation avec les données des tests comportementaux et d’imagerie.

Remplacement

Il est indispensable de pouvoir évaluer l’effet de candidats médicaments sur un organisme entier. Cela est possible sur des modèles animaux, ici des modèles rongeurs, pour évaluer les effets secondaires et définir ainsi la marge sécurité pour les futures études chez l’Homme. Le recours à des modèles animaux reste nécessaire pour envisager les études réglementaires pour poursuivre le développement du produit jusqu’à l’autorisation de mise sur le marché. Aucun milieu de culture ou méthode alternative à l’expérimentation animale ne permet aujourd’hui de reproduire la complexité architecturale des cellules du cerveau, leurs interactions structurelles et fonctionnelles. De plus, notre projet vise à étudier des effets comportementaux (moteurs et cognitifs) qui ne peuvent être évalués que sur un organisme vivant.

Réduction

Le nombre d’animaux a été réduit au minimum pour s’assurer que les résultats puissent être exploitables en vue de la variabilité entre les animaux sur les tests comportementaux. Ainsi, nous estimons qu’un minimum de 12 animaux par groupe seront nécessaires. Ce nombre a également été estimé par rapport à des études précédentes de la littérature. Ainsi, l’administration de composés, les tests de comportement, les procédures d’imagerie et les analyses post-mortem seront réalisés sur les mêmes animaux au sein d’une même procédure expérimentale, ce qui permettra de limiter le nombre total d’animaux. Le fait d’envisager un suivi dans le temps permettra également de limiter le nombre d’animaux utilisés en limitant l’euthanasie à différents temps.

Raffinement

- semaine d’acclimatation en animalerie des animaux provenant d’un élevage sera effectuée avant de commencer les procédures expérimentales. -Minimum 1 semaine d’intervalle entre les administrations ITs - 48h de récupération suite à l’administration des composés et les tests de comportement. - Les animaux seront hébergés en groupe. - Les tests de comportement ne génèrent pas de stress durable ou de douleur chez l’animal. Un temps de repos adéquat sera appliqué entre 2 tests, en fonction de la durée des tests. Un maximum de 3 tests seront réalisés par semaine - Surveillance et maintien des composantes physiologiques durant les examens d’imagerie et procédure chirurgicale : respiration, température corporelle. Réveil et surveillance de l’animal en chambre thermostatée avant réintroduction dans sa cage. - ’administration des composés est réalisée en conditions d’asepsie optimale de façon à limiter la survenue d’effets indésirables et inflammation locale. - Analgésie pré et post-opératoire après chirurgie. - Une réhydratation des animaux sera effectuée avant et après la chirurgie. - Les animaux seront surveillés quotidiennement par les zootechniciens et les expérimentateurs afin de détecter au plus tôt tout signe d’inconfort ou de douleur qui pourraient survenir, et administrer le soin correspondant. Le vétérinaire sera consulté en cas d’apparition de signes d’inconfort ou de douleur pour effectuer un suivi des animaux avec la mise en place de points limites. - Mise en place d’aliment dans la cage après chirurgie pour faciliter la prise alimentaire et faciliter la récupération.

Choix des espèces

La sélection se fait sur des critères réglementaires, éthiques et scientifiques afin d’obtenir la meilleure prédiction possible chez l’Homme. La réglementation impose que les études de toxicologie soient effectuées a minima sur une espèce rongeur. Le choix du modèle rongeur rat est privilégié du fait que l’injection intrathécale (au niveau des lombaires) des composés est possible chez cette espèce, contrairement à la souris. La voie d’administration intrathécale étant celle qui sera préconisée chez l’Homme. Également, les volumes des prélèvements (sang, LCR) pour l’identification de biomarqueurs sont potentiellement plus importants chez le rat que chez la souris; ce permet d’obtenir des dosages plus robustes et d’explorer un spectre plus large de biomarqueurs potentiels L’évaluation de la tolérabilité chez le rat de l’administration intrathécale d’ASOs préalablement sélectionnés aidera aux choix des doses à évaluer sur une espèce non rongeur (primates) avant le début des essais cliniques. Dans ce projet, nous utiliserons des rats Wistar pour lesquels nous disposons déjà de données historiques concernant les paramètres d’imagerie, les analyses biochimiques et de formulation sanguine. Dans ce projet, nous utiliserons des rats jeunes ou adultes, conformément aux requis réglementaires

Des injections dans l'œil et jusqu'à huit instillations oculaires par jour: 5060 souris, rats et lapins sont utilisés dans des procédures censées reproduire une perméabilité des vaisseaux de la rétine. Une injection intravitréenne déclenche le modèle, suivie d'examens ophtalmologiques répétés, dont certains sous anesthésie. Le porteur classe pourtant l'ensemble en souffrance "légère" et affirme que les procédures "ne devraient pas entraîner de douleur". La plupart des animaux sont tués pour analyse, environ 10 %, exclus avant toute induction, étant réutilisés dans d'autres protocoles.

Objectifs

Les atteintes vasculaires de la rétine sont communes à plusieurs maladies telles que le diabète, les uvéites, les occlusions veineuses ou l’hypertension, et sont responsables de la majorité des pertes de vision dans les pays industrialisés. Ces pathologies entrainent une détérioration des capillaires sanguins de la rétine qui perdent leur étanchéité. L’augmentation de la perméabilité vasculaire et la rupture de la barrière hémato-rétinienne est une étape clé dans l’installation de la maladie qui peut évoluer vers une rétinopathie proliférative avec une production anormale de nouveaux vaisseaux peu fonctionnels, des décollements de la rétine et des saignements dans le vitré. Un oedème au niveau de la macula, zone de la rétine responsable de la bonne acuité visuelle, peut survenir à tout moment et entrainer la perte de la vision. L'étude des pathologies a permis de mettre en évidence des composés clés impliqués dans le mécanisme conduisant à la perméabilité vasculaire, comme notamment le VEGF (Vascular Endothelial Growth Factor). Ces composés sont les cibles privilégiées des traitements pour bloquer l'évolution de la maladie, mais sont également utilisés pour mimer la pathologie dans des modèles expérimentaux. L'objectif de ce projet est d’obtenir un modèle de perméabilité vasculaire afin de tester des traitements potentiels chez le lapin et le rongeur. Le modèle est développé chez plusieurs espèces pour offrir un choix plus étendu de possibilités de traitements, la taille réduite des yeux des rongeurs permet l'utilisation de quantités moindres de traitement, au contraire la taille plus importante de l'œil de lapin permet de tester des traitements plus proches de ceux appliqués à l'homme comme la pose d'implant.

Bénéfices attendus

Le bénéfice attendu est de proposer un modèle expérimental pour évaluer l'efficacité de nouveaux traitements luttant contre la perméabilité vasculaire au niveau de la rétine. La recherche de traitement est en constante évolution, pour intervenir à différents stades de la maladie et préserver au mieux la vision des patients.

Procédures

Le déclenchement du modèle expérimental est dû à une injection intravitréenne. Les examens ophtalmologiques se feront à l'aide de techniques non invasives (imagerie, observations au biomicroscope). Ces examens sont réalisés chez l’homme en cabinet médical par un ophtalmologiste sans anesthésie et sans hospitalisation. Ils le sont également chez l’animal en clinique vétérinaire. Ces examens pourront se faire pour une partie sur animaux vigiles mais certains qui nécessitent l’immobilisation complète de l'animal seront pratiqués sous anesthésie légère, ce type d'examen ne dure que quelques minutes. Les administrations de produits se feront soit par instillations (gouttes oculaires), soit par injection au niveau de l'œil (injection intravitréenne, sous conjonctivale), soit par administration orale, par injection sous cutanée, intraveineuse, ou intramusculaire (pour les anesthésiants). Ces instillations ou injections nécessitent le maintien de l’animal afin de l’immobiliser. Ces procédures sont extrêmement rapides et ne prendront pas plus d’1 ou 2 minutes. Les gouttes oculaires peuvent être administrées plusieurs fois avec généralement une moyenne de 3 administrations et un maximum de 8 administrations par jour. Les administrations de produit par injection au niveau de l'œil se feront sous anesthésie locale et générale si besoin, leurs fréquences sont plus limitées, une à deux fois par semaine. Ces procédures sont aussi un peu plus longues et nécessitent de placer l’animal sous un microscope chirurgical, et durent en général 5 minutes par animal. Si le traitement est administré par voie orale il peut être au maximum quotidien, par voie intraveineuse il sera au maximum 3 fois par semaine, si la voie d’administration est l’injections sous-cutanée, la fréquence sera au maximum de 2 fois par jours, sur la durée de l’étude soit maximum 2 mois. Des prélèvements de sang pourront être réalisés au cours des procédures expérimentales afin de doser le principe actif du traitement administré ou tout autre marqueur d'intérêt. Ces prélèvements se feront sur animal vigile et le temps nécessaire aux prélèvements ne dépassera pas les 5 minutes par animal. Les prélèvements de sang se feront par ponction et seront basés sur les recommandations du Gircor.

Impact sur les animaux

Ces modèles expérimentaux induisent une augmentation de perméabilité vasculaire transitoire, le retour à la normale se fait en quelques jours. Les nuisances pour l’animal sont celles dues aux manipulations de l'animal pour les observations, le stress dû aux contentions manuelles de l'animal pour les administrations de produits, les instillations ou la douleur éventuelle de la piqûre lors des injections de produits ou d'anesthésiant. L'administration des produits devrait engendrer tout au plus une douleur légère et de courte durée notamment lors de l’anesthésie. Au cours de l’anesthésie jusqu’au réveil, une baisse de la température corporelle pouvant induire un stress est attendue. En dehors de ces périodes d’examen ou d’administration de traitement, l’animal est libre de ces mouvements, avec un accès à l’eau et à la nourriture.

Devenir

Les animaux qui auront suivi la totalité de chaque procédure expérimentale seront mis à mort pour permettre de réaliser les évaluations ex vivo (évaluations histologiques, dosage de produit...). Pour les études d’efficacité de traitement, les animaux n’ayant pas suivi la totalité de la procédure (estimé à environ 10%, hormis ceux exclus pour cause de points limites) pourront être réutilisés dans d’autres procédures expérimentales compatibles avec l’avis du vétérinaire. Ces animaux sont des animaux qui sont exclus de l'étude en raison d'un défaut anatomique ou physiologique détecté aux examens de baseline au niveau de l'œil avant le début de l’étude. Ces animaux n'auront pas reçu d'induction de la pathologie, ni d'administration de traitement, seulement des examens qui ne sont pas invalidants mais qui potentiellement nécessitent une anesthésie.

Remplacement

A ce jour, aucune méthode alternative ne permet de mimer l’œil dans son environnement et dans sa globalité fonctionnelle. Les lignées cellulaires ou les systèmes alternatifs comme les organoïdes ne permettent d’étudier qu’une partie des mécanismes. En effet, l’œil est composé de différents tissus (vasculaires, rétinien neuronal, vitréen, cornéen, humeur aqueuse ...) de physiologie différente et soumis aux variations environnementales, aux interactions des tissus et organes voisins. Les études in vivo permettent d’observer les réponses physiologiques d’un traitement dans un organisme vivant en tenant compte des pharmaco cinétiques, des métabolites générés. Compte tenu de la complexité de l’organe nous aurons donc recourt à des animaux.

Réduction

Le nombre maximum d’animaux prévu pour ce projet a été déterminé en fonction de la distribution théorique rencontrée dans les données bibliographiques et tient compte des variations du métabolisme, de la robustesse des mesures et de notre expérience. Ce nombre limité doit nous permettre de conclure sur l’efficacité ou non d’un traitement. L'effet d'un traitement sera évalué à l'aide des tests statistiques paramétriques ou non paramétriques suivant la distribution des données, avec possibilité d'effectuer des comparaisons multiples ; chaque groupe traité sera comparé à celui du groupe témoin. Un calcul de l’effectif sera réalisé avant chaque étape afin d’ajuster et de revoir à la baisse si possible le nombre d’animaux à inclure dans les procédures. Des évaluations non invasives de la pathologie sont utilisées tout au long de l'étude pour éviter la mise à mort de l'animal. Enfin, une attention particulière sera portée à la formation des opérateurs et à la qualité des soins apportés aux animaux, afin de garantir leur bien-être tout au long de l’étude

Raffinement

Un suivi quotidien des animaux sera effectué afin de minimiser au maximum l’impact des procédures sur leur bien-être. Les animaux seront hébergés en binôme avec différents enrichissements adaptés à l'espèce. Les examens choisis pour évaluer les signes cliniques de la maladie sont non invasifs et semblables à ceux pratiqués chez l'homme en cabinet d'ophtalmologie ou chez l’animal en clinique vétérinaire. Afin de réduire le stress de l'animal lors d'examens nécessitant l'immobilisation de l'animal, une administration d'anesthésique sera réalisée. Lors des anesthésies des substituts de larmes sont régulièrement instillés sur les cornées pour éviter le dessèchement, un dispositif est prévu pour éviter l’hypothermie (tapis chauffant, ou lampe). Les procédures impliquées ne devraient pas entrainer de douleur. La sévérité de la demande est classée légère. L’application d’anesthésiant locaux est prévue avant les injections. Des points limites adaptés, suffisamment prédictifs et précoces permettent de limiter une éventuelle douleur à son minimum, cependant si une complication apparait au cours du temps, l’emploi d’un analgésique de type buprénorphine sera envisagé.

Choix des espèces

Les espèces animales choisies ont une physiologie, une anatomie et un métabolisme largement décrits dans la bibliographie scientifique. L’extrapolation à l’homme des effets sur l’œil en est d’autant plus facilitée. De plus, les modèles expérimentaux concernant cette pathologie sont largement utilisés et décrits sur ces espèces dans les publications de référence sur laquelle le projet est basé. Pour ce projet, des souris, des rats et des lapins ont été retenus pour tenir compte des particularités anatomiques et physiologiques de chaque espèce afin d’augmenter les chances de mener ce projet à terme. Les animaux utilisés seront de jeunes adultes à leur arrivée dans notre animalerie. Les lapins inclus dans ce projet auront minimum 8 semaines et les rongeurs minimum 6 au début de l’étude, âge minimum pour la maturation de la rétine, conformément aux publications de référence qui servent de base aux modèles.

3 380 souris vont être utilisées dans des procédures d'un niveau de souffrance léger à modéré, toutes tuées pour prélever leurs organes. On dépose une bactérie sur la peau du dos et des oreilles, on décolle les couches superficielles de l'épiderme au ruban adhésif et on provoque une inflammation chimique, ce qui peut entraîner ulcération et nécrose douloureuses. L'objectif est de bâtir un modèle de la maladie de Verneuil, pour laquelle il n'existe pas de modèle animal. Le porteur reconnaît disposer déjà d'organoïdes et d'explants de peau humaine, qu'il juge insuffisants pour reproduire la vascularisation et la réponse immunitaire.

Objectifs

La maladie de Verneuil, ou hidradénite suppurée (HS), est une dermatose inflammatoire chronique caractérisée par des lésions douloureuses dans les zones de plis. Sa physiopathologie, largement méconnue, implique une interaction complexe entre dérégulation des réponses immunes et déséquilibre du microbiote cutané, marqué par l’expansion de certaines bactéries. Aucun traitement curatif n’existe actuellement ; les prises en charge associent antibiothérapie prolongée, traitements immunomodulateurs et chirurgie, sans prévenir les rechutes. Nos travaux récents ont identifié une forte association entre les formes sévères de la maladie et la présence de la bactérie Porphyromonas uenonis (P. uenonis). Absente du microbiote cutané sain, cette bactérie est détectée dans les couches profondes de la peau lésionnelle et péri-lésionnelle des patients. Sa présence corrèle avec une accumulation épidermique marquée de cellules productrices d’anticorps, un phénomène inhabituel susceptible de contribuer à l’inflammation chronique. Des modèles ex vivo, combinant organoïdes et explants de peau humaine ont montré que P. uenonis est intrinsèquement invasive et capable de pénétrer et se multiplier dans des cellules cutanées humaines saines. Une étude pilote chez la souris a confirmé que le simple dépôt de la bactérie sur une peau intacte suffit à reproduire l’accumulation épidermique de plasmocytes, en l’absence de lésion, reproduisant ainsi un marqueur clé de la maladie humaine. Ces données suggèrent que P. uenonis est normalement contrôlée en conditions saines, mais possède des propriétés invasives et immunomodulatrices uniques favorisant le recrutement anormal de cellules sécrétrices d’anticorps dans la peau. P. uenonis apparaît comme un pathobionte cutané opportuniste susceptible d’initier et d’entretenir l’inflammation chronique de HS. Son isolement dans d’autres infections profondes renforce l’hypothèse d’un potentiel pathogène multi-tissulaire encore méconnu. Ce projet vise à exploiter un modèle murin afin de caractériser les mécanismes de pathogénicité cutanée de P. uenonis, la réponse immunitaire induite et l’impact de l’accumulation de plasmocytes sur la barrière cutanée. À terme, ce modèle permettra de mieux comprendre la contribution de cette bactérie à la pathogénèse de la maladie de Verneuil et de fournir à la communauté scientifique un outil préclinique pour tester de nouvelles approches thérapeutiques.

Bénéfices attendus

Ce modèle murin d’association bactérienne permettra de mieux comprendre le rôle pathogénique des bactéries associées à la maladie de Verneuil ainsi que le rôle pathogénique des réponses immunitaires mise en place. A moyen terme nous espérons que ce projet aboutira à l’établissement d’un modèle murin pour étudier la maladie de Verneuil pour laquelle il n’existe actuellement pas de modèle A long terme nous espérons que ce modèle permettra l’ouverture à de nouvelles pistes de traitement.

Procédures

-Application d’ une suspension bactérienne sur la peau du dos et de l’oreille sur souris vigiles : 1 fois par jour pendant 4 à 7 jours. -Desquamation des couches superficielles de l’épiderme sur la peau du dos ou de l’oreille sur animaux rasé, anesthésiés et analgésiés : 1 fois au cours de la procédure, avec 1 répétition possible après 14 jours. -Inflammation cutanée locale sur la peau du dos ou de l’oreille par application d’un produit 1 fois par jour pendant 3 à 7 jours sur animaux rasés et anesthésiés. -Pose d’un cathéter dans la veine caudale sur animaux anesthésiés, 1 fois au cours de la procédure.

Impact sur les animaux

Ce projet sera attentif aux cinq libertés individuelles de l’animal. Cependant, certaines des procédures pourraient avoir un effet indésirable sur l’animal. o Une inflammation cutanée chimique ou générée par desquamation mécanique sur une partie de la peau du dos et/ou sur la peau des oreilles entrainera un inconfort ou une douleur modérée pendant quelques jours. o Une infection locale liée à l’expansion de la bactérie pourra éventuellement induire une ulcération/ nécrose localement générant une douleur.

Devenir

Tous les animaux seront mis à mort à la fin de chaque procédure car nous aurons besoin de collecter les organes pour étudier la réponse immunitaire et l’invasion bactérienne dans les tissus.

Remplacement

La bactérie étant associée à une pathologie cutanée humaine, la majorité de nos travaux repose sur des modèles de peau humaine, incluant des organoïdes d’épiderme établis au laboratoire, des explants de peau saine et des prélèvements issus de patients. Il reste toutefois impossible de reconstituer in vitro la complexité du système cutané avec sa vascularisation et ses interactions avec le système immunitaire. Notre modèle murin d’association constitue donc, à ce jour, le seul système capable de reproduire un tel niveau d’intégration, en faisant un modèle de choix pour cette étude.

Réduction

Le nombre d’animaux que nous estimons nécessaire repose sur la forte expérience de nos collaborateurs sur la conception d’études de ce type et validée par des biostatisticiens. Nous utiliserons le nombre minimum d’animaux strictement nécessaire pour atteindre l’objectif fixé. Les expériences passées ont montré que le nombre d’animaux par groupe utilisé ici (4) est le minimum requis pour obtenir des résultats pertinents et statistiquement significatifs (ANOVA). On choisit le cas d’une comparaison de 2 moyennes avec les conditions d’association avec une bactérie pathogène versus une bactérie commensale contrôle, en l’absence d’effet sexe. On décide d’utiliser 32 individus par groupe, répartis en 4x2 cages par groupe (4 individus par cage, 1 cage par sexe, 4 répétitions). En supposant un effet cage de 50.00%, les effectifs proposés devraient nous permettre d'obtenir des résultats significatifs pour des tailles d’effets forts à très forts. Un calcul de puissance a été réalisé pour chaque procédure de la même façon. La répétition de l’expérience pourrait être nécessaire pour la robustesse des données établies. Nous proposons aussi de réduire le nombre d’animaux utilisé si les différences à différent temps ou entre les sexes n’est pas importante. D’autre part, les techniques expérimentales nous permettent d’analyser plusieurs paramètres sur un même individu, pour obtenir le maximum d’information pour chaque animal utilisé. Notamment l’imagerie intravitale nous permettra de collecter un grand nombre d’information sur une fenêtre de temps de quelques heures, réduisant ainsi le nombre d’animaux nécessaires.

Raffinement

Optimisation du protocole d’association avec la bactérie : Le protocole d’association avec la bactérie est sans douleur, cependant nous utiliserons des conditions expérimentales pour optimiser l’invasion de la bactérie. Parmi ces conditions, l’induction d’une inflammation sur la peau des animaux par application d’une crème sur la peau, la desquamation des couches superficielles de la peau par application d’un scotch ou un régime alimentaire spécifique. Les animaux recevront un traitement préopératoire analgésique 30 min avant le début de la dequamation. Les animaux seront surveillés quotidiennement dès l’apparition des premiers signes d’inflammation (rougeurs, squames) et pour l’apparition de lésions cutanées. En cas de signes de mal-être (prostration, poil ébouriffé), la surveillance sera intensifiée et un enrichissement de la cage avec du gel nutritif sera réalisé. La litière sera remplacée par une litière douce en cellulose dès l’apparition de lésions cutanées et la douleur pourra être prise en charge par administration d’analgésique. Imagerie intravitale : Lors des expériences d’exploration par microscopie, les animaux seront maintenus au chaud et hydratés par une injection tout au long de la procédure.

Choix des espèces

Cette étude utilise des souris car le système cutané, vasculaire et immunitaire de la souris est proche du système cutané, vasculaire et immunitaire humain. De plus, la souris est un animal pour lequel nous avons une très bonne expertise pour détecter et réduire au mieux les conditions de stress, d’inconfort et de douleur. En conséquence la souris représente l’espèce de choix pour cette étude où les connaissances acquises seront vraisemblablement transférables à l’homme. Plusieurs types de souris seront utilisées dans cette étude. Des souris de type sauvage (C57Bl/6Jrj) et des souris génétiquement modifiées ‘modifications permettant d’explorer plusieurs composants du système immunitaire). Les associations avec les bactéries sont réalisées chez des souris adultes âgées de 6 à 12 semaines, afin d’étudier un système immunitaire mature et proche de la réponse immunitaire humaine. Les expérimentations sont ensuite réalisées 1 à 12 semaines après l’association, période nécessaire au développement et au maintien de la réponse immunitaire.

Nourris pendant 84 jours avec un aliment volontairement contaminé par des mycotoxines, 300 tilapias vont être utilisés dans des procédures d'un niveau de souffrance léger à modéré, tous tués à l'issue. La contamination peut provoquer perte de poids, refus de s'alimenter, gonflement du ventre et inflammation de l'anus, pour tester un additif détoxifiant. Le porteur reconnaît que l'étude vise l'enregistrement commercial du produit en Amérique latine, requis par la réglementation. Le nombre de poissons est présenté comme issu de "calculs statistiques détaillés" qui ne sont pas rapportés.

Objectifs

À l’échelle mondiale, les mycotoxines constituent un des risques majeurs pour la sécurité alimentaire touchant les cultures, les aliments pour animaux et la santé animale et humaine. Une exposition aiguë ou chronique peut provoquer des effets délétères chez l'humain et chez l'animal, incluant des troubles gastro-intestinaux, rénaux, immunitaires ou carcinogènes. Les cultures agricoles sont fréquemment contaminées par plusieurs mycotoxines, renforçant la toxicité via des effets synergiques. Les données issues d’une étude mondiale montrent que 70 % des échantillons agricoles contiennent plusieurs mycotoxines et qu'une proportion importante franchit les seuils de risques zootechniques. Dans les secteurs de l'élevage, l’impact économique est considérable. En effet, les mycotoxines compromettent la croissance, la fertilité, l’immunité et la productivité des animaux. Les pertes économiques globales liées aux mycotoxines sont estimées à plusieurs centaines de millions de dollars par an dans les chaînes de valeur agricoles et agroalimentaires. L’aquaculture est également touchée, avec une exposition croissante aux aflatoxines, fumonisines et trichothécènes qui coexistent dans les farines végétales utilisées pour l’alimentation, notamment dans les régions d’Asie-Pacifique qui sont fortement contaminées. Il existe une gamme de produits représentant la solution la plus avancée pour préserver la santé et la performance des animaux en désactivant les mycotoxines qui contaminent les aliments destinés aux animaux d’élevage. Par le biais de trois modes d’actions (adsorption, biotransformation et bioprotection), ces produits détoxifiants assurent une protection ciblée, irréversible et immédiate contre les mycotoxines (fumonisine, deoxynivalenole). La dernière innovation de la gamme de produits détoxifiants conserve toutes les stratégies de détoxification de la gamme précédente tout en introduisant une nouvelle approche de biotransformation enzymatique ciblant les ochratoxines. Ce projet visant à tester l’efficacité et la sureté fonctionnelle de ce nouveau produit, permettra d'obtenir l'autorisation de mise sur le marché du produit

Bénéfices attendus

Ce projet permettra l’enregistrement du produit dans les régions d’Amérique Latine et donc la mise à disposition du produit le plus récent et le plus efficace pour gérer les risques liés aux mycotoxines dans l'industrie de l'élevage. L'introduction d'un produit détoxifiant dans l'aquaculture latino-américaine offre un avantage car il s’adresse à l'un des problèmes les plus fréquents retrouvés dans les régions tropicales comme le Brésil qui est la contamination des aliments pour animaux par des toxines fongiques. En effet, les températures élevées et l'humidité favorisent la prolifération des toxines, ce qui augmente considérablement leur présence dans les matières premières végétales telles que le maïs et le soja, largement utilisées dans l'alimentation aquacole. De plus, même à de faibles doses, les mycotoxines provoquent une immunosuppression, des lésions hépatiques et rénales et une plus grande sensibilité aux infections, réduisant ainsi les performances des poissons d'élevage. L’impact économique est significatif, d'autant plus que les aliments représentent environ 60 % du coût total de production dans les systèmes intensifs et super intensifs. Réduire la charge toxique dans l’alimentation à l'aide d'un détoxifiant permet non seulement d'éviter les pertes, mais aussi d'optimiser l'efficacité alimentaire et d'améliorer l'uniformité des lots. Par ailleurs, certaines mycotoxines peuvent être transférées aux tissus animaux en cas d'exposition prolongée, ce qui représente un risque pour la chaîne alimentaire humaine. Avec la croissance de l'aquaculture comme pilier pour répondre à la demande mondiale en protéines, et le Brésil s'imposant comme l'un des plus grands producteurs de tilapia en Amérique Latine, disposer d'un produit détoxifiant permet de garantir des normes sanitaires plus strictes, et facilite l'accès à des marchés exigeants. Enfin, l’utilisation d’un produit détoxifiant s’inscrit dans une politique plus écoresponsable. En effet, il favorise la transition vers des régimes alimentaires aquacoles plus durables en sécurisant l’utilisation des matières premières végétales en remplacement des ingrédients d’origine marine (farine de poisson). En Amérique latine, où les défis liés au stockage, au transport et à la variabilité climatique sont importants, ce type de produit devient un allié stratégique pour limiter les pertes économiques et garantir la résilience du système aquacole.

Procédures

Les animaux seront soumis à la procédure pour une durée de 84 jours. Sorties hors de l’eau pour la pesée des poissons par groupe (7 fois en 12 semaines, moins de 30 secondes) Prises de sang unitaires (durée 30 secondes). Un volume sanguin supérieur à 10% du volume sanguin circulant sera prélevé car les poissons seront immédiatement mis à mort (durée 1 seconde). .

Impact sur les animaux

Les animaux seront nourris avec un aliment standard répondant à leurs besoins nutritionnels et supplémenté en mycotoxines et en enzymes détoxifiantes pendant 84 jours après une semaine d’acclimatation. [[Les mycotoxines ajoutées artificiellement dans l’aliment peuvent influencer la santé et la qualité de vie des animaux caractérisées par une perte de poids, un refus de s’alimenter, des changements d’apparence (gonflements du ventre, inflammation de l’anus), une détérioration de la barrière intestinale, une immunosuppression. Stress dû à la capture et à la sortie des bassins pour la pesée. Douleur transitoire à l’endroit du prélèvement de sang réalisé une fois par animal.

Devenir

Tous les animaux entrant dans la procédure expérimentale seront mis à mort soit afin de réaliser des prélèvements biologiques soit parce qu’ils ne peuvent pas être réutilisés ou replacés en raison de leur exposition aux mycotoxines. Les différents prélèvements permettront de démontrer l’efficacité du mélange d’enzymes détoxifiantes en comparaison avec les différents groupes contrôles, et que la santé des animaux n’est pas affectée.

Remplacement

Au moment de la délivrance de cette autorisation de projet, il n’existe pas de modèle in vitro ou in silico capable de mimer l’intégralité des fonctions cellulaires et physiologiques sollicitées par les poissons lorsqu'ils sont affectés par les mycotoxines. De plus l’évaluation d’un additif alimentaire, implique de connaitre son mode d’action chez l’animal auquel il est destiné impliquant l'utilisation d'animaux vivants. Enfin, cette procédure est nécessaire car l’enregistrement d’un additif alimentaire requis par la loi nécessite la réalisation d’une étude in -vivo.

Réduction

Des calculs statistiques détaillés ont été réalisés afin de déterminer le nombre d'animaux adéquat pour ce projet. Le nombre d'animaux à utiliser permettra d'apporter de bonnes conditions d'élevage en favorisant une hiérarchie sociale essentielle au bien-être des animaux et d'obtenir des données scientifiquement robustes. Des analyses post-mortem seront réalisées sur les tissus de chaque animal afin de générer le maximum d'informations possibles par animal.

Raffinement

[[Un minimum de deux observations quotidiennes des animaux est réalisé afin de détecter prématurément des signes cliniques de dommages corporels qui sont suivis au moyen d’une grille de score spécifique et adaptée à la procédure.]]. Les conditions d’hébergement des animaux sont définies afin que la densité des animaux par bassin, les paramètres environnementaux (température, pH) l'enrichissement des bassins (couvercle semi opaque pour simuler un refuge, aérateur pour stimuler les poissons) ou encore la qualité d’eau procurent le maximum de confort aux animaux, et répondent à la législation en vigueur. Aucun animal ne restera isolé sans contact visuel ou tactile avec ses congénères, ceci afin de réduire l’angoisse et le stress des animaux. Avant toute manipulation (pesée ou prélèvement) au cours de cette étude, les tilapias sont anesthésiés. La capture et le stress dus à la sortie des bassins sont réduits par une manipulation délicate des animaux par les applicateurs lors des pesées et des prises de sang. Les conditions expérimentales sont également raffinées par un séchage modéré des poissons, le port de gants, l’utilisation d’une mousse humide pour faire reposer l’animal sur un support de contention adapté, d’un point de pression sur le site de prélèvement comme décrit dans une procédure interne qui définit le volume limite de prélèvement sanguin et les périodes de récupération nécessaires.

Choix des espèces

L'espèce est choisie en fonction de la pertinence de la région d'enregistrement du produit. , Le tilapia est un poisson peu exigeant, résistant aux conditions d'élevage, aux maladies, avec un taux de croissance élevée. Il est particulièrement adapté aux conditions climatiques et environnementales tropicales. Néanmoins, le tilapia, comme poisson d’eau chaude est la principale espèce exposée aux risques liés aux mycotoxines en Amérique latine et au Brésil et le deuxième plus important groupe de poissons mis en élevage après les carpes. Dans ce projet, l’espèce Oreochromis aureus du genre mâle sera utilisée. Les additifs alimentaires dont l’activité détoxifiante veut être confirmée, chez cette espèce, sont destinés à être incorporés dans les rations alimentaires distribuées aux tilapias. [[Au début de l’étude, les tilapias pèseront 80 g, ce qui correspond à un stade juvénile avancé / pré adulte. Les tilapias de 80 g se trouvent dans un stade où les organes cibles des mycotoxines (foie, intestin, gonades) sont fonctionnels mais encore en maturation, ce qui augmente la sensibilité aux perturbations métaboliques. La croissance est exponentielle, permettant une détection claire des effets chroniques des mycotoxines sur les performances zootechniques, l'efficience alimentaire ou les indices corporels. En terminant l’étude avec un poids supérieur à 350 g, les poissons atteindront un stade sub-adulte proche du poids commercial, un niveau de développement où les organes sont pleinement formés, permettant une évaluation complète des effets toxiques. Ce choix garantit que l’exposition couvre l’ensemble de la phase juvénile à sub-adulte, une fenêtre critique de développement durant laquelle les mycotoxines peuvent provoquer des effets physiologiques détectables et pertinents pour l’aquaculture.