Recherche appliquée

90 souris immunodéficientes vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Des cellules de cancer du foie humain sont greffées sous leur peau, puis elles reçoivent jusqu'à vingt injections d'anticorps sur dix semaines, avant d'être tuées pour prélever les tumeurs. Le porteur décrit des ulcérations cutanées possibles aux sites de greffe et d'injection, et un anticorps pouvant endommager des tissus sains. Il indique avoir mené des essais in vitro préalables mais conclut à la nécessité d'une validation sur "animal entier".

Objectifs

L’objectif de ce projet est de tester différents anticorps dirigés contre une protéine localisée sur la membrane des cellules qui a été clairement montré comme participant au développement de différents cancers, notamment le cancer du foie qui est le 3ème cancer le plus meurtrier au monde. Depuis une dizaine d’année nous avons développé un anticorps reconnaissant spécifiquement cette protéine membranaire. Nous avons montré que cet anticorps conduit à une inhibition partielle de la croissance tumorale de cellules cancéreuses humaines transplantées dans des souris très immunodéficientes. Nous avons ainsi montré que l’anticorps ralentit la croissance de la tumeur. Récemment, nous avons développé un panel de différents anticorps reconnaissant cette protéine membranaire. Ainsi, afin d’explorer et d’exploiter pleinement le potentiel thérapeutique de ces anticorps, nous souhaitons tester leur efficacité dans un modèle de souris immunodéficientes afin de déterminer lequel présente l’effet le plus prononcé sur la croissance tumorale. Cette étude nous permettra ainsi de déterminer quelle forme d’anticorps est la plus optimale pour un développement clinique ultérieur.

Bénéfices attendus

Ce projet doit nous permettre d’évaluer le potentiel thérapeutique de nos anticorps pour le traitement du cancer du foie afin de profiter aux patients atteints de ce type de cancer pour lequel les options thérapeutiques sont actuellement très limitées, voire inexistantes.

Procédures

Dans ce projet, tous les animaux seront soumis aux interventions suivantes : -Une injection unique, sous la peau, de cellules cancéreuses humaines, réalisée sous anesthésie générale gazeuse, temps nécessaire environ 5 minutes par animal anesthésie comprise. -Une injection bi-hebdomadaire d’anticorps sur animaux vigiles pendant maximum 10 semaines, soit un maximum de 20 injections. Temps nécessaire pour chaque injection environ 1 minute par animal.

Impact sur les animaux

Les nuisances ou effets indésirables attendus sont très limités. Dans certains cas la croissance de la tumeur peut entrainer l’apparition d’une ulcération cutanée au niveau du site d’implantation des cellules. De même, les injections répétées d’anticorps peuvent parfois engendrer une douleur ou très rarement une ulcération au niveau des sites d’injection. Un de nos anticorps peut de se fixer à la protéine membranaire de la souris, ce qui pourrait éventuellement induire des dommages au tissus sains exprimant normalement cette protéine et entrainer une dégradation de l’état général des animaux.

Devenir

Tous les animaux de ce projet seront mis à mort afin de collecter les tumeurs qui seront utilisées pour des analyses ultérieures.

Remplacement

Afin de remplacer les études in vivo, nous avons procédé à des études in vitro sur lignées cellulaires afin de démontrer la validité de l’approche. Celle-ci nécessite maintenant une validation dans un modèle physiologique complet sur animal entier avant transposition clinique chez l’humain.

Réduction

Afin de réduire le nombre d’animaux inclus dans cette étude, les tailles d’effectifs ont été déterminée à priori grâce à un logiciel dédié afin d’obtenir des résultats statistiquement fiables et robustes. Les données obtenues grâce aux animaux de ce projet seront analysées avec des tests statistiques classiques.

Raffinement

Afin de raffiner au mieux notre méthodologie, le protocole expérimental est planifié en amont, l’environnement des animaux est enrichi avec des tubes de coton pour la nidification et des briques de tremble à ronger, et des points limites précoces ont été établis afin d’interrompre si nécessaire les procédures permettant de soustraire les animaux à toute douleur ou souffrance.

Choix des espèces

Les souris immunodéficientes sont des modèles reconnus dans la communauté scientifique pour la greffe sous cutanée de lignées cancéreuses humaines afin de tester rapidement la pertinence d’une approche thérapeutique. La souche immunodéficiente choisie possède néanmoins certaines cellules capables d’améliorer l’effet thérapeutique des anticorps. Les animaux seront utilisés à un âge adulte de 8 semaines afin que ces cellules en question soient matures. De plus il est préférable de greffer les cellules sur des animaux adultes afin que les tumeurs grandissantes entravent le moins possible leur capacité de mouvement.

312 souris transgéniques vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Elles développent spontanément des polypes intestinaux pouvant évoluer en prolapsus rectal, et reçoivent des injections d'anticorps deux fois par semaine pendant six semaines, avant d'être tuées pour compter les tumeurs. Le porteur indique renoncer à toute analgésie au motif qu'elle "risquerait de modifier la réponse" au traitement et ne traiterait pas le prolapsus. Il décrit ce modèle comme "indispensable" car proche de la physiopathologie humaine.

Objectifs

Ce projet s’inscrit dans le cadre de la recherche d’un traitement contre le cancer colorectal. Il existe aujourd’hui de nouvelles solutions thérapeutiques mais malheureusement dans le cas du cancer colorectal notamment, ces traitements ont des effets limités. Nous voudrions tester si une combinaison avec notre anticorps pourrait améliorer la réponse à ces nouveaux traitements. Nous utiliserons comme modèle une souris transgènique qui a la particularité de développer des tumeurs intestinales à un âge précoce, ce qui permet d’étudier l’effet du traitement sur un modèle proche de la physiopathologie humaine. L’objectif est donc de tester l’effet de notre anticorps en combinaison avec un autre anticorps sur le nombre et la taille des tumeurs qui se développent au niveau de l’intestin chez ces souris.

Bénéfices attendus

Nous attendons un effet synergique de la combinaison sur le développement des polypes et/ou la progression tumorale. Cela sera determiné par un comptage des polypes et/ou lésions tumorale après sacrifice des animaux. Ces résultats nous permettront d'avancer sur notre stratégie de combinaison de notre anticorps avec d'autres traitements afin d'améliorer les effets thérapeutiques.

Procédures

Les animaux seront soumis à un traitement par injection péritonéale deux fois par semaine pendant 6 semaines.L’injection sera faite du côté droit de l’abdomen à l’aide de seringues 29G. La durée de l'injection est de 15 à 20 secondes par souris.

Impact sur les animaux

Le modèle APC∆14 induit le développement de polypes intestinaux pouvant induire des prolapsus rectaux chez les animaux à un stade tardif. Notre traitement anticorps n’a, quant à lui, pas d’effet indésirable attendu et le mode d’injection intra-péritonéale n’est pas connu pour induire des douleurs autres que légères.

Devenir

Les animaux seront sacrifiés à la fin du traitement pour pouvoir prélever leurs intestins et procéder au comptage des polypes et/ou tumeurs qui se seront développés. Nous n’avons pas d’autre moyen que de les sacrifier pour répondre à l’objectif initial.

Remplacement

L’étude chez la souris APCΔ14 est indispensable car elle développe des polypes évoluant en tumeurs malignes intestinales de manière spontanée. Cela permet d’étudier l’effet du traitement dans un modèle physiologiquement plus relevant car immunocompétent et à un stade précoce du développement tumoral.

Réduction

Nous utiliserons à la fois les mâles et les femelles afin de réduire le plus possible le nombre d’animaux et d’utiliser au maximum les portées obtenues par les croisements. Le nombre d’animaux par groupe a été établi à 12. Ce nombre, qui a été défini de manière statistique, tient compte de la variabilité du modèle qui est minime et du fait que nos résultats préliminaires ont montré un effet du traitement seul.

Raffinement

L’angoisse des animaux sera réduite par l’apport d’un enrichissement sous forme de papier et coton qu’ils pourront utiliser pour se faire un nid, et par le fait qu’ils cohabiteront par groupe de 5. Le degré de souffrance est estimé comme léger car le traitement est sous forme d’injection intra-péritonéale et le traitement en lui-même n’a pour le moment jamais montré d’effet secondaire. L’analgésie ne peut être utilisée car elle risquerait de modifier la réponse à notre traitement, de plus elle ne permettrait pas de traiter le prolapsus qui est le risque majeur de ce modèle. En cas de signes de douleur, les souris seront euthanasiées par asphyxie au CO2

Choix des espèces

L’objectif est d’étudier l’effet de la combinaison de deux anticorps sur le développement tumoral. L’étude chez la souris APCΔ14 est indispensable car elle développe des polypes évoluant en tumeurs malignes intestinales de manière spontanée. Cela permet d’étudier l’effet du traitement dans un modèle physiologiquement plus relevant car immunocompétent et à un stade précoce du développement tumoral. Les animaux seront utilisés à deux stades. Le premier stade est à 5 semaines de vie lors de l’apparition des premiers polypes. Le deuxième stade est à 12 semaines de vie lorsque les polypes sont installés et commencent à se développer en tumeurs malignes. Ces deux stades sont importants pour étudier l’efficacité de notre combinaison sur l’initiation des polypes et/ou le développement tumoral.

Infectés sous anesthésie par le calicivirus félin, par le nez et la bouche, ou par le virus de la panleucopénie, par injection dans l'abdomen, de jeunes chats de moins d'un an doivent développer un coryza ou un typhus : abattement, fièvre, ulcères buccaux, toux, vomissements, diarrhées, déshydratation, douleurs abdominales. 50 chats vont être utilisés dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, pour produire du sérum contre des souches de calicivirus et mettre au point une infection expérimentale par la panleucopénie destinée à tester de futurs vaccins. Ceux de la première procédure sont tués pour des prélèvements terminaux de sang et d'organes, et jusqu'à 20 chats de la seconde pourront être proposés à l'adoption si leur état le permet. Face à ces symptômes, le porteur ne mentionne aucun antalgique, seulement un score clinique quotidien et des "actions correctives" en cas de douleur, "traitement si possible, ou sortie d'étude".

Objectifs

Le projet vise à développer de nouveaux vaccins pour les chats, notamment dirigé contre le calicivirus félin (FCV), et le virus de la panleucopénie (FPV). Les objectifs principaux sont la sélection de souches de FCV récentes à inclure dans un nouveau vaccin plus efficace, et la mise au point d'un modèle d'infection par le FPV à partir de souches récentes collectées sur le terrain, en vue d'évaluer par la suite des vaccins innovants.

Bénéfices attendus

Le projet vise à mettre au point de nouveaux vaccins à destination des chats, afin d'offrir une meilleure protection contre des maladies courantes et potentiellement graves, telles que le coryza et le typhus

Procédures

Infections expérimentales par le FCV (voie oronasale) ou le FPV (voie intraperitoneale) sous anesthésie. Prélèvements procédure 1: 2 prélèvements sanguins, dont un terminal; maximum 2 écouvillons nasaux ou oro-pharyngés par semaine. Prélèvements procédure 2: au total 7 prélèvements sanguins, 10 écouvillons rectaux, 9 prélèvements de feces. Sites de prélèvements sanguins: veine céphalique, jugulaire ou saphène. Les prélèvements pourront être réalisés sous anesthésie générale légère afin de réduire le stress engendré chez les animaux

Impact sur les animaux

Le projet nécessite d'administrer les virus aux chats, ils vont donc développer les symptomes des maladies: - pour le calicivirus felin, symptomes du coryza: abattement, perte de poids, hyperthermie, jetage nasal et/ou oculaire, éternuements, toux, ulcères buccaux et/ou nasaux, conjonctivite, dyspnée - pour le virus de la panleucopénie, symptomes du typhus: abattement, perte de poids, hyperthermie, perte d'appétit, diarrhées, vomissements, déshydratation, douleurs abdominales Les symptomes pourront durer 1 à 2 semaines sous des formes légères, mais leur expression maximum n'est attendue que sur quelques jours (3-5 jours) Les animaux seront également soumis à des contraintes liées à des contentions et anesthésies pour la réalisation des différents actes techniques. Un conditionnement positif permettra de réduire la contrainte et le stress.

Devenir

Les animaux seront euthanasiés afin de réaliser des prélèvements terminaux de sang et/ou d'organes à l'issue de la procédure 1. A l'issue de la procédure 2, si leur état de santé le permet, les animaux pourront être gardé en vie (ils seront euthanasié si leur état de santé est dégradé ou si un point limite est atteint durant l'étude), en effet cette procédure ne comprend a priori pas de prélèvements terminaux nécessitant une mise à mort des animaux: ces animaux pourront être proposés à l'adoption.

Remplacement

L'objectif n°1 est la production d'immunserum felin contre différentes souches virales de FCV: cela necessite un organisme complet avec un système immunitaire fonctionnel et un système sanguin, qui ne peuvent être reproduits artificiellement. Il s'agit d'anticorps polyclonaux ne pouvant être produits à partir de banques de phages / culture cellulaire. L'objectif n°2 est la mise au point d'un modèle d'infection par le FPV, pour l'évaluation ultérieure de vaccins innovants: là aussi un organisme complet avec un système immunitaire fonctionnel et un système sanguin est nécessaire et ne peut être reproduit artificiellement

Réduction

Le nombre d'animaux utilisé est réduit au strict minimum nécessaire: 2 chats / souche de FCV justifié par la quantité d'antisérums nécessaires pour réaliser l'essai de neutralisation croisée contre un panel de 25-50 isolats de terrain du FCV. 4 chats / souche de FPV, la pharmacopée correspondante indique 5 chats par groupe témoin infecté non vacciné pour les essai d'épreuve virulente, cependant considérant qu'il s'agit d'études de mise au point il a été décidé d'utiliser un nombre inférieur jugé suffisantpour l'obtention de données cliniques.

Raffinement

Les animaux seront retirés de l'étude s'ils doivent suivre un traitement concomitant qui compromet leur aptitude à participer à l'étude, ou si leur état de santé se détériore au point de compromettre leur bien-être. Afin d'éviter de compromettre le bien-être des animaux pendant l'essai, les chats seront évalués quotidiennement par du personnel qualifié et, si le bien-être des animaux est compromis, des mesures correctives seront appliquées. Des tableaux de signes cliniques seront utilisés afin de déterminer un score journalier d'état clinique. Dans le cas où l'animal présenterait de la douleur, de la souffrance ou de la détresse, selon la ponctuation obtenue dans l'évaluation des signes cliniques, un vétérinaire examinera l'animal afin de déterminer l'origine de la douleur, de la souffrance ou de la détresse et des actions correctives seront appliquées (traitement si possible, ou sortie d'étude) Les animaux seront hébergés en groupe d'individus compatibles, dans de grandes salles d'hébergement, avec un enrichissement adapté à l'espèce et à leur âge, et avec des intéractions positives quotidiennes avec le personnel en charge des soins. Un programme d'entrainement basé sur le renforcement positif sera mis en place afin de limiter le stress engendré par les manipulations nécessaires à l'étude, et de diminuer autant que possible le recours aux sédations. Certains animaux pourront être proposés à l'adoption après réalisation des procédures.

Choix des espèces

Le chat est l'espèce cible des vaccins mis au points et des virus utilisés Les animaux seront de jeunes chats âgés de moins d'un an, correspondant à la population la plus sévèrement touchée par les virus étudiés.

482 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Des cellules de cancer du côlon humain sont greffées dans leur caecum par chirurgie, puis la tumeur est suivie chaque semaine par imagerie sous anesthésie jusqu'à trois mois, 266 souris recevant en plus douze injections d'inhibiteurs dans la queue. Le porteur décrit des atteintes digestives et un amaigrissement liés au développement tumoral, et vise à valider les canaux sodiques NaV comme cible thérapeutique. Il affirme que la complexité multicellulaire du cancer ne pouvant pas être étudiée in vitro, le recours aux souris est "indispensable".

Objectifs

Il a été montré l’expression aberrante des canaux sodiques dépendants du voltage NaV dans les cellules cancéreuses et leur implication dans la progression des cancers. Ces canaux sont anormalement exprimés dans les biopsies humaines de carcinomes, et dans des cellules cancéreuses non-excitables de différentes origines épithéliales. C’est le cas de NaV1.5 qui est anormalement exprimé dans le cancer du sein et dans le cancer sporadique du côlon, et dont le niveau d’expression semble associé à un mauvais pronostic chez les patients. La présence de NaV1.5 à la membrane plasmique des cellules cancéreuses coliques a été confirmée par immunohistochimie sur un panel de biopsies humaines de cancer sporadique, tandis qu’aucun marquage n’a pu être identifié au niveau du tissu colique non cancéreux. Son expression et sa fonctionnalité ont également été identifiées dans des lignées cellulaires de cancer du côlon, telles que SW620 et HCT116, et son activité stimule l’invasivité cancéreuse. Quant à NaVBeta4, son niveau d’expression est réduit dans les tissus cancéreux coliques en comparaison des tissus non-cancéreux appariés. L’inhibition de l’expression de NaVBeta4 dans les cellules cancéreuses coliques SW60 et HCT116 augmente l’invasivité cellulaire in vitro. L'hypothèse de notre client est que les canaux NaV1.5, qui peuvent être inhibés par des composés pharmacologiques existants ou en cours de développement, pourraient représenter des cibles pour des nouvelles thérapies anticancéreuses. Pour valider cette hypothèse, il est important d’utiliser un modèle orthotopique de cancer colique qui consistera à greffer au niveau du caecum de souris, des cellules cancéreuses coliques humaines (HCT-116 ou SW620) bioluminescentes. Les souris que nous utiliserons seront donc des souris immunodéficientes, à phénotype dommageable, qui seront hébergées en portoir ventilé dans des conditions n'entraînant pas l'expression du phénotype.

Bénéfices attendus

La présence de NaV1.5 à la membrane plasmique des cellules cancéreuses coliques a été confirmée par immunohistochimie sur un panel de biopsies humaines de cancer sporadique, tandis qu’aucun marquage n’a pu être identifié au niveau du tissu colique non cancéreux. Son expression et sa fonctionnalité ont également été identifiées dans des lignées cellulaires de cancer du côlon, telles que SW620 et HCT116, et son activité stimule l’invasivité cancéreuse. La présence de NaV1.5 à la membrane plasmique des cellules cancéreuses coliques a été confirmée par immunohistochimie sur un panel de biopsies humaines de cancer sporadique, tandis qu’aucun marquage n’a pu être identifié au niveau du tissu colique non cancéreux. Son expression et sa fonctionnalité ont également été identifiées dans des lignées cellulaires de cancer du côlon, telles que SW620 et HCT116, et son activité stimule l’invasivité cancéreuse.

Procédures

482 souris auront des greffes de cellules tumorales au niveau du caecum (procédures 1, 2, 3, 4) Elles seront placées sous paracétamol (analgésique) dans l'eau de boisson la veille de l’intervention (500mg dans un biberon de 200mL) jusqu’à 24h post induction. L'induction sera réalisée sous anesthésie gazeuse (isoflurane 2% dans l'air). A la fin de l’intervention, une injection de tolfédine 4mg/kg (anti inflammatoire) sera réalisée en sous cutané (50μL) et renouvelée le lendemain de l'intervention. Elles subiront une seule chirurgie lors de l'induction tumorale qui durera 20 minutes maximum. 482 souris auront une imagerie de bioluminescence 1 fois par semaine à partir du 7ème jour post greffe sous anesthésie gazeuse Isoflurane 2% dans l’air avec injection vigile 4 minutes avant l’examen de 100µL de luciférine par voie intrapéritoléale pour le suivi de la prolifération tumorale. En parallèle une échographie sera réalisée 1 fois par semaine ou toutes les 2-3 semaines en fonction de la vitesse de prolifération des tumeurs. Ces 2 examens successifs ont chacun une durée inférieure à 10min et seront réalisés sous anesthésie gazeuse à l’isoflurane (2% dans l'air), sur support chauffé à 37°C. Par ailleurs, un monitoring cardio respiratoire est réalisé simultanément en cours d’échographie qui permet de s’assurer que l’animal supporte bien l’examen. Soit sur une durée de 3 mois (temps maximal de l’étude) chaque souris aura 11 séances d’imagerie de bioluminescence et 11 séances d’imagerie échographique au maximum. 266 souris vigiles (procédures 2, 3 et 4) recevront 3 fois/semaine pendant 4 semaines (= 12 injections par souris) 150-200μLd’inhibiteurs par voie intraveineuse au niveau de la queue.

Impact sur les animaux

Les dommages attendus pour les animaux sont liés au développement d'une tumeur primaire au niveau du colon et éventuellement de métastases (problèmes digestifs, amaigrissement).

Devenir

Tous les animaux seront mis à mort à la fin de chque procédure.

Remplacement

Le cancer et la formation des métastases sont des phénomènes complexes qui font intervenir de multiples étapes, tissus et types cellulaires, conduisant en particulier à l’échappement des cellules cancéreuses de la tumeur primaire et leur survie et dissémination dans l’organisme. Ces paramètres complexes, multicellulaires et multiorganes, ne pouvant pas être étudiés in vitro, le recours aux animaux est indispensable. Par ailleurs, afin de développer de nouvelles stratégies anti-cancéreuses, des études pharmacologiques sur animaux sont nécessaires. Les expérimentations pourront mettre en évidence un nouvel acteur du développement métastatique, les canaux NaV, qui pourraient servir de nouveau marqueur prédictif et éventuellement de nouvelles cibles thérapeutiques dans le traitement du cancer colique.

Réduction

La mise en oeuvre de l'imagerie permet un suivi longitudinal du même animal ce qui permet de réduire leur nombre au minimum nécessaire pour obtenir des résultats statistiquement pertinents et reproductibles, évitant ainsi de refaire plusieurs fois les mêmes expérimentations.

Raffinement

Le suivi de la croissance tumorale primaire et secondaire (métastases) sera réalisé par imagerie de bioluminescence in vivo et d’échographie, approches non invasives et indolores pratiquées par ailleurs sur animal anesthésié. Des antalgiques seront utilisés lors de la chirurgie et 24h après. Par ailleurs, les souris seront hébergées en portoir ventilé et en accord avec les directives européennes. des grilles de scoring avec des points limites prédictifs seront mis en place et le personnel observera quotidiennement les animaux afin d'anticiper la souffrance animale.

Choix des espèces

Dans notre projet, les informations attendues ne peuvent pas être obtenues in vitro car à ce jour l'animal de laboratoire reste le seul recours permettant d'étudier le développement tumoral et l'efficacité thérapeutique en tenant compte de la complexité de la physiologie d'un organisme vivant. La souris est un animal chez qui il est possible d'obtenir le développement de tumeurs d'origine murine et humaine. La souris est ainsi une espèce animale classiquement utilisée, pour les études de tumorigenèse, de progression tumorale et métastatique de par la relative faible durée des expérimentations (quelques semaines), de par la possibilité d’avoir accès à des animaux immunodéprimés permettant l’implantation de cellules cancéreuses humaines, ainsi que par la possibilité d’utiliser des techniques d’imageries in vivo (bioluminescence, échographie). Modèle de cancer réalisable chez la jeune souris adulte (6 semaines). A ce stade, la croissance et le développement des tumeurs sont optimaux. Sur des animaux plus âgés, nous avons rencontré des difficultés pour implanter des cellules tumorales humaines avec un taux de prise de greffe moins important.

Vérifier sur la souris l'effet d'une lumière dirigée vers le crâne sur des lésions de type Alzheimer permettrait, écrit le porteur, d'"entreprendre un projet pré-clinique sur singe de manière plus sereine". 100 souris, dont 60 femelles génétiquement modifiées pour développer ces lésions, vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, toutes tuées à l'issue. Pendant onze à douze mois, elles reçoivent chaque jour trente minutes de lumière dans leur cage, à une heure qui varie selon les groupes, subissent trois prises de sang éveillées sous la mâchoire, puis un à deux mois de tests : labyrinthe radial à huit bras, labyrinthe de Barnes, Rotarod et open field. Sous une dose létale d'anesthésique, leur sang et leur liquide céphalo-rachidien sont prélevés avant une perfusion par le cœur. Le porteur affirme qu'"un modèle animal est indispensable et représente le seul moyen de répondre à cette question".

Objectifs

La maladie d’Alzheimer (MA) comporte plusieurs dysfonctionnements cellulaires tels que l’hyper-phosphorylation ou l’agrégation de petites protéines. Ces protéines sont normalement éliminées par la cellule mais en conditions pathologiques, elles sont présentes en excès et peuvent être très toxiques. Le but du projet est d’observer à quelle période de la journée, la photobiomodulation (PBM) extra-crânienne a un effet curatif sur un modèle murin de la MA. Plusieurs études ont déjà pu observer que la photobiomodulation procure un bénéfice thérapeutique sur d’autres maladies neurodégénératives telle que la maladie de Parkinson mais aucun article ne montre in vivo à quel moment elle est la plus bénéfique. C’est pour cela que le présent projet permettra d’obtenir des réponses sur l’évolution comportemental et anatomique de la maladie dans un modèle de souris. Les souris génétiquement modifiées que nous utiliserons constituent un modèle de choix pour la maladie d’Alzheimer. Elles développent la MA de type symptomatique à partir de 12 mois même si certaines protéines en excès sont présentes dès le 3ème mois. Cette étude permettra également d’entreprendre une voie thérapeutique non-invasive pour la médecine humaine. Pour respecter les 3Rs, ce projet comporte une procédure pilote afin de déterminer les paramètres techniques de la photobiomodulation et l’entraînement au bon geste de prélèvements du sang et du liquide céphalo rachidien sur un nombre réduit d’animaux, le raffinement avec l'utilisation d'analgésique et le suivi des animaux par l'expérimentateur. Chaque souris sera préalablement anesthésiée avant sa mise à mort pour éviter toute douleur. Pour être en accord avec la réglementation, l'expérimentateur mettra en œuvre des actions précoces et adaptées en cas d’atteinte d’un point limite et ceci afin de respecter le bien-être animal. Les différentes étapes du projet sur le modèle murin seront l’application de la photobiomodulation sur des souris âgées de 3 mois (phase 1), la réalisation de tests comportementaux (phase 2) permettant d’étudier les bénéfices symptomatiques et la mise à mort des animaux pour des analyses biochimiques et histologiques (phase 3).

Bénéfices attendus

Les bénéfices seront de mieux comprendre l’effet de la photobiomodulation (PBM) extra-crânienne dans un contexte pathologique et définir la meilleure période pour photobiostimuler le cerveau. En effet, la vérification des bienfaits sur les stigmates de la maladie d’Alzheimer dans un modèle murin permettrait d’entreprendre un projet pré-clinique sur singe de manière plus sereine. Il s’agirait également d’une stratégie non-invasive qui pourrait être rapidement adoptée pour un traitement chez l’être humain.

Procédures

Les animaux seront soumis à : -la photobiomodulation durant 11/12 mois pendant 30 minutes chaque jours (à des périodes différentes de la journée selon les groupes) tout en restant dans leur cage d’hébergement (aucune manipulation) -3 prélèvements sanguins sur animaux vigiles en sub-mandibulaire (à 3 mois, 7 mois, 12 mois, durée de 5 minutes maximum par souris) -des tests comportementaux à l’âge de 11/13 mois (tests mesurant les déficits cognitifs et étalés sur 1 à 2 mois par souris, 15 jours le 8-arm radial, 8 jours Barnes maze, 2 jours Rotarod, et 2 jours pour l’OF avec une moyenne de 15/20 minutes par jour, par souris et par test) -1 prélèvement sanguin et 1 prélèvement du liquide céphalo-rachidien sous anesthésie réalisée avec des doses létales, l’animal étant ensuite perfusé en intra-cardiaque afin d’effectuer des analyses immunohistochimiques et biochimiques. L’ensemble de cette procédure dure 1H30 maximum.

Impact sur les animaux

Pour la phase 1, un faible stress pourrait être attendu avec la présence de la photobiomodulation mais cela sera vite dissipé par l’habituation à la lumière des animaux au fil des semaines. Par ailleurs, les prélèvements sanguins pourront également induire un stress mais nous aurons recours à l’isoflurane pour anesthésier l’animal si le stress est trop important. La phase 2 pourrait également induire un stress chez les animaux car les tests comportementaux demandent un minimum de stress pour stimuler l’animal à effectuer le test comportemental. Des points limites seront déterminés afin de pouvoir exclure les animaux incapables d’effectuer les tests comportementaux. Enfin la phase 3 consiste à mettre à mort l’animal par perfusion intracardiaque donc chaque animal recevra une dose létale d’anesthésique afin que chaque souris ne ressente rien lors de cette procédure.

Devenir

A la fin de la procédure, les animaux subiront une mise à mort afin de pouvoir analyser biochimiquement et anatomiquement les modifications du développement de la pathologie exercée par la photobiomodulation.

Remplacement

Pour obtenir des résultats les plus cohérents sur l’influence du rythme circadien pour l’application de la photobiomodulation (PBM), un modèle animal est indispensable et représente le seul moyen de répondre à cette question. A ce jour il n’est pas possible de remplacer l’utilisation des animaux par une autre alternative. En effet, un modèle intégré Alzheimer permettra d’obtenir toutes les informations sur la période de la journée la plus bénéfique pour la PBM et de déterminer l’ensemble des modifications subcellulaires générées par la PBM. L’avantage incontestable des souris génétiquement modifiées, modèle de la maladie d’Alzheimer (MA), que nous avons choisi, est la dynamique évolutive de la pathologie, ressemblant au développement de la MA chez l’humain. D’un point de vue comportemental, les souris présentent des déficits de mémoire, d’apathie et d'anxiété. Survenant en amont de l’apparition des plaques, des modifications du rythme circadien et une perte de protéines synaptiques ont été décelées. Par imagerie, on distingue aussi une altération de l’assimilation du glucose dans les aires cérébrales identiques à celles impactées chez l’être humain.

Réduction

En prenant connaissance des bases de données sur les tests comportementaux, en prenant en compte des connaissances du modèle transgénique par le concepteur du projet, en prenant en compte des conditions de photobiomodulation et en prenant en compte des paramètres statistiques sur le logiciel G*Power (f=0.25, pouvoir statistique=0.7, p value

Raffinement

Pour réduire au minimum les nuisances sur le bien-être des animaux durant la procédure expérimentale, des points limites ont été déterminés pour agir en fonction de la douleur ou du mal être ressenti. La phase 1 n’a à priori aucune incidence sur le bien-être de l’animal mais une surveillance accrue sera faite les premières semaines afin d’évaluer les éventuels effets indésirables que pourrait être produit par la photobiomodulation. Par ailleurs, l’expérience pilote permettra de mieux anticiper les mesures à prendre pour diminuer au maximum les répercussions de cette procédure. En ce qui concerne la phase 2, les tests comportementaux procurent différents niveaux de stress. Avant de commencer la procédure, l’expérimentateur ira chaque jour pendant une semaine pour habituer l’animal à être manipulé. Pour finir, en ce qui concerne la phase 3, les souris recevront une dose létale d’anesthésique permettant de diminuer à zéro la douleur infligée lors de la perfusion intracardiaque et du prélèvement du liquide céphalo-rachidien.

Choix des espèces

Pour analyser l’efficacité de la photobiomodulation (PBM) extracrânienne aux différentes périodes de la journée, pour vérifier la pénétrance de la PBM à travers la boite crânienne et pour observer toutes les conséquences subcellulaires dans un contexte Alzheimer, la souris génétiquement modifiée modèle de la maladie d’Alzheimer correspond à l’espèce la plus pertinente pour tester cette hypothèse.