Recherche appliquée
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Fibrose hépatique : Evaluation de l’efficacité de composés chimiques ou biologiques sur la fibrose hépatique et la stéatose hépatique non alcoolique (NASH) chez le rongeur.
- Recherche appliquée
- Troubles gastrointestinaux
Rats : 500
Empoisonnés au tétrachlorure de carbone deux fois par semaine pour induire une fibrose du foie, 1 000 rongeurs, 500 souris et 500 rats, vont tous être tués à l'issue, dans des procédures d'un niveau de souffrance sévère. Un modèle repose sur des souriceaux mâles injectés dès l'âge de deux jours puis nourris au sucre et au gras, les femelles n'étant pas intégrées à l'étude. Environ un dixième des nouveau-nés meurt de l'induction avant la fin. Ces modèles servent à tester des composés contre la stéatose hépatique, une maladie liée à l'alimentation chez l'humain.
Objectifs
L’apparition d’une fibrose hépatique est une complication principale des maladies chroniques du foie, d'origine alcoolique, virale, parasitaire, biliaire ou autre. Elle se caractérise par un dysfonctionnement des hépatocytes mesurable par une augmentation des taux circulants des enzymes hépatiques, de la bilirubine, et par une altération de la production de protéines comme l’albumine et la prothrombine. La stéatose hépatique non alcoolique (NASH) est une pathologie caractérisée par des anomalies du bilan hépatique avec augmentation du taux de transaminases dans le sang. Son diagnostic repose essentiellement sur l’analyse histologique d’une biopsie hépatique qui montre une augmentation des lipides stockés dans les cellules hépatiques accompagnée d’une inflammation, et d’une fibrose plus ou moins marquée en fonction de l’avancement de la maladie. Elle survient chez un patient qui n'a pas d'autre maladie hépatique d'origine virale, auto-immune, génétique ou toxique, et surtout qui n'a pas une maladie alcoolique du foie. La stéatose hépatique non alcoolique (NASH), chez environ un tiers des patients, évolue à travers différents degrés de fibrose vers une cirrhose et favorise l'apparition d'un carcinome hépato-cellulaire (CHC). La greffe de foie reste la seule solution envisageable pour le patient à ce stade de la maladie.
Bénéfices attendus
Ce projet permettra de tester de nouvelles molécules candidates pour une utilisation en préventif ou en curatif sur la fibrose hépatique et la NASH. A terme, cela permettra l’introduction en clinique de nouvelles stratégies thérapeutiques pour ces maladies pour lesquelles les options sont pour le moment limitées à des traitements symptomatiques et à une greffe de foie.
Procédures
Pour induire une fibrose hépatique chez la souris ou le rat adulte, 2 administrations intrapéritonéales de CCl4 seront effectuées chaque semaine avec 3-4 jours d’intervalle pendant toute la durée des études. Pour induire une stéatose hépatique, ces injections seront associées à un régime enrichi en graisses et en sucres qui sera fourni à volonté tout au long des études. Les études de fibrose dureront 6 semaines en cas d’évaluation d’un composé préventif, 10 semaines en cas d’évaluation d’un composé thérapeutique. Les études de stéatohépatite dureront au maximum 10 semaines. Elles comprendront au minimum 3 groupes de 10 à 12 animaux. Pour reproduire de manière plus complète la maladie humaine, un modèle progressif de stéatohépatite métabolique, fibrose et carcinome hépato-cellulaire (Modèle STAM) sera induit chez les souris. Il consistera à injecter à des souriceaux mâles de 2 jours de la streptozotocine, ce qui induira un désordre métabolique, puis à leur fournir à partir de leurs 4 semaines une nourriture riche en sucres et graisses. Ces études dureront au maximum 16 semaines, avec au moins 5 groupes de de 10 souriceaux mâles. Ces souriceaux seront obtenus en acquérant des femelles gestantes. Les souriceaux femelles ne seront pas intégrés aux études. L’induction pouvant causer environ 10-12% de mortalité, 12 souriceaux mâles seront initialement intégrés à chaque groupe. Les animaux recevront des composés chimiques ou biologiques à tester (voies intramusculaire et intradermique sous anesthésie générale avec analgésie, orale sur animaux vigiles, sous cutanée et intrapéritonéale sur animal anesthésié ou vigile, ou par minipompe osmotique posée lors d’une chirurgie sous anesthésie générale avec analgésie au préalable). Les anesthésies pour les administrations de composés dureront moins d’une heure. Les volumes administrés respecteront les recommandations. Des prélèvements de sang ou d’urine pourront être réalisés au cours de la vie de l’animal afin de suivre des paramètres biologiques ou l’élimination des produits administrés. Dans le cas de prélèvements de sang visant à quantifier des paramètres métaboliques, les animaux seront mis à jeun 4h maximum avant le prélèvement. En fin de projet, les animaux seront euthanasiés pour récupération de tissus et de sang, et évaluation de critères d’efficacité des composés (histologie, immuno marquages et expression de gènes dans le foie, paramètres métaboliques et de fonction hépatique dans le sang…).
Impact sur les animaux
Les signes cliniques attendus dans les modèles de fibrose hépatique et de NASH chez les adultes sont modérés avec une perte de poids transitoire (10%) consécutive à chaque exposition à l’agent chimique. Dans le cas du modèle sur nouveaux nés, de la mortalité pourra être observée suite à l’induction initiale à la STZ (environ 10-12% des animaux). Suite à cela, les animaux augmenteront en poids et auront une forte tendance à l’obésité (prise de poids jusqu’à environ 100% du poids initial contre 50% normalement dus à la croissance). Les administrations et prélèvements, compte tenu de l’analgésie et de l’anesthésie mises en place le cas échéant, pourront générer une douleur légère et un stress léger, de très courte durée. La chirurgie éventuelle d’implantation des pompes osmotiques pourra générer une douleur légère et un stress léger compte tenu de la prise en charge analgésique prévue. L’alimentation déséquilibrer est à l’origine d’un transit plus lent et augmente le risque de fécalome.
Devenir
Après les trois procédures, les animaux seront mis à mort afin de pouvoir procéder à la récupération des organes et de grands volumes de sang, nécessaires pour évaluer l’efficacité des composés testés sur les maladies d’intérêt.
Remplacement
Toutes les molécules chimiques ou biologiques qui seront évaluées dans ce projet auront été si possible au préalable sélectionnées dans des tests in vitro afin de s’assurer de leur efficacité, de leur spécificité et de leur absence de toxicité. Elles auront aussi si possible été sélectionnées in vivo chez le rongeur sur leurs propriétés pharmacocinétiques (vérification de la compatibilité avec une efficacité dans la maladie visée). L’ensemble de ces données est souvent insuffisant pour prédire l’efficacité in vivo des molécules, car recréer in vitro une pathologie complexe est difficile, notamment lorsque différents types cellules et/ou tissus sont impliqués. L’efficacité réelle des meilleures molécules devra donc être vérifiée chez le rongeur en choisissant le modèle animal se rapprochant le plus de la pathologie telle que décrite chez l’homme.
Réduction
Pour les modèles de fibrose hépatique et de NASH chez les souris et rats adultes, d’après la littérature et d’après les études déjà réalisées dans notre laboratoire et sur la base de tests de type ANOVA, un nombre de 12 animaux par groupes pourra être nécessaire pour l’évaluation de paramètres variables (cytokines etc) mais on pourra diminuer jusqu’à 10 animaux adultes par groupe pour observer une réduction significative de 50% d’un seul paramètre d’intérêt (analyse histologique). Pour le modèle induit à la STZ, des souris femelles gestantes seront hébergées jusqu’à mise bas et seuls les souriceaux mâles seront conservés, la maladie étant moins bien induite chez les femelles. Il faudra compter environ 1 femelle gestante pour 3 souriceaux mâles. L’objectif sera d’avoir à terme 10 souriceaux mâles par groupe. Du fait de la mortalité suite à l’induction (10-12%), un effectif de 12 souriceaux par groupe sera initialement visé. En conséquence, par groupe de 10 souriceaux mâles final, en prenant en compte la mortalité, 4 souris gestantes seront acquises pour obtenir 12 souriceaux mâles.
Raffinement
Les animaux seront pesés au minimum 2 fois par semaine. Une perte de poids au-delà de 20% constituera un point limite. A partir de 10% de pertes de poids constatée une pesée quotidienne sera mise en place et maintenue jusqu’à résolution. En cas de perte de poids (à partir de 10% sur certains animaux), de l’eau gélifiée et de la nourriture humidifiée seront placés au fond de toutes les cages. L’administration d’un anti-émétique pourra être décidée sur recommandation vétérinaire. Si une déshydratation associée à une perte de poids est constatée, les animaux seront réhydratés en sous-cutané. En cas de douleur constatée ou suspectée, une analgésie (opiacé) sera réalisée. En cas de suspicion de toxicité du composé chimique ou biologique administré, les traitements seront interrompus. Sur les animaux pour lesquels on aura induit un diabète, si une pollakiurie est constatée, la fréquence de change des cages sera ajustée. Pour évaluer d’une façon sensible l’état de souffrance et établir les points limites, la spécificité des modèles et des procédures est prise en compte. Les expérimentateurs sont formés pour reconnaître ces signes. Les personnes en charge du bien-être et du soin des animaux veillent au respect des points limites. Un système d’alerte est mis en place pour statuer sur la mise à mort de l’animal. Les principaux points limites concernent l’état général de l’animal et sont listés en détail dans les procédures. Des points limites supplémentaires seront ajoutés en cas de détection d’effets non prévus des modèles pathologiques et/ou en cas de mise en place de méthodes plus raffinées d’évaluation de la souffrance des animaux.
Choix des espèces
Le choix du rongeur se base sur trois points : La fibrose hépatique et la stéatohépatite métabolique sont bien documentées dans la littérature chez le rat et la souris La combinaison d’un modèle de fibrose induit au CCl4 avec un régime gras et sucré est aussi décrite dans la littérature chez le rat. Le modèle de développement de cancer du foie sur fond de stéatohépatite métabolique est décrit dans la littérature chez la souris. Lors du développement d’un candidat médicament, les études de toxicité pour toute nouvelle molécule doivent être réalisées à minima sur une espèce rongeur (rat ou souris). Seuls des animaux sevrés seront utilisés (jeunes adultes et adultes, 6 semaines minimum), pour les modèles de fibrose et stéatohépatite au CCL4 chez l’adulte, étant donné que ces modèles sont bien décrits dans la littérature sur des rongeurs sevrés de plus de 6 semaines. A l’inverse, le modèle STAM impliquera l’utilisation de souris adultes gestantes puis de leurs nouveaux-nés dès la naissance (premier acte à 2 jours de vie).
Conséquences à long terme d’un stress de social défaite juvénile sur les réseaux neuronaux noradrénergiques
- Recherche appliquée
- Troubles nerveux
- Recherche fondamentale
- Système nerveux
Exposées dès 21 jours à une souris agressive trois minutes par jour pendant six jours, 1 947 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dont 1 803 dans des procédures d'un niveau de souffrance sévère. Certaines subissent ensuite une ou deux chirurgies cérébrales pour l'implantation de fibres optiques, ainsi que des prélèvements de sang. L'objectif est de comprendre pourquoi certains individus résistent au stress subi dans l'enfance, présenté comme un modèle de la maltraitance infantile. Le porteur annonce six paradigmes comportementaux mesurant l'anxiété et la cognition, sans préciser lesquels.
Objectifs
La dépression est une maladie fréquente et invalidante, souvent déclenchée par des expériences de vie difficiles, en particulier la maltraitance durant l’enfance. Pourtant, toutes les personnes exposées à un stress précoce ne développent pas de troubles : certaines parviennent à s’adapter et à éviter les effets délétères du stress précoce, un phénomène appelé résilience. Comprendre pourquoi certains individus sont résilients est essentiel pour développer de meilleures stratégies de prévention et de traitement. Ce projet vise à étudier les mécanismes biologiques qui favorisent la résilience face au stress vécu pendant l’enfance. Pour cela, nous utiliserons un modèle expérimental chez la souris reproduisant une exposition précoce à un stress social. Les animaux seront ensuite évalués à l’adolescence et à l’âge adulte à l’aide de tests mesurant les comportements anxio-dépressifs et les capacités cognitives afin d’identifier des profils de résilience au stress. Nous analyserons ensuite les différences biologiques entre ces groupes afin de mieux comprendre comment le stress précoce influence le développement et le comportement à long terme. L’objectif final est d’identifier des facteurs de protection associés à la résilience, qui pourraient inspirer de nouvelles approches thérapeutiques pour prévenir ou limiter les conséquences durables du stress vécu durant l’enfance.
Bénéfices attendus
L’adversité précoce est sans conteste le premier facteur de vulnérabilité pour les maladies psychiatriques telles que la dépression, les troubles anxieux, le syndrome de stress-posttraumatique, et pour le suicide. Outre la souffrance morale induite par ces pathologies, elles constituent un enjeu majeur de sante publique compte tenu du fardeau socio-économique engendré. Ces pathologies sont difficiles à prendre en charge, avec des traitements qui sont actuellement peu satisfaisants en termes de coût et d’efficacité. Ce projet a un intérêt majeur puisqu'il permettra d'améliorer la compréhension de la neurobiologie de la dépression et de la résilience afin de concevoir de nouvelles approches thérapeutiques plus efficaces pour ces patients.
Procédures
- Procédure de stress de défaite sociale juvénile (à partir de 21 jours): 3 minutes d’interaction physique quotidienne pendant 6 jours (616 souris) - Paradigmes comportementaux : les souris seront testées dans 6 paradigmes comportementaux cognitifs et anxio-depressif sur une période de 3 semaines (1150 souris). - Prélèvements sanguin : les souris auront 3 prélèvements de sang de 1 minutes chacun (100 µl chacun) sur une période de 3 heures (1150 souris). - 2 procédures chirurgicales: une première procédure sera réalisée (654 souris) qui pourra être suivie d’une deuxième procédure d'implantation de fibres optique (510 souris). Chaque procédure chirurgicale aura lieu sous anesthésie pour une durée de 1 ou 2 heures chacune.
Impact sur les animaux
Ces expériences induiront une perte de plaisire (anhédonie), un état d'anxiété et une indifférence générale (apathie). Lors de la procédure de stress juvénile de défaite sociale, les animaux sont mis en contact avec une souris agressives 3 minutes par jour pendant 6 jours. Des blessures ou lésions induites par les agressions physiques lors de cette procédure pourront être observées. Suite à la chirurgie on pourrait constater : - Un stress au réveil de l’anesthésie pendant quelques minutes - Une hypothermie du au réveil de l’animale - Une difficulté à se déplacer, se nourrir ou s’abreuver pendant les 2 premières heures suivant le réveil
Devenir
A l'issue des 4 procédures, les animaux seront mis à mort et les cerveaux utilisés pour des analyses d'histologie ou de biologie moléculaire.
Remplacement
L’objectif de ce projet de recherche étant d’étudier l’émergence de troubles psychiatriques en réponse au stress, les procédures expérimentales ne peuvent pas être remplacées par d'autres méthodes n'impliquant pas l'utilisation d'animaux vivants et susceptibles d'apporter le même niveau d'information.
Réduction
Notre projet nécessite l’emploi de plusieurs techniques expérimentales. Compte tenu de la littérature et de notre expérience, nous utiliserons les tests statistiques pour analyser nos données. Ces tests nécessitent d’avoir un nombre minimum d’animaux pour atteindre les seuils statistiques de significativité en fonction des expériences réalisées (anatomie n=15 ; comportement n=25 ; Imagerie n=15 ; biochimie n=10). D’après notre expèrience, une grande variabilitée individuelle peut être observée lors des enregistrements en imagerie calcique en fonction de l'expression virale et du site d'implantation. Basé sur la littérature des effets comportementaux du stress et des changements neurobiologiques qui y sont associés, un dimorphisme sexuel est suspecté. C’est pourquoi nous utiliserons à la fois des mâles et des femelles en considérant ici le sexe comme une variable d’analyse supplémentaire. Seuls les mâles aggressifs sélectionnés pourront être réutilisés.
Raffinement
Les conditions d’élevage des animaux seront optimisées avec la mise à disposition de plusieurs supports pour la construction des nids (carton, coton). Les souris isolées auront des enrichissements supplémentaires et seront hébergées dans des cages ouvertes, stabulées dans des armoires ventilées permettant d’avoir des stimulis auditifis et oflactifs des congénéres Pour limiter l’angoisse des animaux, ceux-ci seront habitués à l’expérimentateur, au dispositif et à la pièce d’expérimentation pour éviter un stress supplémentaire. Les jeunes seront manipulés avec douceur et par des personnes habituées à manipuler des jeunes souriceaux. Les procédures chirurgicales seront réalisées sous anesthésie générale et des protocoles analgésiques seront mis en place pour limiter la douleur des animaux. Des points limites ont été établis pour chaque procédure afin de permettre l'arret prématuré des procédures. Nous incluons ici une procédure pilote sur un petit nombre d’animaux, pouvant donner lieu à un arrêt total des expériences. Cette phase du projet combinant le stress et deux chirurgies sera uniquement lancée si nous n’observons aucune surmortalité des petits par rapport aux conditions sans les chirurgies.
Choix des espèces
La souris est le modèle standard pour l'étude de la fonction des circuits cérébraux dans le cerveau des mammifères : i) l’anatomie et la physiologie de la souris sont suffisamment complexes pour modéliser de nombreux aspects de la biologie humaine ; ii) L'anatomie, la morphologie cellulaire, la biochimie et l'électrophysiologie du cerveau de la souris sont bien caractérisées ; iii) Il existe une vaste littérature sur le comportement de la souris, l'apprentissage et la mémoire. Par ailleurs, il est possible d'utiliser des souris génétiquement modifiées. L’objectif du projet étant d’étudier les conséquences comportementales et neurobiologiques du stress précoce tel que la maltraitance infantile, le stress juvénile d’agression sociale sera réalisé entre P21 et P26. Les tests comportementaux et analyses neurobiologiques seront réalisés au cours du développement : à l’adolescence (P27), l’âge adulte (P70) et au cours du vieillissement (P120).
Suivi in vivo par tomographie par émission de positons (TEP) de la biodistribution de composés administrés par voie intrathécale chez le rat
- Recherche appliquée
- Troubles nerveux
Pour suivre la diffusion de composés injectés au contact de la moelle épinière, 400 rats sont utilisés dans des procédures d'un niveau de souffrance modéré, tous tués à l'issue. Chaque animal subit une administration intrathécale sous anesthésie, une IRM, puis jusqu'à sept séances d'imagerie TEP de deux heures grâce à un traceur radioactif à demi-vie longue. Le porteur attend des effets comme une perte de poids, des paralysies des membres et des inflammations au site d'injection. Les composés testés visent des maladies du système nerveux central, en vue d'essais chez l'humain.
Objectifs
L’objectif de ce projet est de suivre in vivo la distribution dans l’organisme (biodistribution) de composés administrés directement au contact du liquide baignant le cerveau et la moelle épinière chez le rat. On parle de voie intrathécale (administration au niveau de la colonne vertébrale). . Ces composés sont développés pour le traitement de pathologies du système nerveux central. La voie intrathécale constitue la stratégie d’administration la plus pertinente dans ce contexte, car ces molécules n’atteignent pas le cerveau quand ils sont administrés classiquement par voie intraveineuse. . Il s’agit également de la voie d’administration envisagée chez l’Homme pour les futurs essais cliniques. Afin de caractériser de manière précise la distribution des composés étudiés au niveau cérébral, nous proposons de recourir à l’imagerie TEP (Tomographie par Émission de Positons) en utilisant , un radiotraceur dont la demi‑vie prolongée permet un suivi à long terme. L’utilisation de cet isotope radioactif offre la possibilité d’observer la biodistribution des molécules jusqu’à trois semaines après leur administration, ce qui constitue un avantage décisif pour des composés dont l’élimination est lente. Cette approche présente l’avantage majeur d’obtenir chez un même individu à différents temps expérimentaux des données quantitatives et temporelles précises sur la distribution et la persistance des composés au sein du système nerveux central.
Bénéfices attendus
Les bénéfices attendus de ce projet sont multiples. Tout d’abord, l’approche mise en place permettra de sélectionner de manière rationnelle le meilleur composé pour la poursuite du développement préclinique d’un futur candidat médicament. En effet, l’analyse fine et comparative des profils de biodistribution facilitera l’identification du composé présentant le comportement in vivo le plus favorable en termes d’accès, de rétention et de persistance au sein du système nerveux central. Par ailleurs, la possibilité de suivre in vivo la biodistribution des différents composés, sur le long terme et de manière entièrement non invasive grâce à l’imagerie constitue un atout majeur.. Cette approche permet de réduire largement le nombre d’animaux qui doivent être euthanasiés. En effet, elle évite d’avoir à euthanasier plusieurs à différents moments pour analyser leur cerveau ou d’autres organes. En limitant ainsi le nombre d’animaux nécessaires tout en augmentant la qualité des données obtenues chez un même individu, le projet s’inscrit pleinement dans le respect des principes des 3R.
Procédures
Une seule administration de composés durée 20min (chirurgie) ; animal anesthésié Imagerie IRM : 1 seule session d’acquisition ; durée : 30min ; animal anesthésié Imagerie TEP : jusqu’à 7 sessions d’acquisition ; durée maximale/examen: 2 heures ; animal anesthésié Prélèvements (sang, liquide céphalo-rachidien) : une seule fois au moment de l’euthanasie de l’animal
Impact sur les animaux
Dans ce projet, nous sommes en mesure d’attendre 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 du composé.
Devenir
Tous les animaux de ce projet seront euthanasiés à la fin de la procédure pour analyse post-mortem des tissus/organes.
Remplacement
À l’heure actuelle, il n’existe aucune méthode alternative permettant d’étudier la biodistribution d’un composé à l’échelle de l’organisme entier. Aucun modèle in vitro, ex vivo ou in silico ne permet de reproduire de manière fiable la complexité des interactions physiologiques nécessaires pour suivre en temps réel la distribution systémique d’un composé. Ainsi, le recours à un modèle animal demeure indispensable pour obtenir des données pertinentes et transposables.
Réduction
L’utilisation de techniques d’imagerie non invasives dans ce projet permet un suivi in vivo et longitudinal de la biodistribution des composés étudiés. Cette stratégie constitue un bénéfice éthique significatif, car elle permet de réduire le nombre d’animaux nécessaires en limitant le recours à des euthanasies successives à différents points temporels, contribuant ainsi à la réduction du nombre total d’animaux utilisés.
Raffinement
Dans ce projet, l’utilisation d’un radiotraceur disposant d’une demi-vie compatible avec la cinétique de nos composés pour les études d’imagerie, constitue un avantage majeur en termes de raffinement des procédures expérimentales. En effet, cette caractéristique permet de suivre la biodistribution des composés sur le long terme après une seule administration du radiotraceur, évitant ainsi des réinjections répétées. À l’exception de la première session d’imagerie, les acquisitions ultérieures sous caméra nécessiteront uniquement une anesthésie transitoire des animaux, sans administration supplémentaire de produit. Cette approche limite significativement les manipulations invasives et le stress associés aux procédures expérimentales répétées. Des points limites ont été établis afin de réduire au maximum la souffrance des animaux. Par ailleurs, lors de la procédure d’administration des composés, des mesures de soins pré‑ et post‑opératoires adaptées seront systématiquement mises en place afin de garantir une analgésie efficace, une récupération optimale et le bien‑être des animaux tout au long de la procédure. L’ensemble de ces mesures contribue à minimiser la douleur, la souffrance et l’inconfort, conformément au principe de raffinement des 3R.
Choix des espèces
Dans le cadre de ce projet, le rat a été retenu comme espèce modèle, car il permet un accès fiable et reproductible à l’administration de composés au niveau du système nerveux central, via le liquide entourant la moelle épinière.. Un tel mode d’injection n’est pas possible chez la souris, car l’espace dans lequel il faudrait injecter le produit au niveau de la colonne vertébrale est beaucoup trop petit. Cela rend la procédure très difficile à réaliser, peu fiable et risquée pour l’animal. De plus, le volume cérébral plus important chez le rat constitue un avantage déterminant pour la réalisation d’études en imagerie TEP. Un cerveau de plus grande taille permet non seulement d’améliorer la résolution fonctionnelle des images obtenues, mais également de réduire significativement les effets de volume partiel, qui peuvent autrement fausser l’interprétation des signaux observés dans des structures de très petite taille. Ainsi, l’utilisation du rat garantit une meilleure qualité des données, une interprétation plus robuste des résultats et une sensibilité accrue pour détecter les variations de biodistribution des composés testés. Dans le cadre de ce projet, nous utiliserons des rats adultes pesant entre 220 et 250g à leur arrivée sur le site afin de garantir la faisabilité et la fiabilité de l’administration intrathécale des composés. En effet, chez des animaux de poids plus élevé, la chirurgie intrathécale devient techniquement plus complexe, ce qui entraîne une augmentation de la variabilité opératoire et des risques associés. Le choix de cette gamme de poids permet ainsi d’optimiser la réussite de la procédure tout en limitant les contraintes et les risques pour les animaux.
Etude de l’effet d’un sous-type de fibroblastes sur la croissance tumorale du cholangiocarcinome et de leur ciblage par anticorps
- Recherche appliquée
- Cancers
Toutes mises à mort à l'issue pour prélever tumeurs et foies, 308 souris vont être utilisées dans des procédures d'un niveau de souffrance modéré. Chacune reçoit une greffe de cellules cancéreuses sous la peau, dont la croissance peut provoquer une ulcération, puis pour certaines un anticorps trois fois par semaine pendant six semaines. L'objectif est de préciser le rôle de cellules de soutien, les fibroblastes, dans la progression d'un cancer du foie. Le porteur indique avoir validé son approche sur cellules en laboratoire, mais juge une validation sur "animal entier" nécessaire avant l'humain.
Objectifs
Les cancers du foie sont la 3ème cause de mortalité attribuable au cancer dans le monde. De nouveaux types de traitements faisant appel à des anticorps ciblant le système immunitaire se sont montrés efficaces dans d’autres types de cancers mais n’ont pas encore fait leur preuve pour les cancers du foie. Il y a donc urgence à améliorer les thérapies actuelles. Depuis une dizaine d’années nous avons développé un anticorps reconnaissant spécifiquement une protéine localisée sur la membrane des cellules et connue pour participer au développement de différents cancers, notamment celui du foie. Nous avons montré dans le cancer du foie que notre anticorps pouvait réduire la taille des tumeurs, influencer le système immunitaire et améliorer les thérapies ciblant ce dernier à la fois chez l’homme et la souris. Cependant, le mécanisme d’action de la thérapie reste encore mal compris. Au cours de nos projets précédents, nous avons mis en évidence un mécanisme potentiel passant par le ciblage des fibroblastes, des cellules de soutien participant à la synthèse de collagène et supportant la progression du cancer. L’objectif de notre projet est de valider notre hypothèse afin d’établir le mécanisme d’action de notre traitement, avec un focus particulier sur le rôle des fibroblastes dans la progression du cancer du foie.
Bénéfices attendus
Les cancers du foie sont un grave problème de santé public. Dans les cas les plus avancés, ils répondent très mal au traitements traditionnels et l’immunothérapie n’est pas. Notre projet est une étape vers la mise en place de nouveaux traitements plus efficaces. Une meilleure compréhension de son mécanisme d’action permettra de soutenir son développement et sera un pas important vers la mise en place de nouveau traitements efficaces contre le cancer. Nous pensons que notre anticorps peut améliorer l’efficacité des thérapies ciblant le système immunitaire et potentiellement la survie de très nombreux malades dans le futur. Cet anticorps a d’ailleurs déjà passé les tests de toxicité avec succès et est récemment entré en essai clinique pour le traitement d’autres maladies.
Procédures
Les animaux de ce projet seront soumis à une injection unique sous la peau de cellules cancéreuses. Cette injection prend environ une minute à être réalisée sur animaux anesthésiés. Certains animaux recevront un traitement par anticorps 3 fois par semaine pendant 6 semaines par injection réalisée sur animaux vigiles qui prend moins d’une minute. Les animaux anesthésiés subiront un prélèvement de sang unique, d'une durée de 1 minutes.
Impact sur les animaux
Pour les souris injectées sous la peau, la croissance de la tumeur peut entrainer l’apparition d’une ulcération cutanée. Les injections répétées peuvent parfois engendrer une douleur ou très rarement une ulcération au niveau des sites d’injection, ou de l’inflammation. La contention des animaux peut engendrer un stress. Par ailleurs, le traitement administré a le potentiel d’améliorer le bien-être des animaux en réduisant la charge tumorale.
Devenir
Tous les animaux de ce projet seront mis à mort afin de collecter les tissues (tumeurs, foies) 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 notre approche. Celle-ci nécessite en parallèle une validation sur animal entier permettant de reproduire la complexité du système immunitaire avant transposition clinique chez l’humain.
Réduction
Les tailles d’effectifs ont été déterminées 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. Les animaux seront maintenus en groupe. Des points limites précoces ont été établis afin d’interrompre si nécessaire les procédures permettant de soustraire les animaux à toute douleur ou souffrance. Les procédures invasives ou stressantes sont réalisées sous anesthésie générale et analgésie. Avant les procédures le nécessitant, au cours de la période d’acclimatation de 7 jours, les souris seront laissées 2-3 jours sans manipulation puis habituées à la contention afin de diminuer le stress lié aux injections répétées.
Choix des espèces
Les souris sont de petits mammifères très proches de l’homme notamment du point de vue immunologique. Le modèle proposé dans cette étude a contribué dans le passé à établir le potentiel curatif des approches thérapeutiques ciblant le système immunitaire actuellement prescrites chez l’homme. Les animaux seront utilisés à un âge adulte de 8 semaines afin qu’ils présentent un système immunitaire mature. 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.
Impact d’une exposition directe ou intergénérationnelle à des composés per et poly-fluoroalkylées (PFAS) sur le système hormonal thyroïdien et le système immunitaire de la truite arc en ciel
- Recherche appliquée
- Toxicologie (hors obligations réglementaires)
- Recherche fondamentale
- Oncologie
- Système endocrinien
- Système immunitaire
4 248 truites arc-en-ciel sont exposées à des polluants PFAS puis, pour une partie, infectées par deux virus, dans des procédures dont 2 400 classées en souffrance sévère. L'exposition couvre deux générations et tous les stades de vie, de l'œuf à l'adulte reproducteur. Le porteur annonce peu d'effets indésirables visibles, tout en décrivant pour les épreuves infectieuses une nage erratique, une perte d'équilibre, une exophtalmie et une mortalité dès cinq à sept jours. Tous les poissons sont mis à mort en fin de projet, au nom de la biosécurité.
Objectifs
Au cours des vingt dernières années, les scientifiques et les pouvoirs publics se sont intéressés de plus en plus aux perturbateurs endocriniens (PE), notamment en raison de leur utilisation de plus en plus importante et des preuves croissantes de leurs effets nocifs sur l'homme et l'environnement. Récemment, la perturbation du système des hormones thyroïdiennes par les PE a suscité plus d'attention en raison de son impact sur de nombreux systèmes physiologiques clés dont le développement du système immunitaire. Parmi les PE, les substances per et poly-fluoroalkylées (PFAS) sont ubiquistes et persistantes dans l’environnement comme dans les organismes entrainant de nombreuses perturbations biologiques. Dans ce projet, une première étape de screening sera réalisée pour évaluer la toxicité et les pouvoirs PE de plusieurs PFAS à différentes concentrations d’exposition sur plusieurs modèles biologiques (xenope, poisson zèbre et truite arc-en ciel (TAC)). Puis, la relation entre le système thyroidien, l'immunité, le développement et la reproduction sera étudiée chez 2 générations de TAC exposées soit directement, soit via leurs parents à une sélection de deux PFAS d’intérêt. L'approche méthodologique utilisera différents stades de vie (embryons, larves, juvéniles et adultes matures), à travers des expositions chroniques intergénérationnelles et des analyses effectuées au niveau moléculaire, cellulaire/tissulaire, morphologique, physiologique, comportemental, résistance aux pathogènes et populationnel
Bénéfices attendus
Ce projet vise à fournir des connaissances sur les liens entre le système hormonal thyroïdien et la santé globale des poissons après exposition aux PFAS. Le potentiel de succès de ce projet repose sur les approches ambitieuses et innovantes sélectionnées, qui sont (1) une comparaison entre les différents PFAS, modèles et environnementaux (PFOS, PFOA, PFHxS, PFBA, TFA) pour mettre en évidence l'impact potentiel de ces substances à des concentrations proches de celles auxquelles les poissons sont exposés dans leur environnement ; (2) la réalisation de co-expositions (chimiques et pathogènes), pour créer une approche réaliste des conditions de l'environnement naturel ; (3) l'évaluation des effets directs et indirects des expositions intergénérationnelles, pour mettre en évidence les impacts parentaux ; (4) une intégration des différentes étapes de vie, afin de mieux comprendre les fenêtres de sensibilité ; (5) l'utilisation de multiples biomarqueurs classiques (morphologiques, physiologiques et comportementaux) et omiques pour décrire la relation entre différents niveaux d'organisation biologique.
Procédures
Prélèvements de sang (moins de 10% du volume total disponible, d'une durée de moins de 30 secondes) sur animaux vigiles au cours de l''exposition aux PFAS. Prélèvements de sang et d'organes cibles (rate, rein, foie, branchies, thymus) sur animaux mis à mort à la fin des temps d'exposition chimique ou après l'infection virale.
Impact sur les animaux
1) Induction possible d’un léger stress des animaux du fait des conditions expérimentales. 2) Peu d’effets indésirables visibles attendus sur les animaux qui seront exposés à des concentrations sub-létales de PFAS. 3) Comportements et symptômes caractéristiques de l’infection virale au virus de la nécrose hématopoietique infectieuse (NHI) et au virus de la nécrose pancréatique infectieuse (NPI) lors des épreuves infectieuses (assombrissement de la couleur de la peau, nage erratique, perte d’équilibre, exophtalmie...), avec une mortalité débutant en moyenne à 5-7 jours post-infection.
Devenir
Pour des raisons de biosécurité, tous les poissons ayant intégré la plateforme expérimentale seront mis à mort à la fin du projet.
Remplacement
L’étude du système hormonal nécessite la mise en place de systèmes biologiques représentatifs de la complexité du fonctionnement d’un organisme. Ceci est encore plus vrai dans le cas de l’étude d’interactions possibles entre différents systèmes biologiques, ici le système hormonal thyroidien et le système immunitaire. Cela ne peut pas être substitué, notamment pour l’étude des effets sur différents systèmes et des interactions entre ceux-ci, par des méthodes alternatives (tests in vitro ou embryo larvaires).
Réduction
Le nombre de poissons et de bassins par condition a été réduit à son minimum en intégrant les temps et nombre de prélèvements prévus, la variabilité inter-bassins fréquemment observée, les mortalités pouvant survenir sur les stades plus précoces et plus sensibles et de façon à assurer une robustesse statistique des résultats. Le nombre maximum de poissons a été estimé à 4248.
Raffinement
Les mesures de raffinement viseront à: - Assurer des conditions optimales d’hébergement des animaux afin de s’assurer de leur bien-être i.e une biomasse (nombre d’animaux par bassin) contrôlée permettant l'expression des comportements alimentaires et natatoires attendus de l'espèce étudiée, un volume d'eau adapté et renouvelé en continu, une saturation en oxygène suffisante, un rythme jour/nuit naturel, et une alimentation adaptée à leur stade de développement et la biomasse. - Evaluer quotidiennement l’état de santé général des poissons et leur comportement natatoire et alimentaire, en suivant une grille de points limites adaptée. - Mettre à mort de façon compassionnelle des animaux dont les points limites sont atteints e.g comportement de nage anormal et/ou aspects physiques déterioré, etc...
Choix des espèces
La truite arc-en-ciel (Oncorhynchus mykiss) est une espèce idéale : (1) elle est d'un grand intérêt économique et représente un modèle environnemental pertinent proche des espèces endémiques (c.à.d, Salmo trutta fario) des eaux européennes, (2) les caractéristiques spécifiques de cette espèce, notamment la présence d'unités fonctionnel de la glande thyroidenne dans le rein, en font un organisme très intéressant pour les études fonctionnelles, 3) c'est une espèce facile à élever en laboratoire, avec un cycle de développement plus long que le poisson-zèbre, ce qui permet des expositions chroniques aux stades embryonnaires, larvaires et juvéniles et (4) son génome, entièrement séquencé, est disponible, facilitant ainsi les analyses génétiques. Les animaux sont utilisés à différents stades de développement, depuis l’œuf, larves, alevins, juvéniles jusqu’à l’adulte reproducteur pour couvrir tout le cycle de vie.
Effets des plantes sur la croissance, le bien-être et l’état physiologique de la perche commune en aquaponie
- Recherche appliquée
- Bien-être animal
Pour mesurer l'effet des plantes sur la croissance de poissons en aquaponie, 200 perches communes sont utilisées dans des procédures d'un niveau de souffrance léger. Chaque poisson est capturé à l'épuisette, anesthésié puis soumis à une prise de sang, un stress estimé à cinq minutes au maximum. Contrairement à la plupart des projets, les perches sont gardées vivantes à l'issue. Le porteur affirme qu'aucune information n'existe dans la littérature sur ces effets, ce qui justifie selon lui le recours aux animaux.
Objectifs
Ce projet a pour objectif d'analyser les effets de la présence et de la diversité des plantes sur la croissance, le bien-être et l’état physiologique d’une espèce de poisson élevée en aquaponie (production combinée de plantes et de poissons). Les hypothèses de ce travail sont les suivantes : 1. En aquaponie les plantes cultivées produisent des biomolécules par leurs racines, ces biomolécules s’accumulent dans l’eau et affectent la croissance, le bien-être et l’état physiologique des poissons. 2. Les différentes plantes produisent différentes biomolécules et en conséquence ont des effets différents sur la croissance, le bien-être et l’état physiologique des poissons.
Bénéfices attendus
Cette étude permettra de démontrer les effets des plantes (racines) sur les performances zootechniques et la physiologie des poissons élevés en aquaponie et d'identifier les biomolécules produites par les racines des plantes. Une caractérisation des activités biologiques (antifongiques, antibactériennes, antistress, antioydantes) des biomolécules les plus abondantes permettra d'évaluer les niveaux d'action de ces molécules.
Procédures
Les animaux seront soumis à des prélèvements de sang suite à une anesthésie.
Impact sur les animaux
Une nuisance attendue sur les poissons est un stress lié à leur capture au moyen d'une épuisette et leur manipulation lors des prélèvements de sang. Le stress sera de courte durée, au maximum 5 minutes entre la capture du poisson (lequel sera anesthésié) et la fin du prélèvement de sang.
Devenir
Les animaux seront gardés en vie.
Remplacement
Le remplacement n'est pas envisageable dans le cadre du présent projet. La complexité (nombreuses biomolécules produites) et la méconnaissance des effets des plantes sur les poissons élevés en aquaponiie nécessitént la mise en oeuvre d'une démarche expérimentale. Il n'existe aucune information dans la litérature sur ce sujet. De plus la réponse des poissons est également complexe et ne peut se limiter à un seul indicateur, aussi la compréhension de cette réponse exige l'utilisation d'un grand nombre d'indicateurs et la mobilisation d'analyses in vivo.
Réduction
Notre étude mobilisera 200 poissons. Nous avons réduit au maximum leur nombre en nous appuyant des analyses statistiques réalisées a priori pour chacune des deux expériences. Nous ne prélèverons du sang que sur 5 poissons par bac au début et à la fin des expérimentations.
Raffinement
Le stress des poissons est limité autant que possible durant toutes les étapes du projet en les plaçant toujours dans une eau de bonne qualité (mesures trois fois par semaine de la qualité physico-chimique de l'eau des pilotes aquaponiques et corrections si necessaires) et en évitant le bruit et les mouvements busques. Des bâches noires ont été installées autours des pilotes aquaponiques pour protéger les poissons (ils ne voient pas les passages des personnes). Pour toute manipulation (contrôle de croissance, prélèvement de sang), les poissons sont anesthésiés selon les préconistions de notre vétérinaire. Si malgré l'attention et les soins portés sur les animaux, il arrive qu'un point limite soit atteint (arrêt de l'alimentation), le ou les poissons concernés seront sortis du lot expérimental et seront replacés dans un bassin de quarantaine où ils feront l’objet d’une surveillance particulière (comportement de nage et position dans la colonne d'eau, reprise du comportement alimentaire). Si le poisson ne se réalimente pas au bout de 8 jours, il sera mis à mort selon la procédure décrite plus haut.
Choix des espèces
Nous avons choisi de travailler sur la perche commune car la biologie de cette espèce est bien connue et son élevage est complètement maîtrisé. Tous les poissons utilisés dans le projet seront au stade juvénile. Cela correspond à des poissons de 40 g environ. Ce stade est justifié car l'objectif est d'étudier les effets sur la croissance, aussi utiliser des juvéniles permettra d'avoir des animaux avec un potentiel de croissance élevé. De plus ce stade de vie est particulièrement adapté au volume des pilotes aquaponiques.
Rôle des lymphocytes T non conventionnels dans le diabète de type 1 chez la souris
- Recherche appliquée
- Maladies infectieuses
- Troubles endocriniens
- Recherche fondamentale
- Système immunitaire
3 080 souris vont être utilisées, chacune pouvant recevoir jusqu'à douze injections et neuf gavages, dans des procédures d'un niveau de souffrance modéré, toutes tuées à l'issue. S'y ajoutent des prélèvements de sang, une incision de la queue et, pour certaines, une infection virale destinée à déclencher un diabète de type 1. L'étude cherche à comprendre le rôle de cellules immunitaires et l'effet d'un régime enrichi en fibres et acides gras sur la maladie. Le porteur affirme que ce projet est associé à des travaux visant à réduire le recours à l'expérimentation animale, sans le détailler.
Objectifs
Le diabète de type 1 est une maladie dans laquelle les cellules du pancréas, qui produisent de l’insuline, sont détruites par le système immunitaire. Sans insuline, le corps ne peut plus réguler correctement la glycémie (concentration du sucre dans le sang). L’objectif du projet est d’identifier des facteurs responsables de cette destruction et d’étudier les anomalies observées sur les cellules immunitaires. En effet, des facteurs environnementaux comme une infection virale et le changement de microbiote intestinal influencent le système immunitaire et favorisent la maladie. De plus, certaines études montrent les effets bénéfiques de certains régimes alimentaires. C’est pourquoi, le projet portera aussi sur l’impact d’une modification de l’alimentation, notamment dans la diminution du risque ou la sévérité de la maladie.
Bénéfices attendus
Ce projet permettra de comprendre les mécanismes d'action des cellules immunitaires qui participent à l'apparition du diabète de type 1 chez la souris et plus généralement aux complications causées par une infection virale ou par un microbiote modifié. Enfin l’impact d’un régime enrichi en fibres et en acides gras sera évalué sur le développement du diabète. Comprendre l’action de ces cellules immunitaires dans différents contextes permettra d’envisager de nouveaux traitements thérapeutiques contre le diabète de type 1.
Procédures
Les animaux peuvent recevoir entre 0 et 12 injections (durée 10 secondes par injection). Les animaux peuvent recevoir entre 0 et 9 gavages (durée 1 minute par gavage). Les animaux peuvent être anesthésiés 1 fois pour un prélèvement sanguin (30 secondes). Certains animaux auront une petite incision à la queue pour une micro-goutte de sang (durée 5 secondes)
Impact sur les animaux
Les souris utilisées peuvent développer une hyperglycémie. Le prélèvement d'urine peut induire un stress de courte durée. Les injections et les gavages peuvent générer un stress modéré et de courte durée. La petite incision de l'extrémité de la queue peut induire une douleur légère de courte durée. Les prélèvements sanguins peuvent générer un stress modéré de courte durée. L'infection virale peut induire un état fébrile modéré et transitoire. Les différents traitements peuvent induire une perte de poids légère.
Devenir
L'ensemble des animaux seront mis à mort pour les analyses des tissus.
Remplacement
Le recours à l'animal est indispensable car les cellules immunitaires étudiées sont localisées essentiellement dans les muqueuses et le pancréas. Néanmoins ce projet est associé à des études visant à remplacer le maximum d'expérimentation animale possible.
Réduction
Le nombre d'animaux utilisés pour valider les données est calculé sur la base d'un plan expérimental élaboré et maîtrisé permettant d'obtenir une puissance statistique nécessaire à l'obtention de conclusions biologiquement pertinentes. La stratégie mise en place vise à obtenir le maximum de résultats significatifs en utilisant différents tests statistiques pour assurer la pertinence des résultats de manière à utiliser le moins d’animaux possibles. En amont des expériences, des analyses en laboratoire sur cellules seront effectuées afin d’optimiser la sélection des échantillons de microbiote à tester ultérieurement chez l’animal.
Raffinement
Le bien-être des animaux est surveillé par le personnel compétent ainsi que les responsables du projet. De l’enrichissement est ajouté dans leurs cages de façon systématique et les animaux sont regroupés en groupes sociaux. Les gestes techniques sont maîtrisés par les porteurs de projet ce qui limite le stress et l’inconfort des animaux. Toute souris diagnostiquée prédiabétique a une attention plus poussée. Une échelle avec les points limites adaptés est mise en place pendant les manipulations expérimentales. Tout animal présentant des signes de souffrance sera pris en charge selon le score de points limites.
Choix des espèces
Le modèle de souris est adapté à l’étude immunitaire de cette pathologie : - Il permet d’avoir accès à de multiples modèles génétiquement modifiés pour permettre d’isoler des paramètres biologiques importants dans le développement de la pathologie. -Le système immunitaire de la souris est très proche de celui de l’Homme, ce qui est important pour l’étude d’une pathologie auto-immune et également facile à étudier par diverses techniques cellulaires ou biochimiques. Les animaux seront utilisés à partir de 4 semaines d’âge (jeunes adultes), stade duquel sont observées les premières anomalies du système immunitaire chez la souris.
Evaluation de l’efficacité, de l’innocuité et de la durabilité de nouvelles méthodes et dispositifs pour le traitement affections cardiaques en rythmologie par des méthodes de chirurgie standard et mini-invasive 1/2.
- Recherche appliquée
- Autres troubles humains
- Diagnostic des maladies
- Troubles cardiaques
Cochons : 500
Moutons : 500
1 100 animaux non-humains, 500 porcs, 500 moutons et 100 chiens, vont être utilisés dans des procédures d'un niveau de souffrance modéré, tous mis à mort à l'issue pour nécropsie et histologie. Chaque animal est mis à jeun, contenu puis opéré pour l'implantation de dispositifs cardiaques, avec une douleur postopératoire pouvant durer plusieurs jours selon l'invasivité. Ces essais servent à valider des prototypes de pacemakers, défibrillateurs et cathéters avant leur passage en phase réglementaire et leur mise sur le marché. Le porteur qualifie ces dispositifs d'outils "incontournables" et juge le recours à l'animal vivant "indispensable" pour reproduire l'anatomie humaine.
Objectifs
Les dispositifs implantables chirurgicalement sont des dispositifs médicaux conçus pour être insérés en totalité ou partiellement dans le corps humain, ou à remplacer une surface épithéliale, grâce à une intervention chirurgicale et à demeurer après l'intervention de façon temporaire ou définitive, pour soutenir les fonctions d'organes ou de tissus spécifiques, surveiller les activités physiologiques ou administrer des médicaments. La rythmologie étudie les troubles du rythme cardiaque, d'importants progrès ont été réalisés en matière d'explorations électrophysiologiques ou d'électrophysiologie interventionnelle. Le défibrillateur automatique implantable (DAI), ainsi que le stimulateur multisite, sont devenus des outils thérapeutiques incontournables avec un élargissement progressif des indications. La fibrillation atriale (FA) est une autre entité pathologique, son incidence augmente dans la population générale, indépendamment de l'âge. L'ablation est décrite comme un traitement de la FA, c'est une technique médicochirurgicale visant à détruire les zones du myocarde et tissus arythmogènes, à l’aide d’un cathéter d’ablation. La pose de pacemakers est aujourd’hui un acte parfaitement maîtrisé et codifié, qui nécessite toujours recherche et développement pour améliorer les performances électriques, augmenter l’espérance de vie des pacemakers, diminuer les risques de délogements, de fractures de sondes, d’infection, etc... La stimulation biventriculaire, est une autre application en rythmologie qui vise à corriger les contractions non coordonnées des ventricules, souvent observées chez les patients avec une insuffisance cardiaque sévère. L'évaluation et le developpement de nouvelles méthodes et dispositifs en rythmologie par des méthodes de chirurgie standard et mini-invasive demandent une phase de recherche/développement préalable. Les différentes itérations de prototypes doivent être confrontées au modèle animal en reproduisant fidèlement le contexte clinique, fonctionnel, anatomique et tissulaire visé pour les futures applications humaines. Les objectifs du projet sont doubles : raffiner les prototypes pour en geler les versions jugées efficaces (efficacité) et sécuritaires (innocuité) dans la phase initiale du projet, puis ces versions entreront alors dans la phase règlementaire du projet pour les valider selon la règlementation en vigueur (ISO 10993, BPL OCDE, GLP FDA 21 CFR part 58).
Bénéfices attendus
L'avantage escompté et les bénéfices attendus sont une amélioration de la prise en charge des patients, une amélioration de la durabilité, de l’efficacité et de la sécurité des implants pour améliorer leur tolérance et éviter leur rejet et ainsi les ré opérations parfois multiples des patients, pour réduire les temps de cicatrisation et le traumatisme tissulaire, corollaires de ces interventions et qui handicapent les patients, ainsi que l'occurrence d'effets indésirables comme les infections grâce au recours à des méthodes d'implantation mini-invasives. Un autre avantage important des techniques mini-invasives est de permettre une récupération plus rapide des patients avec des durées d'hospitalisation et de convalescence réduites.
Procédures
L'avantage escompté et les bénéfices attendus sont une amélioration de la prise en charge des patients, une amélioration de la durabilité, de l’efficacité et de la sécurité des implants pour améliorer leur tolérance et éviter leur rejet et ainsi les ré opérations parfois multiples des patients, pour réduire les temps de cicatrisation et le traumatisme tissulaire, corollaires de ces interventions et qui handicapent les patients, ainsi que l'occurrence d'effets indésirables comme les infections grâce au recours à des méthodes d'implantation mini-invasives. Un autre avantage important des techniques mini-invasives est de permettre une récupération plus rapide des patients avec des durées d'hospitalisation et de convalescence réduites.
Impact sur les animaux
Les nuisances ou effets indésirables attendus sur les animaux sont exactement les mêmes que ceux attendus sur un futur patient humain : - La faim, lors de la mise à jeun (12 heures pour les porcs, 12 à 16 heures pour les ovins) de l’animal préalablement à l’anesthésie, - Le stress physique induit par la contention/manipulation/pose de cathéter au moment de la préparation de l’anesthésie, - En fonction des besoins et préalablement à la procédure d'évaluation du dispositif, l'induction d'une lésion à la faveur d'une intervention chirurgicale mini-invasive, - La douleur en phase postopératoire : jusqu'à plusieurs jours en fonction de l’invasivité de la technique, pour ces derniers points, des mesures de raffinement sont mises systématiquement en place pour minimiser ces effets (comme par exemple le recours systématique à l'anesthésie générale avec prise en charge multimodale de l'analgésie per, et post-opératoire avec l'usage systématique de traitements anti-inflammatoires et anti-douleur opiacés avec ajout d'anesthésiques locaux pour certains actes chirurgicaux, la protection et la surveillance des plaies, la surveillance du reveil d'anesthésie dans des espaces calmes et spécialement aménagés avec évaluation et scoring de la douleur réguliers, ou la mise en place d'un suivi clinique quotidien des animaux avec surveillance des signes de douleur par des Techniciens spécialement formés supervisés par des Véterinaires).
Devenir
Pour toutes les procédures du projet, la nécessité de collecter des données scientifiques se fera au niveau clinique, au niveau biologique (hématologie et biochimie par exemple), au niveau fonctionnel (données issues des scanners, IRM par exemple) et enfin au niveau tissulaire par la réalisation d'une évaluation nécropsique et d'une évaluation histopathologique après euthanasie des animaux qui déterminera la tolérance locale et générale ainsi que l’altération du dispositif (durabilité). La bonne réalisation de ce suivi règlementaire garantit donc une évaluation complète des dispositifs testés dans le projet.
Remplacement
La validation des dispositifs médicaux implantables et des méthodes techniques innovantes dans ce projet requiert la vérification de la sécurité et de l’efficacité des implants. Le recours à l’animal vivant pour évaluer les différentes versions de prototypes afin de reproduire fidèlement les contextes clinique, fonctionnel, anatomique et tissulaire qui seront visés par les applications chez les patients est indispensable. En effet leur utilisation in fine chez les patients représente des procédures à haut risque létal et il est donc indispensable d’avoir recours à l’expérimentation animale au préalable afin de vérifier le bon fonctionnement des dispositifs et des méthodes d’implantation, leur innocuité et leur durabilité. L’expérimentation sur l’organisme entier, et donc sur l'animal vivant est incontournable, c’est une obligation règlementaire dans le cadre de l’évaluation des dispositifs médicaux implantables.
Réduction
Le nombre d’animaux a été évalué prospectivement et réduit au minimum nécessaire pour répondre aux besoins et objectifs scientifiques du projet, aucune approche statistique n'a été réalisée. Pour réduire le nombre d’animaux, des sélections par méthodes d’imagerie non invasives sont mises en place (IRM, Scanner, Echographie, RX …), permettant par exemple une reconstruction 3D des structures d’intérêt. Un bilan intermédiaire en cours de projet sera effectué pour s’assurer de la pertinence de cette estimation.
Raffinement
Les modèles animaux suivront exactement le cheminement d’un futur patient avec les mêmes exigences et techniques médicales mises en oeuvre pour la réalisation des interventions (personnel hautement qualifié, plateaux techniques opératoires et d’imagerie de pointe). L’ensemble des procédures est conçu pour réduire au maximum le stress, l’angoisse et les contraintes sur les animaux comme le recours systématique à l’anesthésie générale durant les interventions d’imagerie et les procédures chirurgicales. La localisation de la plateforme d'imagerie sur le site même des animaleries permet de réaliser ces examens sur place, réduisant ainsi le recours aux transports pour les animaux et le stress associé. Les paramètres vitaux sont enregistrés et contrôlés par des techniciens spécialisés en anesthésie afin d’adapter les perfusions, l’assistance respiratoire et les dosages d’anesthésiques et d’antalgiques. Un suivi de la température est réalisé pendant toute la procédure d'implantation chirurgicale et des dispositifs de maintien de la normothermie tels que le système de couverture de réchauffement Bair Hugger© ou des tapis chauffants sont utilisés. Les protocoles de réanimation sont standardisés et réalisés par des vétérinaires chirurgiens spécialisés. Pendant et après ces procédures, des protocoles de prises en charge multimodale de la douleur sont systématiquement appliqués. Les animaux sont hébergés systématiquement en groupe sociaux ou individuellement pour les besoins de l'étude, ils ont accès à un enrichissement environnemental multimodal (social, alimentaire, manipulatoire et physique) et dans des conditions environnementales d'hébergement contrôlées et maîtrisées (température et ventilation). Des points limites stricts et spécifiques sont appliqués tout au long du projet. Les transports d'animaux réalisés entre les 2 EU (35 km) seront réalisés à l'aide de véhicules de types camionnettes fermées ayant reçu une autorisation AT1 délivrée par la DDPP, ventilés, climatisés et spécialement équipés pour le transport des animaux vivants (dispositifs d'abreuvement, tapis antidérapants ou cages de transport, suivi et enregistrement des températures lors des trajets, système de surveillance vidéo des animaux). Les personnels en charge sont formés et titulaires du certificat de convoyeur (CCTROV) et le transport est validé par un Vétérinaire. Un bilan intermédiaire en cours de projet sera effectué pour évaluer les dommages réellement subis par les animaux.
Choix des espèces
Les dispositifs testés dans ce projet doivent l’être sur une anatomie semblable à celle de l’Homme avec les mêmes dimensions. Les modèles utilisés ont fait l'objet d'études similaires et sont considérés comme pertinenets et appropriés à cette fin. - L'anatomie et la physiologie cardiaque des ovins, porcins et canins reproduisent fidèlement celles de l'Homme, - Le processus de cicatrisation chez les ovins, porcins et canins est similaire à celui observé chez l'Homme, - La taille relative de ces modèles animaux permet une visualisation à l'aide d'équipements de chirurgie interventionnelle et d'imagerie standards tels qu'utilisés chez l'Homme, - Le modèle canin est le à présenter un auricule gauche avec ostium comme chez l’Homme. La fibrillation et la défibrillation sont plus faciles à entreprendre sur le chien et il existe un large corpus de publications pour les troubles de la conduction et la pose de pacemaker ou de défibrillateurs implantables chez cette espèce. Les animaux utilisés pourront être des juvéniles ou adultes. L’objectif scientifique est d’avoir une anatomie de taille ou une situation clinique comparable à celle observée chez l’Homme.
Développement d’une approche de thérapie génique non virale pour le traitement de la myopathie myotubulaire
- Recherche appliquée
- Troubles musculosquelettiques
- Recherche fondamentale
- Système musculosquelettique
Porteuses d'une myopathie qui provoque une faiblesse musculaire jugée sévère dès cinq semaines, 204 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue pour prélèvement des tissus. Elles reçoivent des injections répétées dans la queue et en rétro-orbitaire, puis une mesure de force sous anesthésie profonde, pour tester une thérapie génique sans virus contre une maladie qui touche surtout de très jeunes garçons. Sur les 204, 152 sont classées en souffrance sévère. Le porteur décrit cette étape sur souris malades comme "indispensable" pour espérer un jour proposer le traitement, après des essais viraux arrêtés chez l'enfant pour effets secondaires graves.
Objectifs
Ce projet de recherche concerne une maladie génétique rare qui touche surtout les très jeunes garçons. Elle provoque une grande faiblesse des muscles dès la naissance, rendant difficiles des fonctions essentielles comme bouger ou respirer. Cette maladie est très grave et entraîne souvent un décès précoce. À l’heure actuelle, il n’existe pas de traitement capable de soigner cette maladie. Les soins disponibles permettent uniquement de soulager certains symptômes, sans agir sur la cause. Des tentatives récentes de traitement ont utilisé des virus modifiés pour corriger le problème à l’origine de la maladie, mais ces essais ont entraîné des effets secondaires très graves chez certains enfants, ce qui a conduit à leur arrêt. L’objectif de ce projet est de développer une nouvelle approche thérapeutique plus sûre, qui n’utilise pas de virus. Cette stratégie sera d’abord testée chez la souris afin de mieux comprendre son efficacité et sa sécurité, dans l’espoir d’ouvrir la voie à un futur traitement pour les patients.
Bénéfices attendus
Ce projet vise à montrer, pour la première fois, qu’un nouveau type de traitement peut fonctionner dans un modèle animal atteint d’une maladie musculaire grave. Cette approche utilise un système innovant, sans virus, pour apporter aux muscles les éléments nécessaires à leur bon fonctionnement. Le traitement testé pourrait permettre d’améliorer fortement, voire de corriger, les symptômes de la maladie chez la souris, tout en réduisant les effets indésirables observés avec les méthodes utilisées jusqu’à présent. L’objectif est d’agir directement sur les muscles de manière plus sûre. À plus long terme, cette nouvelle technologie pourrait également servir à développer des traitements pour d’autres maladies des muscles, en offrant une alternative plus sûre et plus flexible aux approches actuelles.
Procédures
Une injection intraveineuse au niveau de la queue de la souris d’une durée maximale d’une minute sera réalisée une fois tous les 2 jours pendant 6 jours. Une injection rétro-orbitale d’une durée maximale de 30 secondes sous anesthésie sera réalisée une fois tous les 2 jours pendant 8 jours. Un anesthésique sera appliqué en inhalation aux souris pendant 5 minutes. La production de force sera mesurée sur une durée maximale de 30 minutes et les souris recevront une anesthésie profonde et un anti-douleur dont l’administration ne durera pas plus de 5 secondes.
Impact sur les animaux
Dans le cadre de ce projet, plusieurs nuisances potentielles et effets indésirables pourraient survenir chez les animaux. Bien que l'utilisation de vecteurs non viraux soit conçue pour minimiser les risques, il peut y avoir des réactions au site d'injection pouvant provoquer des irritations localisées, des inflammations ou des douleurs temporaires au niveau du site d'injection. De plus, des réactions systémiques peuvent avoir lieu telles que des réactions immunologiques aux nanoparticules lipidiques ou aux peptides ciblant le système musculaire pourraient survenir, entraînant de l'inconfort ou des changements dans le comportement des animaux. Les souris portant la maladie manifestent une faiblesse musculaire sévère, une réduction significative de la mobilité spontanée et des difficultés à se nourrir avec une installation du phénotype progressive qui est considérée comme sévère à partir de 5 semaines.
Devenir
Les animaux seront mis à mort afin de collecter les tissus pour réaliser des analyses moléculaires et histologiques.
Remplacement
Des expériences ont d’abord été réalisées en laboratoire sur des cellules musculaires afin d’évaluer la capacité des vecteurss dépourvus de virus à faire entrer un matériel thérapeutique dans les cellules. Ces essais permettent d’obtenir des informations préliminaires, mais ils ne peuvent pas reproduire le fonctionnement d’un organisme entier. Ils ne permettent notamment pas d’étudier la répartition du traitement dans le corps, ses effets sur les différents organes, ni les réactions globales de l’organisme, comme la réponse immunitaire. Ainsi, les modèles cellulaires seuls ne sont pas suffisants pour évaluer de manière fiable l’efficacité et la sécurité du traitement. L’utilisation de modèles murins, sains et atteints de la maladie, est donc nécessaire. La souris présente des caractéristiques biologiques et physiologiques proches de celles de l’Homme, en particulier au niveau du muscle, ce qui permet d’obtenir des résultats pertinents et prédictifs avant une application chez l’être humain.
Réduction
Pour utiliser le strict nécessaire d'animaux, nous avons calculé la taille de nos groupes grâce à une méthode statistique précise appelée analyse de puissance. En nous basant sur des recherches précédentes en thérapie génique pour le muscle, nous avons défini qu'un nombre réduit de souris par groupe suffit pour obtenir des résultats fiables et significatifs. L'étude compare six groupes au total, mêlant des souris saines et des souris malades, avec ou sans traitement. Afin d'optimiser chaque vie animale, nous ne créons pas de groupes supplémentaires pour chaque type d'examen. Au contraire, chaque souris d'une même cohorte permet d'étudier à la fois la force, la structure des tissus et les molécules biologiques. Cette approche de mutualisation réduit considérablement le nombre total d'animaux utilisés dans le projet. Enfin, pour garantir que chaque donnée compte, nous appliquons des tests mathématiques rigoureux qui s'adaptent à la nature des résultats obtenus, assurant ainsi une conclusion solide dès la première expérience.
Raffinement
Plusieurs mesures de raffinement seront mises en œuvre pour optimiser le bien-être des animaux tout au long du protocole expérimental. Afin d'anticiper les éventuelles difficultés locomotrices liées au phénotype pathologique ou aux effets secondaires potentiels des nanoparticules, des aménagements spécifiques seront prévus : la nourriture sera disposée au sol de la cage pour faciliter l'accès sans nécessiter de déplacements importants, et des dispositifs d'abreuvement bas seront utilisés si nécessaire. Une surveillance quotidienne du bien-être et de l'état clinique des animaux sera effectuée par le responsable du projet et les techniciens animaliers à l'aide d'une grille d'évaluation standardisée, permettant de détecter précocement tout signe de souffrance ou de détresse (apathie, prostration, ptosis, troubles locomoteurs, perte de poids, modifications comportementales). Des points limites clairement définis permettront d'identifier les animaux devant être euthanasiés de manière anticipée pour éviter toute souffrance prolongée. En cas de douleur ou d'inconfort manifeste, une analgésie appropriée sera administrée (par voie sous-cutanée, toutes les 8-12 heures si nécessaire). Si malgré ces mesures l'état de l'animal se dégrade ou si les critères d'arrêt sont atteints, une euthanasie précoce sera pratiquée conformément aux recommandations éthiques, afin de préserver le bien-être animal.
Choix des espèces
Notre choix s'est porté sur la souris car elle possède un gène très proche de celui de l'être humain pour cette maladie musculaire. Avant d'en arriver là, nous avons d'abord testé nos traitements sur des cellules en laboratoire, puis vérifié sur des souris saines que le médicament voyageait bien jusqu'aux muscles. Ces étapes préliminaires réussies nous permettent aujourd'hui de passer à l'étude sur des souris malades qui développent exactement les mêmes symptômes que les patients humains, comme la perte de force et la fragilité des muscles. C'est une étape indispensable pour espérer, un jour, proposer ce traitement aux malades. Nous avons choisi d'intervenir sur des souris âgées de 5 semaines, ce qui correspond à la période de l'adolescence. À cet âge, la maladie est déjà bien installée et bien visible, ce qui ressemble beaucoup au stade où les symptômes apparaissent chez les enfants atteints de cette myopathie. Tester le traitement à ce moment précis est crucial pour vérifier s'il est capable de réparer des muscles déjà affaiblis et d'améliorer durablement la santé des sujets.
Caractérisation du rôle de régulateurs de l’intégrité génomique et du microenvironnement hépatique dans des modèles murins de stéatose-stéatohépatite et de cancer du foie. EU 2/2 – MODIFICATION
- Recherche appliquée
- Troubles gastrointestinaux
- Recherche fondamentale
- Système gastrointestinal
4608 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Elles reçoivent des régimes gras et sucrés pendant six à douze mois pour reproduire une stéatose évoluant vers un cancer du foie, avec échographies sous anesthésie tous les quinze jours et, pour certaines, une chirurgie terminale. Une prise de poids importante, l'anesthésie répétée et le développement tumoral peuvent altérer leur état général. Le porteur justifie ce total de 4608 animaux par un calcul de puissance sans en détailler le résultat, sur un projet qui reste une caractérisation de mécanismes.
Objectifs
Chaque année, plus de 900 000 personnes sont diagnostiquées avec un cancer du foie et environ 800 000 personnes succombent à la maladie, ce qui en fait la troisième cause de décès par cancer dans le monde. En raison de l’épidémie mondiale de diabète et d’obésité, l’incidence de ce cancer ne cesse d’augmenter et malheureusement les options thérapeutiques restent limitées. Ce projet de recherche vise à définir le rôle d’acteurs clés dans le contrôle de l’intégrité génomique mais également du microenvironnement immunitaire hépatique lors du développement de maladies métaboliques telles que la stéatose et la stéatohépatite, qui peuvent conduire au cancer du foie ou carcinome hépatocellulaire. (MODIFICATION) L'ajout des prélèvements sanguins nécessite une modification du projet sans ajout d'animaux.
Bénéfices attendus
Les stratégies thérapeutiques mises en jeu dans la lutte contre le cancer du foie sont à l’heure actuelle très limitées et souffrent d’un manque de compréhension (1) des mécanismes cellulaires et moléculaires mis en jeu dans le contrôle du potentiel prolifératif des hépatocytes (cellules majoritaires du foie) et (2) du rôle du microenvironnement immunitaire, lors du développement de ce cancer, notamment dans un contexte de perturbations métaboliques. Les résultats de ce projet devraient nous permettre de mieux caractériser le rôle de ces différents mécanismes et acteurs dans la maladie, de développer de nouveaux outils diagnosticet pronostic dans la prise en charge du cancer du foie et conduire également dans un futur proche à l’émergence de nouvelles pistes thérapeutiques.
Procédures
Une partie des animaux recevra une injection intraveineuse unique sous anesthésie générale permettant l’expression d’un gène d’intérêt (1 fois, 5 minutes/animal). Tous les animaux seront soumis à différents régimes alimentaires modifiés (enrichi en gras, sucre, etc.) permettant de reproduire la pathologie étudiée pour une durée de 6 à 12 mois selon les régimes. Une partie de ces animaux sera suivie par échographie hépatique sous anesthésie générale pendant 10 minutes tous les 15 jours (8 à 12 échographies en moyenne par souris) (MODIFICATION: et trois prélèvements sanguins seront réalisés sur ces animaux au cours du projet (3 fois, 1 minutes, animal vigile)]. Une autre partie des animaux sera impliquée dans une chirurgie terminale sous anesthésie et analgésie (15 minutes par animal). (MODIFICATION :Un prélèvement sanguin de plus grand volume sera réalisé sur animal anesthésié et analgésié en fin de projet (1 fois, 2 minutes)). Une partie des animaux sera sujette à un transport entre centres de recherche. L’ensemble des animaux seront euthanasiés par une méthode réglementaire.
Impact sur les animaux
Dans le cadre de ce projet nous procéderons à une injection sous-cutané et un certain inconfort ou stress, limité dans le temps (passage de l’aiguille au travers de la peau et du péritoine) pourra être ressenti par les animaux. Par ailleurs, du fait des différents régimes alimentaires auxquels seront soumis les animaux, une prise de poids importante est attendue, pouvant modifier la mobilité et le comportement des animaux. L’anesthésie pourra engendrer une baisse de la thermorégulation et dans de rares cas une détresse cardio-respiratoire. Enfin, du fait d’un développement tumoral attendu au niveau du foie, les animaux pourraient être sujets à une altération de leur état général. (MODIFICATION : De la douleur légère de courte durée peut être ressentie au point de prélèvement pour les prélèvements sanguins. Dans de très rares cas une perte de sang hémorragique peut être observée).Le transport des animaux entre les deux établissements utilisateurs impliqués peut aussi être stressant pour les animaux.
Devenir
Pour ce projet de recherche, des prélèvements et analyses sont nécessaires post-mortem et cela implique donc l’euthanasie (par une méthode réglementaire) de l’ensemble des animaux (4608).
Remplacement
Pour la réalisation de ce projet, l'utilisation d'animaux vivants, en l’occurrence ici le modèle murin, est indispensable car il constitue le seul modèle préclinique qui permette d’invalider ou d’induire l’expression de gènes de manière tissu-spécifique pour caractériser l’implication de ces derniers dans les mécanismes moléculaires induisant la séquence stéatose/stéatohépatite/carcinome hépatocellulaire. Par ailleurs, le foie est un organe composé de plusieurs types cellulaires. La transformation hépatocytaire requiert des interactions complexes avec le microenvironnement cellulaire mais aussi l’environnement métabolique et les autres organes pathologiques, notamment lors de la stéatose non alcoolique du foie. L’usage exclusif de lignées cellulaires ne permettrait donc pas d’appréhender cette problématique dans sa globalité.
Réduction
4608 animaux seront utilisés dans ce projet, la taille des effectifs a été établie grâce à un calcul de puissance et des tests statistiques seront utilisés pour une interprétation fiable des résultats. Nous pourrons être amenés à manipuler moins de souris si l’effet observé s’avère significatif au cours des premières expériences. L’étude sera arrêtée si l’expérience initiale invalide l’hypothèse de travail. Plusieurs tissus seront prélevés et soumis à diverses analyses (immunologiques, histologiques ou de biologie cellulaire et moléculaire) pour extraire le maximum de données de chaque expérimentation.
Raffinement
L'ensemble de ce projet a été mis au point afin de permettre une interprétation fiable dans le respect du bien-être animal. Les animaux provenant de l’extérieur seront acclimatés une semaine au sein de l’animalerie. Les animaux seront observés quotidiennement afin de respecter leur bien-être. Les conditions d’hébergement sont conformes à la réglementation. Le milieu est enrichi avec plusieurs enrichissements. Nous nous efforçons à chaque instant de raffiner nos procédures afin de garantir le bien-être des animaux grâce à une surveillance attentive (point limite) et des soins adaptés (anesthésie, analgésie, etc.). Toute manipulation invasive sera précédée d’une courte anesthésie générale. Le niveau d’anesthésie sera régulièrement contrôlé tout au long de la procédure par test des réflexes et de la respiration et pour prévenir d'une potentielle hypothermie les animaux seront placés sur une plaque chauffante. La mise en place d’une grille de suivi strict des points limites permettra d’éviter au maximum le stress et/ou la douleur au cours de l’expérimentation. Dans le cas où un point limite sera atteint avant la fin de l’expérimentation, l’euthanasie anticipée de l’animal sera faite. Enfin une veille scientifique continue sera effectuée, évitant ainsi toute expérimentation déjà rapportée dans la littérature.
Choix des espèces
Pour la réalisation de ce projet, l'utilisation d'animaux vivants est indispensable pour déterminer les mécanismes moléculaires conduisant au carcinome hépatocellulaire. Nous avons choisi la souris, car en plus de partager plus de 90 pourcents de gènes communs avec l’homme, il existe pour cette espèce des modèles génétiquement altérés pertinents pour l'étude. Les souris utilisées pour ce projet de recherche sont de jeunes adultes (6 semaines de vie) afin de disposer d'un foie largement engagé dans un état de différenciation avec un système immunitaire en fin de maturation. A ce stade, le tissu hépatique garde une capacité de prolifération en réponse à différents stimuli environnementaux, capacité essentielle notamment dans la régulation des lésions hépatiques qui prennent place dans la séquence stéatose/stéatohépatite.
DPP3, allogreffe et cardiotoxicité
- Recherche appliquée
- Troubles cardiaques
- Recherche fondamentale
- Système cardiaque
Des souris donneuses sont tuées pour prélever leur moelle osseuse, aussitôt injectée en rétro-orbitaire à des souris receveuses sous anesthésie, 288 souris au total étant utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Les receveuses subissent ensuite des prélèvements sanguins rétro-orbitaires répétés et des échographies cardiaques pour suivre l'atteinte du cœur. Le projet étudie une enzyme impliquée dans la dysfonction cardiaque après greffe de moelle. Toutes les souris sont tuées pour le prélèvement du cœur, des poumons, du foie et des reins.
Objectifs
Les infections sévères, notamment sepsis, sont un problème majeur de santé publique qui touche près de 50 millions de personnes chaque année dans le monde. Le sepsis entraîne une dysfonction cardio-circulatoire qui se définit par : un dérèglement de l’endothélium, une vasodilation excessive et une chute de la pression artérielle. De plus, le sepsis est associé à un dérèglement de tous les composants de l’immunité conduisant à une immunodépression (diminution des défenses immunitaires). Cela conduit à long terme à de graves défaillances d’organes. Les enképhalinases sont des enzymes dégradant les peptides opioïdes, qui interviennent dans la régulation de la pression artérielle. Notre laboratoire s’intéresse principalement à une enzyme impliquée dans les dysfonctions cardio-circulatoires avec un effet inotrope négatif (diminution de la force du battement du cœur) et vasodilatateur. Des études ont montré que l’enzyme, fortement exprimée par toutes les cellules tumorales, pouvait promouvoir la prolifération et l’invasion tumorale. Ainsi il a été démontré qu’une expression élevée de cette enzyme dans la tumeur est associée à un taux de mortalité plus important des patients avec tumeurs malignes. Dans des modèles expérimentaux de cardiotoxicité induite par les anthracyclines, une surexpression de l’enzyme a été observée dans la moelle osseuse et le cœur, précédant la dysfonction cardiaque. Une augmentation des niveaux de l’enzyme a été relevée chez les patients allogreffés, suggérant un lien entre l’enzyme et la cardiotoxicité post-allogreffe ; Par ailleurs, bien que le sexe masculin soit un facteur de risque de maladies cardiovasculaires communément décrit en population générale, certaines études suggèrent que les femmes auraient un risque plus important d’hospitalisation pour insuffisance cardiaque chez les patients allogreffés. Le dimorphisme sexuel pourrait influencer l’impact de l’enzyme, notamment en raison du rôle des œstrogènes augmentant l’expression de l’enzyme ou encore des différences pharmacocinétiques des chimiothérapies variable selon le sexe. Notre projet a donc pour but de comprendre s’il existe un lien entre enképhalinase et système immunitaire dans un contexte de dysfonction cardio-circulatoire. Pour cela, nous allons étudier le rôle de l’enzyme dans la physiopathologie de la dysfonction cardiaque survenant dans l'allogreffe de cellules souches hématopoïétiques à l'aide d'un modèle murin pré-clinique d'allogreffe.
Bénéfices attendus
La physiopathologie de la dysfonction cardiaque survenant après une allogreffe reste encore peu explorée, bien qu’elle soit fréquente et puisse aggraver le pronostic des patients. Une meilleure compréhension de ces mécanismes pourrait rapidement permettre, à court et moyen terme, d’identifier des facteurs de risque précoces et d’adapter la surveillance et la prise en charge clinique des patients. À plus long terme, ces recherches contribueraient également à améliorer la pratique médicale et à développer des stratégies préventives en cardio-oncologie.
Procédures
Les animaux seront soumis à plusieurs interventions : les souris "receveuses" recevront en intra péritonéal un traitement. La durée de l’injection sera d’environ 10 secondes par souris. Les souris « donneuses » seront prélevées au niveau des tibias et fémurs après leur mise à mort (5min x1). L’injection de la moelle osseuse aux souris « receveuses » se fera sous anesthésie générale en rétro-orbitaire (5min x1). Post-greffe, un prélèvement sanguin sous anesthésie générale supplémenté par un collyre analgésiant et des échocardiographies seront réalisés (5min x 5) pour suivre leur fonction cardiaque.
Impact sur les animaux
Les animaux seront sujets à différentes injections : intra-péritonéales pour les anesthésies et les médicaments et rétro-orbitaire pour la greffe de cellules de moelle osseuse. Ces injections pourront induire un stress et une gêne chez l’animal. Des prélèvements sanguins en rétro-orbitaire seront réalisés sous anesthésie générale et en appliquant préalablement un collyre analgésiant. Les prélèvements en rétro-orbitaire pourrait générer un stress et une douleur chez l’animal. Les prélèvements seront effectués en alternant l’œil à chaque fois afin de minimiser les risques de traumatisme oculaire chez la souris.
Devenir
Mise à mort des animaux suite au prélèvement rétro-orbitaire pour permettre la récupération des organes (cœur, poumon, foie, rate, rein gauche et rein droit) ainsi que de la moelle osseuse pour des futurs analyses.
Remplacement
L'objectif principal est d'étudier le rôle de l’enzyme dans la physiopathologie de la dysfonction cardiaque survenant dans l'allogreffe de CSH (cellules souche hématopoïétique) à l'aide d'un modèle murin pré-clinique d'allogreffe, en tenant compte du dimorphisme sexuel de l’enzyme. Les modèles in vitro et organoïdes ne peuvent mimer les phénomènes pathophysiologiques systémiques mis en jeu dans la maladie, d'où la nécessité d'utiliser un modèle in vivo.
Réduction
Les groupes expérimentaux ont été conçus de façon à réduire au maximum le nombre d’animaux utilisés. Le nombre d’animaux par groupe a été déterminé par calcul statistique pour mettre en évidence une différence significatif entre les groupes. Notre critère de jugement principal sera la diminution de la fraction de raccourcissement du ventricule gauche (paramètre indiquant une dysfonction de la contraction cardiaque). La taille de l’échantillon (sample size) a été calculée en utilisant “The Cohen’s d calculation”. Prenant en considération un seuil de signification de p
Raffinement
Des points limites adaptés et une surveillance quotidienne des animaux permettent de prévenir toute forme de souffrance des animaux. Les protocoles expérimentaux se feront sous anesthésie générale (kétamine 80-100 mg/kg) afin d’éviter le plus possible une quelconque douleur chez l’animal. Lorsque l’animal sera totalement endormi (test du reflexe à la patte), l’animal sera placé sur une plaque chauffante à 37°C. Un collyre analgésique (tétracaïne 1%) sera utilisé avant chaque injection et prélèvement rétro-orbitaire. Les animaux seront surveillés quotidiennement par les expérimentateurs et/ou le personnel de l’animalerie. L’optimisation du protocole inclura une seule anesthésie (kétamine 100 mg/kg) permettant l’évaluation de la fonction cardiaque par échocardiographie et le prélèvement sanguin.
Choix des espèces
Le modèle murin présente de nombreux avantages pour notre projet de recherche. Elles partagent une grande homologie génétique et physiologique avec les humains, ce qui permet de mieux comprendre les processus biologiques et les maladies chez l’humain. Ensuite, les souris se reproduisent rapidement et sont relativement peu coûteuses à élever, ce qui permet d'obtenir rapidement des cohortes expérimentales. Outre sa petite taille et son hébergement aisé, le modèle de dysfonction cardiaque aigue comporte de nombreuses similitudes avec la dysfonction cardiaque chez l’Homme. Les souris transgéniques enképhalinases sont viables et asymptomatiques, elles se reproduisent normalement. Leur phénotype n’est pas dommageable
Essai d’efficacité et de sécurité de nouveaux dispositifs chirurgicaux en chirurgie mini-invasive – EU 1/2 MODIFICATION
- Recherche appliquée
- Troubles cardiaques
- Troubles gastrointestinaux
- Troubles nerveux
- Troubles respiratoires
- Troubles urogénitaux
- Tests réglementaires
- Autres tests de tolérance et d’efficacité
Répondant à des demandes de prestation de service pour valider des dispositifs médicaux, 380 porcs vont être utilisés dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, une partie opérée sans réveil. Chaque animal subit des interventions chirurgicales sous anesthésie pouvant durer jusqu'à quatre heures, des imageries répétées sur six mois et des prises de sang. Les bénéfices annoncés concernent la sécurité de dispositifs destinés à des patients humains. Tous sont tués en fin de projet pour l'autopsie, dans un cadre présenté comme une offre commerciale de recherche et de développement.
Objectifs
Ce projet de recherche et de développement vise à répondre à différentes demandes de validation préclinique de dispositifs médicaux (DM) innovants sur modèle porcin. Selon la réglementation, on entend par DM, tout instrument, implant, appareil, équipement, logiciel ou réactif utilisé, seul ou en association, à des fins médicales chez l’Homme. Ce projet détaille les procédures pouvant être utilisées chez les porcs pour évaluer des DM, en assurant leur prise en charge médicale selon les niveaux de complexité des interventions. La mise en œuvre du projet s’appuie sur l’expertise de nos équipes dans les approches chirurgicales mini-invasives, pour tester l'efficacité et la sécurité de DM en recourant à des méthodes et des équipements à la pointe de la technologie et de l’innovation. Dans le but de répondre à la demande de prestation de service aussi bien en recherche et développement que pour la réalisation d’études conformes aux BPL (Bonnes Pratiques de Laboratoire), ce projet vise à couvrir de façon générale plusieurs DM dont la pertinence scientifique et la licéité de mise en œuvre chez l’animal auront été préalablement évaluées par le comité scientifique de l’établissement. Dans le cadre de ces tests réalisés pour des équipes internes ou externes, deux types d’événements sont explorés : ceux liés directement au DM testé et ceux qui sont en rapport avec la technique d’implantation ou opératoire. L’objectif est d’évaluer les principales complications pouvant apparaitre pour établir le rapport bénéfice/risque du dispositif médical testé. MODIFICATION : Des imageries supplémentaires (IRM, scanner et/ou angiographie) seront réalisées afin d’apporter une valeur ajoutée au protocole initial, en permettant une caractérisation plus précise des structures d’intérêt, une évaluation fine des modifications morphologiques et fonctionnelles induites par la procédure expérimentale, et la détection d’éventuelles complications. Les animaux seront transportés dans un autre établissement pour la réalisation de ces examens, dans des conditions sécurisées, sous anesthésie générale et avec un monitoring continu, afin de garantir leur sécurité et leur bien-être tout au long du transport et de la procédure.
Bénéfices attendus
Les bénéfices attendus lors de ce projet concernent l’effiacité thérapeutique et la sécurité (éviter les effets secondaires) de dispositifs médicaux utilisables chez des patients humains principalement dans le domaine chirurgical.
Procédures
Les interventions se dérouleront sous anesthésie générale pendant la durée de l'intervention pouvant aller jusqu'à 4h maximum. MODIFICATION : Des imageries en plus des échographies seront réalisées un nombre défini de fois par animal, en fonction des objectifs expérimentaux, généralement en pré-opératoire pour obtenir une évaluation de référence et en post-opératoire pour suivre les modifications induites par la procédure. Sur une période de suivi longue durée suite à l‘implantation d’un dispositif, la position du dispositif pourra être contrôlé par imagerie de façon régulière (1à 2 fois par mois selon le dispositif sur une durée pouvant aller jusqu’à 6 mois). Ces examens d'imagerie sont d'une durée approximative de 15 minutes par animal. Des prises de sang sur animal anesthésié pourront également être réalisées afin de réaliser des bilans sanguins ou de suivre des paramètres biologiques spécifiques. Le nombre maximum de prises de sang et le délai entre chaque dépendra du volume prélevé. Ainsi ce délai pourra aller de 24h pour des petits volumes de sang jusqu’à 3 semaines si un volume de sang important venait à être prélevé.
Impact sur les animaux
Les effets indésirables pour les animaux sont liés aux actes suivants : - Anesthésie : injection intra-musculaire (douleur transitoire au site d'injection), pose de cathéter à la veine auriculaire (douleur locale au site d'insertion du cathéter, risque d'hématome), risque d’hyperthermie maligne liée aux anesthésiques, risque de défaillance cardiorespiratoire - Pose du dispositif ou test d’un instrument/équipement/réactif/logiciel : douleur et/ou infection au site de pose/test, réaction inflammatoire locale, saignement transitoire - injections : * intra-veineuses: elles sont faites dans le cathéter limitant ainsi la douleur locale (on ne pique qu'une fois) et le risque d'hématome. * sous-cutanées ou intra-musculaire : douleur locale. * Les susbtances injectées sont toutes médicamenteuses, un des rares effets indésirables potentiels serait une réaction allergique
Devenir
L’ensemble des animaux est mis à mort en fin de projet car une autopsie doit être réalisée afin de prélever des organes et ainsi d’étudier l’effet du dispositif médical.
Remplacement
Toute évaluation d’un dispositif médical doit apporter des preuves suffisantes de son efficacité et de sa sécurité pour autoriser son utilisation sur des patients avec un taux de réussite optimal (durée d’intervention, efficacité du geste). L’étude initiale du DM sur simulateurs et modèles ex vivo permet d’en tester le concept et la faisabilité technique. Elle doit être souvent complétée par des études de compatibilité, d’efficacité et de sécurité qui nécessitent une phase d’expérimentation sur organisme entier vivant. Les procédures innovantes sont ainsi reproduites dans des conditions proches de la clinique, précliniques, qui incluent également les situations parfois difficiles liées aux voies d’abord, repères anatomiques, complications. Il n’existe pas de modèle ex-vivo ou d’autres possibilités de remplacement suffisantes pour valider intégralement l’efficacité et la sécurité de certains DM avant leur utilisation chez l’Homme, en particulier dans les contextes d’indications chirurgicales effectuées par des approches mini-invasives innovantes. A un stade de développement avancé, il devient nécessaire d’intervenir sur organisme entier vivant pour reproduire des situations cliniques, parfois complexes, de façon réaliste, en prenant en compte les complications éventuelles (voies d’abord, repères anatomiques, hémorragie, nécrose, viabilité des organes, compatibilité…). Les résultats des expérimentations animales permettront de rejeter des DM /procédures inefficaces et/ou dangereux en conditions « réelles », d’élaborer de manière optimale les protocoles de recherche cliniques en cas de résultats positifs et, à terme, de valider de nouveaux DM/ procédures cliniques innovantes utilisables chez les patients humains.
Réduction
Le nombre d’animaux a été réduit au maximum afin d’obtenir des résultats statistiquement exploitables permettant d’envisager une application chez l’Homme. Les interventions sont réalisées par des chirurgiens experts, ce qui limite le nombre d’animaux nécessaires en optimisant le taux de succès. Chaque DM sera testé préalablement sur un faible effectif d’animaux (2 à 6) avant d’engager une étude plus complète après avis d’experts et d’éventuelles améliorations du dispositif et/ou de la procédure. 380 porcs sont prévus. Ceci est une estimation a priori pour tester une trentaine de DM innovants sur la durée de ce projet. Le nombre requis précisément dépendra des caractéristiques de chaque DM, de son caractère innovant, de la complexité de la procédure, de l’expérience du chirurgien et des risques estimés. Nous ne faisons pas de tests statistiques car il s’agit de preuves de concept sur un très faible nombre d’animaux. Les usages sur le marché du DM et notre expérience montrent que 6 porcs sont généralement nécessaires pour les études de faisabilité et preuves de concept (principalement sans réveil, mais pouvant parfois être réalisées en survie sur un faible effectif), puis en moyenne 10 pour l’évaluation préclinique (sans réveil ou en survie). Nous estimons que sur les 30 DM testés en faisabilité, 70% pourraient passer en phase d’évaluation préclinique : les procédures seront d’abord soumises à un expert pour validation, puis réalisées étape par étape avec évaluations intermédiaires et propositions d’amélioration.
Raffinement
Le protocole prévoit des procédures mini-invasives réalisées sous anesthésie générale. Dans les études de faisabilité, de nombreux DM peuvent être évalués sans nécessité de réveiller l’animal en fin d’expérimentation. Dans les études de compatibilité, d’efficacité et de sécurité du DM, les animaux seront réveillés après l’intervention et seront soumis à un suivi clinique quotidien par du personnel qualifié, sous couverture antalgique dès que nécessaire, et hébergés dans un environnement contrôlé (température, hygrométrie) et enrichi : Les porcs sont des animaux sociaux, propres, avec un instinct de fouissement et d’exploration des matériaux. L’enrichissement apporté pour favoriser leurs comportements naturels comprend une stabulation en groupe social lorsque possible, la mise à disposition de jouets à mâchouiller, à manipuler (balles, jouets, chainettes...), l’accès à des zones de repos distinctes des zones de défécation. L’environnement sonore en animalerie est aussi apaisé par la diffusion de musique. Toute altération de leur état général sera reportée au vétérinaire et au responsable de l’intervention médicale qui mettront en œuvre des traitements adaptés. Des critères d’arrêt anticipé en cas de survenue de complications sont définis et validés par la structure en charge du bien-être animal. Toutes les interventions chirurgicales sont réalisées sous anesthésie générale avec monitoring et gestion de la douleur. Une surveillance rapprochée des animaux permettra d’adapter le traitement à leur état clinique sur avis vétérinaire. Les modalités d’hébergement (paramètres environnementaux, alimentation, enrichissement, socialisation) sont contrôlées quotidiennement par des animaliers habilités. Si certains animaux présentaient des signes de souffrance ou de mal-être avant la fin de la période de survie, ils seraient euthanasiés et les données exploitables collectées. Le protocole sera alors revu avec les experts et affiné avant de recommencer une nouvelle série d’animaux. La SBEA (Structure du Bien-Etre Animal) est associée aux décisions relevant du bien-être des animaux en cours d’étude. A la fin du protocole, une étude rétrospective sera réalisée afin d’améliorer de façon continue nos protocoles et nos modèles. MODIFICATION: Les animaux seront transportés anesthésiés vers le deuxième établissement, avec monitoring des paramètres vitaux et maintien de la température à l’aide de couvertures de survie, assurant sécurité et confort.
Choix des espèces
Le Porc est un modèle de choix de par sa taille et son anatomie comparables à l’Homme, il permet l’utilisation d’instruments et équipements de chirurgie, endoscopie notamment, conçus pour l’Homme, et ainsi de reproduire de façon pertinente les procédures en clinique. Notre laboratoire dispose d’une forte expertise sur ce modèle avec de nombreuses données scientifiques disponibles (anatomie, chirurgie…). Des porcs, jeunes adultes entre 25 et 60 Kg, seront utilisés. La taille des organes des porcs à ce stade de croissance correspond déjà à ce qui peut être observé en clinique chez l’Homme, il offre les repères anatomiques recherchés par le praticien et permet d’utiliser les mêmes équipements et matériels chirurgicaux que chez le patient. Dans certains cas, en particulier pour les survies supérieures à 3 mois, le modèle « miniporc » (15-30 kg) pourra être retenu pour ses caractéristiques de croissance plus faible. Ce modèle de cochon « miniature » permet en effet de suivre sur du long terme un dispositif in situ sans qu’il soit trop impacté par la croissance rapide de certains organes (le porc charcutier « standard » peut prendre jusqu’à 800g par jour). Pour les porcs charcutiers, la durée de survie maximale a été fixée à 6 mois afin de limiter les contraintes zootechniques liées à la manipulation d’animaux pouvant dépasser les 100kg.