Recherche appliquée
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Evaluation de l’efficacité d’ondes électromagnétiques dans le traitement de la septicémie dans un modèle souris.
- Recherche appliquée
- Maladies infectieuses
462 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, 360 dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré et 102 un niveau léger. Elles sont infectées par des bactéries multirésistantes pour provoquer une septicémie, reçoivent jusqu'à quatre injections ou prises par jour pendant cinq jours, et sont exposées trois fois au maximum à des ondes électromagnétiques, une heure par séance, immobilisées dans un tube ou sous anesthésie. Le porteur décrit une fatigue, une respiration difficile, un arrêt du toilettage et une perte de poids qui s'accentuent sur 24 à 72 heures sans traitement efficace, avec une surveillance portée jusqu'à trois fois par jour. Des souris sans poil, génétiquement modifiées et immunodéprimées, seront utilisées pour améliorer le signal de bioluminescence, et le porteur conclut qu'aucun modèle in vitro ou in silico ne remplace l'animal dans une infection généralisée.
Objectifs
D’après le site de l’Organisation Mondiale de la Santé et les données scientifiques, en 2017, près de 50 millions de cas de septicémie et 11 millions de décès liés à cette maladie ont été recensés dans le monde. Cela représente encore près de 20% de l’ensemble des décès dans le monde dont près de la moitié ont été enregistrés chez les enfants de moins de 5 ans. Le sepsis est généralement causé par des bactéries nosocomiales, bien souvent résistantes aux traitements disponibles sur le marché, induisant rapidement un choc septique généralisé conduisant au décès du patient. Il y a donc une urgence dans la recherche et dans la découverte de nouveaux traitements efficaces contre ces bactéries multi-résistantes aux traitements. L’utilisation des ondes électromagnétiques comme approche thérapeutique suscite un intérêt croissant en raison de leur potentiel à moduler des processus biologiques sans recours à des agents chimiques. Dans le contexte des infections septicémiques dues à des bactéries multirésistantes, cette stratégie innovante pourrait offrir une alternative ou un complément aux traitements conventionnels, en ciblant la physiopathologie de l’infection par des mécanismes non pharmacologiques. Ce projet consiste à évaluer l’efficacité thérapeutique des ondes électromagnétiques dans le traitement de sepsis générés par infection avec des souches de bactéries multirésistantes aux traitements, bioluminescentes ou non (de type E. Coli, K. Pneumoniae, A. Baumannii, P. Aeruginosa ou encore S. Aureus) en modèle murin.
Bénéfices attendus
Ce projet permettra l’utilisation de nouvelles thérapies (expositions à des ondes électromagnétiques) appliquées seules ou en association avec des traitements antibiotiques existants pour potentialiser leur effet pour mieux contrôler et améliorer la prise en charge des infections bactériennes responsables de septicémies rencontrées notamment dans les hôpitaux.
Procédures
Les animaux seront infectés par une injection de bactéries. Chaque injection environ 1 à 2 minutes par animal. Les animaux pourront recevoir des traitements dans la limite de 4 injections ou prises par jour. Les injections sur animal vigile seront réalisées en 1 à 2 minutes. Celles réalisées sur animaux anesthésiés dureront (en comptant l’anesthésie) environ 5 minutes. La durée totale des traitements ne pourra être dépasser 5 jours. Les animaux seront également exposés aux ondes électromagnétiques sous anesthésie ou bien maintenu dans un tube/ boîte afin de limiter leur mouvement. La durée d’une session de traitement n’excèdera pas une heure et 3 sessions d’exposition seront réalisées au maximum. En cas d’utilisation de souches bactériennes bioluminescentes, des suivis de la bioluminescence au maximum pendant 7 jours sur toute la durée de l’étude seront réalisés sur animaux anesthésiés afin d’éviter tout mouvement des animaux pendant les phases d’acquisition des images. La durée de l’acquisition de bioluminescence, en comptant l’anesthésie, sera d’environ 10 minutes. Au maximum 4 prélèvements de sang à différents délais pourront être réalisés sous anesthésie ou en vigile en fonction de la voie de prélèvement. Le prélèvement durera 2 min en vigile et 5 minutes sous anesthésie (anesthésie comprise).
Impact sur les animaux
Les modèles étudiés dans ce projet correspondent à des infections généralisées qui peuvent provoquer, dans les heures suivant l’infection, différents signes de malaise chez les animaux : fatigue, diminution de l’activité, respiration plus difficile, manque de toilettage ou perte de poids. Sans traitement efficace, ces signes peuvent s’accentuer progressivement au cours des 24 à 72 heures suivant l’infection. Comme l’évolution peut varier d’un animal à l’autre, une surveillance clinique est réalisée au minimum une fois par jour. En cas de signes d’aggravation, la fréquence d’observation peut être augmentée jusqu’à trois fois par jour. Cette surveillance permet d’identifier rapidement un seuil défini à l’avance (appelé point limite) afin de mettre en place les mesures nécessaires pour limiter au maximum la souffrance animale. Les animaux seront manipulés régulièrement pour les pesées, les examens cliniques ou les traitements. Certaines procédures demandent une anesthésie ou un temps de manipulation plus long (jusqu’à environ 1 heure), tandis que d’autres durent seulement quelques minutes. Ces étapes peuvent provoquer un stress passager ou, plus rarement, de petits effets indésirables comme un hématome après une prise de sang. Tout sera mis en œuvre pour réduire ces effets.
Devenir
Le modèle d’infection étant généralisé (septicémie) et les études d’évaluation de l’effet de l’exposition aux ondes électromagnétiques de la procédure n°1 et d’efficacité de la procédure n°2 nécessitant des prélèvements d’organes afin de réaliser des analyses, les animaux seront systématiquement euthanasiés en fin d’étude.
Remplacement
Malheureusement à ce jour, malgré les évolutions constantes des modèles in-vitro et in-silico, aucun modèle ne permet de remplacer totalement le modèle animal d’autant plus dans le cas d’une infection généralisée comme celui de la septicémie. Cependant, en amont de ce projet, des études in vitro de non-toxicité et d’efficacité ont été réalisées respectivement sur des cultures cellulaires humaines et des cultures bactériennes sur gélose.
Réduction
Le nombre d’animaux utilisés sera déterminé en fonction des besoins réels de chaque étape du projet. Une première petite étude sera réalisée pour vérifier l’effet de l’application d’ondes électromagnétiques sur la physiologie des souris. Pour cette étape, un minimum de six animaux par condition testée sera nécessaire. Pour les études principales, au moins deux groupes d’animaux seront constitués (un groupe traité et un groupe non traité), avec un minimum d’environ six animaux par groupe, afin d’évaluer l’effet potentiel du traitement. Pour certaines mesures nécessitant l’utilisation de bactéries produisant de la lumière, deux animaux supplémentaires seront inclus afin de mesurer le niveau normal de signal. L’utilisation de ces bactéries bioluminescentes permet de suivre l’évolution de l’infection chez les mêmes animaux au fil du temps, sans avoir à les euthanasier pour obtenir ces données. Cela contribue à réduire le nombre total d’animaux nécessaires pour mener à bien le projet.
Raffinement
Une période d’acclimatation de minimum 5 jours sera respectée. Les animaux seront hébergés en cage en portoir ventilés avec des enrichissements appropriés, en groupes sociaux, y compris les souris contrôles non infectées (nécessaire à l’évaluation du bruit de fond de bioluminescence) qui seront à minima au nombre de 2 par étude afin d’éviter leur isolement. En cas d’agressivité, des enrichissements supplémentaires (cachette supplémentaire et un morceau de papier en cellulose de bois) seront ajoutés dans la cage afin de réduire au maximum l’agressivité et de ne pas avoir recours à l’isolement de l’animal agressif en première instance. Les actes techniques, en particulier ceux nécessitant une anesthésie des animaux seront, autant que possible, regroupés pour limiter le nombre d’anesthésie. Lors de chaque anesthésie, un gel oculaire sera appliqué afin d’éviter le dessèchement cornéen et les animaux seront placés autant que possible sur tapis chauffant ou sous lampe chauffante pour éviter l’hypothermie. Au cours de ces études, les animaux seront suivis par du personnel formé et qualifié au minimum 1 fois par jour et jusqu’à trois fois par jour (poids, suivi clinique avec grille de scoring et éventuellement mesure de la température corporelle) en fonction de la virulence de la souche bactérienne inoculée ainsi que des stades de progression de l’infection. Cela permettra de détecter les stades précoces d’un état de santé dégradé afin de mettre en place des mesures de prises en charge aussi rapidement que possible (mesures de soutien de type hydratation, hébergement individuel, …) ou la mise à mort en cas d’état de santé considérablement dégradé et irréversible. Ce suivi renforcé pourra être complété par une visite vétérinaire.
Choix des espèces
L’espèce souris a été choisie car c’est un modèle standard, polyvalent (multiplicité des souches disponibles dont certaines sans poil) et couramment utilisé dans les études d’infections bactériennes. De plus, sa taille réduite permet l’utilisation de technique d’imagerie optique corps entier ce qui est cruciale pour le suivi d’une infection généralisée. Les souches de souris sans poil (immunocompétentes ou immunodéficientes) seront privilégiées dans le cas d’utilisation de souches bactériennes bioluminescentes pour obtenir les résultats les plus pertinents (absence de la bioluminescence naturelle des poils donc augmentation de la sensibilité). De ce fait des souris OGMs immunodéprimées pourront être utilisées. Les animaux seront hébergés en cage et manipulée en environnement confiné permettant ainsi de maintenir leur statut sanitaire et de ne pas observer de dommages liés à leur immunodépression. Les animaux utilisés pour ce projet seront des jeunes adultes, des deux sexes sans distinction, entre 6 et 9 semaines au moment de l’infection ou du premier traitement. Ce stade de développement permet d’avoir des animaux avec un système immunitaire mature (pas d’autre contrainte spécifique liée à l’âge).
Évaluation de la distribution sanguine et tissulaire ainsi que de l’élimination d’une immunoglobuline A dans un modèle murin d’inflammation de l’intestin.
- Recherche appliquée
- Toxicologie (hors obligations réglementaires)
Porteuses d'un récepteur humain et issues d'une lignée fournie par l'entreprise cliente, 15 souris subissent une inflammation intestinale induite, puis reçoivent par la bouche un anticorps marqué à un isotope radioactif. Elles vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger, réparties en groupes de trois. Toutes sont tuées par surdose d'anesthésiques, avec un prélèvement de sang terminal, pour mesurer la radioactivité dans les organes et les fluides. L'étude répond à la demande du conseil scientifique d'une entreprise, qui veut savoir où son candidat médicament se distribue et s'il s'accumule dans des organes non ciblés.
Objectifs
Les études de pharmacocinétique sanguine, de distribution tissulaire et d’élimination de candidats médicaments biologiques représentent une étape essentielle dans le développement d’un médicament. Ces études, demandées par les conseils scientifiques des entreprises clientes, ont pour but la compréhension et l’analyse du devenir du médicament dans l’organisme, d’évaluer une potentielle accumulation de ce dernier dans les organes et/ou tissus et ainsi de pouvoir mieux appréhender d’éventuels effets indésirables. Cette distribution est rendue possible par le marquage du candidat médicament avec un isotope radioactif non toxique aux doses utilisées, la radioactivité pouvant être suivie dans les tissus animaux après prélèvements. Notre projet vise à suivre le candidat médicament de notre client dans différents organes et à plusieurs moments différents afin d’évaluer sa distribution et son élimination. La souche de souris sélectionnée pour l’évaluation du candidat médicament est la lignée de souris fournie par notre client. Une inflammation intestinale sera induite chez les animaux avant l’administration par voie orale du candidat médicament préalablement marqués à l'élément radioactif afin de le tracer et de le quantifier dans les différents tissus et fluides biologiques d’intérêt. Le candidat médicament a été testé au préalable chez notre client et est connu pour ne pas présenter d’effets délétères. Il est dilué dans une solution respectant la physiologie de l’animal (solution saline).
Bénéfices attendus
Ce projet permettra de caractériser la distribution tissulaire du candidat médicament de notre client dans l’organisme (organes cibles et organes non-cibles où ils pourraient s’accumuler de manière non désirée).
Procédures
Sur animal vigile : administration du candidat médicament (1 fois, 15 s) , administration d'un prétaitement (2 fois, 15 s). Sur animal anesthésié : prélèvement de sang terminal sous analgésie (1 fois, 5 min).
Impact sur les animaux
Stress et douleur légère liés à l’administration du composé radiomarqué (environ 15 sec). Stress / douleur liés à l’injection du mélange d'anesthésiques (surdosage pour euthanasie) (environ 10 sec), perte de poids momentané n’excédant pas 10% du poids initial.
Devenir
Mise à mort de tous les animaux de la procédure lorsque l’une des conditions ci-après est remplie : prélèvement d’organe, atteinte d’un point limite justifiant la mise à mort de l’animal, fin de l’étude.
Remplacement
Le candidat médicament de notre client a déjà fait l’objet d’études d’efficacité in vitro et d’études in vivo au préalable. Néanmoins, évaluer la distribution tissulaire et l’accumulation d’un composé thérapeutique dans un organisme vivant implique d’être dans un système biologique complexe. En effet, son efficacité finale dépendra entre autres de son métabolisme et de sa distribution dans l'organisme ainsi que des caractéristiques de son environnement, ce qui n’est, actuellement, pas possible de reproduire in vitro. Il est donc nécessaire d'utiliser des animaux dans le cadre de ce projet. De plus, pour être efficace, le traitement testé a besoin de l’environnement cellulaire car il engendre des mécanismes cellulaires. Enfin la biodistribution du candidat médicament dépend de sa voie d’administration et cette étude in vivo nous permettra de vérifier l’accessibilité du traitement à la zone de l’inflammation.
Réduction
Les groupes d'animaux utilisés sont composés de 3 animaux par groupe car la méthode de quantification par mesure radioactive est très précise et répétable.
Raffinement
Afin de réduire le stress des animaux une période minimale de 5 jours d’acclimatation à la zone d’hébergement est effectuée. Ils sont également manipulés progressivement et régulièrement lors des changes et des surveillances afin de les habituer aux contentions et autres manipulations. Les animaux sont surveillés quotidiennement et des points limites les plus précoces possibles sont mis en place. Les animaux seront hébergés en groupes sociaux harmonieux de 3 par cage dans un environnement enrichi comme la réglementation l'exige. Toutes les cages de nos animaux contiennent trois enrichissements : tunnel placé en hauteur ou en bas en alternance, frisottis et coton ou buchette alternativement. Les injections et les prélèvements de sang effectués sur l’animal vivant le seront selon les bonnes pratiques de bien-être animal en termes de volumes, de matériel utilisé, d’anesthésie éventuelle et de préhension des animaux.
Choix des espèces
Le choix de la souris comme modèle in vivo est guidé par le haut niveau de similarité de sa biologie par rapport à l’homme, les outils et les structures disponibles pour sa manipulation et des temps de gestation et de sevrage courts. La lignée de souris a été spécifiquement développée pour l’étude de l’inflammation de l’intestin (récepteur humain spécifique du candidat médicament et système immunitaire immunocompétent). Les souris seront utilisées à un âge de 12 semaines lors de leur entrée en étude, âge auquel le système immunitaire de ces animaux est décrit comme mature.
Etude de l’efficacité d’un candidat médicament sur un modèle de fibrose pulmonaire idiopathique (FPI) chez le rat
- Recherche appliquée
- Troubles cardiaques
Intubés sous anesthésie générale, 2 300 rats reçoivent dans les poumons une substance qui y provoque une fibrose, puis un traitement quotidien pendant quatre semaines. Ils vont être utilisés dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, tous tués à la fin pour récupérer leurs organes. Le protocole prévoit des imageries cardiaques d'une vingtaine de minutes sous anesthésie, parfois l'implantation chirurgicale d'une pompe sous la peau, puis une chirurgie finale de mesure de pression dans le ventricule droit et l'artère pulmonaire, une ponction de sang dans le cœur et une mise à mort par surdose d'euthanasiant. Le porteur décrit un inconfort respiratoire pouvant aller jusqu'à la détresse, sans jamais nommer ni la substance qui induit la fibrose ni les composés testés.
Objectifs
La fibrose idiopathique pulmonaire (FPI) est une pathologie pulmonaire chronique rare représentant la forme la plus fréquente de fibrose pulmonaire et dont la prévalence est de 18 cas pour 100 000 habitants dans le monde. La durée médiane de survie après l’établissement du diagnostic est estimée entre 2 et 5 ans. La FPI se caractérise par une rigidification du tissu pulmonaire affectant son fonctionnement et entrainant une insuffisance respiratoire pouvant aboutir, à terme, à des troubles cardiaques. Cette pathologie se manifeste ainsi par un essoufflement progressif, une toux sèche, une fatigue et une diminution de la tolérance à l’exercice. Plusieurs facteurs de risque sont associés à cette pathologie tels que le tabagisme et la pollution atmosphérique, les infections virales chroniques ou encore sont d’origines génétiques. Les stratégies pharmacologiques actuelles ne permettent pas de guérir la maladie mais seulement de ralentir sa progression et s’accompagnent d’effets secondaires importants. La seule stratégie curative repose sur une transplantation pulmonaire très invasive qui s’accompagne d’un risque important de complications post-opératoires et dont les greffons sont en quantités limitées. Il est donc nécessaire de pouvoir développer et tester de nouveaux composés permettant de soigner cette pathologie. L’objectif du présent projet est de tester l’efficacité de nouveaux candidats médicaments dans un modèle préclinique chez le rat dont la pathologie est induite par l’administration d’une substance connue pour être à l’origine de fibrose pulmonaire chez l’Homme. Ce modèle repose sur l’administration de cette substance dans la trachée. L’efficacité du candidat médicament sera comparée à un ou plusieurs traitements de référence.
Bénéfices attendus
Le modèle de fibrose pulmonaire induite par l'administration d'une substance entrainant la fibrose apparait comme un modèle élaboré, présentant des marqueurs de l'inflammation précoces suivi par l’installation progressive de la fibrose des tissus pulmonaires, observée dans la maladie de la FPI chez l’Homme. Ainsi, des caractéristiques fonctionnelles et tissulaires aussi bien au niveau pulmonaire que cardiaque sont présentes chez les animaux induits, de manière similaire aux patients atteints de FPI. À terme, l’utilisation de ce modèle animal permettra de sélectionner des composés présentant des bénéfices sanitaires significatifs en vue d’essais cliniques.
Procédures
Les animaux sont d'abord mis sous anesthésie générale avant d'être intubés puis une canule est glissée dans les voies respiratoires de l'animal et une injection liquide contenant la substance induisant la fibrose est administrée rapidement (durée de l'intervention: 6-8 min) dans les poumons. Durant les 4 semaines suivantes, les animaux seront traités quotidiennement avec plusieurs composés ou des composés de références selon différentes voies d'administration (voie orale, intraveineuse, injection dans l'abdomen ou en sous-cutanée: durée de chaque administration = 1min). Au cours du protocole, les animaux seront à nouveau anesthésiés de manière générale afin de pouvoir effectuer des imageries cardiaques (environ 20 min par passage) intermédiaires (c'est-à-dire à 2 semaines post-administration) pour contrôler les répercussions de l'induction de la pathologie et l'effet potentiel des candidats médicaments ai cours du protocole. Une autre imagerie cardiaque sera effectuée en fin de protocol puis une chirurgie sera effecutée sous anesthésie et analgésie afin de réaliser des mesures de pression dans le ventricule droit et dans l'artère pulmonaire puis pourront être soumis à un prélèvement sanguin par ponction directe dans le coeur avant d'être mis à mort par surdose d'euthanasiant (durée 15min). En parallèle, ces animaux pourront subir un prélèvement sanguin par ponction directe de la veine du cou réalisée sous anesthésie générale ou dans la veine de la queue sans anesthésie (durée: 5 min par prélèvements).
Impact sur les animaux
Les animaux seront soumis à une administration dans les voies respiratoires avec la substance induisant la fibrose pulmonaire réalisée sous anesthésie générale et par intubation entrainant un risque d’irritation des voies respiratoires. L’administration de cette substance entraine une réponse inflammatoire pulmonaire rapide responsable d’un inconfort respiratoire et pouvant provoquer une détresse respiratoire plus ou moins sévère en fonction de la sévérité de la lésion. Dans les heures qui suivent l’administration de cette substance, une baisse de la mobilité peut être observée ainsi qu’une perte d’appétit et une baisse de l’hydratation entrainant une perte de poids. Une chirurgie d’implantation de pompe contenant les composés pourra être réalisée nécessitant une ouverture de la peau pouvant être source de douleur et/ou une gêne notamment avec la présence de la pompe et de la diffusion des substances via celle-ci. L’administration répétée de candidat médicament par voie orale, dans l'abdomen, intraveineuse ou sous-cutanée est une source de stress puisqu’il est nécessaire d’appliquer une contention chez le rat afin de pouvoir réaliser ces gestes. Un des effets indésirables potentiels est lié à l'administration du candidat médicament. Un problème lors du geste technique ou un effet secondaire du composé testé peut être observé surtout pour les nouvelles molécules avec peu de recul. Le traitement par injection dans l'abdomen peut entrainer une inflammation de l'abdomen. Le traitement par voie orale peut entrainer des fausses routes associées à des troubles respiratoires. Des prélèvements de sang seront réalisés soit sur animal sous anesthésie générale lorsque ce dernier sera effectué à la veine du cou soit sur animal vigile soumis à une contention, impliquant des ponctions directes dans les vaisseaux à l’aide d’une aiguille pouvant être à l’origine 1) d’une douleur, 2) de stress et 3) d’un écoulement sanguin persistant. Une nouvelle anesthésie générale est nécessaire pour chaque imagerie cardiaque ou lorsque des prélèvements sanguins à la veine du cou seront nécessaires. De même, en fin de protocole, des mesures des flux sanguins seront effectuées dans le ventricule droit et l’artère pulmonaire sur animal anesthésié, pouvant être suivie par un prélèvement de sang dans le coeur.
Devenir
Tous les animaux seront mis à mort à la fin de la procédure car il est nécessaire de récupérer les organes pour faire des analyses approfondies sur l'effets des composés.
Remplacement
L’objectif du projet est d’obtenir une preuve de concept d’efficacité de nouveaux composés in vivo. Afin d’évaluer l’effet de candidat médicament sur les marqueurs de l’inflammation et de fibrose des tissus pulmonaires ou cardiaques, le recours à un modèle animal est nécessaire. En effet, bien qu'une évaluation initiale de l'effet des composé peut-être effectué dans des modèles in vitro (permettant de faire un premier trie des composés les plus pertinents), ces derniers ne permettent pas d’induire et d’étudier les répercussions intégrées au niveau cardiorespiratoire et systémique, ni d’évaluer le devenir du candidat médicament.
Réduction
Le modèle de fibrose pulmonaire induite chez le rat à la suite de l’administration d'une substance connue pour induire de la pibrose dans les poumons est connu pour être reproductible permettant d’utiliser un nombre d’animaux réduit. Ajouté à cela, dans le cas où une imagerie cardiaque est pratiquée à un temps intermédiaire (à 2 semaines post-induction) en plus des mesures terminales, les animaux pourront 1) être répartis de manière aléatoire permettant ainsi d’homogénéiser les différents groupes et de diminuer ainsi la variabilité entre ces derniers, et 2) de faire un suivi sur plusieurs semaines sur les mêmes animaux limitant le nombre d’animaux utilisés.
Raffinement
A l’arrivée des animaux, une période d'acclimatation d’au moins 5 jours est respectée. Une importance particulière est portée au suivi des animaux pour prévenir et remédier à l’apparition de douleur ou de mal-être. Les points limites sont fixés avant le début des expérimentations . Les animaux seront hébergés par 2 ou 3 par cage selon leur poids. Des enrichissements multiples leur sont proposés (batônnets en bois, carrés de cellulose, rouleaux en carton), en alternance, pour limiter l’habituation et l’ennui. Les actes pouvant générer de la douleur seront réalisés sous anesthésie et/ou analgésie. Par ailleurs, les animaux seront habitués à la manipulation par l'Homme ainsi qu’aux environnements nouveaux afin de réduire le stress. Les animaux seront également habitués à la manipulation et à la contention pour diminuer le stress lié aux différentes procédures. L’administration de la substance induisant la fibrose dans les poumons sera réalisée sous anesthésie générale et les animaux seront surveillés en phase post-opératoire sur tout le reste de la journée. De la nourriture et/ou des gels enrichis seront déposés dans la cage afin de limiter la perte de poids des animaux après l’administration de la substance induisant la fibrose. Une réhydratation pourra être effectuées en cas de signes de déshydratation. Les prélèvements sanguins ainsi que les doses et volumes d’injection d’analgésiques ou des traitements avec les candidats médicaments seront réalisés selon les recommandations éthiques [doses et volume adaptées en fonction des voies d’administration. Après chaque prélèvement de sang, une une héhydratation sera réalisée (volume équivalent injecté directement dans la voie veineuse ou 2 fois le volume prélevé injecté en sous cutanée) afin de compenser la perte de sang. Les imageries cardiaques et prélèvements sanguins à la veine du cou seront réalisés sous anesthésie générale tout comme les mesures de flux sanguins. Ces derniers se feront également sous analgésie. Pour chaque anesthésie, les animaux seront placés sur un tapis chauffant retro-contrôlé et seront maintenus à une température comprise entre 36,5 et 37,5°C, et du gel ophtalmique sera déposé sur les yeux.
Choix des espèces
Le rat est largement utilisé en préclinique pour le modèle de fibrose pulmonaire. Il présente des structures alvéolaires et bronchiolaires suffisamment comparables à celle de l’Homme pour obtenir une réponse pro-inflammatoire suivie par l’installation de la fibrose pulmonaire, toutes deux typiques de la FPI. L'analyse des flux sanguins (pression artérielle et cardiaque) et imageries cardiaques sont également sensiblement comparables et peuvent être partiellement transposables à celles observées chez les patients FPI. Le rat présente une bonne tolérance physiologique à la substance induisant la pathologie dont le développement est stable et reproductible chez cette espèce. Le rat permet également de réaliser des prélèvements sanguins longitudinaux ainsi que de collecter des volumes sanguins suffisants pour étudier de manière plus précise la pharmacocinétique d’un composé dans l’organisme. Des rats âgés de 5-7 semaines le jour de l’administration intratrachéale de cette substance (entre 180-300g) seront utilisés dans ce projet car la grande majorité des résultats de la littérature concernant ce modèle a été obtenue sur des rats appartenant à cette gamme de poids.
Conséquences de l’exposition prénatale aux substances per et polyfluoroalkylées (PFAS) sur le placenta et le développement fœtal chez la souris gestante.
- Recherche appliquée
- Troubles urogénitaux
- Recherche fondamentale
- Système urogénital
162 souris gestantes reçoivent un gavage de PFAS par jour pendant toute leur gestation, sept gavages de cinq minutes chacun. Leurs 1 296 souriceaux sont comptés dans le projet, ce qui porte à 1 458 le nombre de souris utilisées, 1 296 dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger et 162 un niveau modéré, toutes tuées pour prélever le sang et les organes. Le porteur indique que les petits pourraient présenter un retard de croissance, des anomalies du comportement social et de la vocalisation, voire une mortalité néonatale en cas d'exposition importante. Il revendique la souris gestante comme un "organisme entier", tout en décrivant le modèle cellulaire complexe de placenta humain qu'il utilise en parallèle.
Objectifs
Des données émergentes suscitent des préoccupations concernant les effets de l'exposition aux polluants de la famille des substances per et polyfluoroalkylées (PFAS), sur la santé placentaire et le développement du fœtus, augmentant ainsi la vulnérabilité maternelle et fœtale. Particulièrement, quatre substances PFAS associés soit à des modifications histologiques de la vascularisation placentaire, soit à un vieillissement précoce des villosités placentaires. Des études épidémiologiques ont montré que l'exposition gestationnelle aux PFAS est associée à un risque accru de complications de la grossesse, notamment le développement de maladies cardiovasculaires comme la prééclampsie, et pourrait également exposer le fœtus à des effets néfastes sur sa santé, tels qu'un faible poids à la naissance. Par ailleurs, des travaux récents chez l'homme et l'animal ont suggéré que l’altération de la fonction vasculaire feto-placentaire pourrait constituer un mécanisme clé de toxicité aux PFAS pendant la grossesse. Le projet global consistera à étudier les effets de l’exposition aux PFAS durant la grossesse sur le placenta et le fœtus en s’appuyant sur des données collectées sur une cohorte de patientes suivies pendant leur grossesse en France pour l'exposition aux polluants, y compris les PFAS. Les PFAS associés à des altérations histologiques du placenta feront l'objet d'une étude approfondie dans notre projet. Les impacts de l’exposition aux PFAS candidats seront d'abord étudiés sur un modèle de cellules placentaires, puis sur un modèle d’explants de placenta humain, et enfin sur un modèle de souris. L’ objectif de ce projet sera : D’évaluer l'impact de l'exposition à ces PFAS sur le développement placentaire et fœtal chez la souris gestante.
Bénéfices attendus
Les bénéfices attendus de ce projet sont multiples et s'inscrivent dans une perspective de prévention et d'amélioration des connaissances sur les risques liés à l'exposition aux PFAS durant la grossesse. La caractérisation des mécanismes par lesquels les PFAS affectent la santé placentaire et fœtale est cruciale pour mieux comprendre les risques d'une exposition au cours de la gestation. En effet, la perte d'intégrité placentaire est un phénomène qui peut non seulement perturber le déroulement de la grossesse, mais aussi altérer le développement du cerveau fœtal. L’utilisation du modèle de souris gestante permettra d’évaluer l'impact de l’exposition aux PFAS dans un environnement biologique plus complexe, facilitant l’observation des effets sur la santé du fœtus et sur le développement de possibles pathologies futures. Toutefois, bien que certaines études aient exploré les effets des PFAS sur la santé placentaire, aucune n’a jusqu'à présent approfondi la caractérisation de l'impact de ces substances sur la structure placentaire, ni étudié leur effet potentiel sur l'interaction entre le placenta et le développement cérébral du fœtus. Ce projet permettra de combler ces lacunes en apportant une compréhension plus élargie de la réponse gestationnelle aux PFAS et d’identifier des altérations du cerveau fœtal, connues pour évoluer en troubles cognitifs durant l'enfance. À long terme, ce projet permettra de mieux évaluer les risques sanitaires associés à l'exposition aux PFAS et de définir des critères pour une réglementation plus stricte. Il permettra d'élaborer de nouvelles stratégies de surveillance, de prévention et d'atténuation des risques liés à l’exposition aux PFAS chez les femmes enceintes et les fœtus, tout en permettant l'établissement de valeurs seuils à ne pas dépasser afin de réduire les risques de pathologies chez les générations futures.
Procédures
Les gavages réalisés seront effectués une fois par jour chez les souris femelles adultes gestantes pendant toute la gestation. Celle-ci durera 5 min par gavage et par animal. Au total chaque souris recevera 7 gavages au cours de la gestation.
Impact sur les animaux
Le gavage avec une solution de PFAS peut provoquer un inconfort temporaire, notamment lors de l’introduction de la sonde, ce qui pourrait entraîner une douleur se limitant à la période de manipulation. La procédure de gavage, en particulier si elle est répétée peut entrainer du stress ainsi qu'une perte de poids modérée et une réduction de la mobilité. Des effets liés aux PFAS peuvent également être observés comme des troubles gastro-intestinaux (diarrhée, vomissements légers). Les souriceaux pourraient présenter un retard de croissance (un poids à la naissance inférieur à la moyenne), des anomalies comportementales (recherche de nid, comportement social, communication via vocalisation), voire une mortalité néonatale en cas d'exposition importante aux PFAS. A long terme, des signes d’altérations neurologiques pourraient persister. Ces paramètres seront surveillés de très près pendant toute l’étude.
Devenir
Afin de mener ce projet et d’évaluer les effets des PFAS, le sang ainsi qu’un ou plusieurs organes seront prélevés sur les animaux pour être analysés, ce qui implique que les animaux devront être euthanasiés avant de réaliser ces prélèvements.
Remplacement
Cette étude examine les effets de l'exposition prénatale aux PFAS chez la souris gestante et son fœtus. L'objectif est de mieux comprendre comment ces substances peuvent affecter le fonctionnement du placenta et, potentiellement, le cerveau du fœtus, un organe particulièrement vulnérable. Les perturbations dans le développement du cerveau du fœtus peuvent avoir des conséquences importantes sur la santé du fœtus, à long terme. L’étude a été initiée par l’étude les liens entre les niveaux de PFAS dans le sang des femmes enceintes et des anomalies dans la structure du placenta. Cette analyse a été effectuée sur des données collectées sur une cohorte de patientes enceintes suivies durant leur grossesse pour examiner les liens possibles avec des marqueurs de vieillissement ou de vascularisation dans le placenta. Avant de passer sur le modèle animal, nous avons réalisé des études cliniques, in vitro et ex-vivo qui confortent nos hypothèses et nous incitent à considérer un modèle in vivo. Le projet comprend plusieurs volets innovants qui visent à réduire/remplacer l'utilisation des animaux en utilisant: - Un modèle cellulaire complexe de placenta qui regroupe les différents types cellulaires présent dans le placenta humain sera également utilisé pour étudier l'impact des PFAS, en simulant les interactions entre tous les types de cellules présentes dans le placenta. - A la suite de la publication des résultats sur le placenta humain et en vue de l’intérêt suscité par cette étude, des expériences en laboratoire seront menées sur des cellules placentaires humaines pour étudier les effets des PFAS et leurs effets sur le placenta. En dépit de toutes les approches citées ci-dessous, notre projet ne pourra pas se passer du modèle animal. En effet, l’organisme entier offre la possibilité d’étudier les réponses globales des différents types cellulaires et d'analyser les interactions entre différents organes, cas du placenta et du cerveau fœtal. Les mécanismes recherchés ne peuvent être caractérisés que dans un contexte d’organisme entier, et non sur des cellules isolées au laboratoire dans un contexte non physiologique. L’utilisation du modèle de souris dans un contexte plus physiologique propose une recherche complète qui fournira des informations sur les effets potentiels à court et à long terme. Ainsi, ce projet vise à fournir une compréhension approfondie des effets des PFAS pendant la grossesse et leur impact potentiel sur la santé du fœtus.
Réduction
Il est prévu d’utiliser 162 souris femelles qui donneront naissance à environ 8 souriceaux chacune, soit 1458 souris au total sur une durée de 5 ans. Ces souris seront divisées en plusieurs groupes et recevront un traitement différent de PFAS. Le nombre de souris femelles a été calculé et réduit au minimum de façon à ce que les résultats puissent être exploités et interprétés de façon fiable d'un point de vue statistique. Pour réduire le nombre d’animaux utilisés, nous nous sommes appuyés sur des données de la cohorte sur les patientes enceintes qui a identifié les PFAS les plus pertinents à caractériser dans un organisme entier, la souris gestante. Le modèle murin sera exclusivement employé pour valider les effets observés et réaliser des expériences complémentaires, et non pour des identifications initiales.
Raffinement
Les souris seront suivies tous les jours de la semaine par les personnes impliquées dans le projet et les week-end par les personnes d’astreinte. Les souris gestantes ayant mis bas avec leurs souriceaux seront suivies tous les jours dès l’accouchement, jusqu’au moment de séparation des petits de leur mère (J42). Différents paramètres permettant le suivi de l'aspect général comme le comportement, la locomotion, ainsi que la perte de poids seront estimées de façon régulière. La mise à mort et la collecte des échantillons seront effectuées sous anesthésie. Des critères d'arrêt sont prévus dans le projet en cas de survenue d’effets inattendus.
Choix des espèces
Le modèle choisi pour cette étude est le modèle animal souris gestantes, âgées de 8 à 14 semaines, qui permettra de suivre toutes les étapes de la gestation. Le modèle souris est choisi pour sa gestation courte et proche de la gestation humaine. Comme chez l’humain, la placentation chez la souris est hémochoriale, c’est-à-dire que les échanges entre la mère et le fœtus se font à travers la barrière placentaire sans que le sang de la Maman et de son fœtus ne soient mélangés. Plusieurs études ont démontré qu’il existe une grande similitude dans l’expression et la régulation des gènes clés de la placentation chez les deux espèces et que plusieurs facteurs qui régulent la formation de nouveaux vaisseaux sont exprimés dans des types cellulaires similaires et régulés de la même façon.
Développement d’un nouveau produit antiémétique chez le chat
- Recherche appliquée
- Maladies animales
Réutilisés d'une phase à l'autre du projet, avec une semaine de repos au minimum entre deux inductions, 72 chats reçoivent une injection de xylazine destinée à les faire vomir. Ils vont être utilisés dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger, alors que les vomissements peuvent durer jusqu'à six heures et s'accompagner d'hypersalivation, d'une sédation profonde, d'une bradycardie, d'une dépression respiratoire et d'un risque de fausse route. Chaque chat est nourri à un tiers de ration trente minutes avant l'injection pour limiter le volume des vomissements, puis placé seul jusqu'à six heures. Aucun n'est tué au terme du projet, tous restant disponibles pour une autre procédure expérimentale après un repos jugé suffisant par le vétérinaire désigné.
Objectifs
L’objectif de ce projet est de développer un nouveau traitement antiémétique chez le chat en vérifiant son efficacité, ainsi qu’en recherchant et confirmant la dose efficace pour la durée d’action souhaitée à l’aide d’un modèle de nausées vomissement déjà établi chez le chat.
Bénéfices attendus
Le bénéfice de ce projet est de contribuer au développement de nouveaux médicaments vétérinaires antiémétiques suite au modèle de nausées et vomissements mis en place chez le chat. Le développement de ces nouveaux médicaments permettra de prévenir les nausées et vomissements à moyen terme et de pallier aux effets secondaires de certains médicaments. Le vomissement est l’effet secondaire le plus fréquent de différents médicaments en pratique vétérinaire. Ce signe clinique peut limiter l’efficacité des doses administrées et causer une gêne considérable qui diminue le confort et la qualité de vie chez le chat.
Procédures
Les animaux seront soumis a des administrations uniquement. Injection sous-cutanée de l'anti-vomitif ( produit test) d'une durée de 10 secondes maximum une fois. Puis injection intra-musculaire de la molécule émétique, une fois, entre 72h et 1h après l'injection de l'anti vomitif. Durée de moins de 10 secondes. Les injections se feront sur animaux vigiles en utilisant une contention douce par un personnel expérimenté. Les animaux seront placés en hébergement individuel pendant une durée maximale de 6h avec un contact visuel, auditif et olfactif entre les animaux.
Impact sur les animaux
Pour répondre à l'objectif de ce projet, il est necessaire d'induire des nausées et vomissements chez le chat suite à l'administration d'un produit émétique. Il est démontré que ces effets sont à durée doses-dépendantes et pouvant aller jusqu’à 6h post-administration. Les effets indésirables pouvant également être observés sont les suivants : induction d'une sédation à doses plus importantes. Cette molécule peut inhiber la motilité intestinale normale et induire une hypersalivation, une irritation au site d’injection et provoquer une sédation dose-dépendante pouvant amener à une dépression respiratoire, une bradycardie et une diminution de la température corporelle. En cas de sédation profonde, de l'atipamezole sera adminstré pour réverser le phénomène (réveil du chat). Les vomissements peuvent être fréquents et il peut y avoir un risque de fausse déglutition, de fausse route.
Devenir
Tous les animaux seront gardés en vie à la fin de cette procédure. A l’issue du projet tous les animaux seront disponibles pour une autre procédure expérimentale, suite à un repos suffisant. Décision prise par le vétérinaire désigné.
Remplacement
Aucune méthode alternative ne permet actuellement de vérifier l’efficacité d’un traitement antiémétique. Ici, le chat représente l’espèce cible pour le développement de cette nouvelle molécule.
Réduction
Le donneur d'Ordre s'engagera pour chaque étude à ce que le nombre de chats inclus corresponde au minimum pour avoir des résultats fiables et interprétables. Les chats pourront être réutilisés sur les différentes phases expérimentales avec au minimum une semaine de repos entre chaque induction. 72 animaux est le nombre d'animaux total inclus dans ce projet. Ce projet se décompose en 3 phases: - Phase 1: 4 groupes de 4 à 6 animaux pourront participer à cette phase. 24 animaux pour la phase 1. - Phase 2: Cette phase sera conduite sur 32 animaux. 4 groupes de 8 animaux. - Phase 3: Cette étude sera conduite sur 16 animaux, 2 groupes de 8 animaux. Nombre minimal d'animaux dans chaque phase en tenant compte de la variabilité inter individuelle.
Raffinement
Les conditions d’hébergement sont adaptées à l’âge des animaux avec divers enrichissements (jouets suspendus, griffoirs, plateformes et coussins). Pour limiter les quantités de vomissement en volume, les animaux auront été nourris 30min à dose réduite (1/3 de la ration journalière) avant l’administration de la molécule émétogène, la Xylazine. Des isolements relatifs (les animaux restent en contact visuel, olfactif et sonore avec leurs congénères) pourront être appliqués au maximum 6 heures après l’administration de la xylazine. Tout sera mis en oeuvre pour limiter le stress qui pourrait être induit sur les animaux avec une surveillance accrue des animaux pendant cette période. Un suivi soutenu (plusieurs fois les premières heures) sera mis en place permettant l'observation générale des animaux et la détection précoce d'éventuels effets du produit sur l'animal. En cas d’apparition d’un signe clinique négatif chez l’animal comme une sédation profonde, des vomissements très intenses à répétition (plus de 10 en 30 minutes ou qui durent plus de trois heures), prostration de l’animal, difficultés respiratoires…, il sera pris en charge par le vétérinaire désigné et un traitement adapté sera prescrit pour le soulager.
Choix des espèces
Le chat est l’espèce cible pour le développement d’un traitement antivomitif longue durée. Il n’existe pas de méthode de remplacement pour ce type d’évaluation. Chats adultes (>1 an et
Etude de l’effet d’expositions pré- et postnatales aux champs électromagnétiques radiofréquences du téléphone portable 5G sur le développement et sur la sociabilité chez le rat
- Recherche appliquée
- Toxicologie (hors obligations réglementaires)
- Recherche fondamentale
- Biologie du développement
- Oncologie
- Système nerveux
Exposées jusqu'à 22 heures par jour aux ondes de la 5G à partir du septième jour de gestation, 76 rates sont hébergées seules pendant onze à dix-huit jours d'affilée, puis réunies avec leur portée. Les ratons naissent sous exposition et la subissent jusqu'à leur 80e jour de vie. Du premier au vingt-et-unième jour ils passent des tests sensori-moteurs, puis des tests de sociabilité, de cognition et de coordination locomotrice pouvant durer une heure par jour, avec des animaux stimulus non exposés. Le porteur indique que l'exposition pourrait provoquer des malformations, des retards de croissance et des signes comportementaux anormaux. Au total 1 198 rats vont être utilisés dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, tués à des temps précis de leur développement pour des analyses ex vivo.
Objectifs
L’objectif de ce projet est d’évaluer l’impact d’expositions aux champs électromagnétiques radiofréquences liés aux télécommunications, notamment à la fréquence de la 5ème génération de téléphone portable, sur le développement précoce, la sociabilité et la cognition chez le rat. L’étude portera sur des animaux exposés durant la gestation jusqu’à l’âge adulte, et évalués du début de leur vie postnatale jusqu’à l’âge adulte.
Bénéfices attendus
Ce projet vise à apporter des éléments de réponse aux questions scientifiques et aux préoccupations sociétales relatives aux effets potentiels des expositions précoces aux champs électromagnétiques radiofréquences sur le développement du système nerveux.
Procédures
Observations cliniques et pesées (5 min) : au moins tous les 2 jours, au maximum tous les jours. Hébergement individuel des 76 femelles gestantes : dès leur réception, environ 3e et 10ᵉ jour de gestation jusqu’à la mise bas (11 et 18 jours en continu) pour respectivement les procédures 1 er 2. Exposition aux champs électromagnétiques radiofréquences (jusqu’à 22h/jour) : tous les jours durant au maximum 3 mois, du 7ème jour de gestation à 80 jours après la naissance ; placement des cages d’hébergement dans la chambre d’exposition et exposition. Observation de la croissance physique et tests sensori-moteurs (5 min) : du 1er au 21ème (sevrage) jour de vie postnatal ; manipulation des animaux pour les observer et les positionner pour les tests. Test de sociabilité, et évaluation des fonctions cognitives et de la coordination locomotrice (jusqu’à 1h/jour) : 1 fois/âge/test d’intérêt ; manipulation des animaux pour les positionner pour les tests.
Impact sur les animaux
De manière générale, la manipulation des animaux lors des examens cliniques et des tests comportementaux peut provoquer un certain niveau de stress, susceptible d’influencer leurs réactions à la préhension ainsi que leur activité. La manipulation des ratons, l’ajustement des portées et les éventuelles adoptions impliqueront un stress pour les mères pouvant impacter le développement de leur descendance. Par ailleurs, l’exposition aux champs électromagnétiques radiofréquences pourrait entraîner des effets systémiques pouvant occasionner de la souffrance. Des malformations, des retards de croissance et des signes cliniques anormaux, notamment comportementaux, pourront alors être observés.
Devenir
Tous les rats seront mis à mort à des temps précis de leur développement pour réaliser des analyses ex vivo et conclure sur le niveau de risque de l’exposition aux champs électromagnétiques radiofréquences pour leur santé.
Remplacement
Pour ce qui est du remplacement, les approches cliniques, in vitro et in silico, par leurs limitations éthiques et techniques, ne peuvent pas répondre seules au questionnement concernant l’impact des expositions aux champs électromagnétiques radiofréquences sur le développement sensoriel et moteur précoce, la sociabilité, et la maturation des fonctions cognitives et locomotrices, nécessitant de fait le recours aux études in vivo.
Réduction
Au plan de la réduction, plusieurs paramètres biologiques seront évalués sur un même animal, permettant ainsi de minimiser le nombre de rats utilisés. Les échantillons collectés après la mort seront exploités pour l’analyse de plusieurs marqueurs biologiques d’intérêt fortement questionnés dans le cadre de l’étude des effets des champs électromagnétiques radiofréquences. Le nombre d’animaux qui sera utilisé a été déterminé sur la base de l’effectif minimum nécessaire pour mettre au point les protocoles de test adaptés à l’évaluation de paramètres développementaux chez le rat et de les appliquer à l’étude des effets de l’exposition précoce à des champs électromagnétiques radiofréquences. Il a été établi à partir des données bibliographiques disponibles sur des études antérieures d’intérêt réalisées chez l’animal qui permettront une analyse statistique robuste et une extrapolation pertinente des résultats à l’homme. Des tests appropriés au traitement de chaque type de données et à leur distribution seront utilisés pour les comparer et ainsi évaluer les effets de l’exposition aux champs électromagnétiques radiofréquences.
Raffinement
Dans le cadre du raffinement des conditions expérimentales, chaque animal fera l’objet d’une observation quotidienne et sera pesé au minimum tous les deux jours. Les conditions d’hébergement seront enrichies afin de favoriser le bien-être et l’expression des comportements naturels. Les femelles gestantes seront hébergées individuellement, puis avec leur portée après la naissance. À partir du sevrage, les jeunes seront hébergés par sexe et par groupe, afin de favoriser leur socialisation. Un fond sonore musical sera diffusé en journée pour les habituer progressivement aux bruits associés aux manipulations et ainsi réduire le stress lié aux interventions expérimentales. Du matériau leur permettant de nidifier et des bâtons en bois à ronger seront disposés dans les cages d’hébergement, pour contribuer au comportement maternel, à l’enrichissement cognitif et au bien-être général des animaux. Des mesures complémentaires de raffinement concerneront la stabulation et la manipulation. Des points limites ont été définis pour détecter précocement tout signe de douleur ou de détresse. Pour chacun de ces critères, des actions correctives adaptées ont été prévues, en cohérence avec les paramètres étudiés, afin d’assurer le suivi attentif et le bien-être optimal des animaux.
Choix des espèces
Le rat est un animal de référence pour les études de toxicologie. En particulier, ses systèmes neurobiologiques et physiologiques ont été largement étudiés en laboratoire. Il existe une documentation très complète dans le domaine, dans la littérature et les ouvrages spécialisés. Ces recherches ont été effectuées majoritairement chez le rat. Dans un souci de comparer les données de ce projet avec les résultats obtenus précédemment concernant les effets des champs électromagnétiques radiofréquences sur les fonctions cérébrales, nous avons choisi d’utiliser la même espèce. Dans un 1er temps, des femelles avec leur portée, et des juvéniles et des adolescents seront exposés à des champs électromagnétiques radiofréquences et testés au plan comportemental pour mettre au point les conditions d’essai pertinentes à tester. Dans un 2ème temps, des femelles seront exposées aux champs électromagnétiques radiofréquences d’intérêt définis, durant la gestation jusqu’au sevrage, et leurs descendants du sevrage jusqu’à l’âge adulte. Ceux-ci seront évalués à quatre stades clés de leur développement : néonatal, juvénile, adolescent et adulte, au plan de leur croissance physique, développement neuromoteur, sociabilité et maturation des fonctions cognitives. Pour réaliser les tests de sociabilité aux stades juvénile et adolescent, des animaux stimuli, non exposés, seront utilisés en complément.
Nouvelle thérapie anti-inflammatoire dans des modèles murins de bronchopneumopathie chronique obstructive (BPCO)
- Recherche appliquée
- Troubles respiratoires
L'agent inducteur est injecté dans la trachée après ouverture de la peau du cou, ou dans la veine de la queue jusqu'à cinq fois par semaine, au risque d'une nécrose de la queue. 1 668 souris vont être utilisées, 1 056 dans des procédures impliquant un niveau de souffrance sévère et 612 un niveau modéré. Le porteur annonce une perte de poids "significative mais contrôlé" et des difficultés respiratoires liées à l'installation de la fibrose, alors que le projet est déposé sur la bronchopneumopathie chronique obstructive et que les bénéfices avancés portent sur la fibrose pulmonaire idiopathique et ses 30 % de patients devenus résistants. Toutes les souris sont tuées au terme de chaque procédure pour prélever les organes.
Objectifs
Les bronchopneumopathies chroniques obstructives (BPCO) ont une incidence en constante augmentation ce qui en fait la 3eme cause de mortalité dans le monde. Les BPCO sont caractérisées par une diminution progressive et irréversible des capacités respiratoires associée à une réponse inflammatoire chronique. Elles sont à l’origine d’obstruction des voies respiratoires et d’emphysème. Les traitements actuels ne peuvent que ralentir l’évolution de la maladie à l’aide d’une prise en charge multidisciplinaire (arrêt tabac, réhabilitation respiratoire) associée à des molécules non-spécifiques. Ces dernières années, de gros progrès ont été faits dans la compréhension de la réponse immunitaire et il est évident aujourd’hui que le système immunitaire, qui est le principal acteur dans les maladies inflammatoires, est une cible prometteuse. Les nouvelles stratégies d’immunothérapies cherchent à améliorer l’effet anti-inflammatoire des traitements en limitant les effets secondaires. Ces approches vont cibler des populations cellulaires ou des mécanismes immunitaires spécifiques de l’organe pathologique. De nouvelles cibles ont été identifiés comme jouant un rôle dans la modulation de l'inflammation. Nous aimerions tester différentes molécules capables d’activer une de ces cibles et analyser les effets engendrés par cette activation dans différents modèles animaux de fibroses pulmonaires
Bénéfices attendus
Les traitements actuels utilisés contre les Fibroses Pulmonaires Idiopathiques font appel à des traitements de type anti-fibrotique limitant l’installation de la fibrose pulmonaire et ralentissant le déclin respiratoire. Une résistance à ces traitements apparait chez 30% des patients au bout de 6 mois de traitements. De plus le changement de traitement par un nouvel anti-fibrotique n’améliore pas la survie de ces patients, montrant une désensibilisation des patients à ce type de traitements. Il est donc primordial de mettre en place de nouvelles stratégies thérapeutiques pour ces patients. Nous avons donc développé de nouvelles molécules ciblant les récepteurs de la résolution de l’inflammation. Ces molécules diminuent l’installation de l’inflammation et permettraient potentiellement de ralentir l’installation de la fibrose et d’améliorer les fonctions respiratoires. Chez l’animal nous espérons diminuer l’infiltration pulmonaire aux temps précoce et diminuer l’installation de fibrose au temps tardif du modèle. Si ces études in vivo sont bénéfiques pour l’animal nous envisageons de pouvoir débuter un essai clinique chez l’humain afin de traiter les patients n’ayant plus de possibilité thérapeutique et de leur proposer une nouvelle voie thérapeutique.
Procédures
Les agents inducteurs seront injectés sur animaux anesthésiés et analgésiés, allant d'une injection à 5 injections par semaine par différentes voies d'administrations . Les traitements seront administrés 3 fois par semaines sur une durée de 3 semaines. Des prélèvements sanguins au niveau de la veine mandibulaire pourront être effectués sur animaux vigile (1 fois par semaine maximum tout au long du protocole).
Impact sur les animaux
L’injection intratrachéale induira de la douleur chez l’animal dû à l’ouverture de la peau du cou puis à l’injection d’un agent inflammatoire dans la trachée. Dépendant du modèle, l’inflammation pulmonaire sera de courte durée (24h) où de longue durée (J28) avec pour les modèles longs des difficultés respiratoires dû à l’installation de la fibrose pulmonaire ainsi qu’une perte de poids significative mais contrôlé. L’injection en intraveineuse de bléomycine sur animaux vigiles engendrera une douleur modérée lors de l’injection ainsi qu’une nécrose possible de la queue à la suite des injections répétéq sur ce site. Ce modèle induira une perte de poids ainsi que des difficultés respiratoires dû à l’installation de la fibrose pulmonaire.
Devenir
A la fin de chaque procédure, les animaux seront mis à mort et des organes d'intérêts pourront être prélevés pour compléter les analyses
Remplacement
Le meilleur moyen pour étudier le rôle d'une molécule sur une réponse immune qui est complexe et qui fait intervenir de nombreux acteurs cellulaires est in vivo et ce en utilisant des animaux. En effet, nos molécules d’intérêt pouvant être exprimées par de nombreux types cellulaires et jouant un rôle sur de nombreux acteurs de l'immunité, il n'est pas possible de reconstituer un modèle de dommage tissulaire et d'étudier l'homéostasie d'un tissu dans des modèles in vitro.
Réduction
Le nombre d’animaux sera réduit autant que possible. En effet les différents axes définis plus haut ainsi que les 2 études pilotes permettront de réduire l’utilisation de l’animal puisque l’étude principale ne sera exécutée que sur l’étude pilote ayant validé le plus de critères de la pathologie et le moins de nuisances sur l'animal. En amont nous avons étudié par un test statistique le nombre d'animaux nécessaire afin d'observer une différence significative dans nos expériences. Basé sur un test de distribution normale d'échantillons nous avons déterminé un nombre d'animaux de n=22 animaux/groupe nécessaire.
Raffinement
Les animaux auront une phase d’acclimatation de plusieurs jours et ne seront pas manipulés afin de limiter leur stress. En amont de l’expérience le protocole sera entièrement planifié afin d’éviter du stress à l’animal et les points limites seront définis afin d’anticiper toute souffrance. Les animaux montrant des signes de douleurs lors de l’expérience recevront de l'analgésique 3 fois par jour puis dans l’eau de biberon pour la nuit. Les animaux ne seront pas maintenus au-delà des délais décrits pour chaque modèle, limitant leur utilisation si cela n’est pas nécessaire. L’animal sera maintenu en groupe, avec des frisottis pour se camoufler ainsi que des dômes ou des tunnels. Si un animal montre de l’agressivité il sera isolé afin de préserver les autres animaux et mis dans une cage avec des enrichissements de type : dôme ou tunnel, frisottis, coton
Choix des espèces
Afin d'étudier le rôle des différentes cibles in vivo dans des modèles expérimentaux d'inflammations induit par des molécules chimiques, nous utiliserons différentes lignées chez la souris décrite pour déclencher ce type d'inflammation. Les souris utilisées auront entre 6 et 10 semaines car l’inflammation générée par les molécules chimiques utilisées dans les différents modèles est homogène dans cette tranche d’âge contrairement à des âges précoces ou avancés où les défenses immunitaires sont différentes et peuvent induire une hétérogénéité de réponse inflammatoire.
Évaluations précliniques de nouvelles stratégies thérapeutiques contre les infections urinaires
- Recherche appliquée
- Maladies infectieuses
Rats : 480
Un cathéter est glissé dans l'urètre de souris et de rats anesthésiés, puis une bactérie est injectée directement dans leur vessie. 480 souris et 480 rats vont être utilisés, tous tués à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Ils reçoivent des traitements une à trois fois par jour pendant trente jours au maximum, avec jusqu'à deux séjours de 48 heures en cage individuelle et un prélèvement de sang par semaine, pour tester des candidats médicaments contre les infections urinaires. Le porteur chiffre l'inconfort du cathéter à trois minutes et la douleur des piqûres à cinq secondes, tout en décrivant par ailleurs la fièvre, la perte de poids, la baisse de la prise alimentaire et la détresse respiratoire que provoque l'infection.
Objectifs
Les infections urinaires figurent parmi les infections bactériennes les plus fréquentes, constituant un problème de santé publique majeur. La prévalence est très élevée, touchant plus de 150 millions de personnes par an dans le monde, avec une incidence particulièrement forte chez les femmes. Les solutions thérapeutiques existantes reposent principalement sur les antibiotiques, le choix dépendant du type et de la gravité de l'infection (cystite, pyélonéphrite). La nécessité de nouveaux traitements est urgente, car l'efficacité des antibiotiques actuels est rapidement compromise par l'évolution de la résistance aux antimicrobiens. Les recherches se concentrent sur des alternatives comme les vaccins, la thérapie par phages et les agents anti-virulence. L'objectif est de trouver des solutions à long terme, non-antibiotiques de préférence, pour gérer les infections urinaires récidivantes et préserver l'efficacité des traitements de dernier recours. Le projet propose l’évaluation préclinique de candidats médicaments pour déterminer leur efficacité contre des agents pathogènes responsables des infections urinaires.
Bénéfices attendus
Les bénéfices attendus du projet sont multiples avec un impact significatif sur la santé humaine. En caractérisant de nouveaux candidats médicaments, le projet vise à répondre à des besoins non satisfaits dans la lutte contre les infections urinaires, en particulier face à la résistance antimicrobienne. Le projet permettra de développer de nouveaux traitements ciblant plus efficacement les infections, en particulier dans les contextes où les thérapies actuelles échouent. Ce projet pourrait améliorer la gestion des infections résistantes et des cystites/pyélonéphrites difficiles à traiter.
Procédures
Pose d'un cathéter dans l'urètre sur animaux anesthésiés-3 min: 1 fois (modèle aigu) ou 2 fois (modèle chronique) au cours de leur vie. Les animaux seront infectés 1 fois (modèle aigu) ou 2 fois (modèle chronique) avec le germe pathogène par administration intra-vésicale sous anesthésie (1 min). Les animaux feront au maximum 2 sessions de 48 h en hébergement individuel et seront traités 1 à 3 fois par jour (selon les voies d'administrations) pendant 30 jours consécutifs maximum. Temps requis pour les différentes voies d’administration : Orale-10 à 20 secondes ; Intraveineuse - 30 secondes à 1 minute ; Sous-Cutanée- 5 à 10 secondes ; Intrapéritonéale- 5 à 10 secondes. Au maximum un prélèvement de sang hebdomadaire sur animaux anesthésiés. Le temps nécessaire pour effectuer un prélèvement de sang dans la veine caudale pour chaque souris est de 3-5 minutes.
Impact sur les animaux
Les nuisances principales concernent la douleur et l'inconfort induits par les injections, les inflammations, l'infection et l'isolement en hébergement individuel. L'anesthésie gazeuse induit un stress de courte durée (15 secondes). Les piqûres d’aiguille pour traiter les animaux entraînent une douleur légère de courte durée (5 secondes). L'installation d’un cathéter intraurétral peut induire une inflammation locale de la vessie, causant un léger inconfort temporaire (3 minutes). L'infection par les agents pathogènes induit la pathologie avec des symptômes potentiels comme la fièvre, la perte de poids, la diminution de la prise alimentaire et hydrique, détresse respiratoire et une mobilité réduite. L’isolement en hébergement individuel pendant 48h peut être perturbant pour les animaux et induit un stress.
Devenir
A la fin de chaque procédure tous les animaux sont mis à mort et des prélèvements d'organes et de sang sont réalisés pour des mesures de charge microbienne, de paramètres inflammatoires ou des études d'histologie.
Remplacement
Préalablement à toute utilisation d'animal, nous intégrons dans nos projets des modèles cellulaires in vitro, et 3D tissulaires, afin de réduire le nombre d'animaux utilisés et d’optimiser les essais précliniques. Ces alternatives non animales ne peuvent pas remplacer totalement les tests sur les animaux utilisés dans ce projet dans lequel un des paramètres analysés est la fréquence et le volume d’urine produite.
Réduction
Le premier principe de réduction du nombre d’animaux sera appliqué via l'intégration dans ce projet, préalablement à toute utilisation d'animal, de modèles cellulaires et tissulaires. Le principe de réduction du nombre d’animaux sera appliqué aussi via l’estimation du nombre d’animaux permettant de garantir l’interprétabilité des résultats. L'estimation du nombre d'animaux nécessaire se fait par un calcul de puissance statistique: 12 animaux seront inclus par lot. En combinant ces approches, nous réduisons les expérimentations animales, tout en garantissant la précision des résultats.
Raffinement
La fréquence de surveillance des animaux est essentielle pour garantir leur bien-être. Les signes de détérioration de l’état de santé, tels que perte de poids, fièvre, modifications de la mobilité, ou respiration laborieuse, sont particulièrement surveillés. Si des signes de stress apparaissent, nous ajusterons l'environnement pour améliorer le bien-être des souris et notamment stimuler leurs sens et leurs comportements naturels. Nous augmenterons l’enrichissement physique par l’apport de cachettes (boîtes, tunnels) et de matériaux pour la construction de nids (papier déchiqueté, fibres) ainsi que l’enrichissement sensoriel par la modification régulière de la disposition de leur cage et des éléments à l’intérieur de la cage pour offrir de la nouveauté. L'introduction de nouveaux enrichissements se fera progressivement pour éviter un stress supplémentaire. Des critères d'arrêt stricts sont définis pour éviter la souffrance des animaux. L’objectif est de garantir que des soins vétérinaires sont fournis dès que nécessaire. La prévention du stress est intégrée au protocole expérimental par l'utilisation d'une anesthésie gazeuse et administration d'analgésique au préalable des gestes douloureux à chaque fois que cela sera nécessaire.
Choix des espèces
Les rongeurs sont des modèles pertinents pour la caractérisation pré-clinique de molécules ciblant les infections urinaires pour des raisons principalement liées à ses caractéristiques biologiques, et notamment en raison de : (i) la similitude anatomique et physiologique des systèmes humain et murin. L'anatomie du système urinaire du rongeur (reins, uretères, vessie, urètre) est suffisamment similaire à celle de l'humain pour permettre l'étude de la progression de l'infection et de la réponse de l'hôte. (ii) Les mécanismes d'infection : Les souches bactériennes responsables des infections urinaires chez l'homme, notamment E. coli , peuvent être utilisées pour infecter la vessie et/ou les reins de la souris et du rat, reproduisant ainsi les stades d'infection (cystite, pyélonéphrite) et les mécanismes de virulence clés, comme la formation de communautés bactériennes intracellulaires dans les cellules de la vessie. Des animaux adultes seront utilisés afin de mimer au mieux la pathologie humaine : • Âge le plus touché : Les infections urinaires sont beaucoup plus fréquentes chez les femmes adultes en bonne santé que chez les enfants. Utiliser des animaux adultes permet de modéliser l'âge où la maladie est la plus prévalente chez l'humain. • Maturation du Système Urinaire : Le tractus urinaire d'un rongeur adulte est anatomiquement et physiologiquement plus proche de celui d'un humain adulte que celui d'un animal juvénile. La structure et la fonction de la vessie et des voies urinaires sont complètement développées et matures. • Réponse Immunitaire Mature : Les infections urinaires impliquent une réponse immunitaire complexe de l'hôte. Les rongeurs adultes possèdent un système immunitaire totalement mature et compétent
Plasticité des cellules souches hématopoïétiques au sein du microenvironnement de la moelle osseuse
- Recherche appliquée
- Cancers
- Recherche fondamentale
- Oncologie
Les souris témoins non traitées atteignent toutes les points limites en trois semaines et sont mises à mort, comme le rapporte le porteur pour le projet précédent. 1 160 souris vont être utilisées ici, 800 dans des procédures impliquant un niveau de souffrance sévère et 360 un niveau modéré, toutes tuées à l'issue ou avant d'atteindre un point limite. Greffées par voie intraveineuse avec des cellules de leucémie aiguë myéloblastique humaine, elles développent la maladie, subissent deux ponctions intrafémorales sous anesthésie, un traitement cinq jours sur sept et une séance d'imagerie hebdomadaire. Le porteur teste des molécules déjà utilisées chez l'être humain pour d'autres indications, et ramène ses lots de 25 à 20 souris greffées après avoir constaté que les cinq animaux supplémentaires n'ajoutaient rien à la significativité des résultats.
Objectifs
Le projet concerne la validation de démarches thérapeutiques pour des molécules en repositionnement c'est à dire qui sont déjà utilisées chez l'homme mais pour d'autres applications. Après avoir valider ces approches et les molécules impliquées in vitro, ex vivo et dans des modélisations tissulaires, nous sommes arrivés au niveau préclinique ou nous devons valider chez la souris (modèles in vivo utilisés en hématologie) les molécules en repositionement.
Bénéfices attendus
Les résultats in vitro et in vivo du précédent projet ont montré que certaines cibles étaient importantes pour prévenir les rechutes. Par exmple, l'utilisation in vivo d'une molécule possédant une autre indication thérapeutique a permis de guérir pour la première fois des souris leucémiques auxquelles on avait greffé des cellules de leucémie aiguë myéloblastique. Le traitement combiné a conduit à une surivie de 11 mois sans rechute après traitement (mise à mort au bout d'un an) alors que les souris contrôles (non traitées) ont toutes atteint des points limites en 3 semaines et ont été mises à mort.
Procédures
Les animaux vont être manipulés, injectés pour la greffe, prélevés pour des confirmations sanguines et médulaires à deux reprises, recevoir des traitements puis injectés et anesthésiés pour l’imagerie . Ces prélèvements intrafémoraux sont réalisés sur animal anesthésiés. Ces inconvénients bien que réduits au minimum existent. La greffe par injection est rapide pour chaque animal et ne nécessite que 2 min en boite de contention. Les prélèvements mandibulaires demandent une préhension adéquate et ne demande que 2 min par animal. Le traitement est réalisé après une contention adéquate et ne prend que 30 sec. Il est réalisé 5 jrs par semaine (2 jrs de repos). L’imagerie demande l’injection en moins de 1 min puis l’anesthésie en 5 min, le rasage en 1 min et l’imagerie en 10min. Aucune imagerie n'est réalisée plus d'une fois par semaine. Chaque étape a été raccourcie à son minimum.
Impact sur les animaux
Les souris utilisées dans le projet sont greffées par injection intraveineuse, développent une leucémie aiguë (fatigue et aplasie) qui est prise en charge précocément pour amener l'animal en rémission. Les animaux recoivent alors la molécule d'intérêt aux doses décrites dans la littérature. Les animaux vont être manipulés fréquemment, recevoir des injections, être prélevés en intrafémorale, présenter des symptomes (amaigrissement) et devoir être anesthésiés hebdomadairement pour suivre la leucémogenèse, la rémission et la rechute ou non par imagerie bioluminescente. Les traitements administrés le sont 5 jours par semaine.
Devenir
Tous les animaux seront mis à mort à l'issue de chaque procédure ou avant d'atteindre les points limites car les animaux développent une leucémie réfractaire ou en rechute.
Remplacement
Pour répondre à nos objectifs tout en diminuant au maximum le recours à des animaux, nous utilisons la modélisation in vitro et ex vivo de la moelle osseuse qui nous permet de valider in vitro et ex vivo les résultats dans les conditions spécifiques de la moelle osseuse. De plus, au fil du temps le suivi bibliographique nous permet d'avoir des updates important et réguliers pour savoir si nous devons poursuivre la validation d'une molécule ou en changer.
Réduction
Combinaison des lots témoins lorsque l'on teste deux molécules sur la même cible. Utilisation d’un test de puissance pour définir le nombre d’animaux/groupe. Tests statistiques utilisés pour l’analyse des résultats. De plus, l’expérimentation ne comportera plus que 20 animaux greffés par lot au lieu de 25 car l’analyse statistique a montré à postériori que 25 animaux (10 contrôles et 15 traités) n’augmentent pas la significativité comme cela était supposé par un calcul de puissance.
Raffinement
Le bien-être de nos animaux sera pris en compte de leur naissance à leur mort, les animaux seront hébergés en groupe (5 souris/cage) et l’enrichissement de leur milieu de vie sera systématique (5 par cage et bénéficie de cabane et de tuyaux). Les différentes procédures sont réalisées de manières à prévenir tout phénotype dommageable. Les animaux recevront des analgésiques et des anesthésiques en pré et/ou postopératoire. Des soins adaptés (mesure hebdomadaire du poids des souris, définition de points limites suffisamment précoces et mise en place de critères d’arrêt). Lors d’une greffe et les 21 jours qui suivent, la nourriture donnée est enrichie. Les manipulations prévues dans le précédent projet notamment en termes de prélèvements ont été revus et corrigés. Par exemple, les prélèvements intra-fémorales sont planifiés à deux temps seulement. En effet, un suivi en imagerie, même ne permettant pas une quantification comme avec les lignées cellulaires, autorise une détection des cellules leucémiques dans la moelle. Cette approche mise au point, nous avons un système de correction qui permet d’évaluer la quantité de cellules leucémiques et ainsi permet de prévoir un prélèvement intrafémorale au meilleur temps.
Choix des espèces
La souris est un modèle de choix pour ce projet d'hématopoîèse leucémique car la reconstitution de l’hématopoïèse humaine est possible chez cet animal et elle est bien documentée, en particulier dans les souches immunodéficientes qui permettent la xénogreffe de cellules humaines. 1. La souche immunodéficiente est utilisée en raison de sa capacité à développer le processus étudié (leucémie aiguë myéloblastique) de par sa forte immunodépression. 2. La capacité d´extrapoler les résultats. 3. L´expérience d´utilisation des chercheurs. 4. Existence de l'équipement nécessaire. 5. Pertinence des installations. Les souris seront âgées de 8 à 12 semaines. Ceci est l’âge optimal pour une bonne prise de greffe médullaire.
Evaluation des effets antipaniques de candidats-médicaments chez le rat soumis à une hypercapnie
- Recherche appliquée
- Troubles nerveux
Opérés pendant une heure trente à deux heures pour recevoir un émetteur de télémétrie, puis isolés quinze jours, 200 rats sont exposés jusqu'à six fois à un air enrichi en CO2 destiné à déclencher chez eux une réaction de panique et de fuite. Le niveau de souffrance déclaré est modéré. La moitié sera tuée pour des prélèvements terminaux ou après des effets marqués des produits testés, l'autre moitié réutilisée dans d'autres projets, dont des formations. Le porteur qualifie ces expositions de stress de courte durée, alors que le protocole vise précisément à provoquer une attaque de panique pour tester des candidats médicaments antipaniques.
Objectifs
L'attaque de panique est une des manifestations possibles des troubles anxieux. C'est une crise d'angoisse aiguë qui apparaît de façon brutale et qui dure de quelques minutes à quelques heures. La personne va ressentir une peur intense, une sensation de danger immédiat et des sensations physiques désagréables. Le projet a pour but d'évaluer l'efficacité de candidats médicaments sur le comportement anxieux et les attaques de paniques, les variables physiologiques (paramètres cardio-vasculaires) induits par une exposition brève à un air enrichi en CO2 chez le rat. En effet, une exposition au CO2 à des concentrations élevées induit une baisse de pH sanguin qui va être détecté par le système nerveux autonome et induire une réaction comportementale illustrée par un comportement de panique et d'échappement.
Bénéfices attendus
A long terme, les bénéfices attendus sont la découverte de nouveaux médicaments pour traiter les attaques de panique et l'anxiété, des pathologies dont on estime qu'une personne fera l'expérience d'au moins un épisode d'anxieté aigue au cours de sa vie. Les composés pourraient avoir aussi une application en médecine vétérinaire. A court terme, les bénéfices attendus sont de démontrer que le composé testé est actif dans un modèle expérimental de la pathologie ciblée ou d’évaluer ses éventuels effets secondaires avant son passage en phases cliniques.
Procédures
Ce projet nécessite différents types d'interventions. Dans un premier temps mais pas systématiquement, une chirurgie sous anesthésie générale sera pratiquée afin d'implanter un dispositif (émetteur de télémétrie) permettant l'enregistrement automatique des paramètres cardio-vasculaires (durée: 1h30-2h). Les animaux instrumentés seront tenus afin de pouvoir leur administrer des produits anesthésiques et analgésiques (durée: environ 1-2minutes). Après la chirurgie d’implantation de l’émetteur de télémétrie, 15 jours de récupération, au minimum, sont prévus avec hébergement individuel des animaux pour optimiser la cicatrisation. Le candidat médicament ou du placebo seront administrés aux animaux (durée 1-2minutes). Les animaux seront ensuite placés dans un environnement restreint pendant 2h maximum où ils seront exposés pendant 5 minutes à un air enrichi en CO2. Six expositions maximum seront faites avec un espacement de 48h minimum. Des prélèvements sanguins pourront être effectués durant les phases expérimentales sur animal vigile ou anesthésié (durée des prélèvements: moins de 3min).
Impact sur les animaux
Les contentions des animaux vigiles pour induire l'anesthésie et administrer le produit peuvent engendrer un stress mineur à l'animal. La chirurgie d'implantation d'un émetteur de télémétrie peut induire des douleurs post-chirurgicales. Post-chirurgies, les animaux pourront être placés en hébergement individuel pendant 15 jours maximum. Cet hébergement engendra un stress de durée moyenne et d'intensité modérée. Les animaux seront soumis à plusieurs expositions à un gaz enrichi en CO2 qui entrainera un stress de courte de durée (6 sessions max). Les effets potentiellement indésirables du/des produits ne sont pas prévisibles à l'initiation du projet.
Devenir
Les animaux seront mis à mort si réalisation de prélèvements terminaux, suite à des effets marqués des produits testés, si non utilisés pour d’autres projets. Certains animaux (ex: témoins, animaux ne présentant pas d'effets marqués après traitement) pourront être réutilisés pour d'autres projets (ex: formation) si la gravité réelle a été de contrainte légère ou modérée et si les volumes sanguins prélevés et la période de récupération sont respectés.
Remplacement
Dans le cadre du développement de nouveaux médicaments, ce projet est réalisé chez le rat car il n’existe pas de méthode de substitution (in vitro ou in silico) pour évaluer les effets d’une nouvelle molécule sur les troubles anxieux et les attaques de panique. Ou si elles existent, elles ne sont pas suffisantes pour répondre aux objectifs scientifiques du projet. Or, avant toute administration à l’homme, l’animal constitue un passage obligatoire pour l’évaluation de l’efficacité, la toxicité et la pharmacocinétique d’un candidat médicament. A ce jour, le rat est l’espèce qui est la plus adaptée à ce type de modèle d’étude.
Réduction
Un nombre minimal et suffisant d’animaux par groupe est utilisé afin d’analyser de façon rigoureuse et efficace les résultats des expériences et d’effectuer des analyses statistiques. Nombre d’animaux minimal et suffisant par groupe pour réaliser une analyse statistique : 10 / par groupe.
Raffinement
Le raffinement de la procédure expériementale sera obtenu par un protocole anesthésique et analgésique adapté pour la chirurgie et la période post-opératoire et un suivi post opératoire de l'état de santé des animaux avec des soins adaptés. La cage des animaux présentera un sur-enrichissement (lanière de kraft par exemple) et ils seront en contact visuel - olfactif - sonore avec leur congénères afin de limiter l'impact de l'hébergement individuel pendant la phase de récupération. les animaux seront habitués à la chambre expériementale pour réduire le stress lié à ce nouvel environnement et seront manipulés pour diminuer le stress lié aux contentions. Les animaux sont également suivis quotidiennement. Des points limites adpatés sont définis et le recours à l'euthanasie se fera lorsque cela s'averera nécessaire.
Choix des espèces
Le rat est l’espèce animale la plus adaptée et la plus couramment utilisée pour évaluer les effets bénéfiques d’un produit sur l’attaque de panique Animaux adultes. Ce projet n’a pas pour objectif d’étudier les effets du produit sur l’animal à d’autres stades de développement.
Etude du rôle du peptide amyloïde dans la neurodégénérescence dans un modèle murin de maladie d’Alzheimer
- Maintien des lignées génétiquement modifiées
- Recherche appliquée
- Troubles nerveux
Amputées d'un fragment de queue entre sept et dix jours pour connaître leur génotype, 772 souris génétiquement modifiées entrent ensuite dans un protocole de trois mois, douze injections hebdomadaires pour les unes, quatre-vingt-dix administrations quotidiennes pour les autres, une chirurgie d'une heure sous anesthésie pour d'autres encore. 492 relèvent d'un niveau de souffrance léger et 280 d'un niveau modéré. La lignée perd spontanément neurones et synapses à partir de six mois, et le porteur prévoit de tuer les souris à ce moment précis, au début de la perte, avant que leur état général ne se dégrade visiblement. Toutes sont tuées, celles qui servent à l'évaluation des traitements pour prélever leur cerveau, les autres parce que leurs modifications génétiques interdisent de les replacer ou de les réutiliser.
Objectifs
Au cours de la maladie d’Alzheimer, des pertes de neurones et de synapses, les connexions entre les neurones, se produisent dans le cerveau. Ces pertes sont bien corrélées à l’intensité des troubles cognitifs caractérisant la maladie. Ainsi, des traitements visant à réduire ces pertes pourraient protéger contre les déficits cognitifs. Une autre des caractéristiques de la maladie d’Alzheimer est l’agrégation d’un peptide appelée bêta-amyloïde en plaques qui vont s’accumuler de façon anormale dans le cerveau. Les traitements actuels visent à réduire leur quantité, mais ils ne permettent que de freiner l’évolution de la maladie, pas de la stopper. L’objectif de ce projet est d’évaluer l’efficacité de ces traitements sur les pertes de neurones et de synapses chez souris génétiquement modifiées, modèle murin de la maladie d’Alzheimer.
Bénéfices attendus
On estime que plus de 850 000 personnes sont affectées par la maladie d’Alzheimer en France, avec une espérance de vie de 8 à 12 ans à partir du moment où le diagnostic est établi. Le mécanisme des pertes de neurones et de synapses dans la maladie d'Alzheimer est encore très mal connu. Ce projet pourrait permettre de mieux comprendre l’implication du peptide bêta-amyloïde dans ces mécanismes. A plus long terme les résultats obtenus pourraient orienter vers de nouvelles pistes pour l’amélioration des traitements existant.
Procédures
Dans le cadre de l’élevage de souris génétiquement modifiées modèles de maladie d'Alzheimer nous réaliserons une biopsie chez l’ensemble des souriceaux (une fois, vigile, durée de moins d’une minute par animal) pour déterminer leur patrimoine génétique. Des souris recevront une injection hebdomadaire pendant 3 mois d’un traitement pharmacologique (12 injections maximum, vigile, durée de moins d’une minute par animal). D’autres souris recevront une administration quotidienne d’un autre traitement pendant 3 mois également (90 administrations maximum, vigile, durée de moins d’une minute par animal). Enfin des souris auront une chirurgie unique sous anesthésie générale, avec une prise en charge analgésique adaptée. Cette chirurgie durera une heure et sera faite une seule fois. Toutes les souris seront euthanasiées en fin de période de maintien par une méthode réglementaire.
Impact sur les animaux
Les animaux ressentiront une légère et brève douleur lors du prélèvement de l’extrémité de la queue pour déterminer leur patrimoine génétique. Il existe un risque rare de saignement suite au geste. Les souris génétiquement modifiées que nous utilisons dans ce projet développent spontanément une perte de neurones et de synapses avec l'âge, mais elles seront euthanasiées au début de cette perte. La contention des souris nécessaire pour les manipulations (administration et injection) peut entrainer du stress. Les administrations et injections pourront entrainer une légère et brève douleur ou un risque d'irritation de l'œsophage lié à la répétition des administrations. La chirurgie sera associée à un risque de douleurs et d’inconfort post-opératoire. L’anesthésie générale nécessaire pour la réaliser entrainera des risques d’hypothermie et de sécheresse oculaire ainsi qu’un risque rare d’arrêt cardiorespiratoire.
Devenir
Toutes les souris utilisées pour l’évaluation des traitements seront euthanasiées afin de prélever leur cerveau pour analyser les effets obtenus. Les souris non utilisées pour ces évaluations seront euthanasiés soit pour des analyses post-mortem de la pathologie soit car il ne sera pas possible de les replacer ou les réutiliser du fait de leurs modifications génétiques.
Remplacement
Il n’existe pas de méthode alternative, autre que le recours aux modèles animaux, pour atteindre les objectifs du projet. En effet le mécanisme de la neuro-dégénérescence dans la maladie d’Alzheimer n’est pas connu. Or les modèles animaux de la maladie d’Alzheimer sont les seuls à permettre d’étudier la perte progressive de neurones et de synapses adultes au sein d’un organisme et donc d’évaluer l’effet des traitements utilisés dans la maladie d’Alzheimer sur la neurodégénérescence.
Réduction
Au cours du projet nous estimons que nous utiliserons au maximum 772 souris. Nous n’utiliserons que le nombre strictement nécessaire d’animaux pour maintenir notre lignée, réaliser les procédures expérimentales, et réaliser des analyses nécessitant seulement la collecte de tissus post-mortem. De plus, le nombre d’animaux utilisés pour les procédures expérimentales est réduit au maximum, la taille des groupes d’animaux ayant été établie pour obtenir une puissance statistique suffisante. Il sera en effet nécessaire de procéder à des tests statistiques pour une interprétation fiable des résultats.
Raffinement
Les animaux seront hébergés dans des conditions conformes à la réglementation en vigueur pour l’espèce. Ils bénéficieront d’un enrichissement de leur environnement avec des composants de nidification et des bâtonnets à ronger. Une observation quotidienne des animaux est effectuée. En cas d’anomalie celle-ci sera déclarée à la structure chargée du bien-être animal (SBEA), au vétérinaire et à notre équipe afin de mettre en place une prise en charge adaptée (soins ou euthanasie si nécessaire). Des points limites sont définis pour chaque procédure et ils seront respectés afin de prendre en charge les animaux et éviter toute souffrance. Les souris que nous utilisons dans ce projet présentent une perte de synapses et de neurones à partir de l’âge de 6 mois, elles seront euthanasiées à ce moment-là donc au début des pertes, avant que cela n’engendre un impact visible sur leur état général. De plus pour l’élevage nous n’utiliserons que des mâles pouvant développer ces signes afin de favoriser une bonne prise en charge des petits par leur mère. Le prélèvement d’un fragment de queue pour connaitre le patrimoine génétique des animaux sera de la plus petite taille possible. Il s’agit d’un geste rapide et parfaitement maitrisé. Il est réalisé dans un endroit calme par des personnes compétentes. Si un reprélèvement était nécessaire il sera réalisé au niveau de l’oreille de l’animal et n’aura lieu que s’il est justifié auprès de la structure chargée du bien-être animal. La procédure chirurgicale est réalisée sous anesthésie avec une analgésie adaptée. La température des animaux sera maintenue tout au long de leur anesthésie et un gel oculaire sera appliqué pour éviter toute sécheresse oculaire. Nous réaliserons un suivi rapproché en post-opératoire afin d’évaluer l’état de l’animal et adapter sa prise en charge.
Choix des espèces
Nous avons choisi d’utiliser la souris car il s’agit d’un modèle largement utilisé en recherche pour modéliser les pathologies humaines. Son patrimoine génétique est bien connu et nous disposons des outils nécessaires pour le modifier permettant de créer et étudier de nombreux modèles de maladies humaines. Pour la maladie d’Alzheimer nous disposons d’un modèle génétiquement modifié déjà existant qui permet de reproduire les pertes de synapses et neurones observées chez l’humain, nous permettant dans le contexte de ce projet d’évaluer l’impact de traitements sur ces pertes. Le prélèvement pour déterminer les modifications génétiques portées par les souriceaux sera réalisé à l’âge de 7 à 10 jours afin de bénéficier de la cicatrisation rapide observée chez les jeunes animaux. Les traitements visant à prévenir les pertes de neurones et de synapses seront commencés à 3 mois, avant que ces pertes ne soient détectées, et leurs effets seront analysés à 6 mois, quand les pertes sont significatives.
Etudes pré-cliniques dans un modèle murin de la maladie d’Alzheimer, basé sur l’injection de peptide amyloïde beta 1-42.
- Recherche appliquée
- Troubles nerveux
5 040 souris âgées de 16 à 18 mois vont être utilisées, chacune opérée une fois par chirurgie stéréotaxique pour recevoir un peptide amyloïde dans le cerveau, puis traitée tous les jours pendant huit semaines au maximum. Elles passent jusqu'à quatre tests de mémoire de moins de quinze minutes, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, et toutes sont tuées pour prélever des échantillons biologiques. Le porteur évalue ainsi des candidats médicaments contre la maladie d'Alzheimer et choisit des souris âgées parce que la baisse de performance y est plus simple à mettre en évidence. Sur l'effectif, il écrit seulement que le nombre a été choisi pour obtenir des résultats statistiquement significatifs aux tests de mémoire.
Objectifs
La maladie d'Alzheimer est caractérisée par des troubles de la mémoire et du comportement, et affecte plus de 1 000 000 personnes en France. Elle est très invalidante. L'absence de traitements efficaces contre la maladie représente un défi majeur de santé humaine. L'objectif de ce projet est d'évaluer le potentiel neuroprotecteur de candidats médicaments dans un modèle animal de la maladie de Alzheimer.
Bénéfices attendus
En cas de résultats positifs, le développement du ou des candidats-médicaments pourra se poursuivra afin de proposer un traitement aux patients souffrant de la maladie d'Alzheimer.
Procédures
Les animaux seront soumis à de la chirurgie (une fois par étude), à des traitements quotidien, sur 8 semaines au maximum, et à des tests de comportement (4 fois par étude au maximum). Ces tests seront rapides et dureront moins de 15 minutes.
Impact sur les animaux
Les animaux subiront une anesthésie gazeuse pour effectuer une chirurgie stéréotaxique pouvant causer de la souffrance post-opératoire. Les traitements quotidiens des souris peuvent induire un stress, particulièrement lors des premières administrations. Les tests de mémoire spatiale peuvent également induire un stress chez les souris puisqu'elles seront placées dans des environnements inhabituels. La souffrance post-opératoire sera limitée et prise en charge par des médicaments vétérinaires anti-douleurs.
Devenir
Mise à mort pour collecte d'échantillons biologiques.
Remplacement
La maladie d'Alzheimer est une maladie complexe qui affecte plusieurs régions du cerveau. Elle provoque également des troubles de la mémoire. Ce degré de complexité ne peut être modélisé qu’avec un modèle animal. L'analyse de la perte de mémoire ne peut se faire qu'avec des animaux.
Réduction
Le nombre de souris a été choisi pour assurer l’obtention de résultats statistiquement significatifs, pour les tests de mémoire.
Raffinement
Le raffinement sera basé sur : (i) la présence d’objets d'enrichissement, (ii) la gestion de la douleur par voie médicamenteuse (iii) et le respect des besoins physiologiques des animaux. Les intéreactions sociales seront maintenues. Les signes de souffrance éventuels seront recherchés quotidiennement. Si des signes de souffrances sont détectés, le responsable de l’étude sera informé, et un traitement antidouleur sera administré. Si un point limite est atteint, durant l'étude, les souris seront euthanasiées en utilisant les méthodes d’euthanasie autorisées.
Choix des espèces
La souris possède un système cérébral complexe, qui présente des similitudes avec le système nerveux humain. D'après la littérature et l'expérience du personnel du laboratoire, ce modèle d’étude est reproductible et pertinent pour l'étude de la maladie d'Alzheimer. La souris est donc un modèle approprié permettant la mise en place de protocoles expérimentaux courts, efficaces, simples et reproductibles. Comme dans la plupart des cas les symptômes de la maladie d'Alzheimer apparaissent à un âge avancé. Comme nous cherchons dans ce projet à exacerber le déclin cognitif des animaux, nous utiliserons des souris âgées de 16 à 18 mois pour lesquels l’état cognitif est meilleur et donc la baisse de performance plus simple à mettre en évidence.