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Efficacité de biothérapies administrées par les voies aériennes dans un modèle murin de transmission du virus Influenza
- Recherche appliquée
- Maladies infectieuses
3 060 souris vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger à sévère, toutes tuées à l'issue, et celles infectées par la grippe traversent la maladie sans antalgique ni anti-inflammatoire, ces traitements étant, selon le porteur, "susceptibles de modifier la réponse inflammatoire". Le virus est inoculé par le nez sous anesthésie à une partie d'entre elles, qui doivent le transmettre à d'autres souris, et 1 200 reçoivent une biothérapie par voie nasale, trachéale ou intraveineuse. L'infection peut provoquer une perte de poids, une prostration et une gêne respiratoire. Une souris est tuée par dislocation cervicale sous anesthésie quand elle perd plus de 25 % de son poids ou atteint le score clinique maximal de 7, qui inclut des difficultés respiratoires.
Objectifs
Les infections respiratoires sont responsables de plus de trois millions de décès chaque année dans le monde. Les infections d'origine virale constituent un défi majeur en raison de la dérive génétique continue des virus, qui favorise l'émergence de nouveaux variants et réduit progressivement l'efficacité des traitements antiviraux et des vaccins disponibles. À l'heure actuelle, la majorité des biothérapies est administrée par voie intraveineuse (i.v.). Cette voie d'administration est toutefois peu adaptée au traitement des infections pulmonaires, les biomédicaments diffusant faiblement vers le territoire respiratoire après administration systémique. Seule une faible fraction des molécules administrées par voie intraveineuse atteint les poumons. Depuis plusieurs années, les travaux précliniques menés au CEPR démontrent l'intérêt de l'administration par inhalation pour améliorer l'index thérapeutique de ces biothérapies. Cette voie est déjà largement utilisée en pratique clinique pour l'administration de bronchodilatateurs et de corticoïdes dans le traitement des pathologies respiratoires. L'administration de biothérapies par inhalation permet un ciblage direct du médicament au niveau pulmonaire sous forme d'aérosol. Dans le contexte des infections respiratoires, cette approche devrait permettre une action plus rapide, une concentration élevée du médicament au plus près du site de réplication virale et une limitation de l'exposition systémique, réduisant ainsi le risque d'effets indésirables. Les travaux du CEPR ont montré que le procédé d'aérosolisation, associé à l'utilisation de nébuliseurs adaptés et de formulations spécifiques, permettait d'administrer des biothérapies tout en préservant leurs propriétés physicochimiques et biologiques. Ils ont également démontré qu'une biothérapie dirigée contre des bactéries ou des virus responsables de pneumonies atteignait les poumons en quantité significativement supérieure après administration par inhalation qu'après administration intraveineuse, avec une amélioration concomitante de son efficacité thérapeutique. Dans ce contexte, le présent projet a pour objectifs : 1_développer et optimiser un modèle murin robuste de transmission du virus influenza. 2_utiliser ce modèle pour évaluer différentes stratégies thérapeutiques et caractériser les réponses immunitaires associées
Bénéfices attendus
Ce projet, fondé sur des données précliniques solides, vise à développer des stratégies thérapeutiques inhalées destinées à limiter la dissémination des agents pathogènes respiratoires et à mieux comprendre les mécanismes immunitaires associés à leur efficacité. Les connaissances acquises, combinées à celles générées par les autres volets du programme Inhealation, constitueront une base scientifique pour le développement de futures études translationnelles et la conception d'essais cliniques. Le développement d'un modèle murin reproductible de transmission du virus influenza constituera également un outil préclinique permettant d'évaluer de futures stratégies thérapeutiques ou vaccinales destinées à limiter la transmission des virus respiratoires. Les approches évaluées dans ce projet ciblent les infections respiratoires virales touchant les voies aériennes supérieures et/ou inférieures, notamment celles associées à des pneumonies. Ces infections représentent un enjeu majeur de santé publique en raison de leur fréquence, de leur impact en termes de morbidité et de mortalité, ainsi que des coûts humains, sociaux et économiques qui leur sont associés. L'administration inhalée de biothérapies pourrait constituer une stratégie permettant d'améliorer leur efficacité locale tout en limitant l'exposition systémique. Au-delà du virus influenza, les connaissances acquises sur les modalités d'administration, les réponses immunitaires induites et les mécanismes de protection pourront être transposées à d'autres infections respiratoires, notamment celles causées par le virus respiratoire syncytial ou le SARS-CoV-2. Les biothérapies sont déjà utilisées en clinique dans de nombreuses indications. Ce projet vise à optimiser leur administration dans le traitement des infections respiratoires en privilégiant la voie inhalée, qui permet un dépôt direct du médicament au niveau du site d'infection. Cette stratégie pourrait améliorer l'efficacité des traitements tout en contribuant à limiter la transmission des virus respiratoires. Enfin, l'administration par inhalation présente l'avantage d'être une approche non invasive permettant de délivrer rapidement les biothérapies directement au niveau des voies respiratoires, principal site de réplication des virus ciblé.
Procédures
_Infection par voie intranasale : sous anesthésie générale, 1560, 760 ou 1160 animaux, 1 fois _Administration des biothérapies par voie intranasale petit volume: sous anesthésie générale, 300 animaux, 1 fois __Administration des biothérapies par voie intranasale grand volume: sous anesthésie générale, 300 animaux, 1 fois _Administration des biothérapies par voie oro-trachéale : sous anesthésie générale, 300 animaux, 1 fois _Administration des des biothérapies par voie intraveineuse : sous anesthésie générale, 300 animaux, 1 fois
Impact sur les animaux
Des données préliminaires obtenues au laboratoire ont permis d'identifier des doses de biothérapies ne présentant pas de toxicité apparente chez la souris. Les expérimentations prévues seront donc réalisées uniquement avec ces doses. L'infection expérimentale par le virus influenza est susceptible d'entraîner une altération transitoire de l'état général des animaux, caractérisée notamment par une perte de poids, une diminution de l'activité, un pelage ébouriffé, une réduction de la prise alimentaire ou hydrique ainsi qu'une gêne respiratoire liée à l'inflammation des voies aériennes. L'intensité de ces signes cliniques dépendra de l'évolution de l'infection. L'administration d'antalgiques ou d'anti-inflammatoires ne pourra pas être envisagée au cours de l'évolution de la maladie, ces traitements étant susceptibles de modifier la réponse inflammatoire et immunitaire induite par l'infection ainsi que l'évaluation de l'efficacité des stratégies thérapeutiques étudiées. Les animaux feront l'objet d'une surveillance clinique quotidienne, voire biquotidienne si leur état le justifie. Les paramètres suivants seront évalués : (i) perte de poids, (ii) altération de l'état général et des comportements physiologiques (prostration, diminution ou absence de prise alimentaire et hydrique, pelage ébouriffé), et (iii) apparition de signes cliniques évocateurs d'une aggravation de l'infection (yeux mi-clos, difficultés respiratoires, sibilances ou autres signes de détresse). Ces observations seront intégrées à un score clinique standardisé compris entre 0 et 7. Des points limites précoces ont été définis afin de prévenir toute souffrance excessive. Tout animal présentant une perte de poids supérieure à 25 % de son poids initial ou atteignant un score clinique de 7 sera immédiatement euthanasié par dislocation cervicale après anesthésie générale à l'isoflurane (4 %).
Devenir
Les objectifs de ce projet sont (i) de développer et valider un modèle murin de transmission du virus influenza et (ii) de caractériser les réponses immunitaires induites par des biothérapies inhalées afin d'améliorer leur développement préclinique et leur transposition vers la clinique. Dans la première procédure, les animaux seront euthanasiés afin d'évaluer les paramètres nécessaires à la caractérisation du modèle de transmission, notamment la charge virale dans les voies respiratoires et les tissus cibles. Dans la seconde procédure, l'euthanasie permettra la réalisation de prélèvements terminaux (lavages nasaux et broncho-alvéolaires, poumons, ganglions drainants, rate et autres tissus d'intérêt) indispensables à l'étude de la charge virale, des populations immunitaires et des médiateurs de l'inflammation. Par ailleurs, les animaux auront été infectés expérimentalement par le virus influenza et ne pourront, pour des raisons sanitaires et scientifiques, être réutilisés ou replacés. En conséquence, l'ensemble des animaux sera euthanasié à l'issue de chaque procédure afin de permettre la réalisation des analyses prévues et d'atteindre les objectifs du projet.
Remplacement
À ce jour, aucune méthode in vitro ou ex vivo ne permet de reproduire l'ensemble des mécanismes impliqués dans les infections respiratoires virales, notamment les interactions complexes entre le virus, les différents compartiments du système immunitaire et les tissus de l'appareil respiratoire. Un des objectifs principaux de ce projet est d'étudier la transmission naturelle d'un virus respiratoire entre individus. À ce jour, aucun modèle alternatif ne permet de reproduire ce phénomène biologique complexe., ne peuvent pas être modélisés de manière pertinente à l'aide de systèmes cellulaires. Par ailleurs, ce projet vise à évaluer l'efficacité de biothérapies administrées directement dans les voies aériennes. L'étude de leur distribution pulmonaire, de leur activité biologique, de leur impact sur la transmission virale ainsi que des réponses immunitaires locales et systémiques qu'elles induisent nécessite l'utilisation d'un organisme entier. Le modèle murin d'infection par le virus influenza est largement décrit et validé dans la littérature comme modèle préclinique des infections respiratoires virales. Il permet de reproduire les principales caractéristiques de l'infection ainsi que les réponses immunitaires associées. Enfin, la disponibilité de nombreux outils génétiques et immunologiques chez la souris constitue un atout majeur pour caractériser les mécanismes impliqués dans la protection induite par les biothérapies et les immunomodulateurs
Réduction
Le nombre d'animaux utilisés est optimisé en réalisant un maximum d'analyses sur chaque animal. Les prélèvements permettront notamment d'évaluer les populations immunitaires, les cytokines, l'expression génique, l'histologie ainsi que la charge virale, maximisant ainsi les informations obtenues à partir de chaque individu. Le modèle murin d'infection par le virus influenza est maîtrisé par l'équipe et le porteur du projet, ce qui limite les phases de mise au point expérimentale. De plus, de nombreuses données préliminaires sont déjà disponibles, permettant de restreindre le nombre de souches virales, de doses de biothérapies et de temps d'analyse à évaluer. Les expériences sont organisées de manière à mutualiser les groupes témoins lorsque cela est scientifiquement justifié, afin d'éviter toute répétition inutile. Une première procédure est spécifiquement dédiée au développement et à l'optimisation du modèle de transmission. Cette étape permettra de sélectionner les conditions expérimentales les plus pertinentes avant l'évaluation des biothérapies et contribuera ainsi à réduire le nombre d'animaux nécessaires aux études d'efficacité. Les effectifs ont été déterminés à partir de calculs de puissance statistique (voir Annexe). Pour la procédure 1, la différence attendue de charge virale entre les souris index et les souris contact est estimée à 4,5 avec un écart-type de 1,9 (données de la littérature). Pour la procédure 2, la différence attendue entre les souris traitées et les souris non traitées est estimée à 1,5 avec un écart-type de 0,9 (données de la littérature). Dans les deux cas, en considérant un risque α de 5 % et une puissance statistique minimale de 80 %, la taille d'échantillon calculée est de cinq animaux par groupe. E nfin, un lot limité d'animaux est prévu pour le tutorat des intervenants afin de garantir la maîtrise des gestes techniques avant la réalisation des procédures expérimentales. Cette formation, assurée par le Dr Thomas Sécher, membre de la Structure chargée du Bien-Être Animal (SCBEA) et tuteur validé par la PSTA, contribue à limiter les échecs expérimentaux et la répétition de manipulations.
Raffinement
Les animaux seront hébergés en groupes sociaux dans des cages enrichies (papier absorbant et fragments de boîtes à œufs), conformément aux recommandations en vigueur. Une période d'acclimatation sera respectée avant le début des expérimentations afin de limiter le stress lié au changement d'environnement. Les procédures expérimentales seront réalisées par du personnel qualifié ou en cours de formation sous tutorat, afin de garantir la maîtrise des gestes techniques et de limiter le stress ainsi que les manipulations inutiles. Notamment, les administrations par voie respiratoire seront réalisées sous anesthésie générale à l'isoflurane afin de limiter le stress des animaux et de garantir la qualité du geste technique. Tout au long des expérimentations, les animaux feront l'objet d'une surveillance clinique pluriquotidienne assurée conjointement par les animaliers et les expérimentateurs, permettant de détecter précocement toute altération de leur état de santé et l'atteinte des points limites définis dans les procédures expérimentales (section 4.2). Une vigilance particulière sera maintenue durant les quatorze jours suivant l'infection, période correspondant au développement des signes cliniques. Afin de limiter les conséquences de l'infection sur l'état général des animaux, de la nourriture humidifiée (gel alimentaire) sera mise à disposition de manière préventive directement dans les cages afin de faciliter l'accès à l'eau et à l'alimentation des animaux présentant une diminution de leur mobilité ou de leur prise alimentaire. Tout animal atteignant un point limite sera immédiatement pris en charge conformément aux critères d'arrêt définis dans le projet.
Choix des espèces
La souris (Balb/cJRj) constitue le modèle préclinique de référence pour l'étude des infections expérimentales par le virus influenza. Elle permet de reproduire les principales caractéristiques de l'infection respiratoire ainsi que les réponses immunitaires induites au niveau des voies aériennes. De plus, des modèles murins de transmission du virus influenza sont largement décrits dans la littérature (Edenborough et al. J Virol, 2012 / Price et al. J Virol, 2014) et constituent une approche pertinente pour étudier les mécanismes impliqués dans la dissémination virale et leur inhibition par des stratégies thérapeutiques. L'utilisation d'un modèle animal est indispensable pour ce projet. Les réponses immunitaires des voies respiratoires reposent sur des interactions complexes entre les différents compartiments anatomiques (cavités nasales, voies aériennes et poumons), les cellules immunitaires innées et adaptatives, ainsi que le contexte inflammatoire induit par l'infection. Ces mécanismes ne peuvent pas être reproduits de manière satisfaisante par des approches in vitro ou ex vivo. En outre, l'évaluation de la transmission virale entre individus ainsi que de son inhibition par des biothérapies nécessite un organisme entier. La souris offre également un large éventail d'outils expérimentaux permettant une caractérisation fine des mécanismes immunitaires impliqués dans la protection contre la transmission virale. Les techniques disponibles au laboratoire (cytométrie en flux, microscopie confocale, analyses multiplex des cytokines, biologie moléculaire et histologie), ainsi que l'accès à de nombreux modèles transgéniques si nécessaire, permettent d'exploiter pleinement les prélèvements réalisés sur chaque animal et de maximiser les informations obtenues.
Mise en place d’un modèle de colonisation digestive par des bactéries pathogènes d’intérêt du milieu hospitalier chez le macaque cynomolgus permettant l’étude de nouvelles stratégies de décolonisation
- Recherche appliquée
- Maladies infectieuses
- Troubles gastrointestinaux
- Recherche fondamentale
- Système gastrointestinal
78 des 174 macaques à longue queue de ce projet doivent être gardés en vie puis réutilisés dans d'autres études, les 96 autres tués pour analyser leurs tissus infectés. Dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, 144 d'entre eux sont colonisés par des bactéries hospitalières, parfois multirésistantes, et tous subissent jusqu'à sept anesthésies générales et neuf prises de sang par semaine, des lavages rectaux, des traitements et l'implantation d'une puce de télémétrie, certains des biopsies rectales et des gavages d'antibiotiques. Après l'inoculation, chaque macaque est logé seul, face à un congénère à deux mètres. Sur le remplacement, le porteur affirme que l'usage de primates "reste nécessaire", malgré "les efforts pour privilégier ces alternatives", qu'il ne décrit pas.
Objectifs
L’étude des sepsis, c’est-à-dire des réactions anormales et excessives de l’organisme face à une infection, constitue un enjeu majeur de santé publique. Les sepsis engendrent une mortalité élevée, estimée à environ 11 millions de décès par an dans le monde, due à l’absence de traitements réellement efficaces. Les formes les plus sévères de sepsis sont le plus souvent liées à des bactéries retrouvées dans les intestins. Ces bactéries finissent par circuler dans les hôpitaux et représentent aujourd’hui une menace importante pour les systèmes de santé. De plus, la résistance aux antibiotiques développée par ces bactéries constitue un problème de plus en plus préoccupant à l’échelle mondiale. Cette augmentation de la résistance aux antibiotiques rend le traitement des infections graves beaucoup plus difficile et accroît le risque de développer des sepsis sévères. Dans ce contexte, le développement de stratégies visant à prévenir l’infection en réduisant ou en éliminant, au niveau de l’intestin, les bactéries susceptibles de provoquer des infections chez les patients à risque apparaît comme une approche prometteuse contre à la fois le sepsis et la multirésistance aux antibiotiques. L’étude envisagée vise à mettre en place un modèle de colonisation digestive chez des primates non humains par des bactéries pertinentes du contexte hospitalier, multirésistantes ou non, afin d’évaluer, tester et optimiser des stratégies innovantes permettant d’éliminer ces bactéries.
Bénéfices attendus
Le projet permettra le développement de modèles de colonisation intestinale par différentes bactéries d’intérêt pour tester de nouvelles stratégies de décolonisation intestinale pouvant être utilisées chez des patients à risque avant le développement d’infections sévères.
Procédures
- Les interventions prévues dans ce projet seront réalisées sous anesthésie générale et seront regroupées pour limiter leur nombre (1 à 7 fois par semaine, 174 animaux, 30-45 minutes). Prélèvements : - Prélèvements sanguins (1 à 9 fois par semaine, 174 animaux, 5 minutes - Récoltes de fluides rectaux/trachéaux ou nasaux (1 à 5 fois par semaine, 174 animaux 2 minutes). - Biopsies rectales, (2 fois maximum, 30 animaux, 30 minutes). - Lavages rectaux (1 à 2 fois par semaine, 126 animaux, 20 minutes). - Lavages broncho-alvéolaires (jusqu’à 2 fois si un problème respiratoire est observé, jusqu’à 144 animaux, 10 minutes). Interventions - Inoculation bactérienne (1 fois 144 animaux, 5 minutes). - Traitements avec des molécules thérapeutiques (ou placebo) (jusqu’à 6 fois, 174 animaux, 5 minutes). - Traitements avec des antibiotiques par gavage (4 fois 144 animaux, 5 minutes) - Imageries in vivo (jusqu’à 2 fois si un problème respiratoire est observé, jusqu’à 144 animaux, 45 minutes).
Impact sur les animaux
Les méthodes expérimentales ont été définies de manière à éviter toute souffrance lors des interventions (limitation des volumes sanguins prélevés, expositions et traitements réalisés sous anesthésie générale). Anesthésies, prélèvements de sang Perte d’appétit avec perte de poids mineure, anémie transitoire (légère à modérée), hématome au niveau du site du prélèvement, infection au site d’injection possible dans les jours qui suivent le prélèvement (rare, quelques jours). Traitements Réaction locale, démangeaisons et/ou douleur dans les heures/jours suivant le traitement. Perturbation de la flore intestinale, vomissement et/ou diarrhée transitoire. Colonisation L’étape de colonisation ne s’accompagne souvent d’aucun signe clinique particulier. Cependant, en cas de passage des bactéries dans le sang ou d’infections pulmonaires, des signes cliniques de l’infection bactérienne peuvent apparaitre : fièvre, perte d’appétit, difficultés respiratoires pendant quelques jours. Nuisances liées aux traitements antibiotiques L’altération de la flore intestinale peut causer des diarrhées et entérites (quelques jours) Implantation de puces de télémétrie Réaction locale au site d’incision : gonflement, suintement de la plaie (rare), démangeaisons, durée de 1 à 5 jours. Biopsies rectales : Des signes cliniques liés aux biopsies rectales : réaction inflammatoire au site de la biopsie, perte d’appétit, saignements, pendant quelques heures/jours Nuisances liées à l’hébergement individuel : Les animaux seront hébergés en groupe avant exposition et en hébergements individuels proches, permettant des interactions sociales pendant la phase d’expérimentation. Nuisances suite aux écouvillonnages : Saignement pouvant aller de quelques secondes à quelques minutes. Nuisances liées aux lavages broncho-alvéolaires : Irritation de la trachée liée à l’intubation. Toux, difficultés respiratoires légères juste après le geste. Nuisance liée à la mise à jeun (
Devenir
Pour l’étude de mise en place de modèle : les animaux seront gardés en vie et réutilisés dans d’autres études compatibles après avis vétérinaire. Cependant, si les animaux montrent des signes d’infection, ils seront euthanasiés afin d’étudier l’infection dans les tissus. Dans l’étude d’évaluation de la sécurité des traitements, les animaux seront gardés en vie et réutilisés dans d’autres études après avis favorable du vétérinaire. Dans les études d’efficacité des traitements, tous les animaux seront euthanasiés, dans le but de faire des analyses des tissus infectés.
Remplacement
Ce projet vise à mettre en place des modèles de colonisation intestinale par des bactéries souvent retrouvées chez des patients hospitalisés, afin d’établir de nouvelles stratégies thérapeutiques de décolonisation. À ce jour, les méthodes alternatives telles que les études menées sur des cellules en laboratoire (approches in vitro), sur des modèles informatiques (in silico), ou encore sur des tissus isolés (ex vivo) ne permettent pas de reproduire, la complexité des interactions entre le système immunitaire et les bactéries de l’intestin. C’est pourquoi, malgré les efforts pour privilégier ces alternatives, l’utilisation de modèles animaux reste nécessaire pour atteindre les objectifs du projet. Le primate non-humain, étant proche de l’humain au niveau anatomique, immunitaire et physiologique, permet de reproduire la complexité de ces interactions, nécessaires pour permettre une colonisation intestinale par des bactéries retrouvées chez les patients. Cela permet ainsi d’évaluer de façon fiable tout nouveau traitement avant son utilisation chez l’être humain.
Réduction
Dans ce projet, plusieurs mesures sont mises en place pour utiliser le moins d’animaux possible tout en garantissant des résultats fiables. Dans la phase de mise en place du modèle, les conditions optimales d’inoculation de la bactérie seront déterminées selon un procédé étape par étape, déjà publié dans la littérature scientifique. Cette méthode permet de réduire le nombre d’animaux, en évitant de multiplier les essais. Dans les études de tolérance et de distribution, seules les stratégies de décolonisation ayant déjà démontré une efficacité chez le petit animal (rongeurs) seront testées dans cette étude chez le primate non humain. Ensuite, pour affiner les paramètres importants comme la sécurité, la dose ou la manière d’administrer les traitements, seuls de petits groupes d’animaux seront utilisés. Cela permettra de sélectionner les meilleures conditions avant de passer à des études d’efficacité. Enfin, pour les études d’efficacité, le nombre d’animaux par groupe est limité au minimum nécessaire pour obtenir des résultats solides et interprétables. Ce nombre a été déterminé de façon à pouvoir détecter des différences statistiques entre les groupes.
Raffinement
Les prélèvements et interventions sur les animaux sont réduits au minimum nécessaire pour répondre aux objectifs du projet. Ils seront effectués sous anesthésie générale pour éviter le stress et d’éventuelles douleurs et seront regroupés au maximum lors d’une même anesthésie afin de réduire leur nombre. Les anesthésies pouvant entrainer une diminution de l’appétit, une diversification et complémentation de l’alimentation sera instaurée au besoin. Les animaux seront hébergés en groupes puis en hébergements individuels proches permettant des interactions sociales après inoculation bactérienne (conservation du contact sensoriel, et hébergements face à face séparés de 2 m). Le programme d’enrichissement sera étendu par ajout de dispositifs alimentaires, jouets, et par renforcement du contact positif. Cet hébergement individuel est nécessaire pour éviter les biais lors de l’évaluation de la température mesurée par puce électronique, éviter une contamination croisée, et permettre d’associer le prélèvement d’excréments à l’animal. Le vétérinaire de l’installation sera alerté en cas d’apparition de signes cliniques liés au traitement afin d’adapter le suivi et les soins aux animaux ainsi que leur alimentation (des points limites sont mis en place). Les prélèvements de sang et les biopsies pouvant entrainer l’apparition d’une réaction locale, un traitement symptomatique pourra être mis en place (désinfection, anti-douleurs localement). L’implantation de puces électroniques, permettant un suivi régulier de la température corporelle, peut induire une réaction au site d’incision. Un signalement au vétérinaire sera effectué, qui pourra appliquer un traitement symptomatique (désinfection, analgésie locale). Un traitement anti-douleur sera appliqué avant la chirurgie.
Choix des espèces
Dans ce projet, le macaque a été sélectionné pour sa proximité génétique, anatomique et physiologique avec l’être humain. Son appareil digestif ressemble beaucoup à celui de l’être humain au niveau anatomique, mais aussi au niveau de l’environnement intestinal incluant le microbiote. Le macaque reproduit la complexité des interactions entre le système immunitaire et les bactéries naturellement présentes dans l’intestin. Cela en fait un modèle particulièrement pertinent pour l’étude de la colonisation bactérienne par des bactéries retrouvées chez l’être humain et l’étude de la tolérance à de nouveaux traitements. Ces bactéries pouvant être retrouvées dans l’intestin de personnes de tout âge, nous envisageons de réaliser les procédures sur des animaux ayant un panel d’âge étendu. Cependant, les nouveau-nés n’ayant pas un système immunitaire complètement développé, nous nous focaliserons sur des animaux sevrés et ayant un système immunitaire mature et un microbiote intestinal stable.
Production d’anticorps polyclonaux destinés à la mise au point de tests rapides pour le diagnostic et la détection de contaminants environnementaux
- Recherche appliquée
- Diagnostic des maladies
- Maladies infectieuses
- Recherche fondamentale
- Système immunitaire
30 lapins vont être utilisés dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, puis replacés d'après le porteur, sauf ceux qui atteignent un point limite et sont alors tués. Pendant 314 jours, chaque lapin subit jusqu'à onze interventions : cinq séances d'injections sous la peau en dix points, parfois avec de l'adjuvant complet de Freund qui peut laisser des nodules inflammatoires et un œdème plusieurs jours, et six prises de sang de 2 à 5 mL. Les anticorps obtenus doivent servir à des tests rapides de détection de résidus d'antibiotiques, de toxines ou de polluants. Le porteur reconnaît l'existence de bibliothèques d'anticorps produites en laboratoire, qu'il juge "inadaptées aux contraintes de notre projet".
Objectifs
L’objectif de ce projet est de produire des anticorps polyclonaux de lapin à des fins diagnostiques et scientifiques, en réponse à des besoins environnementaux, en santé publique et en recherche. Ces anticorps constituent des outils essentiels pour la détection de petites molécules d’intérêt, telles que des contaminants environnementaux, des résidus de médicaments ou des toxines bactériennes, et permettent le développement de tests immunologiques sensibles et spécifiques, notamment sous forme de tests rapides ou de dosages de type ELISA. Les anticorps produits dans ce cadre présentent des caractéristiques d’affinité et de spécificité adaptées à leur utilisation dans des dispositifs de diagnostic à grande échelle. En l’état actuel des connaissances, la phase initiale d’immunisation chez l’animal reste nécessaire pour générer une réponse immunitaire polyclonale diversifiée et de haute affinité. Cette étape permet la production de lymphocytes B spécifiques qui ne peuvent pas encore être reproduits de manière équivalente par des approches entièrement in vitro ou synthétiques. Le recours aux animaux est donc strictement limité à cette phase d’immunisation. Les étapes ultérieures de caractérisation et de sélection des anticorps sont réalisées à partir de techniques in vitro, sans réutilisation d’animaux.
Bénéfices attendus
Ce projet vise à lever un verrou technologique majeur pour la santé publique, l'environnement et la sécurité sanitaire : la détection ultra-sensible et rapide de petites molécules d'intérêt (toxines, polluants, résidus médicamenteux). Ces cibles sont historiquement très difficiles à identifier avec des anticorps murins (souris), qui manquent d'affinité pour de si petits motifs. Le recours au modèle lapin est scientifiquement indispensable car la diversité de son répertoire immunitaire permet d'obtenir des anticorps à très haute affinité, garantissant des seuils de détection jusqu'alors inaccessibles. Les bénéfices socio-économiques et sanitaires se traduiront par le développement de tests rapides sur le terrain (bandelettes, dosages ELISA) répondant à deux enjeux critiques. D'une part, dans le cadre de la lutte contre l'antibiorésistance et les urgences infectieuses, la propagation des bactéries résistantes aux antibiotiques de dernier recours (comme les carbapénèmes) constitue une menace sanitaire mondiale. Les anticorps générés permettront de concevoir des tests de détection rapide utilisables au chevet du patient (sur urines, sang ou colonies) afin d'identifier les mécanismes de résistance en quelques minutes et d'adapter immédiatement le traitement. D'autre part, en matière de surveillance environnementale et de sécurité sanitaire, ces outils permettront le suivi d'ultra-traces de micropolluants et de toxines dans des matrices complexes comme l'eau potable ou les fluides biologiques, assurant ainsi une prévention sanitaire efficace et accessible. Enfin, ce projet s'inscrit pleinement dans une démarche éthique et d'application stricte des 3R. Les procédures sur les lapins se limitent exclusivement à des étapes d'immunisation et de prélèvements sanguins légers sous anesthésie, sans aucune mise à mort requise dans le cadre du protocole. La phase animale est par ailleurs restreinte à la réponse immunitaire initiale, car les gènes codant les anticorps d'intérêt seront directement isolés par clonage pour assurer l'ensemble de la production ultérieure exclusivement in vitro sous forme recombinante. Cela garantit la pérennité de ces outils de diagnostic sans aucun recours ultérieur à l'animal.
Procédures
Les animaux seront immunisés sous contention douce et sous anesthésie locale topique (crème EMLA appliquée 30 à 45min avant le geste), par des injections sous-cutanées multipoints brèves (durée de 2 à 3 minutes par animal pour répartir le volume en 10 points d’injection) d’une molécule appelée immunogène qui correspond à la cible d’intérêt. Chaque animal recevra au total un nombre maximal strict de 5 sessions d'injections dans le cadre du protocole : une injection initiale à J+1 suivie de quatre rappels répartis sur l'étude. Des prélèvements sanguins de 2 à 5mL chacun, également réalisés sous anesthésie locale, seront effectués à intervalles réguliers (8 à 10 jours après chaque injection ainsi qu’un prélèvement final à J+314) afin de suivre la réponse immunitaire des animaux. Ces prélèvements représentent un nombre exact de 6 interventions sur la durée globale du protocole, avec une durée très brève de 1 à 2 minutes par prélèvement. Au total, chaque animal sera soumis à un nombre maximal absolu de 11 interventions sur l'ensemble des 314 jours de l'étude.
Impact sur les animaux
Une douleur et/ou une infection au niveau des points d’injection sont susceptibles de survenir, bien que limitée par l’application d’une anesthésie locale (lidocaïne) au point d’injection ou de prélèvement. En cas d'utilisation d'adjuvant complet de Freund pour l'immunisation primaire, une réaction inflammatoire nodulaire locale ou un œdème peut persister plusieurs jours sur les sites d'injection, générant une sensibilité prolongée qui fera l'objet d'un suivi quotidien strict. La douleur aiguë liée à la piqûre est donc très brève, mais une gêne locale d'intensité légère à modérée peut être ressentie les jours suivants selon l'adjuvant employé. Une douleur légère peut toutefois être ressentie lors des prélèvements sanguins. Les manipulations nécessaires peuvent entraîner un stress transitoire chez certains animaux, de l’ordre de quelques minutes, qui sera minimisé par une habituation préalable à la manipulation et à la contention douce.
Devenir
Tous les animaux (n = 30) seront replacés, sauf avis contraire du vétérinaire ou en cas d’atteinte des points limites définis dans le protocole, auquel cas ils seront mis à mort.
Remplacement
Il existe aujourd’hui des méthodes alternatives permettant de générer ou de sélectionner des anticorps sans recourir directement à l’immunisation d’animaux, (notamment l’utilisation de bibliothèques d’anticorps produites en laboratoire), mais elles restent inadaptées aux contraintes de notre projet pour trois raisons principales. En premier lieu, notre objectif est de détecter des molécules d'intérêt extrêmement petites (comme les carbapénèmes). Pour ces petites cibles, les banques d'anticorps artificielles manquent de sensibilité et échouent à fournir des seuils de détection suffisamment fins dans des échantillons complexes (sang, eau). En second lieu, le lapin possède un système immunitaire unique. Contrairement à d'autres espèces comme la souris, son organisme est capable d'adapter et de perfectionner naturellement la structure de ses anticorps pour épouser la forme de ces très petites molécules. Les technologies actuelles ne parviennent pas à reproduire cette maturation naturelle avec le même niveau de précision. Enfin, notre protocole repose sur l'isolement de ces cellules d'intérêt. L'immunisation initiale de l'animal est indispensable pour stimuler la production de ces lymphocytes B. Une fois ces cellules sélectionnées, nous récupérons leur matériel génétique pour produire définitivement les anticorps en laboratoire, de manière recombinante. Toutes les étapes ultérieures de sélection, de caractérisation et de production à grande échelle des anticorps sont ensuite réalisées exclusivement in vitro, sans recours supplémentaire à l’animal.
Réduction
Chaque production d’anticorps polyclonaux sera réalisée à partir de deux lapins par immunogène. Ce choix tient au fait que les animaux peuvent répondre différemment à une même substance injectée. Certains développent une réponse immunitaire plus forte ou plus adaptée que d’autres. L’utilisation de deux animaux permet donc d’identifier celui qui présente la meilleure réponse immunitaire grâce à une analyse réalisée sur des prélèvements sanguins, sans procédure supplémentaire sur l’animal. Le lapin présentant la réponse la plus adaptée est ensuite utilisé pour la production des anticorps. Le second animal permet de sécuriser la production : il peut être utilisé uniquement si la réponse du premier animal s’avère insuffisante en termes de qualité ou de performance des anticorps obtenus.
Raffinement
Les lapins seront hébergés par paire dans des cages communicantes afin de limiter l’isolement social tout en permettant le suivi individuel des animaux. Les cages seront aménagées pour favoriser le bien-être des animaux : elles comprendront un milieu enrichi avec une tablette, des haltères, des balles, des bâtonnets en bois à ronger et du foin. Les animaux seront surveillés quotidiennement tout au long des procédures par du personnel qualifié. Afin de réduire le stress et la douleur liés aux expérimentations, les interventions seront réalisées sous anesthésie générale à l’isoflurane et/ou avec anesthésie locale lorsque cela est compatible avec les procédures. Le niveau de douleur attendu ne doit pas dépasser celui ressenti lors d’une injection chez l’humain. Tout animal présentant des signes de souffrance ne pouvant être atténués par des mesures compensatoires (surveillance rapprochée, enrichissement, ajout de nourriture liquide, etc.) sera euthanasié.
Choix des espèces
Le lapin (Oryctolagus cuniculus) a été choisi comme modèle pour la production d’anticorps polyclonaux, en raison de son répertoire immunitaire diversifié et de sa capacité à générer des anticorps de haute affinité et spécificité, particulièrement adaptés à des cibles difficiles à adresser avec les anticorps murins, notamment les petites molécules. Les animaux utilisés seront des lapins adultes, car à ce stade le système immunitaire est pleinement mature. Cette maturité est essentielle pour obtenir une réponse immunitaire robuste et reproductible, garantissant la qualité et la diversité des anticorps produits. De plus, les lapins sont des animaux de taille moyenne permettant de réaliser les injections multiples et prélèvements sanguins répétés dans des conditions de confort et de sécurité optimales, tout en limitant le stress et l’inconfort. Leur utilisation répond ainsi à des critères éthiques et pratiques, tout en assurant la fiabilité scientifique des résultats. Nous utiliserons des lapins âgés de minimum 12 semaines au démarrage des immunisations. Les animaux adultes ont la maturité immunologique nécessaire pour produire de bonnes réponses humorales lors des immunisations successives.
Modèle expérimental in vivo : utilisation de rongeurs pour l’infection d’Anophèles par des parasites Plasmodium murins et entretien de colonies de moustiques Anopheles.
- Recherche appliquée
- Maladies infectieuses
- Recherche fondamentale
- Autre recherche fondamentale
- Oncologie
Rats : 55
Lapins : 20
Anesthésiées chaque semaine pendant deux mois pour servir de repas de sang à des moustiques anophèles, des souris sont ensuite tuées, comme toutes celles que l'équipe infecte avec des parasites Plasmodium de rongeurs. Au total, 2 670 animaux non-humains, soit 2 595 souris, 55 rats et 20 lapins, vont être utilisés dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger à modéré. Les rongeurs sont tous tués, et les 20 lapins, anesthésiés chaque semaine pendant six mois pour nourrir les moustiques, sont ensuite placés à l'adoption. Le projet fournit des colonies de moustiques et des stocks de parasites à d'autres équipes, et prend des souris dès trois semaines parce que leur "système de défense est encore immature". Le porteur écrit que ces procédures "n'apportent pas de résultats qui devront être soumis à des tests statistiques", sans dire comment se répartit l'effectif de 2 595 souris.
Objectifs
Le paludisme reste une maladie grave et mortelle, qui touche surtout l’Afrique subsaharienne et cause chaque année plusieurs centaines de milliers de décès, principalement chez les enfants de moins de cinq ans. Après des années de recul, le nombre de cas repart à la hausse, en raison de la résistance du parasite aux traitements, de la résistance des moustiques aux insecticides et des effets du changement climatique. Le parasite responsable de cette maladie se transmet à l’homme par la piqûre de moustiques infectés. Son cycle de vie est complexe : il comporte un passage dans le moustique, puis une phase chez l’hôte, avec des étapes dans le foie et dans le sang, avant de revenir dans un moustique. Le projet vise à mieux comprendre ce cycle, en fournissant à la communauté scientifique des ressources biologiques, des colonies de moustiques vecteurs et un modèle animal. Plus concrètement, il s’agit d’élever et de maintenir des colonies de moustiques vecteurs, de cultiver les différentes formes du parasite dans des conditions contrôlées, et de reproduire l’infection chez un rongeur. Ces modèles permettront de vérifier que les moustiques peuvent bien transmettre le parasite, d’étudier le développement du parasite chez l’hôte et chez le moustique et d’explorer les interactions entre le parasite et le microbiote du moustique. Ce projet permettra également de produire différentes colonies de moustiques femelles du genre Anopheles pour l’étude des interactions Plasmodium-Anopheles. Selon les questions scientifiques, il s’agira soit de colonies bien établies, soit de nouvelles lignées récemment établies voire à établir à partir de populations sauvages. L’utilisation d’animaux vivants est ainsi indispensable pour obtenir des outils biologiques afin de faire progresser la recherche sur le paludisme.
Bénéfices attendus
Ce projet permet de maintenir différentes colonies d’anophèles de notre plate-forme couvrant une partie significative des zones d’endémies du paludisme, de conserver des stocks de différents parasites Plasmodium contrôlés afin de pouvoir réaliser l’évaluation de leur infectiosité mais aussi de la qualité des moustiques, en vérifiant leur capacité à être infectés par ces parasites de rongeur et leur aptitude à permettre leur développement chez l’anophèle. Ces contrôles garantissent la fiabilité des moustiques fournis aux équipes de recherche et assurent la reproductibilité de leurs expériences.
Procédures
Les animaux utilisés dans ce projet seront soumis à des interventions légères et modérées, conçues pour minimiser leur inconfort et respecter leur bien-être. Voici les principales interventions prévues : 1. Prélèvements sanguins : o Des micro-prélèvements de sang (quelques gouttes) seront effectués sur des souris et des rats éveillés, à l’extrémité de la queue. Ces prélèvements dureront quelques secondes par animal et seront réalisés une fois par jour pendant 3 à 5 jours consécutifs, selon les besoins de suivi. Cette intervention permet de surveiller l’évolution de l’infection sans causer de douleur significative. 2. Injections : o Des injections seront pratiquées sur des souris et des rats éveillés, soit dans la cavité abdominale (injection intrapéritonéale), soit dans une veine de la queue (injection intraveineuse). Ces injections dureront quelques secondes et seront réalisées une fois par animal, sauf dans le cas de tests spécifiques nécessitant des répétitions limitées. Elles permettent d’administrer des substances ou des agents infectieux de manière précise et contrôlée. 3. Anesthésie pour gorgement de moustiques : o Des souris et des lapins seront anesthésiés pour servir de source de sang à des moustiques femelles. L’anesthésie durera environ 20 à 30 minutes par animal et sera réalisée une fois par semaine pendant une période maximale de 2 mois pour les souris et 6 mois pour les lapins. Pendant cette intervention, les animaux seront endormis et insensibles à la douleur, puis surveillés jusqu’à leur réveil complet. Une crème apaisante sera appliquée sur la peau des lapins après chaque exposition pour limiter les irritations. 4. Suivi de l’infection : o Les souris et les rats infectés seront observés quotidiennement pour détecter tout signe de malaise ou de maladie. Cette surveillance durera quelques minutes par animal et par jour, pendant toute la durée de l’infection (généralement 3 à 7 jours). 5. Mise à mort : o À la fin des procédures, les animaux seront mis à mort de manière rapide et indolore. Cette intervention durera quelques secondes.
Impact sur les animaux
Les animaux vigiles ne subiront qu’un inconfort passager lié aux injections (dans le ventre, dans la peau ou dans une veine) ainsi qu’aux prélèvements d’une goutte de sang au niveau de la queue. Chaque animal bénéficiera d’aiguilles à usage unique et d’un matériel de taille adaptée. Les animaux peuvent présenter les premiers effets indésirables de la maladie, qui se manifestent progressivement : poils hérissés, mouvements ralentis ou prostration, pâleur de la peau témoin d’une anémie. Cela correspond au premier niveau d’une grille d’évaluation de la douleur, du stress et de l’inconfort.
Devenir
À la fin des différentes étapes de ce projet, les animaux sont soit placés en adoption, soit euthanasiés de manière rapide et indolore, selon les besoins scientifiques et le bien-être animal. Pour les lapins, utilisés comme source de nourriture pour les moustiques, leur adoption est organisée après six mois d’utilisation. Ce choix s’explique par le fait que ces animaux ne développent pas de maladie grave et conservent un bon état de santé général. Leur placement en adoption permet de leur offrir une seconde vie dans un environnement adapté, tout en évitant une euthanasie inutile. En revanche, les souris et les rats sont systématiquement euthanasiés à la fin de chaque procédure. Cette décision est motivée par plusieurs raisons. D’abord, ces animaux sont exposés à des parasites spécifiques, qui, bien que non dangereux pour l’homme, peuvent provoquer des symptômes graves chez eux si l’infection n’est pas maîtrisée. Ensuite, les procédures réalisées (comme les prélèvements sanguins ou les infections contrôlées) peuvent entraîner un stress ou une fatigue physiologique, même si tout est fait pour limiter leur inconfort. Enfin, leur réutilisation pour d’autres expériences n’est pas possible, car cela risquerait de fausser les résultats scientifiques en raison des modifications physiologiques induites par les premières manipulations. Pour les souris utilisées dans les procédures de nourrissage des moustiques, leur euthanasie est réalisée après une période d’utilisation de deux mois maximum. Cette durée est choisie pour éviter tout risque de développement de complications liées aux piqûres répétées, tout en garantissant que les moustiques reçoivent une alimentation de qualité. Les souris infectées par des parasites sont également euthanasiées dès que leur taux d’infection atteint un niveau prédéterminé, afin d’éviter toute souffrance liée à l’évolution de la maladie. Dans tous les cas, les méthodes d’euthanasie utilisées sont validées par les autorités compétentes et garantissent une mort rapide et sans douleur. Elles sont appliquées par du personnel formé, qui veille à respecter les protocoles en vigueur pour assurer le bien-être des animaux jusqu’à leur dernier instant. Cette approche permet de concilier les impératifs scientifiques avec les principes éthiques de l’expérimentation animale, en limitant au maximum les souffrances et en offrant une fin de vie digne aux animaux concernés.
Remplacement
Le choix de nourrir les moustiques sur animaux est guidé par la difficulté de lignées à prendre un repas de sang artificiel sur membrane et l’impact potentiel d’altérer la reproduction chez certaines d’entre elles. En effet le comportement et la physiologie du moustique sont très sensibles à l’origine du sang, aux odeurs émises par les animaux et au mode de piqûre. Les parasites étudiés dans ce projet suivent un cycle de vie complexe, nécessitant deux types d’hôtes : un mammifère (rongeur) et un insecte vecteur (moustique). À chaque étape, le parasite se transforme et se multiplie sous différentes formes, chacune jouant un rôle clé dans sa transmission et son développement. À ce jour, il n’existe pas de méthode permettant de reproduire intégralement ce cycle en laboratoire, sans recourir aux animaux. Les moustiques et les rongeurs sont indispensables pour obtenir les formes parasitaires infectieuses transmises lors de la piqûre, ainsi que pour étudier les mécanismes de l’infection. En effet, certaines étapes du développement du parasite, notamment sa multiplication dans les globules rouges, ne peuvent être simulées en culture cellulaire. Les expériences prévues ne nécessitent pas d’atteindre un niveau élevé d’infection chez les animaux, limitant ainsi les risques de complications. Par ailleurs, les interactions entre le parasite et son hôte au début de l’infection sont extrêmement complexes. Elles impliquent de multiples types de cellules et d’organes (peau, ganglions, vaisseaux sanguins, foie, rate), dont les dynamiques ne peuvent être reproduites dans leur globalité en dehors d’un organisme vivant. Ces modèles animaux, utilisés depuis des décennies, ont permis des avancées majeures dans la compréhension de la maladie et le développement de stratégies préventives ou thérapeutiques, comme les vaccins ou les médicaments antipaludiques. Certaines analyses, comme l’étude du phénotype des parasites, peuvent être réalisées en laboratoire sur des cellules isolées. Cependant, ces approches ne reflètent pas toujours fidèlement les mécanismes observés chez l’animal et ensuite chez l’Homme. Il est donc nécessaire de valider ces résultats dans un modèle vivant pour garantir leur pertinence et leur fiabilité.
Réduction
Nous avons optimisé nos protocoles pour réduire au strict nécessaire le nombre d’individus utilisés, tout en garantissant la fiabilité des résultats. Optimisation des protocoles d’infection Fort de plus de vingt-cinq années d’expérience dans ce domaine, nous avons affiné nos méthodes pour standardiser chaque étape de production des parasites. Cela inclut l’utilisation de doses d’infection précises, des contrôles qualité systématiques et des techniques de quantification rigoureuses. Ces améliorations permettent de minimiser les variations expérimentales et, par conséquent, le nombre d’animaux nécessaires pour obtenir des résultats reproductibles. Adaptation des modèles animaux Pour le maintien des colonies d’anophèles, un même lapin est utilisé jusqu’à 6 mois, période au-delà de laquelle résulterait une production réduite de moustiques incompatible avec les objectifs scientifiques du fait de l’apparition d’un taux trop élevé d’anticorps anti-salive de moustiques ayant pour conséquence une perte de qualité des repas sanguin pour les moustiques et donc une perte en nombre de descendants moustique. Quand la lignée de moustiques le permet, ce repas sanguin se fera sur souris saine voire sur membrane quand c’est possible afin de réduire le nombre d’animaux utilisés. Pour l’obtention de sang parasité, nous privilégions l’utilisation de rats plutôt que de souris lorsque c’est nécessaire car leur volume sanguin plus important permet de réduire le nombre total d’animaux. Cette approche, combinée à une planification rigoureuse des expériences, limite les répétitions inutiles et évite le gaspillage de ressources biologiques. Collaboration avec des expert·e·s en statistiques Les procédures de ce projet n’apportent pas de résultats qui devront être soumis à des tests statistiques mais cependant il est revu par des spécialistes en biostatistique pour s’assurer de déterminer le nombre minimal d’animaux requis. Amélioration continue des méthodes Nous explorons en permanence des pistes pour diminuer davantage le recours aux animaux, notamment en développant des techniques d’imagerie non invasives. Ces innovations permettent de diminuer le nombre d’animaux à utiliser. Enfin, ce projet s’inscrit dans une logique de mutualisation des ressources : en centralisant la production de parasites et en fournissant des outils standardisés à d’autres équipes de recherche, nous évitons la duplication d’expériences préliminaires, réduisant ainsi l’impact global sur les animaux.
Raffinement
Les cages sont enrichies avec des éléments favorisant le confort des animaux (matériaux de nidification, cachettes, accessoires stimulants). L’alimentation et l’hydratation sont assurées en continu. Les rongeurs sont utilisés pour nourrir et infecter des moustiques et produire des parasites, en limitant strictement leur nombre au minimum nécessaire. Les mesures appliquées visent à prévenir toute souffrance évitable et à garantir le respect des principes éthiques en expérimentation animale. Lors des expérimentations, les rats et souris sont exposés à un agent infectieux spécifique aux rongeurs, administré par des méthodes rapides et maîtrisées. Leur état de santé est suivi quotidiennement à partir du troisième jour, en s’appuyant sur des critères objectifs (aspect du pelage, activité, signes de fatigue ou d’anémie). Si des signes de détérioration apparaissent, des mesures correctives sont immédiatement mises en place : amélioration des conditions d’hébergement (chauffage, enrichissement supplémentaire), adaptation de l’alimentation (compléments nutritionnels) ou, en dernier recours, mise à mort avant l’apparition de symptômes sévères. Cette dernière est réalisée selon un protocole validé, garantissant une mort rapide et sans souffrance. Pour certaines manipulations, une anesthésie est pratiquée afin d’éviter toute douleur ou stress inutile. Par exemple, lorsque les animaux servent de source de nourriture pour infecter des moustiques, ils sont endormis avant la procédure et les animaux infectés sont euthanasiés sans réveil, conformément aux protocoles approuvés.
Choix des espèces
Le choix des lapins et souris pour élever des moustiques anophèles repose sur la qualité du sang fourni, certaines lignées ne se gorgeant pas suffisamment via une membrane, ce qui réduit la taille des progénitures. L’usage du lapin pourrait être réévalué au profit des souris. Les rongeurs (souris, rats) sont largement utilisés en recherche sur le paludisme, car les parasites étudiés infectent naturellement des rongeurs africains. Adaptés depuis des décennies aux modèles de laboratoire, ils offrent un système fiable pour étudier la maladie. Ces modèles permettent d’analyser des aspects clés du paludisme humain, comme la réponse immunitaire ou l’efficacité des vaccins, avec une pertinence scientifique reconnue. Les avancées obtenues chez la souris, notamment en vaccinologie, ont souvent été confirmées chez l’Homme, validant leur utilité pour accélérer la recherche tout en limitant les essais cliniques. Leur usage s’inscrit dans une démarche éthique et scientifique rigoureuse. Les animaux seront utilisés à différents stades de leur développement, choisis en fonction des besoins spécifiques de chaque étape expérimentale, afin d’optimiser les conditions d’étude tout en limitant les contraintes physiologiques ou immunitaires susceptibles d’influencer les résultats. Pour la reproduction des lignées d’anophèles, seront utilisés des souris âgées de 1 mois à 3 mois ou un lapin adulte jeune pour plus de faciliter à être «piqué» par les anophèles et avec un poids modéré facilitant leur manipulation. Les hôtes naturels des parasites de rongeurs sont les thamnomys et gramnomys, espèces sauvages de rongeurs africains. L'utilisation de souris et de rats de laboratoires est moins efficace, c’est pourquoi pour l’établissement de modèles d’infection, des animaux jeunes à partir de 3 semaines seront sélectionnés. Ce choix repose sur des observations montrant que leur système de défense est encore immature, ce qui facilite l’installation du pathogène étudié et permet d’obtenir des résultats reproductibles. Cette approche est couramment utilisée dans ce type d’études pour garantir une infection efficace et homogène. Ces critères de sélection, fondés sur des pratiques reconnues et adaptées aux objectifs scientifiques, visent à concilier pertinence des résultats, bien-être animal et conformité aux exigences éthiques et réglementaires.
Mise au point de solutions thérapeutiques dans le domaine de l’infection au virus SARS Cov2
- Recherche appliquée
- Maladies infectieuses
Hamsters dorés : 2150
4 300 rongeurs, 2 150 souris et 2 150 hamsters dorés, vont être utilisés, tous tués à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Infectés par le SARS-CoV-2 par le nez sous anesthésie, ils reçoivent ensuite des composés candidats, jusqu'à 84 fois par voie orale en six semaines ou par injection, et peuvent perdre du poids ou présenter des difficultés respiratoires. Une partie des souris est génétiquement modifiée pour porter la protéine humaine ACE2, et tous finissent par une ponction intracardiaque sous anesthésie profonde. Pour écarter les méthodes sans animaux non-humains, le porteur invoque "les exigences réglementaires de tous les pays de destination des produits".
Objectifs
Dans ce projet, nous voulons évaluer l’efficacité de nouveaux composés thérapeutiques contre le virus SARS-CoV-2, responsable de la COVID-19. Ces composés pourraient empêcher le virus d’entrer dans les cellules ou limiter sa multiplication dans l’organisme. Nous souhaitons également étudier la réponse immunitaire de l’organisme face à l’infection et déterminer si ces composés peuvent la moduler afin d’aider à éliminer plus rapidement le virus. La présence du virus sera mesurée grâce à des méthodes permettant de détecter son matériel génétique et sa capacité à infecter des cellules en laboratoire. Les différentes variantes circulantes du virus pourront également être étudiées. Les modèles d’infection utilisés chez le hamster reproduisent plusieurs caractéristiques observées chez l’Homme lors d’une infection par le SARS-CoV-2 et permettent ainsi d’évaluer l’efficacité potentielle des traitements. Les études pourront également être réalisées chez des souris génétiquement modifiées afin de rendre leur sensibilité au virus plus proche de celle de l’Homme. Dans ce projet, le virus SARS-CoV-2 est administré par voie intra-nasale sur animal anesthésié. Après l’infection, le virus se développe principalement dans les voies respiratoires et les poumons, ce qui permet d’étudier l’évolution de la maladie et l’effet des traitements testés. Dans ce projet, il est anticipé un total de de 40 études et 4300 animaux pour les 5 prochains années.
Bénéfices attendus
Ce projet vise à évaluer l’efficacité de composés candidats dans des modèles animaux d’infection par le SARS-CoV-2. Les études réalisées permettront d’obtenir des données précliniques essentielles sur l’activité antivirale et l’impact des traitements sur la progression de l’infection. Plus largement, ces études permettront de produire des données précliniques d’efficacité dans des modèles pertinents de la maladie, nécessaires à l’évaluation et au développement de candidats thérapeutiques. À terme, ces données pourront contribuer au développement de traitements visant à réduire la sévérité de l’infection et ses complications chez l’humain.
Procédures
Aucune procédure chirurgicale ne sera mis en œuvre sur les animaux. Selon les procédures appliquées : • Infection des souris ou hamsters : Injection intra-nasale : anesthésie générale, 1 fois par animal, 2 minutes • Administration de composés thérapeutiques sur une durée de 24h à 2 semaines. Par voie orale (20mL/kg/dose), vigile, 1 à 2 fois par jour par animal maximum 84 administration pour une étude de 6 semaines avec deux administration par jour, 1 minute OU Par voie sous-cutanée (10mL/kg/dose) : anesthésie générale, 1 fois par jour maximum sur 5 jours maximum, durée 1 minute OU par voie intramusculaire (0.05ML/site): anesthésie générale, administration unique quel que soit la durée de l’étude donc 2 maximum, une pour chaque patte arrière, durée 1 minute OU par voie intrapéritonéale (20mL/kg/dose) : vigile, 1 fois maximum, durée 1minute OU par voie intrathécale (20µl max) : anesthésie générale, 1 fois maximum, durée 1minute OU par voie intraveineuse (5ml/kg) : vigile, 1 fois par jour maximum sur 5 jours maximum),, durée 1minute • Suivi clinique et pondéral : Pesée et bilan clinique tous les jours par animal sur la durée de l’étude, sur animal vigile. La périodicité sera adaptée en fonction des signes cliniques et des recommandations du vétérinaire. • Prélèvement sanguin : À la veine submandibulaire (1×/2 semaines, 1 prélèvement maximum par animal sur 2 semaines) ou à la queue chez la souris (avec une période de récupération adaptée), sur animal vigile, pendant 2 semaines maximum au cours de l’étude. Prélèvement terminal sous anesthésie profonde, par ponction intracardiaque, durée 2 minutes, sur tous les animaux du projet.
Impact sur les animaux
Dans cette étude, les souris et les hamsters sont infectés par le virus responsable de la COVID-19 afin d'évaluer de nouveaux traitements. Au cours de l'infection, certains animaux peuvent présenter des signes de maladie, tels qu'une perte de poids temporaire, une baisse d'activité, un aspect plus fatigué ou des difficultés respiratoires généralement modérées. Les traitements testés dans cette étude ont pour objectif de limiter la multiplication du virus et de diminuer l'inflammation provoquée par l'infection. Ils sont donc susceptibles de réduire l'intensité et la durée des signes de la maladie chez les animaux. Les composés évalués ayant pour objectif de limiter la réplication virale et la réponse inflammatoire, leur administration devrait contribuer à réduire la sévérité et la durée des signes cliniques observés, mais dans la phase de développement de candidat-médicament, des effets secondaires imprévus ne sont jamais totalement exclus. Cependant, par expérience du Projet autorisé précédent, cela est pas/peu attendu avec les molécules testées. Cependant, par expérience du projet autorisé précédent, la survenue d’effets indésirables est peu attendue avec les molécules testées, notamment au regard des données de tolérance et des études PK/PD préalablement réalisées.
Devenir
Les animaux seront mis à mort en fin d’étude pour les nécessités scientifiques des études (prélèvements tissulaires terminaux). Dans le contexte infectieux, les règles de biosécurité ne nous permettent pas de garder ou d’envisager un autre devenir pour les animaux.
Remplacement
Aucune méthode évitant totalement le recours à l’animal selon les exigences réglementaires de tous les pays de destination des produits n’est développée à ce jour pour les procédures expérimentales décrites. A l’heure actuelle, les tests in vitro, effectués préalablement pour valider l’intérêt des cibles identifiées et l’efficacité de nouvelles molécules, ne permettent pas d’appréhender l’intégralité des mécanismes de l’infection et de l’interaction hôtes/pathogènes. C’est pourquoi, le recours à des modèles expérimentaux in vivo s’avère nécessaire pour la compréhension et l’évaluation des mécanismes d’actions des composés candidats. Ces modèles in vivo permettent également d’anticiper l’éventuelle toxicité des molécules thérapeutiques dans ces conditions complexes de relation hôte/pathogène (implication du système immunitaire).
Réduction
Le schéma expérimental des procédures de ce projet s’appuie sur les données bibliographiques actualisées ainsi que sur les résultats préliminaires obtenus au sein du laboratoire. Le nombre d’animaux nécessaires est déterminé au plus juste à l’aide de calculs de puissance statistique réalisés en collaboration avec un biostatisticien, afin de garantir la robustesse scientifique des résultats tout en limitant le nombre d’animaux utilisés. Une stratégie de sélection en amont est systématiquement mise en œuvre. Les candidats sont d’abord évalués au moyen de tests in vitro et d’approches in silico permettant de prioriser les molécules les plus pertinentes. Seuls les composés présentant un profil compatible avec une évaluation in vivo sont retenus, ce qui permet de réduire significativement le nombre d’animaux exposés.
Raffinement
Les animaux sont hébergés en groupe social de 3 à 5 animaux pour les souris et de 2 pour les hamsters compatibles dans des cages conformes aux normes réglementaires en vigueur et bénéficiant d’un enrichissement adapté (matériel de nidification, abris). Les locaux d’hébergement et d’expérimentation sont suivis par un personnel spécifiquement formé et habilité. Les procédures mises en œuvre sont classées de gravité modérée et s’étendent de quelques heures à deux à quatre semaines selon le modèle étudié. Un suivi clinique quotidien est assuré et renforcé durant la phase aiguë post-infection si nécessaire. Lorsque cela est possible, une anesthésie générale ou locale est pratiquée pour les gestes techniques susceptibles d’induire une douleur. Des mesures analgésiques adaptées sont mises en place si la procédure le justifie. Les manipulateurs sont spécifiquement formés et régulièrement évalués dans leurs pratiques, ce qui permet de limiter le stress, la durée des manipulations et les risques de douleur ou de détresse pour les animaux.
Choix des espèces
Les études sont réalisées chez la souris et le hamster syrien, deux espèces couramment utilisées dans la recherche biomédicale. Certaines souris utilisées ont été modifiées afin de posséder une protéine humaine appelée ACE2, qui est le point d'entrée utilisé par le virus responsable de la COVID-19 pour infecter les cellules. Ce modèle permet de mieux comprendre le déroulement de l'infection et d'évaluer l'efficacité de nouveaux traitements. D'autres lignées de souris présentant des caractéristiques génétiques particulières sont également utilisées afin d'étudier le fonctionnement du système immunitaire et la manière dont l'organisme réagit à l'infection. La souris est un modèle de référence en recherche, car de nombreux outils permettent d'analyser précisément les réponses biologiques observées. Le hamster syrien est également largement utilisé pour l'étude de la COVID-19, car il développe une maladie présentant des similitudes avec celle observée chez l'Homme. Il constitue donc un modèle pertinent pour évaluer l'efficacité de futurs traitements antiviraux avant leur utilisation dans des essais cliniques. La maturité du système immunitaire diffère selon l’âge et peut influencer le déroulement de l’infection. Pour les études d’infection par le SARS-CoV-2 réalisées chez le hamster et la souris transgénique K18-hACE2, des animaux adultes seront privilégiés, afin de disposer d’un système immunitaire mature et d’un modèle d’infection reproductible et représentatif. L’âge pourra toutefois être adapté en fonction du modèle utilisé, des données bibliographiques disponibles et des objectifs scientifiques de l’étude.
Étude de l’effet d’une cytokine pro inflammatoire (IFN-γ) sur l’activation des péricytes dans un modèle murin de tuberculose
- Recherche appliquée
- Maladies infectieuses
- Troubles immunitaires
- Troubles respiratoires
- Recherche fondamentale
- Système immunitaire
- Système respiratoire
Pour étudier comment les péricytes, cellules de soutien des vaisseaux sanguins du poumon, dialoguent avec les cellules immunitaires, 320 souris génétiquement modifiées vont être infectées par la tuberculose, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré à sévère. Toutes sont tuées à l'issue pour analyse des poumons. L'infection se fait par aérosol pendant quarante à quarante-cinq minutes sur animal vigile, suivie d'une instillation sous anesthésie générale, d'injections, et de traitements quotidiens pendant trois jours. Les effets annoncés vont d'une détresse respiratoire modérée à une perte de poids, une perte d'appétit et une diminution des interactions sociales, quand les pistes thérapeutiques attendues contre l'inflammation pulmonaire restent renvoyées au long terme.
Objectifs
La tuberculose pulmonaire est une maladie causée par la bactérie Mycobacterium tuberculosis. La personne infectée développe une inflammation chronique qui modifie, parfois de façon irréversible, l’architecture de ses poumons. Les études actuelles tendent à montrer qu'à l'image du système immunitaire, les cellules constituant le système nerveux ainsi que celles du système vasculaire jouent un rôle non négligeable dans le devenir de la pathologie. Cependant, on ignore encore la nature exacte des connexions entre ces différents acteurs de la réponse anti-tuberculeuse. L'objectif de ce projet est donc d'étudier les interactions entre les systèmes immunitaire et vasculaire. Pour cela nous utiliserons des modèles de souris génétiquement modifiées qui nous permettront de cibler de façon spécifique une famille de cellule spécifique du système vasculaire : les péricytes. Nous étudierons -les remodellages tissulaires induits lors de l'infection par la bactérie. -Le mode d’activation et le rôle des péricytes au cours de l'infection. -L'interaction entre les cellules immunitaires et vasculaires. À terme, ce projet vise à mieux comprendre les mécanismes de communication entre le système vasculaire et le système immunitaire dans un contexte infectieux. Ces connaissances pourraient ouvrir de nouvelles pistes thérapeutiques pour mieux contrôler l’inflammation et les lésions pulmonaires associées à la tuberculose.
Bénéfices attendus
Ce projet pourrait apporter des bénéfices scientifiques et médicaux importants dans la lutte contre la tuberculose, une maladie qui demeure aujourd’hui l’une des principales causes de mortalité infectieuse dans le monde. Les résultats attendus permettront d’améliorer notre compréhension d’un aspect encore très peu étudié de la maladie : l’implication du système vasculaire dans les infections pulmonaires chroniques. En étudiant précisément le rôle des cellules de soutiens des vaisseaux sanguins lors de l’infection tuberculeuse, ce projet pourra : - Identifier de nouvelles cibles thérapeutiques pour limiter les dégâts causés aux poumons pendant la maladie. - Mieux comprendre pourquoi certains patients développent des formes sévères de tuberculose avec des atteintes pulmonaires importantes. - Éclairer le rôle du système vasculaire dans d’autres maladies inflammatoires chroniques du poumon. À plus long terme, ces recherches pourraient contribuer au développement de stratégies dites "visées" ciblant spécifiquement le système vasculaire pour limiter ou remplacer l'utilisation de traitements lourds pour les patients comme les antibiotiques.
Procédures
Les souris utilisées dans ce projet seront soumises à plusieurs types d’interventions : - Une infection par un agent pathogène par aérosol d’une durée de 40-45min au total sur animal vigile - Une instillation d'une molécule synthétique sous anesthésie générale, temps maximal de l'intervention 30 min de l'endormissement au réveil de l'animal - Des injections engendrant une contention de 1min. - Des traitements pharmacologiques ciblés d’une durée de maximale de 3 jours, à un rythme d’une injection par jour.
Impact sur les animaux
Les effets indésirables attendus sur les animaux dans ce projet sont : une perte de poids modérée, une baisse d'activité légère, une perte d'appétit légère, une altération du comportement légère, une détresse respiratoire modérée, une altération temporaire de l'état général modérée, une diminution des interactions sociales légère.
Devenir
Tous les animaux inclus dans ce projet feront l’objet d’analyses approfondies. Ils seront donc mis à mort de manière programmée et encadrée à la fin des procédures expérimentales pour répondre au mieux aux problématiques scientifiques.
Remplacement
L’étude proposée cherche à comprendre comment les péricytes pulmonaires (cellules de soutien des vaisseaux sanguins) et les cellules du système immunitaire interagissent lors de l’infection par Mycobacterium tuberculosis (Mtb), la bactérie responsable de la tuberculose. Aujourd’hui, aucun modèle de culture cellulaire ni système artificiel ne permet de reproduire fidèlement la complexité du tissu pulmonaire, notamment l’organisation des vaisseaux sanguins et des péricytes dans un environnement en 3 dimensions, avec toutes les interactions cellulaires qui se produisent chez un animal vivant. Mtb se développe très lentement et son comportement dépend fortement du fonctionnement global de l’organisme. Les alternatives existantes ne permettent pas de suivre l’évolution réelle de l’infection. Pour toutes ces raisons, l’utilisation de la souris reste indispensable pour répondre aux questions scientifiques du projet : identifier un mécanisme d'interaction entre péricytes et cellules immunitaires, comprendre leur rôle pendant l’infection, et comment elle s'adaptent à la bactérie. Aucun autre modèle ne permet actuellement d’atteindre ces objectifs de manière fiable.
Réduction
Les effectifs proposés ont été définis à partir de données préliminaires, d’expériences antérieures réussies et d’outils d’analyse statistique reconnus. Les résultats seront traités avec des méthodes statistiques appropriées, permettant d’évaluer les différences entre groupes de manière rigoureuse sans multiplier inutilement les animaux. Nous avons également mis en place des approches permettant d’extraire plusieurs types d’informations à partir d’un même animal. Par exemple, à partir d’un même poumon, nous réalisons l’analyse des bactéries présentes, l’étude de l’expression des gènes, et le dosage des molécules inflammatoires. Enfin, le projet suit une logique progressive : si une étape expérimentale ne donne pas de résultats exploitables, elle sera arrêtée immédiatement.
Raffinement
Des mesures de raffinement spécifiques sont mises en place pour limiter la douleur, la souffrance et le stress animal tout en garantissant la qualité scientifique du projet. Les instillations sont réalisées sous anesthésie. Les injections sont effectuées sous contention < 2 min, pour réduire le stress. Les animaux seront suivis avec une table de suivi de soins comportant des points limites et spécifiques du projet. Les animaux seront hébergés dans les conditions standards des structures d'accueil.
Choix des espèces
La souris est l’espèce présentant une réponse immunitaire bien caractérisée et comparable à celle de l’humain. Ce modèle permet aussi d’examiner finement les interactions entre les cellules immunitaires et vasculaires. De nombreuses lignées transgéniques nécessaires à ce projet sont disponibles chez la souris et permettent de manipuler spécifiquement les populations cellulaires ciblées. Seules des souris adultes (6 à 10 semaines) seront utilisées. Ce stade garantit une immunité pulmonaire mature, indispensable pour étudier les conséquences de la tuberculose.
Évaluation de l’efficacité d’une nouvelle molécule, administrée par voie intranasale, dans des modèles murins infectés par Pseudomonas aeruginosa ou par le virus de la grippe. MODIFICATION
- Recherche appliquée
- Maladies infectieuses
- Troubles respiratoires
- Recherche fondamentale
- Système immunitaire
- Système respiratoire
960 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue pour prélèvement d'organes, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance sévère. Elles sont infectées par le virus de la grippe ou par Pseudomonas aeruginosa par voie intranasale sous anesthésie générale, puis reçoivent de une à trois administrations de la molécule testée, par la même voie et sous anesthésie à chaque fois. L'infection grippale entraîne perte de poids, perte d'appétit, inactivité et léthargie pendant six à sept jours, l'infection bactérienne agissant sur quarante-huit heures. Le porteur souligne que la molécule a déjà montré son efficacité in vitro à des doses non cytotoxiques, et écrit dans la même rubrique qu'"aucun modèle in vitro ou ex vivo ne permet de connaître la tolérance d'un organisme entier".
Objectifs
Chaque année, dans le monde, le nombre de cas de grippe est d’environ 1 milliard et le nombre de décès liés à la grippe est estimé entre 290 000 et 600 000. L’émergence d’une pandémie, comme celle de COVID-19, met fortement en évidence l’impact sanitaire, social et économique d’une infection virale incontrôlée. Ainsi, chaque pays est également confronté à des défis de sécurité. Même si la vaccination est la stratégie la plus efficace contre les virus, la courte durée de l’immunité induite par le vaccin, associée à la dérive antigénique intrinsèque des virus, affecte négativement cette protection. En parallèle, l’Organisation Mondiale de la Santé (OMS) alerte aussi sur les maladies résistantes aux médicaments, qui pourraient être responsables de 10 millions de décès chaque année d’ici à 2050. Parmi ces maladies, celles ayant pour origine des bactéries multi-résistantes aux antibiotiques présentent un risque critique, avec une menace particulière dans les hôpitaux, les maisons de retraite, etc. Une liste de bactéries a été publiée et comporte notamment Pseudomonas aeruginosa dont certaines souches sont devenues multi-résistantes aux antibiotiques. Ces souches peuvent entraîner des infections sévères, telles que des pneumonies qui peuvent conduire au décès des patients. De nouvelles molécules antivirales et antibactériennes sont donc à développer de toute urgence. Le projet actuel a pour objectif d’évaluer in vivo l’efficacité antivirale et antibactérienne d’une molécule que nous appelerons M, dans le contexte d’une infection par P. aeruginosa ou par le virus de la grippe, chez la souris. En effet, cette molécule a déjà montré une activité antivirale et antibactérienne in vitro, sans toxicité aux doses utilisées. Cette demande d’autorisation de projet est couplée avec une première demande qui évaluera au préalable la tolérance de la molécule M, in vivo, chez la souris saine.
Bénéfices attendus
Notre projet consiste à évaluer l’effet antiviral et antibactérien d’une nouvelle molécule prometteuse ayant une activité in vitro contre le virus de la grippe et contre P. aeruginosa. Les expériences montrent que cette molécule ne semble pas favoriser la résistance et propose une solution de traitement avec une administration par voie nasale, ce qui permet d’interagir directement avec la muqueuse nasale et pulmonaire. Avant d’être évaluées in vivo la molécule M a démontré son efficacité contre le virus de la grippe et contre P. aeruginosa in vitro à des doses non cytotoxiques. Au préalable, une étude de toxicité/tolérance sera réalisée (autre demande d'autorisation de projet). La dose la plus appropriée sera ensuite utilisée pour déterminer l’efficacité antivirale et antibactérienne, dans un modèle murin d’infection par le virus de la grippe ou par P. aeruginosa, en traitement curatif. Cette nouvelle molécule permettrait ainsi d’apporter une nouvelle stratégie pour lutter contre le virus de la grippe et contre P. aeruginosa.
Procédures
Les souris seront infectées par le virus de la grippe ou P. aeruginosa, par voie intranasale, sous anesthésie générale, puis traitées ou non par la molécule M, administrée 1 à 3 fois, par voie intranasle, également sous anesthésie générale.La durée d’une administration intranasale, anesthésie comprise, dure environ 5 minutes par souris jsuqu’à son réveil.
Impact sur les animaux
Les contentions engendrent du stress pour l'animal et l'injection intrapéritonéale pour l'anesthésie générale peut entraîner une légère douleur au niveau du site de l'injection. L’administration de la molécule M ne devrait pas provoquer d’effets secondaires car les tests en culture cellulaire ne montrent pas de cytotoxicité aux doses efficaces. Par ailleurs, pour étudier l’efficacité de la molécule M vis-à-vis du virus de la grippe ou de P. aeruginosa, les souris seront infectées et feront donc l’objet d’un suivi bi-quotidien et nous mesurerons notamment la température corporelle et le poids de chaque souris. Ces deux modèles d’infection peuvent conduire aux effets secondaires suivants : perte de poids, température, perte d’appétit, inactivité ou encore létargie, sur une durée allant jusqu’à 6 ou 7 jours post-infection pour la grippe. Le modèle d'infection pour P. aeruginosa est beaucoup plus court (48h). Afin d’éviter d’infliger une douleur et une souffrance à l’animal, nous avons établi plusieurs critères d’évaluation afin de déterminer très rapidement les points limites.
Devenir
Toutes les souris seront mises à mort à la fin de chaque plan expérimental afin de prélever des organes et d’analyser les différents paramètres de la tolérance et d'efficacité.
Remplacement
Dans notre étude, les expériences que nous souhaitons réaliser sur les souris ne peuvent pas être remplacées par des méthodes alternatives car actuellement, aucun modèle in vitro ou ex vivo ne permet de connaître la tolérance d’un organisme entier ou encore de mimer les réponses immunitaires ou de modéliser la complexité d’un organisme pour analyser cette dernière. Par conséquent, les modèles animaux sont nécessaires à notre étude. Nous souhaitons rajouter que les modèles murins d’infection par le virus de la grippe ou par P. aeruginosa sont bien établis et maîtrisés par l’équipe. De plus, nous tenons à souligner que dans notre étude, la molécule a déjà démontré in vitro son efficacité antivirale contre le virus de la grippe et antibactérienne vis-à-vis de P. aeruginosa, à des doses non cytotoxiques en culture cellulaire.
Réduction
Chaque procédure a été conçue pour utiliser le minimum de souris, en utilisant les tests statistiques. Ainsi, pour évaluer l’efficacité de la molécule M, vis-à-vis du virus de la grippe et de P. aeruginosa, un total de 960 souris au maximum sera nécessaire. Cependant, ce nombre sera réduit puisque 3 modalités de traitement sont envisagées, mais si la première modalité montre une efficacité antimicrobienne, les 2 autres modalités ne seront pas réalisés, réduisant le nombre de 960 à 384 souris.
Raffinement
MODIFICATION : Les souris seront élevées en communauté dans des cages enrichies avec du sopalin, des fragments de boîtes d’œufs et des jouets en plastique. Toutes les manipulations sur les souris ne seront effectuées que par du personnel qualifié ayant suffisamment d’expérience avec les procédures décrites pour minimiser toute douleur et inconfort possible pour les animaux. Tout au long du déroulement des expériences, une observation systématique de leur état clinique sera réalisée de façon pluriquotidienne par les animaliers et les expérimentateurs, afin de détecter au plus tôt une éventuelle souffrance animale. Les souris seront habituées aux manipulations les jours précédant l’expérimentation, en les sortant de la cage et en associant la manipulation à un renforcement positif en donnant une récompense alimentaire (bout de biscuit, pomme, etc.). DE PLUS, POUR FACILITE L’APPORT ALIMENTAIRE ET HYDRIQUE LORS DES INFECTIONS, DES CROQUETTES HUMIDIFIEES D’EAU SERONT DISPONIBLES A L’INTERIEUR DE LA CAGE.
Choix des espèces
Lors de ce projet, nous utiliserons des souris parce qu’il s’agit d'une espèce animale appropriée pour étudier l’inflammation, les réponses immunitaires et qu’il s’agit d’un modèle bien établi pour l'infection par le virus de la grippe et pour l'infection par P. aeruginosa. D’autre part, le modèle d’infection grippale et le modèle d'infection par P. aeruginosa sont pleinement maîtrisés, chez la souris, au laboratoire et les pathogènes utilisés dans ce projet sont identiques à ceux infectant l’Homme. Il existe également de nombreux réactifs commerciaux adaptés à la souris pour décrire et comprendre les acteurs de sa réponse inflammatoire et immunologique. De plus, la souris, de par sa petite taille, permet une logistique aisée, et constitue un bon support pour tester les nouvelles approches thérapeutiques dans les modèles précliniques. Ainsi, le choix de cette espèce limite de ce fait le nombre d’animaux utilisés pour des études préliminaires. Les animaux seront utilisés à l'âge adulte (entre 8 semaines et 12 semaines) pour avoir un système immunitaire mature mais non vieillissant, et nous utiliserons à la fois des mâles et des femelles pour rechercher un éventuel "effet sexe".
Évaluation de nouvelles thérapies anti-infectieuses dans des modèles murins d’infections systémiques.
- Recherche appliquée
- Maladies infectieuses
Dès qu'une souris présente des signes importants de souffrance, elle est mise à mort : c'est le critère d'arrêt annoncé pour 14 730 souris infectées par voie intraveineuse, intrapéritonéale ou sous-cutanée, dans des procédures d'un niveau de souffrance modéré. Toutes sont tuées à l'issue, le porteur écrivant qu'aucune réutilisation ni remise en liberté n'est envisageable après exposition à des agents pathogènes. Les infections provoquent perte de poids, posture voûtée, hypothermie et déshydratation, et pour certaines atteintes fongiques du cerveau des troubles de la coordination et des mouvements anormaux, sur des souris pesées et traitées plusieurs fois par jour. Ces effectifs servent à cribler des candidats médicaments et à ajuster des schémas d'administration, une activité de sélection étalée sur cinq ans.
Objectifs
Le projet a pour objectif de développer et d’évaluer de nouvelles stratégies thérapeutiques destinées au traitement des infections systémiques d’origine bactérienne ou fongique. Ces infections, souvent graves, peuvent évoluer rapidement et entraîner des complications importantes. Le développement de nouvelles options thérapeutiques est donc essentiel, en particulier dans un contexte d’augmentation des résistances aux traitements actuels. Dans ce cadre, des modèles murins d’infection systémique sont utilisés afin d’étudier l’efficacité de candidats thérapeutiques dans des conditions se rapprochant le plus possible de celles observées chez l’Homme. Ces modèles permettent d’évaluer la capacité des traitements à réduire la charge infectieuse, à limiter la propagation des agents pathogènes dans l’organisme et à améliorer l’état général. Le projet comprend plusieurs étapes complémentaires. Dans un premier temps, des modèles expérimentaux sont développés et optimisés afin de garantir leur fiabilité et leur reproductibilité. Dans un second temps, ces modèles sont utilisés pour tester différents composés, en mesurant leur efficacité et leur comportement dans l’organisme (distribution, durée d’action). Ces données permettent d’identifier les candidats les plus prometteurs et d’adapter les schémas d’administration. Les résultats attendus à court terme sont la sélection de composés présentant une activité thérapeutique significative. À moyen terme, ils permettent de mieux comprendre les relations entre la dose administrée et l’effet observé, afin d’optimiser les traitements. À long terme, ce projet contribue au développement de nouveaux médicaments susceptibles d’être évalués chez l’Homme.
Bénéfices attendus
Les bénéfices attendus de ce projet concernent le développement de nouvelles approches thérapeutiques pour le traitement des infections systémiques d’origine bactérienne ou fongique, qui représentent un enjeu majeur de santé publique. Ces infections peuvent être graves et difficiles à traiter, notamment en raison de l’augmentation des résistances aux traitements existants. À court terme, ce projet permet d’identifier et de sélectionner des candidats thérapeutiques prometteurs en évaluant leur capacité à réduire la présence des agents infectieux dans l’organisme et à limiter leur dissémination vers différents organes. Ces résultats contribuent à orienter les choix de développement des composés les plus efficaces. À moyen terme, les données générées permettent de mieux comprendre le lien entre la dose administrée, la distribution du traitement dans l’organisme et son effet thérapeutique. Cela contribue à optimiser les schémas d’administration et à améliorer l’efficacité des traitements étudiés. À long terme, ce projet participe au développement de nouvelles options thérapeutiques susceptibles d’être évaluées chez l’Homme. Il contribue ainsi à améliorer la prise en charge des infections systémiques, en particulier dans des situations où les traitements disponibles sont limités ou moins efficaces.
Procédures
Dans le cadre du projet, les animaux sont soumis à différentes interventions nécessaires à l’induction de l’infection, à l’administration des traitements et au suivi des paramètres biologiques. Les principales interventions incluent : • la pesée des animaux (plusieurs fois par jour, environ 30 secondes, sur animal vigile), • l’administration de composés (une à plusieurs fois par jour selon le protocole, environ 30 secondes à 2 minutes selon la voie), par voie orale (gavage), sous cutanée, intrapéritonéale, intraveineuse, intramusculaire ou intradermique. • l’inoculation de l’agent infectieux (1 fois, environ 30 secondes), réalisée par voie intraveineuse, intrapéritonéale ou sous-cutanée • des prélèvements sanguins de faible volume (environ 30 secondes), réalisés sur animal vigile ou anesthésié selon la fréquence et la technique, dans le respect des limites réglementaires. Dans certaines procédures spécifiques, des animaux peuvent être utilisés porteurs de cathéters implantés en amont par le fournisseur. Dans ce cas, des manipulations liées au maintien du dispositif (vérification, rinçage) sont réalisées par du personnel formé afin d’assurer son bon fonctionnement. La fréquence des interventions varie selon les objectifs de l’étude (évaluation de la charge infectieuse, paramètres pharmacocinétiques/pharmacodynamiques). Les procédures aiguës sont de courte durée (jusqu’à 3 jours), tandis que les modèles subaigus peuvent s’étendre jusqu’à 14 jours. L’ensemble des interventions est réalisé par du personnel qualifié, dans des conditions adaptées, afin de limiter la durée de contention, le stress et l’inconfort des animaux.
Impact sur les animaux
Les procédures mises en œuvre dans ce projet peuvent entraîner chez les animaux une altération légère à modérée de l’état général, principalement en lien avec l’infection systémique induite. Les effets observés peuvent inclure une perte de poids, une diminution de l’activité, une posture voûtée, un pelage modifié et une réduction de la prise alimentaire. Selon la progression de l’infection, des signes supplémentaires peuvent apparaître tels qu’une hypothermie, une déshydratation ou une fatigue accrue. Certains agents infectieux peuvent entraîner des effets spécifiques. Par exemple, certaines infections fongiques peuvent provoquer une atteinte de certains organes, comme le cerveau. Dans ce dernier cas, des signes neurologiques modérés tels que des troubles de coordination ou des mouvements anormaux peuvent être observés. Les manipulations nécessaires à l’étude peuvent également générer un inconfort temporaire. Les injections, prélèvements sanguins et manipulations répétées peuvent entraîner un stress lié à la contention, ainsi qu’une gêne ou une douleur locale de faible intensité. Dans le cadre de certaines études, l’utilisation d’animaux porteurs de cathéters peut également être associée à des effets locaux au niveau du site d’implantation (irritation ou inflammation). Lorsque des traitements modifiant le système immunitaire sont administrés, ils peuvent induire des effets transitoires tels qu’une perte de poids ou une diminution de l’état général. L’ensemble de ces effets reste généralement limité dans le temps et de sévérité légère à modérée grâce à une surveillance clinique rapprochée, à la mise en place de mesures de soutien et à l’application de critères d’arrêt précoces.
Devenir
À l’issue des procédures expérimentales, les animaux sont systématiquement mis à mort. Aucune réutilisation, remise en liberté ou maintien en vie après la procédure n’est envisageable. En effet, les animaux ont été exposés à des agents infectieux potentiellement pathogènes et les procédures impliquent généralement des atteintes physiologiques incompatibles avec une récupération complète dans des conditions garantissant leur bien être. Le recours à la mise à mort permet également la réalisation de prélèvements terminales indispensables à l’atteinte des objectifs scientifiques du projet. Cette approche garantit à la fois la qualité des données générées et le respect des exigences en matière de bien être animal, en évitant toute utilisation ultérieure inappropriée des animaux.
Remplacement
Avant de recourir à l’utilisation d’animaux, des méthodes alternatives sont systématiquement mises en œuvre afin de limiter leur utilisation. Les molécules testées sont d’abord étudiées en laboratoire, en dehors de l’organisme, grâce à des tests réalisés sur des micro organismes (bactéries ou champignons) et des cellules. Ces approches permettent de vérifier si les candidats traitements sont susceptibles d’être efficaces et d’éliminer ceux qui ne présentent pas d’intérêt. Des modèles informatiques et des analyses de données existantes sont également utilisés pour mieux comprendre le comportement des médicaments et sélectionner les doses appropriées avant toute expérimentation animale. Ces méthodes permettent de réduire le nombre d’animaux utilisés en ne testant que les molécules les plus prometteuses. Elles sont systématiquement privilégiées dès que cela est possible. Cependant, certaines questions scientifiques ne peuvent pas être étudiées sans recourir à un organisme entier. Les infections étudiées impliquent des interactions complexes entre l’agent infectieux et l’ensemble de l’organisme, notamment la circulation du pathogène dans différents organes et la réponse globale de l’organisme. À ce jour, ces phénomènes ne peuvent pas être reproduits de manière fiable par des méthodes alternatives. Le recours à l’animal reste donc nécessaire dans certaines situations, mais il est limité au strict nécessaire, et uniquement lorsque les informations recherchées ne peuvent pas être obtenues autrement.
Réduction
Le nombre d’animaux utilisés dans ce projet est limité au strict nécessaire grâce à plusieurs mesures mises en place dès la conception des études. Avant toute expérimentation, les chercheurs s’appuient sur les données déjà disponibles (littérature scientifique, résultats internes) afin d’éviter de répéter des études déjà réalisées. Des tests préalables en laboratoire permettent également d’identifier les conditions les plus adaptées avant d’utiliser des animaux. Les modèles sont d’abord optimisés avec un nombre réduit d’animaux afin de définir précisément les paramètres expérimentaux (dose d’infection, durée de l’étude). Ces informations permettent ensuite de concevoir les études de manière plus efficace et d’éviter d’avoir à les répéter. Le nombre d’animaux par groupe est déterminé à l’aide de méthodes statistiques permettant d’obtenir des résultats fiables tout en utilisant le minimum d’animaux nécessaire. Par ailleurs, les études sont organisées de manière à limiter le nombre de manipulations réalisées sur chaque animal. Lorsque les besoins expérimentaux sont importants, des groupes distincts d’animaux (appelés cohortes) sont utilisés afin d’éviter d’imposer un trop grand nombre de prélèvements ou d’injections à un même animal. Enfin, plusieurs types de données (par exemple observations cliniques et mesures biologiques) sont recueillis chez un même animal lorsque cela est possible, ce qui permet de réduire le nombre total d’animaux nécessaires. L’ensemble de ces approches permet de concilier la qualité scientifique des résultats avec une utilisation raisonnée et limitée des animaux.
Raffinement
Le projet met en œuvre différentes mesures afin de réduire au maximum la douleur, la souffrance et le stress des animaux tout au long des études. Les animaux sont hébergés dans des conditions adaptées et contrôlées, avec un enrichissement du milieu (matériel de nidification, abris, tunnels) qui favorise leur bien être et leur permet d’exprimer des comportements naturels. Ils sont acclimatés avant toute expérimentation afin de réduire le stress lié au changement d’environnement. Les manipulations sont réalisées par du personnel formé, en utilisant des techniques adaptées pour limiter l’inconfort et la durée de contention. Lorsque cela est nécessaire, une anesthésie est utilisée pour certaines procédures. Des traitements contre la douleur peuvent également être administrés si des signes de gêne apparaissent. Les animaux font l’objet d’une surveillance régulière (plusieurs fois par jour) afin de détecter rapidement toute dégradation de leur état de santé. Des grilles de suivi permet d’évaluer leur état de manière objective. Des mesures de soutien sont mises en place en cas de besoin, comme l’apport d’eau ou de nourriture facile d’accès, ou un environnement chauffé si les animaux présentent des signes de fragilité. Des critères d’arrêt précoces sont définis : dès qu’un animal présente des signes importants de souffrance, il est pris en charge ou mis à mort afin d’éviter toute dégradation de son état. Enfin, l’organisation des études permet de limiter le nombre de manipulations par animal, notamment grâce à l’utilisation de groupes distincts lorsque nécessaire. L’ensemble de ces mesures permet de réduire autant que possible l’impact des procédures sur les animaux tout en garantissant la qualité des résultats scientifiques.
Choix des espèces
La souris est l’espèce choisie pour ce projet car il s’agit d’un modèle largement utilisé en recherche médicale. Elle permet d’étudier de manière fiable le développement des infections et d’évaluer l’efficacité de nouveaux traitements dans un organisme entier. De nombreuses connaissances scientifiques existent déjà sur ce modèle, ce qui facilite l’interprétation des résultats et permet de limiter la répétition d’expériences. L’organisme de la souris présente des similitudes importantes avec celui de l’Homme pour l’étude des infections, notamment en ce qui concerne la manière dont les agents infectieux se propagent dans le corps et la façon dont l’organisme réagit. Cela en fait un outil pertinent pour améliorer les connaissances et développer de nouveaux traitements. Les animaux utilisés sont des adultes. Ce choix permet de travailler sur un organisme dont les fonctions sont totalement développées et stables, ce qui garantit des résultats plus fiables et reproductibles. Chez les adultes, le système immunitaire et les caractéristiques physiologiques sont mieux établis, ce qui est essentiel pour étudier correctement les infections. Ce choix d’espèce et de stade de développement permet de répondre aux objectifs scientifiques du projet tout en utilisant le modèle le plus adapté et le mieux caractérisé.
Evaluation dans un modèle murin de nouvelles molécules pour le traitement des infections par Mycobacterium avium et abscessus
- Recherche appliquée
- Maladies infectieuses
Jusqu'à quatre-vingts administrations d'antibiotique par animal, une à deux fois par jour pendant deux mois : 5 604 souris sont utilisées dans des procédures d'un niveau de souffrance modéré, toutes tuées à l'issue pour compter les bactéries dans leurs organes. Elles sont d'abord infectées sous anesthésie par Mycobacterium abscessus ou Mycobacterium avium, le porteur cherchant à contourner l'élimination spontanée des bactéries par un "artifice" destiné à créer une infection chronique. L'infection provoque une perte de poids, et les administrations répétées peuvent causer microlésions, irritations et fausses routes. Sur le remplacement, le porteur affirme que le recours à la souris "ne peut être remplacé", les tests in vitro ne servant selon lui qu'à sélectionner en amont les composés les plus actifs.
Objectifs
Mycobacterium abscessus et Mycobacterium avium sont des mycobactéries pathogènes opportunistes responsables d'infections pulmonaires chroniques. Pour mieux comprendre l'impact de l'hôte, des modèles précliniques sont indispensables. Les modèles murins actuellement utilisés pour évaluer de nouveaux traitements antibiotiques, concernent soit des animaux immunodéprimés, ce qui ne reflètent pas la majorité des patients, soit des animaux immunocompétents mais qui éliminent spontanément les bactéries. Afin de contourner cette élimination, nous souhaitons mettre au point un modèle murin d’infection par Mycobacterium abscessus et Mycobacterium avium. Cet artifice va permettre de créer une infection chronique ressemblant à celle observée chez les patients. Une fois notre nouveau modèle d'infection validé, la deuxième partie de notre projet consistera à tester des nouvelles molécules mises sur le marché dans le traitement des infections mycobactériennes. En effet, les antibiotiques utilisés actuellement pour traiter les infections à Mycobacterium avium sont limités et quasiment inexistants pour Mycobacterium abscessus. Les composés les plus actif seront sélectionnés dans un premier temps in vitro et seuls les composés les plus efficaces seront testés in vivo.
Bénéfices attendus
En France, l’incidence annuelle estimée des nouvelles infections à Mycobacterium abscessus et Mycobacterium avium dans les infections pulmonaires humaines est de 1 pour 100 000, avec une prévalence de 6 pour 100 000. Les dépenses annuelles liées à l’infection sont coûteuses (environ 25 000 euros chez les patients infectés par ces bactéries, contre 3500 euros chez les patients contrôles). Les infections pulmonaires à ces bactéries sont associées à une morbidité chronique importante, à des difficultés thérapeutiques ainsi qu’à un risque élevé de rechute, nécessitant des traitements prolongés et complexes. Notre projet vise ainsi à trouver de nouvelles molécules ou de nouvelles associations de molécules afin d’améliorer le traitement des infections à Mycobacterium abscessus et Mycobacterium avium et la prise en charge des patients. En effet, les antibiotiques utilisés actuellement pour traiter les infections à Mycobacterium avium sont limités et quasiment inexistants pour Mycobacterium abscessus.
Procédures
Pour induire la maladie, les animaux sous anesthésie générale seront infectés par la bactérie responsable (durée: entre 30 et 60 secondes par animal, fréquence: 1 fois). Les antibiotiques seront administrés aux animaux vigiles (durée: moins de 30 secondes par animal; fréquence 1 à 2 fois par jour sur 2 mois soit au maximum 80 administrations). Un prélèvement sanguin sera effectué sur un groupe restreint d'animaux (durée: moins de 30 secondes par animal; fréquence: 1 fois par animal). Les animaux seront euthanasiés par une méthode réglementaire en fin de procédure pour prélèvements et analyses bactériologiques.
Impact sur les animaux
L'infection chronique par les bactéries peut entrainer une perte de poids modérée. L’anesthésie pourrait engendrer une baisse de la thermorégulation et dans de rares cas une détresse cardio-respiratoire. Les manipulations des animaux lors des contentions effectuées aux différentes étapes pourraient induire un stress de courte durée. Les traitements effectués pourraient induire des microlésions, des irritations, une fausse route ou une douleur de courte durée aux animaux. Les prélèvements sanguins pourraient induire une douleur de courte durée aux animaux ainsi qu’un risque d’hématome ou d’hémorragie.
Devenir
Afin d'évaluer l'efficacité des molécules dans le traitement des infections à mycobactéries, tous les animaux seront euthanasiées par une méthode réglementaire à l'issu de la procédure afin de récupérer les organes d'intérêt pour évaluer les charges bactériologiques.
Remplacement
Les études dans le modèle murin sont un prérequis indispensable à la compréhension de la maladie humaine. Il s'agit d'une étape indispensable pour pouvoir affiner au mieux les stratégies thérapeutiques qui seront évaluées chez l'homme dans un essai incluant le moins de patients possible. Notre projet s'inscrit en amont des études d'activités d'antibiotiques chez l'homme et le modèle animal ne peut être remplacé. Les composés les plus actifs seront sélectionnés dans un premier temps in vitro et seuls les composés les plus efficaces seront testés in vivo afin de réduire le nombre d’animaux.
Réduction
5604 animaux seront utilisés dans ce projet, la taille des effectifs a été établie grâce à un calcul de puissance et des tests statistiques seront utilisés pour une interprétation fiable des résultats. Les composés à tester seront réduits aux plus actifs grâce aux test in vitro préalablement réalisés. Ainsi, afin de réduire le nombre d’animaux, seuls les composés les plus efficaces seront testés.
Raffinement
Les conditions d’hébergement sont conformes à la réglementation. Les animaux sont hébergés avec leurs congénères (l’hébergement individuel est limité au maximum). Ils ont un accès ad libitum à la nourriture et l’eau. Le milieu est enrichi avec deux enrichissements minimum et les animaux sont vérifiés quotidiennement par des personnes compétentes. Le projet a été mis au point afin de permettre une interprétation fiable des résultats dans le respect du bien-être animal. Les animaux sont manipulés par des personnes compétentes ce qui favorise le bien-être des animaux. Pour les inoculations et les traitements, le matériel a été choisi afin qu’il soit le plus adapté à la taille des souris (le plus petit possible). Pour les traitements, la voie d’administration a été choisie afin d’être la plus physiologique possible afin de limiter les nuisances. L’anesthésie nécessaire lors de l’infection a été choisie pour minimiser la durée d’endormissement des animaux et une récupération rapide. Ainsi, la douleur et le stress sont limités en apportant des soins adaptés ainsi qu’une surveillance attentive accompagnée de points limites suffisamment prédictifs et précoces.
Choix des espèces
Le modèle murin est actuellement le modèle de référence utilisé pour l'évaluation de l’activité des antibiotiques dans les infections à mycobactéries avant un essai clinique chez l'homme. Il est nécessaire de garder le même modèle pour obtenir des résultats reproductibles et éviter les doublons d’expériences. Les animaux auront 4 semaines à leur arrivée et entreront en procédure à 5 semaines après avoir observés une semaine d'acclimatation. Dans la littérature, les animaux utilisés dans d’autres infections mycobactériennes ont habituellement 4 semaines afin d’avoir un système immunitaire mature, c’est pourquoi nous utiliserons des animaux de cet âge afin de pouvoir comparer nos résultats à ceux de la littérature et d’être reproductibles.
Stratégies antivirales contre les virus transmis par les moustiques et mécanismes de transmission transplacentaire chez le rongeur
- Recherche appliquée
- Maladies infectieuses
Toutes tuées pour l'analyse des échantillons, 2 880 souris vont être infectées par les virus West Nile, Usutu ou Zika, dans des procédures impliquant des niveaux de souffrance légers, modérés et sévères. Elles reçoivent une à deux injections, puis un prélèvement de sang tous les deux jours jusqu'à leur mise à mort, certaines étant des femelles gestantes ou des souris au système immunitaire affaibli. Selon le porteur, l'infection par West Nile peut entraîner le décès entre quatre et sept jours, précédée de difficultés à utiliser les pattes arrière, et, chez les souris immunodéprimées, de tremblements et de crises convulsives entre le dixième et le quinzième jour. Il écrit appliquer des points limites définis pour leur "bien-être", et annonce dans la même page que "L'administration d'antalgiques n'est pas prévue, car ces traitements pourraient modifier les paramètres étudiés".
Objectifs
Les arbovirus émergents présents en Europe, tels que le virus du Nil occidental (WNV), le virus Usutu (USUV) et le virus Zika (ZIKV), constituent une menace croissante pour la santé humaine. Actuellement, la prévention repose principalement sur des mesures de protection contre les piqûres de moustiques, comme l’utilisation de répulsifs ou de vêtements couvrants, car il n’existe pas de traitement spécifique ni de vaccin largement disponible contre ces infections. Les virus WNV et USUV peuvent provoquer des complications graves touchant le système nerveux. Chaque année, le virus du Nil occidental est responsable de formes sévères de la maladie et de décès en Europe. Le virus Zika peut quant à lui entraîner des conséquences importantes pendant la grossesse, notamment des troubles du développement du cerveau chez l’enfant à naître. Par ailleurs des travaux récents menés par notre équipe suggèrent également que le virus Usutu pourrait être également transmis de la mère à son enfant pendant la grossesse. L’objectif du projet est de mieux comprendre les effets de ces virus sur le cerveau et sur la grossesse, afin d’identifier de nouvelles pistes de traitement capables de réduire les complications qu’ils provoquent chez les personnes infectées.
Bénéfices attendus
Le développement et l’évaluation de nouveaux traitements contre les virus Usutu, West Nile et Zika présentent un intérêt important pour la santé publique. En effet, il n’existe actuellement aucun traitement spécifique permettant de soigner ces infections. De nouveaux médicaments pourraient réduire la gravité de la maladie et limiter les complications sévères qu’elles peuvent provoquer, notamment lorsqu’elles affectent le cerveau. Ils pourraient également offrir une solution thérapeutique aux personnes les plus vulnérables, comme les femmes enceintes dans le cas du virus Zika. Ces traitements viendraient compléter les mesures actuelles de protection contre les piqûres de moustiques et contribueraient à mieux faire face à l’émergence de ces virus en Europe. Le projet permettra également de mieux comprendre comment certains de ces virus peuvent être transmis de la mère à l’enfant pendant la grossesse. Cette meilleure connaissance des mécanismes impliqués pourrait aider à identifier de nouvelles approches thérapeutiques visant à protéger le développement du fœtus et à réduire les risques de complications liées à ces infections.
Procédures
Les animaux recevront une à deux injections (traitement et/ou infection) d’antiviraux, de vésicules extracellulaires et/ou de virus (ZIKV, USUV ou WNV), le jour prévu pour l’injection ou l’infection. Le geste durera moins de 10 secondes afin de limiter le stress. Un petit prélèvement de sang sera réalisé tous les deux jours. Seuls quelques microlitres seront prélevés sur du papier buvard afin de réduire au maximum la quantité de sang prise. Ces prélèvements seront effectués jusqu’à l’euthanasie prévue après l’infection. Des enregistrement seront fait à l'aide d'une caméra sur la cage afin de mieux détecter différents signaux. Les souris seront isolées maximum 2h.
Impact sur les animaux
Chez les souris possédant un système immunitaire normal, l’infection par le virus West Nile (WNV) peut entraîner le décès entre 4 et 7 jours après l’infection, selon la quantité de virus administrée. Avant cela, les animaux peuvent présenter des signes d’atteinte du système nerveux, notamment des difficultés à utiliser leurs pattes arrière, apparaissant généralement 1 à 2 jours auparavant. Ces signes font l’objet d’une surveillance attentive afin de mettre en œuvre les mesures prévues pour limiter la souffrance des animaux. L’infection par le virus Usutu (USUV) provoque généralement peu de symptômes chez ces animaux et entraîne rarement un décès. Lorsque celui-ci survient, il est principalement observé après l’administration de fortes quantités de virus et peut également dépendre de la méthode utilisée pour l’infection. Chez les souris dont le système immunitaire est affaibli, les infections par les virus Usutu (USUV) ou Zika (ZIKV) peuvent entraîner l’apparition de signes neurologiques en moins d’une semaine. Les premiers signes observés sont souvent une perte de poids à partir du 5e jour après l’infection, suivie, chez certains animaux, de tremblements, de difficultés de coordination des mouvements et parfois de crises convulsives entre le 10e et le 15e jour. Tout au long de l’étude, les animaux sont suivis régulièrement afin de détecter rapidement ces signes et d’appliquer les points limites définis pour leur bien-être.
Devenir
Tous les animaux seront mis à mort afin de pouvoir analyser les différents échantillons suite aux procédures expérimentales.
Remplacement
De manière à limiter au maximum l'utilisation des animaux, des études préalables in vitro seront effectuées afin de de valider les antiviraux les plus susceptibles d’être efficaces. De plus, les tests in vitro vont servir à tester au préalable le rôle des ARN placentaires et virales et des vésicules extracellulaires sur les atteintes placentaires.
Réduction
Le nombre d’animaux inclus dans l’étude a été déterminé à partir des connaissances déjà disponibles dans la littérature scientifique et de calculs statistiques réalisés avec l’appui d’un spécialiste en biostatistique. Ces calculs montrent que 10 animaux par groupe constituent le nombre minimal nécessaire pour obtenir des résultats fiables et scientifiquement exploitables, tout en évitant l’utilisation d’animaux en nombre excessif. Les données recueillies seront analysées à l’aide de méthodes statistiques adaptées et les résultats seront vérifiés par un biostatisticien afin de garantir leur robustesse. Plusieurs mesures sont mises en œuvre pour réduire au maximum le nombre d’animaux utilisés. Ainsi, les mêmes animaux contribueront à plusieurs types d’analyses, ce qui permet d’obtenir davantage d’informations à partir de chaque individu. Par ailleurs, certaines étapes clés de l’étude seront réalisées par le même opérateur afin de limiter les variations liées aux manipulations et d'améliorer la qualité et la reproductibilité des résultats. Cette approche contribue à éviter la réalisation d'expériences supplémentaires et donc l'utilisation d'animaux additionnels.
Raffinement
Les interventions réalisées dans le cadre de cette étude sont principalement des injections, qui constituent des procédures peu invasives. Tout au long de l'expérimentation, des mesures sont mises en œuvre afin de limiter au maximum le stress, l'inconfort et la souffrance des animaux. Les souris sont hébergées dans un environnement enrichi favorisant l'expression de leurs comportements naturels, avec différents matériaux de nidification, des abris et des structures leur permettant de se déplacer et d'explorer leur environnement. Leur état de santé et leur comportement sont suivis quotidiennement par du personnel formé, et une attention particulière est portée à l'apparition de tout signe clinique ou de mal-être. Une grille de suivi permet d'évaluer l'évolution de l'état des animaux et de définir des critères d'arrêt précoces. Des mesures de soutien, telles que la mise à disposition d'aliments plus faciles à consommer et riches en eau, sont prévues lorsque cela est nécessaire afin de maintenir leur confort et leur état général. L'administration d'antalgiques n'est pas prévue, car ces traitements pourraient modifier les paramètres étudiés et compromettre l'interprétation des résultats scientifiques. En revanche, tout animal présentant une souffrance inattendue ou non directement liée à l'infection recevra les soins appropriés. Si son état l'exige ou si les critères d'arrêt prédéfinis sont atteints, l'animal sera immédiatement retiré de l'étude et euthanasié afin d'éviter toute souffrance inutile.
Choix des espèces
La souris a été choisie car elle constitue un modèle de référence pour l'étude des infections causées par les virus West Nile (WNV), Usutu (USUV) et Zika (ZIKV), qui sont transmis principalement par les moustiques. Son système immunitaire et son système nerveux présentent de nombreuses similitudes avec ceux de l'être humain, ce qui permet d'étudier l'évolution de l'infection et d'évaluer l'efficacité de nouveaux traitements dans des conditions pertinentes. Par ailleurs, ce modèle est largement documenté dans la littérature scientifique, ce qui facilite l'interprétation et la comparaison des résultats. La majorité des expériences seront réalisées chez des souris possédant un système immunitaire normal, couramment utilisées pour l'étude de ces infections virales. Certaines expérimentations nécessiteront toutefois l'utilisation de souris dont le système immunitaire est affaibli. Ce modèle est particulièrement adapté pour étudier les formes les plus sévères de l'infection ainsi que la transmission du virus de la mère à sa descendance au cours de la gestation. Des souris âgées de 4 à 6 semaines seront utilisées pour la plupart des études, car cet âge correspond à un stade de développement couramment employé dans les modèles d'infection par ces virus. Des souris âgées de 6 mois seront également incluses afin d'étudier l'efficacité des traitements dans un contexte de vieillissement du système immunitaire, les personnes âgées étant plus exposées aux formes graves de ces infections. Enfin, des femelles gestantes âgées de 6 à 8 semaines, âge correspondant à une période optimale pour la reproduction chez cette espèce, seront utilisées pour étudier la transmission des virus pendant la grossesse et l'effet des traitements sur ce phénomène.
Immunogénicité de stocks de MOPEVACLAS à différents ratios « ARN/particule infectieuse » chez la souris S129 IFNAR MODIFICATION
- Recherche appliquée
- Maladies infectieuses
- Recherche fondamentale
- Système immunitaire
Immunodéficientes par construction, 192 souris de lignée IFNAR vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger. Réparties en seize groupes de douze, six mâles et six femelles, elles sont identifiées par des encoches pratiquées dans les oreilles, reçoivent une ou deux injections de vaccin à un mois d'intervalle et subissent un prélèvement de sang submandibulaire sur animal éveillé. La moitié de chaque groupe est tuée par dislocation cervicale au quinzième jour, l'autre après une seconde injection, au quarante-cinquième, pour prélever le sang et la rate. Les vaccins testés visent la fièvre de Lassa, la fièvre hémorragique de Crimée-Congo et cinq filovirus, et le porteur écrit que le recours à des "organismes entiers" reste "indispensable" pour tester l'immunogénicité des candidats vaccins.
Objectifs
MODIFICATION Les objectifs de ce projet sont : -de confirmer qu’un vaccin contre la fièvre de Lassa conserve ses propriétés immunogéniques indépendamment du ratio ARN/particules infectieuses. Ces résultats sont essentiels pour le développement clinique de ce candidat vaccin ; - DE CONFIRMER QU’UN VACCIN MONOVALENT MV-CCHFV EST AU MOINS AUSSI IMMUNOGENIQUE QU’UN VACCIN BIVALENT ; - DE TESTER L’IMMUNOGENICITE DE 5 VACCINS MONOVALENTS ROUGEOLE DIRIGES CONTRE 5 FILOVIRUS (ZEBOV, SEBOV, BDBV, TAFV, MARV) ET L’IMMUNOGENICITE D’UN VACCIN PANFILOVIRUS PENTAVALENT DIRIGES CONTRE TOUS LES FILOVIRUS PATHOGENES.
Bénéfices attendus
MODIFICATION CONCERNANT LA PARTIE LASSA, l’efficacité d’un vaccin contre la fièvre de Lassa a déjà été démontrée chez le primate non humain. Des lots cliniques de ce vaccin sont actuellement en production et présentent des ratios ARN/particules infectieuses variables. Ce projet nous permettra de vérifier que ces ratios n’impactent pas l’immunogénicité du vaccin, permettant ainsi le développement du vaccin vers des essais cliniques. CONCERNANT LA PARTIE CCHF, L’EFFICACITE D’UN VACCIN BIVALENT MV-CCHF A DEJA ETE DEMONTREE DANS LE MODELE SOURIS IFNAR-/-. CEPENDANT, UN VACCIN MONOVALENT SERAIT PREFERABLE POUR UN DEVELOPPEMENT TECHNIQUE VERS LES PHASES CLINIQUES ET UNE POTENTIELLE MISE SUR LE MARCHE. CE PROJET NOUS PERMETTRA DE VERIFIER QU’UN VACCIN MONOVALENT INDUIT DES REPONSES IMMUNITAIRES COMPARABLES OU MEILLEURES QUE LE VACCIN BIVALENT. CONCERNANT LA PARTIE FILOVIRUS ; IL N’EXISTE A CE JOUR AUCUN VACCIN PANFILOVIRUS NI DE VACCIN CONTRE LES FILOVIRUS TAFV ET BDBV. CE PROJET NOUS PERMETTRA DE METTRE EN EVIDENCE L’IMMUNOGENICITE DE NOUVEAUX VACCINS CONTRE LES FILOVIRUS QUI POURRONT CONTINUER LEUR DEVELOPPEMENT PRECLINIQUE PUIS CLINIQUE.
Procédures
Après répartition en 16 groupes de 12 animaux (6 mâles + 6 femelles par groupe, 3 vaccins testés en prime seul ou prime/boost et un groupe non vacciné), les 192 animaux subiront les interventions suivantes : - Identification au sein d’un même groupe par encoches au niveau des oreilles. - Une ou deux injections de vaccins (prime + boost) à un mois d’intervalle sur animaux vigiles - Un prélèvement de sang en submandibulaire sur animaux vigiles. - Une mise à mort par dislocation cervicale. Chacun des gestes effectués sur les animaux dans l’animalerie A3 ne durera pas plus de 2 à 3 minutes.
Impact sur les animaux
MODIFICATION Peu d’effets indésirables sont à prévoir. LES PLATEFORMES VACCINALES MOPEVAC ET ROUGEOLE ONT déjà été utilisée chez le rongeur et n’a pas causé d’effets secondaires chez les animaux. Les nuisances attendues devraient donc être très faibles. Les injections intrapéritonéales et les prélèvements sanguins peuvent provoquer une douleur et un inconfort de sévérité légère de courte durée. Les ponctions intracardiaques et prélèvements de rate seront effectués après la mise à mort et tous les gestes seront réalisés par du personnel qualifié.
Devenir
Tous les animaux seront mis à mort à la fin de la procédure expérimentale afin de prélever les organes qui seront utilisés pour déterminer les réponses à la vaccination.
Remplacement
Il est impossible à l’heure actuelle de déterminer par des expérimentations in vitro l’induction de réponses immunitaires humorales et cellulaires spécifiques que peut conférer une solution vaccinale. Le recours à des organismes entiers reste indispensable pour tester l’immunogénicité des candidats vaccins.
Réduction
Dans ce projet, 4 (LASSA), 5 (CCHF) OU 7 (FILOVIRUS) groupes de 12 animaux seront constitués. Chaque groupe de 12 souris est constitué de 6 animaux mâles et 6 animaux femelles. Dans chaque groupe, les animaux recevront une injection de milieu de resuspension (contrôles sham) ou une injection de vaccin (prime). La moitié des animaux de chaque groupe sera mise à mort à J15 pour prélever sang et rate qui permettront de déterminer les réponses humorales et cellulaires à la vaccination. L’autre moitié des animaux recevra une seconde injection à J30 (boost) et sera mise à mort à J45 pour prélever sang et rate qui permettront de déterminer les réponses humorales et cellulaires après une seconde vaccination. La mise à mort de douze animaux par groupe constitue un minimum nécessaire pour évaluer la reproductibilité des observations d’un animal à l’autre et réaliser des tests statistiques robustes de comparaison de groupes (Mann-Whitney ou one way anova selon le cas). La réduction du nombre d’individus dans chaque groupe pourrait altérer de façon significative la qualité de l’analyse des données, compromettant ainsi l’ensemble de la procédure et l’intérêt du recours à cet effectif animal pour comparer l’immunogénicité de ces vaccins.
Raffinement
Les animaux, du fait de leur immunodéficience, seront hébergés dans des conditions sanitaires strictes avec des cages autoclavées avec nourriture et boisson stériles pour éviter tout risque de contamination microbienne indésirable. Chaque geste technique (injections, prélèvements) sera réalisé sous poste de sécurité microbiologique et une désinfection avant et après de la zone à injecter/prélever sera réalisée par application de désinfectant. Un enrichissement de l’environnement, une réhydratation des animaux à l’aide de sérum physiologique, l’ajout de gel hydrique peuvent être appliqués ainsi qu’un réchauffement si besoin. Des points limites sont établis et les mesures adaptées mises en place pour réduire la douleur pendant les procédures expérimentales.
Choix des espèces
La lignée de souris utilisée est un modèle largement utilisé pour analyser les réponses immunes induites par des vecteurs vaccinaux et que nous avons déjà utilisé. Les animaux utilisés seront des adultes (à partir de 2 mois). Il est nécessaire que le développement de leur système immunitaire soit mature pour évaluer au mieux la réponse immune mise en place suite à la vaccination.
Evaluation de l’innocuité et de l’immunogénicité d’un vaccin recombinant contre la rage chez les chauves-souris
- Recherche appliquée
- Maladies animales
- Maladies infectieuses
Déjà maintenues en captivité et retenues pour cette raison, 7 chauves-souris vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, puis gardées en vie pour être réutilisées après une période de repos. Le vaccin expérimental contre la rage est appliqué une fois sur une scarification superficielle de la face interne de la joue ou de la peau, sous anesthésie de dix à quinze minutes. Dix prélèvements sanguins suivent au cours des six mois, chacun sous une nouvelle anesthésie de dix à quinze minutes, plus six écouvillonnages oraux sur animal vigile, et le porteur précise qu'aucun cadre réglementaire ne régit l'hébergement de cette espèce, les volières ayant été définies d'après les retours d'expérience de structures spécialisées. Ni le résumé ni le champ structuré des espèces, qui les range parmi les "Autres mammifères", n'indiquent de quelle chauve-souris il s'agit.
Objectifs
La rage est une maladie virale qui peut affecter de nombreux mammifères, y compris certaines espèces de chauves-souris. Ces animaux peuvent jouer un rôle dans la circulation des virus responsables de la maladie et contribuer à leur transmission à d'autres animaux, voire dans de rares cas à l'Homme. Les méthodes actuellement utilisées reposent principalement sur la surveillance des populations animales et, dans certaines régions du monde, sur des actions visant à réduire le nombre d'animaux porteurs du virus. Le développement d'un vaccin destiné aux chauves-souris représente une alternative permettant de limiter la circulation du virus tout en préservant ces espèces, qui jouent un rôle important dans les écosystèmes. L'objectif de ce projet est d'étudier un vaccin expérimental conçu pour protéger les chauves-souris contre la rage. L'étude permettra de vérifier que ce vaccin est bien toléré par les animaux, qu'il est capable de stimuler leurs défenses immunitaires et que son mode d'administration est adapté à cette espèce. Les résultats obtenus contribueront au développement de nouvelles stratégies de prévention de la rage chez les chauves-souris tout en favorisant leur conservation.
Bénéfices attendus
Les résultats de cette étude contribueront à évaluer la capacité de ce candidat vaccin à induire une réponse immunitaire chez l'espèce cible ainsi qu'à identifier la voie d'administration la plus adaptée. À plus long terme, ces données pourraient contribuer au développement d'une stratégie vaccinale destinée aux populations de chauves-souris sauvages afin de limiter la circulation de la rage.
Procédures
Les animaux seront soumis à une administration unique du vaccin par application sur une scarification superficielle de la face interne de la joue ou de la peau. Cette intervention sera réalisée une seule fois et durera quelques secondes. Elle sera effectuée sous anesthésie, dont la durée est estimée entre 10 et 15 minutes. Des prélèvements sanguins seront réalisés à 10 reprises au cours de l'étude afin d'évaluer la réponse immunitaire induite par la vaccination. Chaque prélèvement durera moins de 2 minutes mais sera réalisé sous anesthésie, pour une durée totale d'environ 10 à 15 minutes par intervention. Des écouvillonnages oraux seront réalisés à 6 reprises sur animaux vigiles. Chaque prélèvement durera moins d'une minute. La durée de l'étude est 6 mois.
Impact sur les animaux
Les nuisances attendues au cours de cette étude sont principalement liées aux anesthésies répétées nécessaires à la réalisation des différentes procédures expérimentales. Bien que de courte durée, ces anesthésies peuvent entraîner un stress transitoire lors de l'induction et du réveil ainsi qu'un risque faible de complications anesthésiques. L'administration du vaccin par scarification superficielle de la face interne de la joue ou de la peau est susceptible d'entraîner une irritation locale légère et transitoire au niveau du site d'application. Les prélèvements sanguins répétés peuvent provoquer un inconfort limité ainsi qu'une faible réaction locale au point de ponction. Au regard des données disponibles dans la littérature concernant des vaccins recombinants similaires à base de poxvirus administrés chez les chauves-souris, aucun effet indésirable majeur lié au vecteur vaccinal n'est attendu. Les animaux feront l'objet d'une surveillance clinique régulière tout au long de l'étude afin de détecter précocement toute altération de l'état général, réaction locale ou effet inattendu lié aux procédures ou au vaccin.
Devenir
Les procédures réalisées ne devraient pas avoir d’impact durable sur la santé ou le bien-être des animaux. Les animaux seront maintenus en vie à l’issue de la procédure afin de pouvoir être réutilisés, après avis favorable du vétérinaire sanitaire et de la structure chargée du bien-être animal, et après une période de repos adaptée.
Remplacement
Avant l'expérimentation animale, le vaccin recombinant a fait l'objet de validations in vitro permettant de confirmer sa production et sa stabilité. L'objectif de cette étude est d'évaluer la réponse à un vaccin chez les chauves-souris. À l'heure actuelle, il n'existe pas de méthode alternative permettant de reproduire l'ensemble des mécanismes impliqués dans la réponse immunitaire d'un animal vivant après vaccination. L'utilisation de chauves-souris est donc nécessaire pour répondre aux objectifs du projet.
Réduction
Le nombre d’animaux utilisés sera limité au strict nécessaire pour assurer la reproductibilité de la procédure, afin de pouvoir le reproduire sur les animaux sauvage. De plus, les animaux inclus dans cette étude sont des animaux déjà maintenus en captivité et pouvant être réutilisés conformément à la réglementation en vigueur
Raffinement
Les animaux disposeront d'une période d'acclimatation de 14 jours avant le début de l'étude. Les procédures seront réalisées par du personnel formé à la manipulation des chauves-souris. Les anesthésies utilisées pour les différentes interventions permettront de limiter le stress et l'inconfort des animaux. La scarification réalisée pour l'administration du vaccin sera superficielle et limitée à la zone strictement nécessaire. Les animaux seront suivis régulièrement tout au long de l'étude et toute modification de leur état général fera l'objet d'une prise en charge adaptée. Un suivi clinique rapproché sera assuré après chaque procédure, avec mise en place de critères d’arrêt si nécessaire, afin de garantir le bien-être des animaux tout au long du projet. Des points limites ont été définis afin de garantir le bien-être des animaux. De plus, les conditions d’hébergement seront adaptées à l’espèce, avec des volières spacieuses permettant aux chauves-souris de se déplacer librement, de se suspendre la tête en bas et de déployer leurs ailes. Bien qu’il n’existe pas de cadre réglementaire spécifique pour l’hébergement de ces animaux, les installations ont été définies sur la base des retours d’expérience de structures spécialisées et des recommandations issues de la littérature, afin d’assurer des conditions adéquates et conformes aux besoins biologiques de l’espèce.
Choix des espèces
Les chauves-souris ont été choisies pour cette étude car le vaccin testé est destiné à être utilisé chez cette espèce. Afin de savoir si ce vaccin est bien toléré et s'il permet de déclencher une réponse de protection contre la maladie, il est nécessaire de l'évaluer directement chez les chauves-souris. Les résultats obtenus chez d'autres espèces animales ne permettraient pas de prédire de manière fiable la réaction des chauves-souris à la vaccination. Seuls des animaux adultes seront utilisés. Ce choix permet de travailler avec des animaux ayant atteint leur développement complet et présentant une taille suffisante pour réaliser les manipulations et les prélèvements dans de bonnes conditions de sécurité pour l'animal et les opérateurs.