Maladies infectieuses
- Alimentation animale
- Autres troubles humains
- Bien-être animal
- Cancers
- Diagnostic des maladies
- Maladies animales
- Maladies des plantes
- Toxicologie (hors obligations réglementaires)
- Troubles cardiaques
- Troubles endocriniens
- Troubles gastrointestinaux
- Troubles immunitaires
- Troubles musculosquelettiques
- Troubles nerveux
- Troubles respiratoires
- Troubles sensoriels
- Troubles urogénitaux
Production d’anticorps polyclonaux contre des pathogènes chez des équidés avec un protocole d’immunisation optimisé.
- Production de routine
- Recherche appliquée
- Autres troubles humains
- Maladies infectieuses
- Troubles nerveux
- Troubles respiratoires
- Tests réglementaires
Réformés de la compétition ou de l'élevage et destinés à la boucherie, 100 chevaux vont être hyperimmunisés contre des agents infectieux, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger. Chacun reçoit des injections d'antigènes toutes les trois à quatre semaines pendant environ douze mois, puis est saigné trois fois par semaine, jusqu'à 1 % de son poids vif par prélèvement, sur dix à douze mois. Quand leur hématocrite descend sous un seuil fixé avec le vétérinaire, leurs globules rouges leur sont réinjectés pour que les saignées continuent. Soixante-dix sont annoncés comme réutilisés et trente comme replacés, ceux qui ne peuvent l'être étant mis à mort, et le porteur affirme qu'aucune méthode alternative ne remplace aujourd'hui cette production à l'échelle "industrielle".
Objectifs
Le nombre croissant de maladies infectieuses émergentes et ré-émergentes, la mondialisation et la propagation rapide des épidémies, l'absence de traitements et/ou de vaccinations satisfaisants, le développement des menaces liées au bioterrorisme et l'augmentation de la résistance aux antimicrobiens ont conduit à une augmentation significative des risques de menaces biologiques. Le développement, l'accès et le déploiement rapides de contre-mesures médicales adéquates sont essentiels pour anticiper de telles urgences de santé publique, et constituent des enjeux nationaux et internationaux critiques pour la mise à disposition de thérapeutiques efficaces. Le projet vise à développer et à produire des traitements contre des maladies infectieuses émergentes (par exemple COVID-19, grippe aviaire H5N1, Ebola et la Fièvre Hémorragique de Crimée Congo (CCHF)). L’objectif de ce projet est de produire, à partir de chevaux hyperimmunisés, des plasmas qui sont ensuite utilisés pour la fabrication pharmaceutique d’anticorps polyclonaux purifiés. Les anticorps de ce projet seront induits contre différents types d’antigènes spécifiques (protéines virales et/ou toxines (bactériennes, animales ou végétales) et/ou bactériennes).
Bénéfices attendus
Les fragments d’anticorps hautement purifiés (fragments F(ab’)2 apportent une solution thérapeutique sûre à des problématiques majeures de santé publique pour lesquelles il n’existe pas d’autre solution. Le projet vise plus particulièrement à développer des produits destinés au domaine de la bio-défense au sens large, mais aussi des thérapeutiques pour le traitement des maladies infectieuses émergentes. Ce projet nécessitera l’utilisation de 100 chevaux sur 5 ans. Ces chevaux permettront globalement de produire des plasmas qui donneront in fine l’équivalent de 135000 à 215000 traitements individuels contre les risques bio-défense et les maladies infectieuses. La production de plasma par cheval étant assez importante, une partie de ces plasmas sera utilisée pour la mise au point de développement de nouvelles thérapies (développement pré-clinique et clinique avec essais chez l'Homme). Une autre partie constituera une banque de plasmas pour répondre à des besoins de stocks stratégiques.
Procédures
Deux ensembles de gestes techniques sont effectués chez tous les chevaux du projet. Tous les gestes techniques sont réalisés sur le cheval vigile : → Gestes associés à la technique d’hyperimmunisation: des injections de petits volumes sont effectuées par voie intra-dermique ou sous-cutanée et intra-musculaire toutes les 3 à 4 semaines en moyenne pendant environ 12 mois. La durée de l’injection est de 2 à 10 secondes par animal. → Gestes associés aux prélèvements de sang pour la production des plasmas: • des prélèvements de sang (1% du poids vif maximum) par voie veineuse (à la veine jugulaire) d’une durée de 10 minutes par animal sont réalisés 3 fois par semaines toutes les 3 à 4 semaines sur une période moyenne de 10 à 12 mois une fois que le titre d’anticorps spécifique a atteint le plateau maximum. • Si l’hématocrite du cheval prélevé a atteint un seuil bas prédéfini avec le vétérinaire désigné, il y a ré-administration des globules rouges par voie intraveineuse d’une durée de 20 minutes par animal (technique de « plasmaphérèse ») au maximum 3 fois par semaines toutes les 3 à 4 semaines sur une période moyenne de 10 à 12 mois.
Impact sur les animaux
Il n’y a pas d’effet indésirable attendu associé aux administrations des antigènes car les chevaux utilisés pour le projet suivent un parcours d’habituation avant d’être intégrés dans une procédure d’hyperimmunisation. Une nuisance potentielle attendue, mais rare en pratique, est la baisse d’hématocrite consécutive à la répétition dans le temps des prélèvements sanguins de volumes importants, qui ne dépassent cependant pas les normes réglementaires pour le bien-être animal (1% du poids au maximum).
Devenir
En fin de procédure, si les animaux sont en bonne santé, ils pourront être replacés après concertation des responsables du projet et en accord avec le vétérinaire. Si les animaux ne peuvent pas être replacés ou réutilisés en interne, ils seront mis à mort après anesthésie. Les animaux ne pourront pas être reconduit dans la filière alimentaire.
Remplacement
Compte tenu de la variabilité biologique (plusieurs types ou plusieurs variants) des cibles, il est essentiel que les thérapeutiques développées dans le cadre de ce projet aient des efficacités de neutralisation indépendantes des types ou des variants. Cet objectif ne peut être atteint que par la production d’anticorps polyclonaux spécifiques provenant de plusieurs chevaux (synergie d’une réponse polyclonale naturelle avec le mélange de différentes réponses polyclonales individuelles = « polyclonalité polyvalente »). La production en grand volume d’anticorps polyclonaux pour de tels produits pharmaceutiques n’est possible que par l’hyperimmunisation d’animaux de grande taille : bovins ou chevaux. Aucune méthode alternative n’est aujourd’hui connue pour remplacer industriellement la production d’anticorps polyclonaux avec des titres élevés. Un mélange de plusieurs monoclonaux ne peut remplacer aujourd’hui la « polyclonalité polyvalente » recherchée car cela supposerait la production simultanée de plusieurs dizaines d’anticorps monoclonaux différents.
Réduction
Ce projet inclut plusieurs éléments visant à réduire le nombre de chevaux nécessaires pour chaque cible thérapeutique du projet : • Utilisation d’adjuvants commerciaux permettant une présentation plus efficace de l’antigène et favorisant la mémoire immunitaire, se traduisant par des titres spécifiques élevés. • Utilisation d’un calendrier d’injections optimisant le niveau moyen des titres d’anticorps spécifiques et maintenant le plateau de production d’anticorps le plus longtemps possible • Impact des titres élevés d’anticorps permettant d’augmenter le rendement de purification et donc de réduire indirectement le nombre de chevaux nécessaires à la production des lots de produit thérapeutique. • Le nombre de chevaux utilisés pour un projet est calculé au plus juste selon l’avancée du projet afin de réduire au maximum le nombre d’animaux nécessaires. Pour chaque nouvelle indication du projet : 2 à 4 animaux seront immunisés afin de tester et déterminer l’efficacité de l’immunisation. Après cette étape pilote, le volume de plasma nécessaire pour la production des lots thérapeutiques sera calculé précisément. Ce volume permettra de déterminer le nombre d’animaux nécessaires pour l’ensemble du développement de chaque produit du projet.
Raffinement
Les animaux sont hébergés dans des conditions adaptées à leur espèce, logés dans des box en groupes sociaux de maximum 12 chevaux fixes dans le temps présentant une aire paillée et une aire d’exercice ouvertes sur l’extérieur. Un suivi quotidien leur est apporté par un personnel qualifié, avec une surveillance intensifiée, dans des conditions conformes à la réglementation et assurant leur bien-être. L'observation de signes cliniques déclenche des soins spécifiques sur les conseils d'un vétérinaire qui assure par ailleurs un suivi régulier. Les animaux ont accès à la nourriture via un distributeur automatique de concentrés en plusieurs fois, au foin et à l’eau à volonté dans une ambiance musicale. Les contacts répétés avec l’homme contribuent à l’enrichissement. De multiples essais d’accessoires variés n’ont pas été concluants. Ce projet met en œuvre des procédures maîtrisées qui ont déjà fait la preuve de leur efficacité pour la production d’immunoglobulines polyclonales équines. Une amélioration notable par rapport aux projets autorisés précédemment depuis 2017 est l’utilisation d’adjuvants très bien tolérés chez le cheval. Des procédures optimisées sont en place pour l’habituation des chevaux aux injections et aux prélèvements de sang pour réduire le stress lors des opérations de production. Des points limites sont définis.
Choix des espèces
Le cheval est une espèce animale qui produit en général des titres élevés d’anticorps et qui permet, compte tenu de sa grande taille, de récolter une quantité importante de plasma (respectant pour chaque prélèvement un maximum de 1% du poids vif). Il présente très peu de risques zoonotiques, ce qui limite fortement les problématiques de biosécurité virale dans les plasmas. Les chevaux utilisés pour ce projet sont des adultes de plus de 3 ans car à partir de cet âge la production d’anticorps spécifiques est optimale. Ce sont des animaux de réforme (capacité compétition, infertilité…) destinés initialement à la boucherie.
Production d’anticorps prophylactiques anti-Klebsiella pneumoniae après immunisation et évaluation de l’efficacité de candidats vaccins dans un modèle de sepsis à Klebsiella pneumoniae chez la souris
- Recherche appliquée
- Maladies infectieuses
Infectées par Klebsiella pneumoniae jusqu'au sepsis, 232 souris vont être utilisées, dont 172 dans des procédures impliquant un niveau de souffrance sévère. Chacune reçoit six injections dans les cuisses sous anesthésie volatile, deux prélèvements de sang à la veine de la mâchoire, puis les bactéries. Le porteur range la septicémie parmi les nuisances aux côtés du "geste technique", et indique ne pas connaître les effets secondaires des dix candidats vaccins testés. Toutes sont tuées, y compris celles qui servent uniquement à produire des anticorps, prélevés par ponction directe dans le cœur.
Objectifs
S’appuyant sur les données communiquées par 87 pays en 2020, un nouveau rapport de l’Organisation Mondiale de la Santé (OMS) met en évidence des niveaux élevés de résistance des bactéries aux antibiotiques (supérieurs à 50 %), en particulier chez des bactéries fréquemment retrouvées en milieu hospitalier, comme Klebsiella pneumoniae, responsables de septicémie. Le traitement de ces infections requiert obligatoirement l’utilisation d’antibiotiques de dernière ligne, tels que les carbapénèmes. Cependant, 8% (jusqu’à 50% dans certains pays) des souches de Klebsiella pneumoniae responsables d’infections sanguines sont résistantes à ces mêmes carbapénèmes, ce qui augmente notoirement le risque de décès imputables à ces infections. D’autres alternatives, en particulier vaccinales, sont actuellement à l’étude. Plusieurs candidats vaccins dirigés contre Klebsiella pneumoniae sont actuellement à l’étude et ont déjà montré des résultats intéressants in vitro. L’objectif du projet est de déterminer si ces potentiels candidats vaccins entraineraient une production d’anticorps permettant la prévention d’une infection septicémique à Klebsiella pneumoniae. A cette fin, un protocole d’immunisation sera testé chez la souris infectée afin d’évaluer l’efficacité potentielle de 10 candidats vaccins sur la prévention du sepsis ; également, les 4 candidats les plus actifs seront administrés chez la souris non infectée dans le but d’obtenir une quantité importante d’anticorps post-immunisation. Le développement de vaccins prophylactiques contre K. pneumoniae constitue une nouvelle stratégie thérapeutique à fort potentiel d'applications cliniques.
Bénéfices attendus
Ce projet vise à évaluer l’efficacité d’un ou plusieurs candidats vaccin prophylactique contre une infection à K. pneumoniae. L’efficacité de cette vaccination permettra d’en apprendre davantage sur les mécanismes immunitaires déclenchés par l’administration de ces différentes solutions. A terme, l’idée est de pouvoir favoriser la vaccination de populations à risque, en l’absence de traitement antibiotiques efficaces.
Procédures
Les animaux seront soumis à : - Une administration IP de 3 secondes (500µL) dans la phase 1 et 2 avec une aiguille de 26G - 6 administrations IM de 5 secondes (cuisse droite et gauche) de 50µL avec une aiguille de 26G et sous isoflurane 5% - 2 prélèvements de 100µL de sang via la veine mandibulaire de 15 secodes avec une aiguille de 26G et sous anesthésie volatile (isoflurane 5%).
Impact sur les animaux
Les animaux vont être soumis à différents actes pouvant induire un stress ou une douleur : - La phase pilote consistera à injecter des bactéries. La nuisance principale sera liée ici au geste technique et à l’apparition du sepsis. - Dans la phase 2, les nuisances attendues seront liées à l’administration des différents vaccins dans la cuisse droite et gauche (J0, J14 et J28 = 6 injections par souris) et au prélèvement sanguin à J0 et J31. Ces souris seront ensuite infectées par les bactéries. Ici une phase de sepsis est également attendue chez certains animaux - Dans phase 3, les nuisances attendues seront liées à l’administration des différents vaccins (J0, J14 et J28 = 6 injections par souris). Le prélèvement intracardiaque aura lieu 7 jours après la dernière injection de vaccin sous anesthésie générale.
Devenir
Mise à mort de tous les animaux (232). Les animaux seront tous infectés et ne pourront donc pas être réutilisés.
Remplacement
L’évaluation de l’efficacité d’un candidat vaccin ne peut être réalisée sans le concours complexe d’un modèle animal. La reproduction des différentes étapes menant au sepsis ne peut être réalisée in vitro. Également, la production d’anticorps polyclonaux est un mécanisme complexe basé sur l’interaction entre plusieurs types de cellules immunitaires. Aussi, il n’est pas encore possible aujourd’hui de se passer du modèle animal pour la production d’anticorps.
Réduction
Cette étude a été construite de manière à réduire au maximum le nombre d’animaux utilisé. Dans la phase pilote les groupes ont été réduits à 8 animaux au lieu de 10, sur la base d’expériences similaires menées au laboratoire. Cet effectif permet d’avoir une analyse statistique robuste. Dans la deuxième phase, 10 animaux par groupe seront également nécessaires afin d’obtenir une analyse statistique robuste pour évaluer l’efficacité ou non de ces différents traitements. Dans la troisième phase, 10 souris seront utilisées par groupe (4 candidats vaccin, témoin positif et un témoin négatif) afin de récupérer le maximum d’anticorps à la suite du protocole d’immunisation.
Raffinement
Les animaux seront hébergés dans un environnement adapté et enrichi (jouets). Des phases d’habituation ont été prévues. Ils seront suivis étroitement (toutes les 4h) durant les différentes phases de l’étude. Les souris seront hébergées soit 8 ou 10 par cage. La fréquence de surveillance sera augmentée en cas d’observation de signes cliniques anormaux. De plus, ne connaissant pas les effets « secondaires » de ces vaccins, des critères d’interruption de l’étude supportés par une grille de score de douleur ont été mis en place dans le cas où un animal montrerait des signes de souffrance. L’administration des vaccins par voie intramusculaire se fera sous anesthésie volatile (isoflurane 5%).
Choix des espèces
La souris C57/Bl6 est un modèle de choix pour la production d’anticorps polyclonaux. D’autre part, il s’agit de l’espèce utilisée pour la mise au point d’un modèle de sepsis à Klebsiella pneumonia dans d’autres projets. Des souris femelles de 5 semaines (+ 1 semaine de stabulation) seront nécessaires pour la phase de pré-immunisation. L’infection aura donc lieu sur des souris de 11 semaines, la phase pilote demandera donc des souris de 10 semaines (+ 1 semaine de stabulation)
Elevage de lignées de souris immunodéficientes et prélèvements pour génotypage
- Maintien des lignées génétiquement modifiées
- Recherche appliquée
- Cancers
- Maladies infectieuses
- Troubles immunitaires
- Troubles respiratoires
- Recherche fondamentale
- Oncologie
- Système cardiaque
- Système immunitaire
- Système respiratoire
79 950 souris vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger, chacune pour une biopsie d'oreille au poinçon de deux millimètres ou une prise de sang, contention comprise, en une trentaine de secondes. Aucun anesthésique ni analgésique n'est prévu, le porteur estimant la douleur aiguë mais limitée à deux secondes environ. Ces prélèvements servent au génotypage de lignées de souris immunodéficientes élevées en vue d'être utilisées dans d'autres projets, et le porteur indique qu'une méthode non invasive sur poils ou salive sera privilégiée quand elle sera au point. Une partie des souris est gardée vivante selon les génotypes recherchés et les besoins de reproduction, les autres sont tuées faute de génotype utile, en fin de reproduction, ou parce qu'aucune procédure ne les attend.
Objectifs
Il concerne donc toutes les méthodes de prélèvements invasives d’échantillons en vue des génotypages (biopsies oreilles ou prélèvements sanguins) ainsi que l’hébergement de souris immunodéficientes. Le génotypage des animaux est indispensable afin de définir le génotype de chaque individu, ce qui permettra par la suite d’identifier les animaux qui seront utilisés en reproduction ou à des fins scientifiques dans le cadre de projets/procédures de recherche autorisés. A terme, lorsque la technique de génotypage sur échantillon de poils ou salivaire sera mise au point et que cela sera possible techniquement, une méthode non-invasive sera privilégiée.
Bénéfices attendus
Pouvoir fournir des animaux d’intérêts de lignées de souris génétiquement altérées qui seront utilisés dans les différentes procédures expérimentales des projets autorisés. De manière à atteindre les objectifs scientifiques dans les domaines de l’inflammation, du cancer et de l’infectiologie.
Procédures
Biopsies oreilles : animaux vigiles, prélèvement unique, durée de l’intervention moins de 20 secondes (30 secondes avec la pose de la bague) Prélèvements de sang : animaux vigiles, prélèvement unique, durée de l’intervention moins de 20 secondes (30 secondes avec la pose de la bague)
Impact sur les animaux
Les nuisances pouvant être causées aux animaux sont : - le stress lié à la contention (environ 30 secondes) - la douleur, aigue mais de très courte durée, ressentie lors du poinçonnage de l’oreille (environ 2 secondes) ou au point de ponction pour le prélèvement sanguin (environ 2 secondes)
Devenir
Les animaux sont gardés en vie, en fonction des procédures expérimentales en cours, des génotypes d’intérêts ainsi que des besoins en reproduction. Les animaux mis à mort concernent les animaux ayant un génotype ne présentant pas d’intérêt, arrivant en fin de reproduction, n’étant pas inclus dans une procédure expérimentale.
Remplacement
L’utilisation du modèle animal est incontournable dans certains projets des équipes de l'institut. En effet, la nature des travaux qui sont menés imposent le choix du modèle murin, dans la mesure où les processus développementaux étudiés ne peuvent être abordés dans leur complexité physiopathologique dans des lignées cellulaires ou d’autres systèmes in vitro.
Réduction
Une gestion raisonnée des accouplements est mise en place au sein du service de zootechnie. Nous adaptons au mieux le schéma de reproduction en fonction de la spécificité de chaque lignée et/ou des besoins expérimentaux. Cela ayant pour objectif de limiter au maximum la production d’animaux.
Raffinement
Les procédures expérimentales ont été optimisées afin de générer le moins de stress et de douleurs aux animaux. Le personnel étant formé et sensible au bien-être animal et les animaux habitués à la manipulation, le stress engendré lors de la préhension (pince au-niveau de la peau du cou ou tunnel) et de la contention est moins présent. De plus, toutes les mesures sont prises lors des gestes techniques afin de minimiser au maximum les dommages causés aux animaux. Le matériel est adapté à l’espèce et la taille ou le volume de prélèvement est minimisé (poinçon de 2 mm pour la biopsie d’oreilles et volume de 50µl pour le sang). Tous ces éléments font qu’il n’est pas prévu d’utiliser d’anesthésiques volatils, d’analgésique et/ou anesthésique local.
Choix des espèces
Le modèle murin offre plusieurs avantages : 1) sa génétique est bien connue ce qui permet une certaine souplesse dans le choix du fond génétique approprié aux questions posées, 2) il existe de nombreuses lignées mutantes permettant des analyses génétiques et développementales fines, 3) le fonctionnement de son système immunitaire est relativement bien connu et est à maints égards semblable au système immunitaire humain. Les animaux seront prélevés au sevrage soit entre 21 et 27 jours pour les biopsies d’oreilles et à partir de 28 jours pour les prélèvements sanguins.
Lyssavirus et d’autres virus neurotropes : étude de nouveaux virus, de leur pathogenèse et développement de nouvelles approches thérapeutiques et prophylactiques
- Recherche appliquée
- Diagnostic des maladies
- Maladies infectieuses
Inoculées par le virus de la rage dans le muscle ou directement dans le cerveau, des souris développent une perte de poids, une mobilité réduite puis une paralysie des membres postérieurs. 1 500 souris vont être utilisées, 1 440 dans des procédures impliquant un niveau de souffrance sévère et 60 un niveau léger, avec craniotomies, laparotomies, pompes implantées sous la peau et tests comportementaux nommés : champ ouvert, rotarod, test de serrage, reconnaissance d'objet, labyrinthe en croix surélevé. Le porteur écrit que chez les souris traitées efficacement une paralysie, souvent d'un seul membre, peut persister "sans qu'il y ait d'impact sur l'état général des animaux". Toutes sont tuées, ni réutilisées ni adoptées, parce qu'infectées par un agent de biosécurité de niveau 3, les souris non infectées subissant le même sort du fait de leur hébergement en confinement.
Objectifs
Les encéphalites chez l'humain présentent une incidence de 2 à 12 pour 100000 suivant l'âge des patients considérés et leur localisation géographique. Une fraction de ces encéphalites corresponde à des cas de rage. Ils sont très souvent la conséquence d'une morsure de chien enragé et concernent principalement des enfants. L'OMS estime l'impact de la rage sur l'humain à au moins 50000 décès par an. Ce projet a trois objectifs : 1) Diagnostic des virus agents d'encéphalite et en particulier des Lyssavirus (les agents responsables de la rage) chez l’humain et chez les animaux 2) Évaluation et mise au point de nouvelles approches thérapeutiques et prophylactiques de la rage chez l'humain 3) Compréhension des mécanismes liés à la neuroinvasion, virulence et pathogénie des Lyssavirus en lien avec leur capacité à franchir la barrière d'espèce et à infecter l'humain
Bénéfices attendus
Bénéfice à court terme : 1) La surveillance de la rage chez l'humain et chez l'animal sera assurée, ainsi que la coordination de la prophylaxie de la rage chez l'humain en France Bénéfices à long terme : 2) Contribution au développement de nouvelles approches thérapeutiques et prophylactiques de la rage chez l'humain 3) Progression des connaissances des mécanismes infectieux des Lyssavirus, notamment liés aux facteurs de virulence, les voies de neuroinvasion et la capacité à franchir la barrière d'espèce et à infecter l'humain.
Procédures
Interventions uniques - Inoculation virale sur animaux vigiles (injection intramusculaire). Durée de l’intervention : moins d’une minute - Inoculation virale sous anesthésie (injection intracérébrale, et/ou dans la sous-muqueuse duodénale). Durée de l’intervention : moins d’une minute - Procédures chirurgicales (laparotomie, craniotomie, installation de pompes sous-cutanées). Durée de l’intervention : entre 30 et 60 minutes - Tests de comportement non-invasifs (test du champ ouvert, rotarod, test de serrage, test de reconnaissance d’objet, labyrinthe en croix sur-élevé). Durée de l’intervention : entre 5 et 10 minutes/test - Tests d’imagerie sous anesthésie. Durée de l’intervention : entre 5 et 10 minutes Interventions répétées - Prélèvement sanguin sur animaux vigiles. Durée de l’intervention : moins d’une minute. Nombre d’interventions : 2 à 3 - Administrations de composés antiviraux (injections intrapéritonéale, intraveineuse ou intramusculaire). Durée de l’intervention : moins d’une minute. Nombre d’interventions : 1 injection tous les 5 jours (5 injections)
Impact sur les animaux
Les effets indésirables prévus sur les animaux sont des conséquences directes de l’infection par les Lyssavirus, à savoir perte de poids et une mobilité réduite, et une paralysie des membres postérieurs. Ces effets apparaissent de façon progressive au début de l'évolution clinique et ont une durée de 2 à 3 jours avant d’atteindre le point limite de l’expérimentation. Une exception à cette durée concerne les expérimentations qui visent le développement de nouvelles approches thérapeutiques pour la rage : dans certains cas de traitement efficace, les animaux traités peuvent survivre à l'injection de virus rabique tout en présentant une forte baisse de poids ou une paralysie des membres postérieurs. Avec la progression efficace du traitement, le poids revient souvent à la normalité, mais une paralysie (souvent monoplégie) peut occasionnellement persister, sans qu’il y ait d’impact sur l’état général des animaux.
Devenir
Tous les animaux seront mis à mort à la fin de chaque procédure car ils ne peuvent être ni réutilisés, ni replacés, ni adoptés car infectés par un pathogène de biosécurité niveau 3. Les animaux non-infectés ne peuvent être ni réutilisés, ni replacés, ni adoptés car hébergés dans une animalerie de confinement niveau 3.
Remplacement
Les expériences proposées dans ce projet font suite et viennent compléter des expérimentations effectuées sur culture cellulaire et ne sont utilisées que lorsqu’elles représentent une étape incontournable pour l'avancement de la connaissance scientifique et non actuellement remplaçable par des tests in vitro. Dans ce contexte, l’utilisation d’animaux sera nécessaire dans 3 cas, notamment (i) pour l’isolement viral à partir du cerveau et des procédures liées au diagnostic de la rage ; (ii) pour la validation in vivo de molécules candidates pour la prophylaxie ou la thérapie de la rage ayant montré une efficacité in vitro ; et (iii) pour comprendre la pathogénie (les mécanismes utilisés par les virus pour envahir le système nerveux central) d'agents infectieux responsable d'encéphalites.
Réduction
Les analyses statistiques seront appliquées aux variables primaires suivantes : poids, score clinique, charge virale. On s'intéresse aux effets de souche virale, voie d'infection, traitement sur ces variables. 1500 animaux (en 5 ans) seront utilisés selon trois procédures décrites ci-dessous. Les effectifs prévus sont compatibles avec la recherche d'effets forts. Des tests statistiques seront appliqués pour les comparaisons multiples entre groupes. A la fin de chaque procédure les animaux ne peuvent être ni réutilisés, ni replacés, ni adoptés car infectées par un pathogène de biosécurité niveau 3. Les animaux non-infectés ne peuvent être ni réutilisés, ni replacés, ni adoptés car hébergées dans une animalerie de confinement niveau 3.
Raffinement
Les animaux seront suivis de façon quotidienne pour analyse de leur poids et des éventuelles signes cliniques liés à l’infection. Des mesures seront prises pour réduire la douleur et la souffrance (anesthésie, analgésie, support nutritionnel et hydrique).
Choix des espèces
La souris est l’animal de choix des modèles d’évaluation de l’efficacité de prophylaxie et du traitement antirabique chez l'humain. Elle a une durée d’incubation relativement courte et une sensibilité au virus rabique suffisante. Les souris adultes et les souriceaux sont extrêmement sensibles aux virus neurotropes en général. Leur utilisation permet d'isoler des virus dont la culture serait difficile voire impossible (absence de lignées cellulaires susceptibles). Souris adultes et souriceaux nouveau-nés. La souris adulte et le souriceau sont extrêmement sensibles aux virus à l'origine d'encéphalite en général. L'utilisation de ces animaux permet d'isoler des virus dont la culture serait délicate voire impossible autrement (absence de lignées cellulaires susceptibles).
Etude de la physiopathologie des infections à méningocoque et évaluation de nouvelles approches thérapeutiques dans un modèle de souris.
- Recherche appliquée
- Maladies infectieuses
- Recherche fondamentale
- Multisystémique
- Oncologie
Une partie des souris utilisées est immunodéficiente et porte une greffe de peau humaine, le méningocoque n'interagissant qu'avec des vaisseaux humains. 1 145 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Greffe de peau de quarante-cinq minutes sous anesthésie générale, infection par injection intraveineuse, injections intrapéritonéales d'anticorps et d'inhibiteurs, jusqu'à cinq ponctions veineuses : le porteur indique que l'infection peut provoquer une baisse d'activité, une perte de poids et une hypothermie, des points limites devant permettre de tuer les souris avant que l'infection ne le fasse. Le sang est ensuite prélevé par ponction dans le cœur sous anesthésie, l'analyse des vaisseaux et des organes exigeant leur mort à toutes.
Objectifs
La méningite et le purpura fulminans sont des infections bactériennes foudroyantes et sévères qui touchent principalement les enfants et les jeunes adultes. La mortalité approche 100% en l'absence de prise en charge médicale. En France, malgré une prise en charge adaptée, le taux de mortalité reste élevé : 3%pour les cas de méningite et 30% pour les cas de purpura fulminans qui se traduit par des plaques hémorragiques cutanées et un choc septique foudroyant. De plus, lorsque l’évolution n’est pas fatale, les séquelles sont fréquentes, graves et handicapent leur vie durant les jeunes patients atteints : amputations, troubles de la vision, perte partielle ou totale de l’audition, déficience mentale permanente, difficultés d’apprentissage, mémorielles, dépression nerveuse… Le purpura fulminans est un syndrome infectieux très sévère, qui associe une septicémie à des lésions tissulaires nécrotiques disséminées sur la peau et les organes internes. Ces infections sont complexes et impliquent plusieurs organes et systèmes physiologiques à l’échelle de l’organisme. Une étape essentielle de ces infections sévéres est l'infection des vaisseaux sanguins. La bactérie responsable de ces infections n’interagit qu’avec les vaisseaux sanguins humains, nous utiliserons donc une lignée de souris gréffées avec de la peau humaine (modèle mimant le purpura fulminans). Différents variants bactériens seront utilisés afin de déterminer l’importance de différents facteurs de virulence. Nous analyserons le rôle des cellules du système immunitaire dans ces infections. Nous chercherons également à valider in vivo les effets d’agents pharmacologiques préalablement validés in vitro .
Bénéfices attendus
Les résultats attendus sont importants, car mieux comprendre les mécanismes de la méningite cérébro-spinale et du purpura fulminans, pourra conduire au développement de nouvelles stratégies thérapeutiques. Cela permettra à terme de diminuer voire supprimer la mortalité et les séquelles dramatiques de ces infections sévères et fulgurantes.
Procédures
Ce projet comporte 5 types d'intervention : - 1 Greffe de peau humaine, durée : 45 min. sous anesthésie générale - 2 : Infections expérimentales à méningocoque par injection intraveineuse, durée de 4h pour les souris NOD/SCID gréffées et 72h pour les souris Balb/c. une infection par animal - 3: Injection d’anticorps et d'inhibiteurs par voie intra-péritonéale (moins de 5 min) (deux injections par animal, 24 et 48h avant l'infection). Injection d’agents pharmacologiques en association ou non avec un antibiotique (moins de 5 min) (une injection par animal). - 4 : Mesure de la bactériémie chez les souris par ponction veineuse (moins de 5min). (une mesure pour les souris NOD/SCID; 5 pour les souris Balb/c)- 5 : Prélèvement de sang par ponction intracardiaque sur des souris anesthésiées avant leur mise à mort 3 min.
Impact sur les animaux
La greffe peut provoquer un stress lié à l’anesthésie. La greffe peut produire une inflammation ou une infection. L’infection peut provoquer un stress chez les souris se traduisant par une diminution de leur activité, une perte de poids ainsi qu’une potentielle hypothermie, la définition des points limites permet de mettre à mort les animaux avant la léthalité due à l'infection. L’injection d’agents pharmacologique peut produire un stress. La mesure de la bactériemie peut produire du stress lié à la manipulation et la contention.
Devenir
L'analyse de l'impact de l'infection et des traitements sur l'intégrité vasculaire et l'analyse de différents organes, nécessite la mise à mort de tous les animaux.
Remplacement
Ces infections sont complexes et impliquent plusieurs organes et systèmes physiologiques à l’échelle de l’organisme (cellules endothéliales, circulation sanguine, coagulation, système immunitaire…), c’est pourquoi notre étude nécessite le recours à un modèle animal. Il est impossible de mener une telle étude sur les modèles in vitro existants.
Réduction
Nous utiliserons pour chaque expérience le nombre minimal d'animaux permettant d'observer une différence significative en se basant sur des données publiées. Pour les comparaisons statistiques entre les groupes de souris, nous utiliserons un test adapté aux petits effectifs in vivo. Afin de réduire le nombre d’animaux dans l’étude, nous avons développé des expériences permettant l'analyse de plusieurs paramètres sur un même animal, comme par exemple les analyses sanguines et les analyses sur les greffons de peau.
Raffinement
Pour réduire la douleur, la souffrance et l’angoisse des souris au cours de notre étude, de l’enrichissement sera ajouté dans chaque cage d’hébergement (coton et maison en carton) afin de limiter le stress des animaux. De plus, nous réaliserons les greffes sous anesthésie générale et des analgésiques seront utilisés en période péri- et postopératoire. L’analgésie per et post-opératoire sera réalisée par injection sous-cutanée d’un antalgique 30 min. avant la chirurgie et dans les deux jours suivants. Des points limites ont été définis et leur atteinte entraînera la mise à mort anticipée de l’animal.
Choix des espèces
La souris est un bon modèle d'infection à méningocoque largement décrit dans la littérature. Il permet d'obtenir une bactériémie reproductible et prolongée après infection par voie intraveineuse. Ce modèle sera utilisé pour analyser les effets de différents variants bactériens et agents pharmacologiques sur l’initiation et la progression des lésions tissulaires. Souris femelles adultes âgés de 7 à 10 semaines car il est nécessaire que ces souris présentent une surface corporelle suffisante pour greffer des fragments de peau.
Développement de médicaments antiviraux innovants contre les infections respiratoires induites par le virus de la grippe et le SARS-CoV-2.
- Recherche appliquée
- Maladies infectieuses
- Troubles respiratoires
581 souris saines vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures classées au niveau de souffrance le plus léger. Chacune reçoit sous anesthésie générale une administration de médicament directement dans la trachée ou dans une veine, puis un prélèvement de sang, avant d'être tuée pour que ses organes soient dosés. Aucun animal n'est infecté, le projet mesurant seulement où se dépose la poudre inhalée et à quelle concentration, les retombées annoncées contre la grippe et la Covid-19 restant à distance de cette étape. Le porteur indique avoir déjà évalué les formulations sur un impacteur multi-étages qui reproduit approximativement l'appareil pulmonaire, mais juge le passage chez l'animal "incontournable" faute d'y retrouver le mucus et les échanges gazeux.
Objectifs
Les infections virales respiratoires telles que la grippe ou la Covid-19 restent l’une des principales causes de décès dans le monde et l’émergence de nouvelles souches virales continue d’être une préoccupation majeure. Il n’existe actuellement aucun médicament efficace contre les coronavirus et le virus de la grippe A. La vaccination constitue pour l’instant la stratégie préventive la plus efficace. Cependant, la courte durée de l’immunité induite par le vaccin associée à la dérive génétique des virus et à la réticence actuelle des populations à l’égard des vaccins peut compromettre cette stratégie. Par conséquent, il est nécessaire de développer des médicaments antiviraux innovants pour traiter et soigner les personnes infectées. Les virus n’ont pas de métabolisme propre et ne sont pas capables de se reproduire sans l’aide d’une cellule étrangère qu’ils infectent et dont ils utilisent la machinerie pour se multiplier. Ces cellules deviennent des usines à virus et sont détruites lors de la libération des nouveaux virus. L’objectif global du projet est d’explorer une nouvelle stratégie qui au lieu de cibler le virus lui-même, s’appuie sur les médicaments modulant le métabolisme cellulaire des cellules hébergeant le virus pour renforcer la réponse immunitaire innée et empêcher la croissance virale. Des liens essentiels entre le métabolisme et l’immunité ont été découvert récemment. Donc interférer avec les voies métaboliques en utilisant des médicaments pour empêcher la croissance virale est une stratégie intéressante pour développer des antiviraux dirigés contre l’hôte. L’équipe a montré que certains métabolites des cellules inhibent fortement l’infection par le virus de la grippe A et du SARS-CoV-2 in vitro et in vivo. Sur la base de cette découverte, une série d’analogues sélectifs et plus puissants que les molécules naturelles ont été conçus et synthétisés. Des poudres sèches pour inhalation pour administrer ces composés (molécules naturelles et analogues) directement dans les voies respiratoires ont été développées. La voie pulmonaire est hautement souhaitable car elle permet de délivrer des doses plus élevées au site même de l’action du médicament et de réduire les potentiels effets indésirables systémiques. L’objectif de ce projet est maintenant d’évaleur la pharmacocinétique et la biodistribution de ces poudres in vivo sur un modèle animal sain.
Bénéfices attendus
La crise du Covid-19 a mis en évidence l’importance des maladies virales émergentes dans un contexte de mondialisation des flux, notamment des personnes. Cette crise sanitaire a souligné l’absence de traitement efficace contre les infections virales aiguës transmises par l’air, responsable de la majorité des infections virales mortelles. Nous parvenons actuellement à contrôler le SRAS-CoV-2 et la grippe A grâce à la vaccination mais des épidémies avec de nouveaux variants ou de nouveaux virus se produiront certainement dans les années à venir. L’impact humain, social et économique de médicaments antiviraux innovants est donc considérable. Le développement de formulations sous forme de poudre sèche pour délivrer localement par inhalation les antiviraux dans les poumons permettrait une administration aisée et ciblée des tissus respiratoires, lieu de l’infection et de diminuer les effets secondaires systémiques potentiels.
Procédures
Chaque souris subira sous anesthésie générale une administration de médicament soit par voie intratrachéale (dans les poumons) soit par voie intraveineuse et un prélèvement de sang sous anesthésie générale à la fin de la procédure. La durée de ces gestes n’excèdera pas une minute chacun.
Impact sur les animaux
Les souris peuvent subir un inconfort modéré et transitoire pendant et après l’administration des formulations. Un léger stress peut être induit au moment de l’anesthésie gazeuse.
Devenir
Tous les animaux seront mis à mort à l’issue de la procédure afin de prélever les organes et le sang pour des dosages des médicaments.
Remplacement
La performance aérodynamique des formulations a été évaluée in vitro à l’aide d’un impacteur multi-étages qui permet une modélisation approximative de l’appareil pulmonaire. Cette technique permet de répondre à des exigences réglementaires et de déterminer la quantité de poudre qui atteint les différents segments du poumon, notamment d’évaluer la fraction respirable d’un médicament inhalé qui correspond aux particules les plus suceptibles de se déposer dans les alvéoles pulmonaires (particules
Réduction
Une étude pilote sur un petit nombre d’animaux permettra d’affiner les différents paramètres de la pharmacocinétique et de valider le modèle. Le nombre de formulations testés in vivo dans ce projet a été limité à trois grâce à des études préliminaires in vitro pour réduire le nombre d’animaux. Le dimensionnement des groupes expérimentaux a été réalisé à l’aide du logiciel GPower qui est un outil permettant de calculer des analyses de puissance statistiques et de définir le juste nombre d’animaux à inclure dans une étude afin de pouvoir exploiter les résultats de façon statistiquement fiable. Les animaux seront alloués aux groupes expérimentaux par randomisation. Les données obtenues à partir de chaque animal seront maximisées. Les organes seront prélevés et congelés pour des études ultérieures.
Raffinement
L’ administration de poudre dans les poumons ou l’injection de la substance active sous sa forme soluble ainsi que les prélèvements de sang s’effectueront sous anesthésie générale afin de réduire au maximum la douleur et le stress que pourraient subir les animaux lors des gestes techniques. Les volumes d’air administrés ne dépasseront pas le volume courant des poumons. Les souris seront surveillées pendant toute la durée de la procédure qui dure 24h et des points limites adaptés seront strictement appliqués en cas de souffrance avérée déterminée à partir de signes cliniques précis. Les animaux seront hébergés en groupes dans un environnement enrichi de tubes en cartons et de matériaux de nidification (type sizzle nest ou cocon) afin de favoriser les comportements naturels tels que l’activité et la fabrication d’un nid.
Choix des espèces
La pharmacocinétique se fera sur des souris afin de pouvoir comparer nos résultats avec des études déjà effectuées sur cette souche par les équipes partenaires du projet. Nous utiliserons des souris entre 7 et 15 semaines car leur appareil respiratoire aura atteint sa taille adulte et leur système immunitaire dont les cellules peuvent interférer avec les composés administrés sera mature.
Maintien d’un élevage de tiques Ixodes ricinus
- Recherche appliquée
- Maladies infectieuses
Lapins : 8
Réutilisés jusqu'à trois fois, 8 lapins sont utilisés pour nourrir des tiques déposées sur leurs oreilles sous anesthésie, cinquante nymphes ou dix couples d'adultes par oreille, avec une collerette maintenue pendant le gorgement. 200 souris reçoivent chacune cinquante à cent larves et restent isolées jusqu'à sept jours avec un enrichissement appauvri, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger. Les souris sont tuées après la collecte des tiques, faute d'être réutilisables ou adoptables selon le porteur, alors que quatre lapins sont réutilisés et quatre adoptés. Sur le remplacement, il décrit des systèmes de gorgement artificiel jugés prometteurs mais pas encore prêts, avec 57 % de femelles pondeuses, et annonce une veille documentaire régulière.
Objectifs
Le but de ce projet est de maintenir une lignée de tique, afin de disposer de lignées de laboratoire au fond génétique commun. Ces tiques constituront un matériel pour : - Analyser la transmission de différents microorganismes aux animaux. En effet, bien que l'inoculation des microorganismes soit possible à la seringue, celle-ci reproduit de façon très imparfaite la transmission des agents infectieux par les tiques et ne permet pas de l’étudier. - Elles permettront également d’analyser les déterminants susceptibles de provoquer une attractivité plus importante des tiques chez certains individus.
Bénéfices attendus
Le but de ce projet est de maintenir pour fournir des tiques possédant un fond génétique commun afin de réaliser plusieurs expériences dont les principaux axes sont les suivants : - Étude des déterminants favorisant l’attractivité des tiques. Chez les moustiques, une attractivité différentielle entre individu a été mise en évidence. En effet, certains individus sont plus « attracteurs » que d’autres définissant ce que l’on peut appeler une « peau à moustiques ». Les déterminants chimiques de cette attractivité sont en partie connus et seraient liés au microbiote cutané. Empiriquement, une attractivité différentielle entre individus est observée pour les tiques. Les déterminants de cette dernière demeurent inconnus. Un des buts de l’élevage est d’étudier les déterminants de cette activité in vitro en utilisant les tiques de l’élevage. - Mesure de la compétence vectorielle et analyse de la transmission des microorganismes. Les tiques hébergent différents microorganismes susceptibles d’être transmis à l’homme. Disposer de tiques de laboratoires dont le fond génétique est commun et maitrisé permet de savoir si ces microorganismes sont d’abord effectivement transmis lors du repas sanguin, c’est-à-dire si cette espèce est un vecteur compétent. Une fois la compétence vectorielle affirmée, nous nous intéresserons aux modalités de cette transmission (localisation des microorganismes lors des phases de diapause des tiques ou lors du repas sanguin), ainsi qu’aux déterminants permettant cette transmission. Pour cela les tiques seront nourri sur animaux porteur du microorganisme d’intérêt. Ces projets feront l’objet d’autorisations spécifiques séparées de la présente saisine.
Procédures
- Lapin : dépôt des tiques (50 nymphes ou 10 couples d’adultes/oreille) confection du manchon en tissu et fixation à l’aide d’un sparadrap médical. Gestes réalisés sous anesthésie générale (protocole décrit dans la procédure - Souris : dépôt des tiques (50 à 100 larves/individu) sur animal vigile. La durée de gorgement est de maximum 10 jours pour les lapins et de maximum 7 jours pour les souris.
Impact sur les animaux
Concernant les lapins les effets indésirables sont concomitants au repas sanguin, des réactions inflammatoires locales à la piqure de tiques peuvent s’observer jusqu’à 4 semaines après le repas sanguin : - inconfort lié au port de la collerette - irritation du cou à cause du port de la collerette et irritation de la base des oreilles - au site de piqure, les tiques peuvent provoquer une réaction inflammatoire locale susceptible de démanger le lapin. - Les procédures peuvent induire de la fièvre. Concernant les souris, les effets indésirables sont concomitants au repas sanguin et correspondent à des réactions locales inflammatoire à la piqure des tiques. A noter que lors du repas sanguin (5-7 jours) les souris seront isolées avec un enrichissement apauvri. Un tunel transparent et un barreau à rongé seront néanmoins à leur disposition.
Devenir
Concernant les lapins, il n'ont pas été en contact avec des tiques porteuses de microorganismes, les lapins peuvent petre adoptés. De plus, ils ont été en contact avec l'homme pendant leur vie. Il font d'excellent candidats à l'adoption. Concernant les souris, elle ne peuvent être réutilisée et son difficilement adoptable, elles seront donc mise à mort.
Remplacement
Les systèmes de gorgement artificiel pour tiques, bien qu'étudiés, ne sont pas encore commercialisés et présentent des limites qui empêchent le remplacement des hôtes animaux pour l'élevage de tiques. Des travaux, montrent que le nourrissage artificiel nécessite une grande expertise, avec des résultats variables avec seulement 57% des femelles qui ont pondu. Des recherches similaires confirment ces résultats sans pour autant détailler l'efficacité sur les générations successives ou le taux de développement des tiques. Les comparaisons entre les tiques nourries artificiellement et celles sur des hôtes animaux révèlent des taux de réussite inférieurs pour la reproduction et le nourrissage dans le cas d'un nourrissage artificiel. Une étude apporte une contribution significative en explorant tout le cycle d'Ixodes ricinus mais soulève des questions sur l'approche statistique utilisée et l'impact des antibiotiques sur le microbiote des tiques, un aspect crucial pour la conservation de lignées en laboratoire. En conclusion, bien que prometteurs pour certaines recherches, les systèmes de nourrissage artificiel ne sont pas encore prêts pour remplacer l'élevage sur animaux en laboratoire. Une veille scientifique sur le site de l’ECVAM concernant ce point sera régulièrement réalisée et présentée en SBEA.
Réduction
Réduction : Le nombre d’animaux utilisés pour le maintien de l’élevage de tiques est minimisé au mieux. L’expérience des années précédentes sur l’élevage de tiques ainsi que l’expérience de nos collègues de Neuchatel nous permet d’estimer à 100 souris/an et 4 lapins par an pendant la durée de ce protocole. Afin de minimiser l'utilisation des lapins, ils seront utilisés 3 fois.
Raffinement
Durant la procédure, les souris sont isolées pour un maximum de 7 jours, avec des contrôles réguliers pour évaluer leur état et collecter les tiques gorgées, tout en maintenant un contact olfactif avec leurs congénères. Elles disposent d'un tunnel, d'un barreau à ronger et de coton. L'absence de douleur au point d'injection élimine le besoin d'analgésiques. Après le sevrage et avant la procédure, les souris s'acclimatent à une manipulation douce, visant à réduire le stress via des interactions et des caresses. Les souris sont euthanasiées après la collecte des tiques, sans dépasser 7 jours. Les lapins, quant à eux, suivent un entraînement bi-quotidien de 20 minutes incluant la contention, l'habituation à des manipulations et à la collerette, et l'introduction de récompenses pour encourager les comportements désirés. En outre, ils bénéficient de minimum une heure d'activité quotidienne dans un enclos de 1m² pour leur bien-être physique. Pour le dépôt des tiques, une sédation est administrée aux lapins. Cette approche assure le bien-être animal tout en facilitant les procédures expérimentales.
Choix des espèces
Les rongeurs sont les hôtes naturels des larves et les nymphes de tiques. Les lièvres ou les lapins sont piqués par des tiques (toutes les stases, y compris les femelles) dans la nature. Le lapin de laboratoire constitue donc une bonne alternative pour le repas sanguin des stases nymphales et adultes et les souris permettent le gorgement à la fois des nymphes et des larves. A noter que nous allons privilégier les lapins pour les stases nymphales car ces derniers sont réutilisés et adopté au terme des procédures. Cela limite donc le nombre de souris. Age pas d’impact. Nous pourrons utiliser les animaux disponibles à l’animalerie
Etude de la diffusion tissulaire du Meropenem-Vaborbactam, un nouvel antibiotique de la famille des béta-lactamines (Inhibiteurs de béta-lactamases) dans le rein, la prostate, le testicule et le muscle de porc par microdialyse
- Recherche appliquée
- Maladies infectieuses
Amenés depuis leur élevage situé à moins de cinq kilomètres et anesthésiés dès leur arrivée, 7 cochons sont opérés puis tués avant tout réveil. La chirurgie dure environ deux heures, l'anesthésie environ douze. Les expérimentateurs posent des sondes de microdialyse dans un rein, la prostate, un testicule, une veine abdominale et un muscle, installent un cathéter dans la veine jugulaire et effectuent huit prélèvements sanguins, sur des animaux sains, pour mesurer où diffuse un antibiotique de dernier recours. Le porteur retient le porc parce que c'est l'espèce anatomiquement la plus proche de l'humain, avec un rein et une prostate de taille comparable vers 80 kg.
Objectifs
L’objectif du projet est d’étudier la distribution tissulaire rénale, prostatique et testiculaire du méropénème-vaborbactam (béta-lactamines-inhibiteurs de béta-lactamases) chez le porc par microdialyse en mesurant les concentrations libres rénales, prostatiques, testiculaires et musculaires obtenues par microdialyse, le tissu musculaire ayant été choisi comme tissu contrôle ne présentant pas de barrière physiologique. Des données urinaires, obtenues grâce à des mesures de concentrations par microdialyse dans le bassinet, seront également ajoutées, elles permettront d’obtenir des données d’élimination de l’ATB nécessaires à la création d’un modèle pharmacocinétique physiologique (PBPK) pour l’analyse des données. Ces concentrations tissulaires seront ensuite comparées aux concentrations totales et libres plasmatiques. L'exposition de l'antibiotique dans ces différents fluides et tissus sera caractérisée par le calcul de la surface sous la courbe. Toutefois, ce projet n’est que la première étape du travail et il permet d’obtenir des données pré-cliniques chez l’animal sain afin de pouvoir simuler les concentrations humaines aux sites infectieux potentiels chez l’homme. Une investigation PK chez des animaux infectés couplée à une étude pharmacodynamique est envisagée dans un second temps. Ce projet vise donc à caractériser le comportement pharmacocinétique (PK) de ces molécules au site infectieux potentiel. La diffusion tissulaire des antibiotiques chez l’humain étant difficile à appréhender, la déterminer chez l’animal est un point important pour une meilleure compréhension du comportement des antibiotiques. Cette étude PK chez le porc est une étude incluse dans un projet plus conséquent, visant à étudier la diffusion tissulaire de ces antibiotiques dans plusieurs espèces animales (rat et porc) afin de simuler par modélisation PB/PK les concentrations tissulaires et notamment rénales, prostatiques et testiculaires obtenues chez l’humain lorsque ces antibiotiques sont administrés à des schémas posologiques usuels. Ce projet permettra d’apporter des informations nouvelles sur la PK tissulaire de ces antibiotiques au site d’infection et donc à terme d’optimiser leur utilisation dans le traitement des maladies rénales infectieuses sévères.
Bénéfices attendus
Les concentrations des antibiotiques au site infectieux chez l’humain n’étant pas accessibles, ce projet va permettre d’étudier le comportement pharmacocinétique au site d’infection rénal, prostatique et testiculaire d’un des antibiotiques de dernier recours utilisés dans le traitement des infections urinaires compliquées et résistantes. Cette étude PK chez le porc, associée à une étude identique de la diffusion tissulaire de l’antibiotique chez le rat, actuellement en cours de réalisation au laboratoire, va permettre par des approches de modélisation PB/PK de simuler les concentrations humaines au site infectieux lorsque ces antibiotiques sont administrés à des schémas posologiques usuels. Ce projet permettra une meilleure compréhension de la PK au site d’infection de l’antibiotique et donc à terme une optimisation de la prise en charge des patients.
Procédures
- Anesthésie générale et chirurgie de mise en place de sondes de microdialyse au niveau d'un rein, de la prostate, d'un testicule, d'une veine abdominale et d'un muscle et pose d'un cathéter central à la veine jugulaire : tous les animaux du projet, 1 chirurgie par animal, sur animaux anesthésiés et sous traitement analgésique, durée de la chirurgie : environ 2h, durée de l'anesthésie : environ 12h - Prélèvements de sang : Huit prélèvements sanguins de 1 mL seront réalisés (2 min)
Impact sur les animaux
Lors des anesthésies de longue durée, les animaux peuvent présenter une hypothermie. Afin de la prévenir, les animaux seront installés sur une table avec tapis chauffant. Une couverture chauffante pourra être mise en place, et la salle de chirurgie est également bien chauffée. Leur température est suivie tout au long de la procédure (sonde rectale à demeure) afin de réagir au plus vite. Une hyperthermie maligne en lien avec l'anesthésie générale à l'isoflurane peut exceptionnellement être observée. Elle entrainera l'euthanasie de l'animal. Parmi les complications précoces, citons un risque d'hématome, d'hémorragie lors de la pose du cathéter central veineux dans la jugulaire. Des réactions d’hypersensibilité peuvent être observées lors de l’administration de certains antibiotiques, ces réactions sont souvent ponctuelles et conduisent le plus souvent à l’apparition d’une éruption cutanée.
Devenir
Les animaux à la fin de la procédure seront tous euthanasiés. Les reins seront prélevés à l’issue de la mise à mort.
Remplacement
La diffusion tissulaire des antibiotiques chez l’humain est difficile à étudier, la déterminer chez l’animal est un point important pour une meilleure compréhension du comportement PK de ces antibiotiques. A l’heure actuelle, les modèles in vitro à notre disposition sont très imparfaits et ne permettent pas de mimer les concentrations tissulaires observées chez un être vivant, à la suite d’une administration de substance médicamenteuse, d’où la nécessité d’avoir recours aux animaux. De plus, ces données seront les premières décrivant la distribution de ces nouveaux antibiotiques dans le tissu rénal, prostatique ou testiculaire, permettant une meilleure compréhension de leur PK au site d’infection, ce qui à terme permettra d’envisager l’optimisation de leur utilisation dans le traitement des infections sévères et résistantes.
Réduction
La microdialyse est considérée comme la technique de référence en pharmacocinétique pour l’étude de la distribution tissulaire des médicaments. C’est une technique très puissante puisqu’elle permet de réaliser des prélèvements en continu dans différents fluides ou tissus chez un même animal permettant d’obtenir des données PK riches et ainsi de limiter le nombre d’animaux utilisés et donc la variabilité interindividuelle. De plus, comparativement aux techniques classiques de prélèvements, elle permet de limiter la déperdition de fluides chez des animaux anesthésiés sur du long terme.
Raffinement
Les porcs subiront une procédure sans réveil. Ils arriveront directement de leur site d’élevage au site d'expérimentation (les 2 bâtiments sont distants de moins de 5 km). Les animaux seront transportés dans un véhicule agréé. Le chauffeur est habilité. Pour la procédure, les animaux seront sous anesthésie générale gazeuse (isoflurane) avec une ventilation mécanique assistée et un monitoring des paramètres physiologiques (température, saturation en oxygène, fréquence cardiaque, EtCO2…). Un traitement analgésique sera administré avant même le début de la chirurgie (buprénorphine en IM). Un cathéter artériel sera installé afin de suivre la pression artérielle de l’animal de façon précise. Le suivi de la pression artérielle associé aux suivis des autres paramétres physiologiques nous permettra de définir le point limite qui est : en cas de tension artérielle insuffisamment corrigée par un remplissage vasculaire adapté au Ringer Lactate, une perfusion de noradrénaline sera débutée et adaptée selon la réponse tensionnelle. Les animaux seront manipulés dans le calme et anesthésiés dès leur arrivée.
Choix des espèces
Ce projet s’inscrit dans un projet plus vaste dont l’objectif est de simuler les concentrations rénales humaines obtenues chez des patients après administration de doses usuelles par des approches d’extrapolation inter-espèces utilisant la modélisation PK physiologique (PB/PK) : le porc étant l’espèce présentant le plus de similitudes anatomiques avec l’humain, son utilisation apparait justifiée. Les porcs sont de race Large White. Les animaux seront âgés de 5 à 6 mois environ. A ce stade, les animaux pèsent autour de 80 kg. La taille du rein et de la prostate est proche à ce stade de celle de l’humain.
Evaluation du MALDI-Imaging pour la détection et localisation de marqueurs palustres dans un modèle de neuropaludisme expérimental
- Recherche appliquée
- Maladies infectieuses
- Recherche fondamentale
- Autre recherche fondamentale
- Oncologie
Injectées dans l'abdomen avec Plasmodium berghei, piquées à la queue tous les deux jours pour un frottis, contenues à la main deux à trois minutes par jour pendant cinq jours pour recevoir un traitement, 160 souris subissent des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. À partir du onzième jour, elles peuvent présenter des signes neurologiques comme une paralysie, et sont alors tuées afin de prélever leurs organes. Quatre d'entre elles servent uniquement à entretenir la souche parasitaire par prélèvement sanguin derrière l'œil, avant d'être tuées elles aussi. Le porteur écrit que les points limites ont été fixés de façon à prendre en compte les signes neurologiques "sans compromettre le suivi et l'acquisition des données de recherche", et toutes les souris finissent tuées pour l'analyse de leur cerveau, de leur cœur, de leur foie, de leur rate, de leurs poumons et de leurs reins.
Objectifs
L’objectif du présent projet est d’utiliser, pour la première fois, l’approche innovante du MALDI-IMS pour améliorer nos connaissances sur les mécanismes physiopathologiques d’infections/évolutions palustres en utilisant un modèle murin avec atteinte neurologique. Il est nécessaire de présenter l’approche par MALDI IMS. La spectrométrie de masse par imagerie (IMS) par désorption/ionisation laser assistée par matrice (MALDI) permet l'analyse de molécules directement à partir de coupes de tissus, permettant l'étude de la distribution spatiale des composés, qui peuvent être des molécules biologiques telles que des protéines et des peptides, lipides, éléments chimiques, métabolites. Ainsi, la spectrométrie de masse par imagerie (IMS) par désorption/ionisation laser assistée par matrice (MALDI) est capable de déterminer la distribution de centaines de molécules à la fois directement à partir de coupes de tissus. Puisque les tissus sont analysés intacts sans homogénéisation, les relations spatiales des molécules sont préservées. L’objectif du présent projet est donc d’ouvrir de nouvelles pistes sur la compréhension des infections palustres dans un modèle animal en utilisant pour la première fois l’imagerie par spectrométrie de masse MALDI ou MALDI-IMS, mais également de faire la preuve du concept de l’intérêt de cette technologie pour évaluer la distribution d’un traitement anti-palustre et notamment déterminer si la molécule thérapeutique co-localise avec la cible parasitaire, et connaitre les conséquences de ce traitement au niveau des lésions neuronales. Enfin, savoir si la molécule thérapeutique est dégradée au niveau central avec la détection de changements métaboliques. Il est également envisagé d’étudier les effets indésirables du traitement tels qu’une activité hors cible et son effet toxique (eg, altération du fonctionnement d’un organe sain). Outre une analyse sur des coupes de cerveaux, le cœur, le foie, la rate, les poumons et les reins seront prélevés pour les analyses en MALDI IMS
Bénéfices attendus
Ce projet améliorera notre compréhension des partenaires protéiques participant à la formation des obstructions capillaires et il permettra d’identifier des marqueurs protéiques pour le diagnostic précoce d’une atteinte cérébrale. Par ailleurs, il améliorera notre connaissance sur les mécanismes neurodégénératifs de cette atteinte centrale, une analyse spatiale et temporelle de ces marqueurs protéiques semble indispensable. L’imagerie MALDI ou MALDI-IMS est un outil de choix pour répondre à ces attentes. Cette technologie a déjà fait ses preuves pour d’autres pathologies avec atteinte centrale offrant la possibilité d’identifier rapidement et facilement des zones cibles du cerveau ainsi que la bio distribution d’un médicament. La visualisation de la distribution des médicaments dans les tissus a permis d’orienter les chercheurs sur le développement de nouvelles cibles thérapeutiques ainsi que de mieux comprendre les mécanismes physio-pathologiques.
Procédures
Il faudra injecter aux souris avec une souche donnant des atteintes neurologiques (injection intrapéritonéale dure moins d'une minute). Les souris seront piquées pour administrer les traitements par voie intrapéritonéale avec contention (prise manuelle) pendant 3 jours consécutifs après détection des premiers parasites sanguins (la contention et la piqure dure entre 2 à 3 minutes). Les souris subiront également des piqures sans contention au niveau de la queue pour les frottis tous les 2 jours (la piqure à la queue dure moins d'une minute). 4 souris subiront un prélèvement sanguin rétro orbitaire afin d'entretenir la souche mais également assurer l'infection des lots expérimentaux (l'ensemble du rétro orbitaire dure environ 5 minutes). Une pesée sera également réalisée en alternance avec les frottis tous les 2 jours (la pesée dure 2 minutes). Les souris pourront avoir des signes neurologiques à partir de J11 (paralysie par exemple) dès l’apparition des symptômes les souris seront euthanasiées afin de prélever les organes. L’apparition des symptômes est importante pour avoir une chronologie des mécanismes cérébraux impliqués.
Impact sur les animaux
L'infection des groupes « infectés » et « infectés traités » entrainera des atteintes neurologiques, et la mort pour les souris concernées. L'administration des médicaments et les infections obligeront les souris à être manipulées, contentionnées - les souris concernées ne seront pas libre de leur mouvement pendant 1 à 2 minutes (pendant 5 jours consécutifs). Le recueil de la goutte de sang pour les frottis entrainera une piqure et une douleur au niveau de la queue pendant 1 minutes tous les 2 jours. La réalisation des lots expérimentaux grâce aux 4 souris entrainera consécutivement l'anesthésie, le prélèvement rétro orbitaire (5 minutes environ) et l'euthanasie de ces 4 souris. La pesée entrainera une manipulation de moins de deux minutes. Les souris pourront avoir des signes neurologiques à partir de J11 (paralysie par exemple) dès l’apparition des symptômes les souris seront euthanasiées afin de prélever les organes. L'infection des souris entrainera également une perte de poids modérée 1 à 2 grammes pendant 2 jours (3 jours après l'infection).
Devenir
L'étude se portant sur la recherche de marqueurs protéiques et tissulaires propre au paludisme, l'ensemble des souris seront euthanasiées
Remplacement
Les objectifs généraux sont de réaliser pour la première fois, des cartes protéiques permettant de visualiser les variations d’expression et d’abondance protéique en fonction de leur localisation in situ mais également suite à l’atteinte cérébrale par une infection palustre, et enfin étudier les conséquences d’un traitement anti-palustre sur ces répertoires protéiques. Afin de mener à bien ce projet, l’utilisation d’un modèle murin est indispensable. Plasmodium berghei, qui est la souche spécifique du paludisme murin, peut léser, en plus du système nerveux central, un certain nombre d’organes simultanément. La complexité de son cycle ainsi que notre intérêt pour l’analyse de répertoires protéiques, pour une méthode inédite, obligent à l’utilisation d’un modèle animal. Les modèles de cultures cellulaires ne permettront pas de répondre aux objectifs fixés dans le présent projet. Ce projet nécessite donc de travailler sur un organisme entier. Par ailleurs il n’existe pas pour le moment de modèle alternatif complet ou même partiel d’organoïdes, sphéroïdes ou organe sur puce reproduisant la complexité du système nerveux et sa réponse immunitaire face à une infection
Réduction
En accord avec le principe de réduction des effectifs, le nombre de souris par groupe sera calculé par rapport au nombre statistique d’échantillon nécessaire à une analyse en MALDI-MSI (triplicate) tout en tenant compte de la prévalence de la forme neurologique dans ce modèle et de la contribution des deux sexes. Nous avons trouvé un effectif minimum de 6 souris par groupe. Nous prenons 8 individus par groupe infecté pour les deux expériences car si n< 6 l’analyse des données sur les souris restantes ne sera pas possible et demanderait de recommencer la manipulation. Ces nombres ne compromettent pas les objectifs du projet en permettant l’utilisation de tests statistiques appropriés.
Raffinement
En accord avec le principe de raffinement, les signes de souffrance seront systématiquement recherchés et évalués. Une attention particulière sera portée à l’enrichissement des rongeurs, de manière à limiter l’anxiété des animaux. Des abris, des morceaux de cartons et des éléments à ronger seront placés dans les cages et les souris seront habituées à la manipulation. N’ayant pas trouvé de donnée contraire dans la littérature scientifique sur l’utilisation d’anesthésiant dans le cadre du MALDI MIS toutes les mesures correctives possibles nécessitant une analgésie ou une anesthésie seront utilisée afin de soulager les signes de douleurs. Les animaux sont hébergés en groupe afin de maintenir les interactions sociales. Des points de soin (point of care) et des points limites ont été mis en place afin de prendre en compte les signes neurologiques sans compromettre le suivi et l'acquisition des données de recherche.
Choix des espèces
Afin d’atteindre les objectifs de cette étude, une modèle animal comprenant un parasite du genre Plasmodium et un hôte permissif pour ce parasite afin de développer des atteintes centrales proches du paludisme cérébral humain est indispensable. Ce modèle doit permettre de mettre en évidence les molécules protéiques impliquées dans l’initiation et maintien d’une atteinte parasitaire centrale mais également de l’effet « recovery » du traitement anit-palustre. Le système « souris + P. berghei » est un modèle reconnu pour l’analyse de l’invasion centrale par le parasite ainsi que pour évaluer un composé à activité antipaludique. Nous choisirons des souris C57BL6J pour leur aptitude à développer aussi bien les formes cérébrales que de fortes parasitémies. Les souris C57BL6 seront des individus adultes âgés de 6 à 7 semaines à l’arrivée dans l’animalerie mais de 8 à 10 semaines au début des expériences. Cela est dû à la phase de stabulation et d’habituation a la manipulation. Cet âge est compatible avec les procédures expérimentales du projet. Cet âge correspond à l’âge de maturité sexuelle (adulte).
Evaluation in vivo de l’efficacité thérapeutique de bactériophages et protéines de bactériophage pour le traitement d’infections dans un modèle murin de pneumonie à Klebsiella pneumoniae
- Recherche appliquée
- Maladies infectieuses
Toutes tuées à l'issue, la plupart pour le prélèvement de leurs organes, 5 160 souris vont être utilisées dans ce projet, dont 5 010 dans des procédures impliquant un niveau de souffrance sévère. Elles sont anesthésiées puis infectées par voie intranasale avec des souches cliniques de Klebsiella pneumoniae, avant de recevoir des bactériophages, des enzymes de bactériophages ou un antibiotique par voie intranasale, intrapéritonéale ou par gavage, en injection unique ou trois jours de suite. L'infection peut provoquer maladie, soif, perte d'appétit et de mobilité, et conduire à leur mort, que le porteur tente de retarder par deux réhydratations quotidiennes sous la peau. Le bénéfice avancé, une réponse aux bactéries multirésistantes, est renvoyé à un développement chez l'humain à envisager à "plus long terme", quand la souffrance sévère concerne dès maintenant 5 010 individus.
Objectifs
La diffusion des bactéries multi-résistantes aux antibiotiques représente un problème majeur de santé publique. Dans un contexte de faible développement d’antibiotiques réellement innovants et face à des infections qui deviennent non traitables, des alternatives sont nécessaires. Nous souhaitons évaluer l'efficacité thérapeutique d'enzymes issues de bactériophages ou de bactériophages entiers, seuls ou en combinaison avec des antibiotiques, pour lutter contre des infections à Klebsiella pneumoniae. Dans un premier temps, les doses infectieuses optimales de 10 souches cliniques différentes, représentatives de clones d’intérêt de Klebsiella pneumoniae, vont être déterminées dans un modèle murin de pneumonie. Ensuite l'absence de toxicité aigüe de ces enzymes thérapeutiques et des bactériophages sera évaluée. Enfin les animaux infectés seront traités par injection i) d'enzymes thérapeutiques, ii) de bactériophages, iii) d’antibiotique ciblant la membrane bactérienne et des combinaisons de ces 3 produits pour observer un effet thérapeutique et une potentielle synergie entre ces différents produits. Les infections sont réalisées chez la souris car elles reproduisent une pathologie pulmonaire similaire à celle observée chez l'homme.
Bénéfices attendus
Les avantages attendus de ce projet sont d'évaluer et démontrer l'activité et l'efficacité thérapeutique de nouveaux agents thérapeutiques issus de bactériophages actifs contre les bactéries Klebsiella pneumoniae. C'est une étape nécessaire avant de proposer une nouvelle approche thérapeutique active contre des bactéries multi-résistantes et envisager à plus long terme un développement chez l'homme.
Procédures
La grande majorité des animaux de ce projet seront anesthésiés puis infectés par des bactéries par voie intranasale (N=5010). Ils recevront ensuite différents traitements par les agents thérapeutiques par voie intranasale, injection intrapéritonéale ou gavage en injection unique ou pendant 3 jours consécutifs. Une partie des animaux (N=150) seront injectés par voie intranasale ou intrapéritonéale avec les candidats agents thérapeutique en seule injection. Les infections et injections par voie intranasale seront effectuées sur animaux anesthésiés (anesthésie gazeuse de 15 minutes maximum). Les injections intrapéritonéales et gavage seront effectués sur animaux vigile et réalisés en moins de 30 secondes.
Impact sur les animaux
La nuisance majeure résultera principalement de l'infection qui pourra engendrer maladie, soif, perte d'appétit, de mobilité et conduite à leur mort. Les injections intrapéritonéales, intranasales et par gavage pourront entraîner une douleur modérée de courte durée. Les anesthésies seront de courte durée. Cependant une hypothermie temporaire ainsi que des perturbations du rythme respiratoire pourront éventuellement être observés, mais ces effets devraient négligeables de par la courte durée de l'anesthésie. La toxicité éventuelle des enzymes de bactériophages et des bactériophages sera évaluée dans ce projet. Ces candidats thérapeutiques ne devraient pas induire par eux-mêmes de nuisances ou effets indésirables. Si ceux-ci surviennent, des pertes de poids, modifications du comportement (diminution de mobilité, prostration, diminution d'alimentation et de toilettage) des effets sur l'activité respiratoire pourront être observés.
Devenir
Tous les animaux seront euthanasiés à la fin de chaque procédure. La plupart des animaux sont utilisés pour prélèvement d’organes. Les autres ne peuvent être ni réutilisés, ni replacés ni adoptés.
Remplacement
Tous les bactériophages et enzymes de bactériophages auront au préalable été testés in vitro : - activité bactéricide des bactériophages . - activité des enzymes sur la capsule et sensibilisation des bactéries au système immunitaire avec des tests de résistance au sérum et de survie intracellulaire dans des cultures de cellules. La synergie des enzymes ou bactériophages avec l'antibiotique sera aussi préalablement démontré in vitro. Toutefois, comme nous voulons observer l'action de nos nouveaux agents thérapeutiques lors d'un processus infectieux complexe avec toutes les composantes de la réponse immunitaire (implication d'organes différents pour la mise en place de la réponse immunitaire, relations entre organes, multiples populations cellulaires impliquées), les expériences avec les composés ayant démontré l’activité maximum in vitro ne peuvent être réalisées que chez l'animal afin d'évaluer leur efficacité in vivo.
Réduction
Les groupes d’animaux ont été réduits au minimum tout en permettant d’obtenir des résultats statistiquement significatifs, conduisant à un nombre total d’animaux de 5160 pour ce projet. La taille des groupes a été calculé pour obtenir des résultats statistiques et fiables en utilisant le moins d’animaux possible, et correspond aux données observées dans la littérature récente sur cette thématique. Les données obtenues seront analysées en utilisant les tests statistiques appropriés pour déterminer la robustesse des résultats.
Raffinement
Le projet a été construit en intégrant les mesures permettant de réduire le stress et la souffrance des animaux. Le raffinement sera assuré par l'enrichissement mis à disposition des animaux (litière en copeaux de cellulose, maison en carton et/ou boule de papier kraft type carfil nesting ou BedR’ Nest permettant de faire des nids). Les animaux sont hébergés par groupe de 6 souris maximum dans des cages respectant les normes en vigueur. Une période d’acclimatation d’une semaine est observée à l’arrivée des animaux avant le début des expériences. Les animaux seront évalués quotidiennement en utilisant la grille de scoring. Les animaux seront euthanasiés lorsqu'un point limite sera atteint . Pour réduire l'effet de l'infection sur les animaux, les animaux seront réhydratés 2 fois par jour par injection sous-cutanée de solution de Ringer pour permettre aux animaux pour qui le traitement serait actif de pouvoir récupérer. Une alimentation humide disposée dans des coupelles au fond de la cage sera fournie aux animaux infectés Les animaux sur lesquels des prélèvements ne sont pas prévus seront euthanasiés. La mort des animaux est confirmée par une vérification de l'arrêt respiratoire et de l'arrêt cardiaque. La vérification de ces paramètres est réalisée pendant une minute
Choix des espèces
La souris est un modèle robuste et fiable de pneumonies causées par K. pneumoniae. Il reproduit fidèlement l’inflammation aigüe caractéristique de la pneumonie à K. pneumoniae telle qu’observée chez l’homme. Le modèle d’infection par K. pneumoniae est largement utilisé par la communauté scientifique. Les infections sont robustes et reproductibles dans de nombreuses lignées murines telles que BALB/c. Les animaux utilisés seront âgés de 8 à 12 semaines. Les animaux de cet âge reproduisent de façon fiable les pneumonies causées par Klebsiella pneumoniae telles qu’observées chez l’homme et sont donc un bon modèle de la pathologie humaine décrits dans de multiples publications.
Evaluation de candidats vaccins contre la fièvre hémorragique de Crimée-Congo dans le modèle de la souris déficiente en récepteurs de l’interféron de type I (EU2/2)
- Recherche appliquée
- Maladies infectieuses
- Recherche fondamentale
- Système immunitaire
Les souris non vaccinées devraient atteindre un point limite en quatre à cinq jours, avec perte de poids, dos voussé, fourrure ébouriffée et léthargie. 72 souris privées d'une partie de leur système immunitaire vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance sévère. Chacune est identifiée par des encoches dans les oreilles, anesthésiée quatre fois pour deux vaccinations et deux prises de sang, puis anesthésiée à nouveau pour l'implantation d'une puce thermique et l'inoculation du virus de la fièvre hémorragique de Crimée-Congo. Trente-six d'entre elles sont tuées au quatrième jour, au pic de la maladie, ce qui ramène à six animaux par groupe la comparaison de survie entre vaccinées et non vaccinées.
Objectifs
L’aire de répartition du virus de fièvre hémorragique de Crimée-Congo (CCHF) s’étend et atteint déjà l’Europe de l’Ouest. Cette progression est principalement liée à la circulation des tiques (genre Ixodidae) qui sont vecteurs de ce virus. Le virus CCHF infecte les humains et peut provoquer une fièvre hémorragique dont le taux de mortalité atteint 40%. Les humains se contaminent soit par morsure de tique soit par contact avec des fluides contaminés d’animaux infectés. Les éleveurs et les personnels d’abattoirs sont donc à risque accru de contracter la maladie. Ce virus représente donc un problème de santé publique contre lequel il faut se prémunir. A ce jour, aucun vaccin contre le virus CCHF n’est commercialisé. L’objectif de ce projet est de développer un vaccin contre la fièvre hémorragique de Crimée-Congo (CCHF). Il s’agit ici de déterminer quels seront les meilleurs candidats vaccins contre le virus CCHF parmi ceux que nous avons développé au laboratoire. Pour cela, des souris, étant un bon modèle d’infection par le virus CCHF, seront vaccinées environ 2 mois avant infection et recevront une dose de rappel un mois après la première injection. Les animaux seront ensuite infectés par le virus pour tester le niveau de protection conféré par les vaccins. Cinq candidats vaccins seront testés. Cette expérimentation, qui se déroulera dans deux animaleries, permettra non seulement de valider l’efficacité de nos candidats vaccins mais aussi de les comparer entre eux pour définir celui ou ceux qui peuvent être engagés plus avant dans leur développement.
Bénéfices attendus
Dans le cadre de ce projet, nous avons produit plusieurs candidats vaccins contre le virus CCHF et la phase suivante pour déterminer leur efficacité est de démontrer leur capacité à induire une réponse immunitaire protectrice contre l’infection par ce virus. Parmi les cinq candidats vaccins et grâce aux échantillons biologiques collectés auprès des animaux vaccinés (ou non) et infectés, nous pourrons évaluer l’efficacité du vaccin, vérifier l’absence de persistance virale et mesurer la synthèse d’anticorps spécifiques du virus. L’utilisation des animaux pour cette phase de validation est donc justifiée au vu de l’impact potentiel sur l’Homme de ce virus et pour la mise en place d’une vaccination. L’efficacité des vaccins utilisés dans cette étude sera mesurée selon le taux de survie des animaux vaccinés ainsi que l’analyse de la réponse immunitaire induite par chaque vaccin.
Procédures
Les animaux seront en expérimentation pour deux périodes successives dans deux animaleries distinctes et pour une durée totale d’environ 3 mois. Animalerie 1 : après répartition en 6 groupes de 12 animaux, les 72 animaux subiront les interventions suivantes : - Identification au sein d’un même groupe par encoches au niveau des oreilles - Quatre anesthésies, deux pour l’injection des vaccins (primo-vaccination + rappel) à un mois d’intervalle et deux pour des prélèvements sanguins pour analyse génétique. Chaque animal sera anesthésié pendant environ 10 à 15 minutes le temps d’être vaccinés ou prélevés. Chacun des gestes effectués sur les animaux dans l’animalerie 1 ne durera pas plus de 2 à 3 minutes. Animalerie 2 : La seconde période est celle de l’infection avec le virus pour évaluer l’efficacité de protection des vaccins testés. - Tous les animaux subiront une première anesthésie au cours de laquelle une puce leur sera implantée pour mesurer leur température corporelle et où ils seront infectés avec le virus. Cette anesthésie durera environ 15 à 20 minutes pour chaque animal - A J4 post infection, c’est-à-dire au pic des symptômes de la maladie provoquée par le virus, 36 animaux seront anesthésiés puis euthanasiés afin de prélever le maximum de sang ainsi que leurs organes - A J10 post infection, les animaux survivants seront anesthésiés pour leur prélever du sang. Cette anesthésie durera environ 10 à 15 minutes pour chaque animal - Enfin, tous les animaux survivants à la date fixée de fin de protocole seront anesthésiés avant euthanasie afin de prélever le maximum de sang ainsi que leurs organes pour réaliser des analyses. Au cours de chaque anesthésie, les animaux seront pesés. Chacun des gestes effectués sur les animaux dans l’animalerie 2 ne durera pas plus de 4 à 5 minutes.
Impact sur les animaux
Le phénotype dommageable des animaux est lié à leur immunodéficience et donc au risque de développer des infections en présence d’un agent pathogène mais ce risque est très limité en raison de l’utilisation de matériel irradié, filtré ou autoclavé. Dans l’animalerie 1/2, les animaux subiront quatre anesthésies, au cours d’un protocole d’environ deux mois et demi, au cours desquelles il sera procédé à deux injections de vaccins (faible douleur associée attendue). Les vaccins testés dans ce protocole sont connus pour ne causer qu’une fièvre modérée dans les heures suivant l’injection. Les prélèvements de sang peuvent causer des hématomes mais leur faible fréquence devrait limiter l’impact sur les animaux. Dans l’animalerie 2/2, tous les animaux subiront une anesthésie au cours de laquelle ils seront implantés d’une puce pouvant générer une légère douleur et un risque de léger saignement. Les animaux ensuite infectés étant non-vaccinés devraient manifester rapidement les signes cliniques de l’infection (perte de poids, dos voussé, fourrure ébouriffée, léthargie) jusqu’à atteindre un point limite en 4 à 5 jours environ. Les animaux infectés et ayant été vaccinés ne devraient pas présenter de signes cliniques durant cette même période. Après la mise à mort des animaux à J4, les animaux survivants seront anesthésiés et un prélèvement sanguin sera pratiqué, avec présence d’anesthésique local pour limiter la douleur.
Devenir
Certains animaux seront euthanasiés au cours de la procédure afin de comparer au pic de la maladie induite par le virus si les vaccins les ont bien protégés en comparant différents paramètres biologiques avec ceux du groupe contrôle. Tous les animaux survivants seront euthanasiés à la fin de l’étude dans les locaux de l’animalerie 2. Les animaux ayant survécus à l’infection grâce aux vaccins devront être étudiés en détail à travers l’étude de leurs organes et de leur sang qui seront prélevés en fin de protocole afin de vérifier si le virus inoculé persiste ou non dans l’organisme des animaux vaccinés.
Remplacement
Il est impossible à l’heure actuelle de déterminer par des expérimentations in vitro le degré de protection que peut conférer un vaccin et donc de conclure sur l’efficacité de celle-ci. Le recours à des organismes entiers reste indispensable pour éprouver les candidats vaccins. Les constructions vaccinales utilisées ont été sélectionnées sur la base de la meilleure expression des protéines virales, capable de conférer une immunité aux organismes qui y ont été exposés.
Réduction
Dans ce projet, 6 groupes de 12 animaux seront constitués : 5 groupes recevront chacun un vaccin différent, le sixième groupe constituant le groupe contrôle. La comparaison de la survie entre animaux vaccinés et non vaccinés sera donc établie sur un effectif de 6 animaux dans chaque groupe. Les sources de variabilité seront prises en compte lors des analyses, comme la variabilité liée au sexe (avec des mâles et des femelles dans chaque condition). Pour ce qui est de l’analyse de puissance, elle consistera en une comparaison multiple des moyennes des 6 groupes. Bien que le modèle soit connu puisque publié, l’objectif est dans un premier temps de confirmer le taux de létalité par observation de celui chez les animaux contrôles, puis d’observer une différence entre les différents groupes en matière de survie et de mise en place de la virémie, suite à l’infection réalisée avec une dose virale différente des études menées au préalable mais établie en fonction des publications les plus récentes. Les analyses statistiques sur les données qui seront collectées seront ensuite réalisées, par choix des tests en fonction de ces observations de survie et analyses virologiques.
Raffinement
Animalerie EU1/2 : 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 (injection, prélèvement) sera réalisé sous poste de sécurité microbiologique et une désinfection avant et après de la zone à injecter/prélever sera réalisée par application de vétédine. Ces anesthésies permettront de diminuer la douleur qui pourrait être provoquée par l’injection du vaccin ou le prélèvement sanguin. Après chaque anesthésie, les animaux peuvent présenter transitoirement une fatigue post-anesthésie et/ou une déshydratation transitoire. Un enrichissement de l’environnement, une réhydratation des animaux à l’aide de sérum physiologique par voie sous-cutanée, l’ajout de gel hydrique ainsi que de friandises peuvent être appliqués ainsi qu’un réchauffement si besoin. Etant donné l’immunodéficience des animaux utilisés dans ce protocole, ils seront hébergés dans des isolateurs placés dans une pièce en pression négative. Les conditions de vie (litière) et la nourriture seront issus de produits irradiés afin de minimiser le risque infectieux. Les matériels utilisés pour leur entretien seront préalablement autoclavés. Animalerie 2/2 : La réalisation des gestes techniques sous anesthésie (injections et prélèvements) permet de réduire grandement le stress des animaux et d’éviter des contentions longues. Le faible nombre de prélèvements effectués permet de réduire le nombre d’anesthésies et les effets associés (perte d’appétit, fatigue post-anesthésie). Des observations journalières seront réalisées afin d’évaluer l’état de chacun des animaux. À tout moment, en cas de doute sur l’état d’un ou plusieurs animaux, une entrée en zone sera programmée pour procéder à une observation des animaux et à une possible décision d’arrêter le protocole.
Choix des espèces
Il a été démontré que la souris déficiente pour une partie du système immunitaire était susceptible à l’infection par le virus de la fièvre hémorragique de Crimée Congo (CCHFV) et en reproduisait la physiopathogénèse observée chez l’Homme. Ce modèle de souris a également été utilisé dans le cadre de plusieurs essais vaccinaux contre le virus CCHF. Il s’agit donc d’un modèle adapté pour comparer les différents candidats vaccins et évaluer leur efficacité. 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.
Rôle et régulation de la thrombopoïèse pulmonaire lors d’une infection virale pulmonaire chez la souris
- Recherche appliquée
- Maladies infectieuses
- Troubles immunitaires
- Troubles respiratoires
- Recherche fondamentale
- Système immunitaire
- Système respiratoire
Une partie des souris est génétiquement modifiée pour porter le récepteur humain du SARS-CoV-2, ce qui les rend infectables par les variants humains du virus. 5 040 souris vont être utilisées, 4 800 dans des procédures impliquant un niveau de souffrance sévère et 240 opérées sous anesthésie sans réveil. Sept jours après inoculation, le porteur décrit chez ces souris une température corporelle tombée à 25 degrés et une perte de poids supérieure à 20 %, et prévoit par ailleurs des chirurgies pulmonaires de quatre à cinq heures, des interventions sur les os du crâne, jusqu'à cinq prélèvements de sang sous la mâchoire et des injections derrière l'œil. Toutes sont tuées pour prélever sang, poumons, rate et moelle osseuse, ce cumul de prélèvements sur un même animal étant présenté comme une mesure de réduction.
Objectifs
Les mégacaryocytes sont des cellules qui se développent dans la moelle osseuse et qui permettent la formation de plaquettes dans le sang, nécessaire notamment à la coagulation sanguine. Récemment, nous avons démontré que cette formation de plaquettes n’est pas restreinte à la moelle osseuse mais qu’elle peut aussi avoir lieu dans les poumons. Des études récentes et nos données préliminaires suggèrent que cette formation de plaquettes dans les poumons pourrait jouer un rôle clef lors d'une infection virale pulmonaire. Chez l’homme au cours des infections à Sars-CoV-2 une augmentation très importante de ces mégacaryocytes pulmonaires a été reportée chez les patients atteints de COVID-19 en comparaison à d’autres patients atteints d’autres causes de détresse respiratoire. Nous pensons que la formation de plaquettes au niveau des poumons augmente au cours des infections pulmonaires, et cette augmentation semble liée à une aggravation de la détresse respiratoire et à une inflammation aigüe. Les mécanismes y conduisant ne sont pas connus et ce sont donc ces mécanismes que nous proposons d’identifier en utilisant des modèles d’infections pulmonaires chez la souris et des techniques de microscopie intravitale. L’identification de ces mécanismes devrait nous permettre d’identifier de nouvelles cibles thérapeutiques non seulement pour les infections pulmonaires comme la COVID-19 mais aussi pour d’autres pathologies inflammatoires pulmonaires comme l’asthme ou les fibroses pulmonaires où l'activation des plaquettes contribue au développement de la pathologie
Bénéfices attendus
Ce projet permettra de : (i) déterminer l’implication bénéfique ou délétère de la production de plaquettes dans les poumons au cours des infections virales ; (ii) étudier la cinétique de production de plaquettes dans les poumons au cours des infections virales pulmonaires et de l’inflammation pulmonaire ; (iii) caractériser et identifier de nouveaux mécanismes de la biologie plaquettaire (production, modifications, rôles) ; (iv) identifier potentiellement des nouvelles cibles thérapeutiques dans les pathologies pulmonaires dans lesquelles les plaquettes sont impliquées.
Procédures
Dans ce projet, - Les souris sous anesthésie générale subiront une injection de virus. L’injection ne dépasse pas 1 minute. - Les souris sous anesthésie générale et locale subiront une injection de cellules ou de molécules. Les injections ne dépassent pas 2 min. - Les souris sous anesthésie générale et locale subiront entre un et cinq prélèvement sanguin. Les prélèvements ne dépassent pas 2 min. - Les souris sous anesthésie générale et locale subiront une injection de cellules ou de molécules puis une chirugie quelques jours plus tard. Les souris sous anesthésie generale et locale subiront une procédure de chirurgie pulmonaire sans réveil. Les injections ne dépassent pas 2 min, et la chirrugie dure 4h. - Les souris sous anesthésie générale et locale subiront une injection de cellules ou de molécules puis une chirugie quelques heures ou minutes plus tard. Les souris sous anesthésie generale et locale subiront une procédure de chirurgie pulmonaire sans réveil. Les injections ne dépassent pas 2 min, et la chirrugie dure 4h. - Les souris sous anesthésie generale et locale subiront une injection de molécules puis une chirugie quelques heures ou quelques minutes plus tard. Les souris anesthésiées subiront une procédure de chirurgie sur les os du crane. Les injections ne dépassent pas 2 min, et la chirrugie dure 4h. - Les souris anesthésiées subiront une injection de virus, puis quelques jours plus tard une injection de cellules, et quelques heures après ils seront mis à mort par anesthésie. Les injections ne dépassent pas 2 min. - Les souris sous anesthésie generale subiront une injection de virus. Puis quelques jours plus tard une injection de cellules sous anesthésie generale et locale. Les injections ne dépassent pas 2 min.
Impact sur les animaux
Dans ce projet nous utiliserons un variant du SARS-CoV-2 adapté pour infecter les souris qui induit des pertes de poids inférieures à 10% sur toute la durée de l’infection ainsi qu’une faible baisse de la température corporelle
Devenir
Toutes les souris de ce projet seront mises à mort pour des prélevements de tissus et de sang.
Remplacement
Notre projet a pour but de mieux comprendre la production de plaquettes sanguines au cours des infections virales pulmonaires. Afin de répondre à nos questions biologiques, nous avons besoin de travailler sur des organismes vivants ayant une réponse immunitaire suffisamment proche de l’homme. Il est impossible de ne travailler sur des modèles in vitro strictement cellulaires car il n'est pas possible pour l'instant d'obtenir en dehors d'un organisme vivant la production de plaquettes pleinement fonctionnelles. En effet cette production est dépendante du flux sanguin et de nombreuses interactions cellulaires. Ainsi notre projet nécessite l’utilisation d’un organisme entier, le plus adapté étant la souris.
Réduction
Des expériences préliminaires ont fourni des indications sur la taille des lots d’animaux à respecter pour obtenir des résultats statistiquement significatifs. Les analyses statistiques seront réalisées sur un logiciel d’analyse en combinant les résultats de n=4 expériences indépendantes avec 5 souris par lot (soit 20 animaux par groupe). En fonction des résultats obtenus lors de certaines étapes clés de notre projet, nous poursuivrons ou arrêterons certaines expériences. Après mise à mort de l’animal, des prélèvements seront réalisés, afin d’obtenir le plus d’informations possibles sans avoir à utiliser d’autres animaux. Nous prélèverons par exemple à la fois le sang, les poumons, la rate et la moelle osseuse, ce qui nous permettra de réaliser plusieurs tests à partir d'un seul animal.
Raffinement
Dans ce projet, il existe différentes étapes susceptibles de générer de la douleur, de la souffrance ou de l'angoisse chez les animaux. Pour chaque étape, des mesures adéquates ont été mises en place pour suivre et réduire au maximum ces nuisances. Les conditions d'hébergement et les méthodes utilisées seront les plus appropriées pour réduire le plus possible toute angoisse ou dommage durable que pourraient subir les animaux. Les injections sont réalisées sous anesthésie générale. Pour la chirurgie qui est une procédure sans réveil nous utilisons aussi une anesthésie générale, combinés à des anesthésiques locaux et un analgésiant. La température corporelle et l’hydratation des animaux sont maintenues tout au long de la procédure grâce à une caisse chauffante et des injections régulières de solution saline. Un gel est appliqué sur les yeux afin de prévenir leur assèchement. Les souris infectées seront surveillées quotidiennement jusqu’à l’arrêt des procédures. La température, le poids, l’aspect, les fonctions corporelles et le comportement des animaux seront prises en compte à chaque observation et les animaux présentant des signes de souffrance seront immédiatement mis à mort.
Choix des espèces
Pour notre projet visant à explorer la biologie des plaquettes sanguines dans les infections par des virus, la souris constitue le modèle de choix en raison i) de l'excellente caractérisation des fonds génétiques ii) de l’utilisation de souris génétiquement modifiées déjà présentes dans l’équipe permettant de suivre les plaquettes et les mégacaryocytes, et iii) du fort degré de convergence des paramètres de l'immunité et de la biologie plaquettaire chez l'homme par rapport aux autres espèces envisageables. De plus, notre projet est basé sur l’étude de la dynamique de production de plaquettes par une technique de microscopie intravitale qui n’est applicable que chez la souris. Nous n’utiliserons pour ce projet que des souris adultes majoritairement âgées entre 8 et 12 semaines, mais également certaines de plus de 40 semaines afin d’étudier notre modèle à différents âges chez la souris. A ces stades de développement, les souris ont un système immunitaire suffisamment mature.