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Pose de cathéter veineux central chez le lapin
- Recherche appliquée
- Maladies infectieuses
- Recherche fondamentale
- Système immunitaire
33 lapins vont être utilisés dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, puis réutilisés dans d'autres expériences. Ils subissent une chirurgie de vingt minutes sous anesthésie pour la pose d'un cathéter veineux central, destiné à faciliter les prélèvements et injections d'études ultérieures de pharmacocinétique, de toxicité ou d'efficacité menées en prestation pour d'autres chercheurs. Le porteur reconnaît un risque de perte importante de sang pendant l'opération mais affirme que les lapins supportent "très bien" le cathéter et le gilet, sans douleur attendue. Il justifie le recours au lapin par sa taille commode pour poser le matériel et présente le remplacement comme difficile, l'effectif pouvant augmenter selon la "demande d'industriels".
Objectifs
Un cathéter veineux central (CVC) est un tube mince et flexible, introduit dans une veine de la base du cou (jugulaire) ou du thorax (sous clavière) jusqu’à atteindre la veine cave supérieure. Ce dispositif, couramment mis en place chez l’homme en clinique, peut permettre l’injection de traitements par voie intra-veineuse (IV), la perfusion de sang ou de plaquettes, le prélèvement d’échantillons sanguins ou encore la mise en place d’une nutrition parentérale (injection d’éléments nutritifs par voie IV). Le but de ce projet est d’offrir les mêmes possibilités à notre modèle animal qu’est le lapin dans le cadre de prestations ou collaborations avec d’autres chercheurs. 33 lapins cathétérisés sont prévus pour l’année 2023.
Bénéfices attendus
La mise en place d’un CVC apporte plusieurs avantages : -réduction du nombre d’injections et de piqûres d’aiguille ; -atténuation de l’endolorissement/sensation de brûlure parfois causés par un traitement IV administré par une perfusion standard périphérique ; -accroissement du confort et réduction de l’anxiété chez les lapins nécessitant un traitement IV ou des prélèvements sanguins à répétition.
Procédures
Les animaux seront soumis à une procédure chirurgicale d’environ 20min sous anesthésie et analgésie pour la pose d’un cathéter veineux central.
Impact sur les animaux
La nuisance la plus importante est lié à l’opération chirurgical en elle-même. Durant cette dernière, les animaux sont susceptibles de perdre une quantité importante de sang pouvant entrainer une mauvaise récupération post-opératoire. Cependant, tout sera mis en œuvre pour limiter au maximum la douleur des animaux (anesthésie + analgésie pré et post-opératoire). D’après notre expérience, les animaux supportent très bien le cathéter ainsi que le gilet. Aucune douleur n’est attendue.
Devenir
Au terme de la procédure, tous les animaux seront utilisés pour des expériences nécessitant des prélèvements ou des injections qui seront facilités par le cathéter limitant ainsi les effets néfastes pour les animaux.
Remplacement
Différents types d’étude seront réalisés chez les lapins cathétérisés : analyse pharmacocinétique d’un nouveau composé, tests de toxicité, évaluation de l’efficacité de nouvelles thérapies. L’ensemble de ces utilisations met en jeu l’organisme dans son entièreté et rend le remplacement du modèle animal difficile.
Réduction
Dans un objectif de Réduction, le nombre d’animaux choisi correspond au minimum de lapins qui nous est habituellement commandé sur une année. Cependant il est possible que ce chiffre varie à la hausse (demande d’industriels). Dans le cas d’une demande plus importante, une nouvelle demande d’autorisation de projet sera rédigée. Le nombre de lapins sera de 33 sur 1 an.
Raffinement
Dans un objectif de Raffinement, la procédure de pose de cathéter sera réalisée sous anesthésie générale par du personnel qualifié. Le design du gilet utilisé pour le maintien du cathéter permet la libre circulation de l’animal dans sa cage sans risque d’arrachement. Les conditions d’hébergement ont également été optimisées par l’enrichissement du milieu. Enfin, l’utilisation de l’analgésique buprénorphine a été mise en place pour réduire la douleur liée à l’opération.
Choix des espèces
Le lapin est un modèle de choix pour les essais impliquant des actes chirurgicaux. Sa taille facilite la mise en place de matériel médical tels que les cathéters. De plus, le lapin est en certains points (notamment immunitaire), plus proche de l’homme que la souris, notamment pour les études s’intéressant aux infections bactériennes. Les lapins seront utilisés lorsqu’ils auront atteint un poids compris entre 2,8 et 3,3kg, soit environ 10-12 semaines. Le poids et l’âge de l’animal sont primordiaux. En effet, l’état immunitaire de l’animal est dépendant de son âge et de son poids. Des animaux avec une immunité mature sont souvent nécessaires. Enfin, tous les animaux doivent avoir un profil identique afin de ne pas induire de biais dans la comparaison des groupes.
Etude des risques de transmission à l’espèce humaine de maladies parasitaire de produits de la pêche en mer
- Recherche appliquée
- Maladies infectieuses
30 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Elles reçoivent par voie orale des parasites issus de produits de la pêche, puis des prélèvements sanguins hebdomadaires sous anesthésie, avant d'être tuées pour examiner leurs organes. Le porteur écrit que ces parasites sont inoculés pour la première fois à des souris et que "la prédiction des effets indésirables est impossible", avec un risque de paralysie et de déshydratation entraînant une mise à mort anticipée. Il présente le recours au rongeur comme "indispensable" pour évaluer le potentiel zoonotique de ces parasites.
Objectifs
Le présent projet vise à acquérir des données sur les parasites dans les produits de la pêche potentiellement zoonotiques, et leur pouvoir pathogène, en développant des outils d’expérimentation animale pour une meilleure définition des risques zoonotiques liés à leur présence.
Bénéfices attendus
Les données acquises permettront à moyen ou long terme une meilleure évaluation et une maîtrise accrue du risque lié aux parasites présents dans les produits de la pêche. A ce jour peu connu et peu décrit dans la littérature, le caractère zoonotique de ces parasites doit être étudié. Le projet lui-même est tourné vers le pouvoir pathogène et infectieux des parasites des produits de la pêche sur mammifère terrestre.
Procédures
Chaque souris sera attrapée légèrement à l’arrière de la tête, puis l’embout de la pipette sera introduit dans la gueule et les 20 µL seront donnés à boire à la souris qui les absorbera par déglution naturelle (1 seule intervention de moins d'1 minute). Prélèvement de sang chaque semaine sur chaque souris après anesthésie par inhalation d’isoflurane (4 interventions d'1 minute chacune).
Impact sur les animaux
C’est la première fois que ces parasites seront inoculés à des souris. La prediction des effets indésirables est impossible. Les animaux seront contrôlés chaque jour pour arrêter l'expérience si nécessaire. Les points limites observés dans le modèle souris OF1 infectées par Trichinella spp. seront observés. Chaque souris sera observée le matin à l’arrivée des expérimentateurs et des zootechniciens et en fin de journée avant de leur départ. Au moindre signe neurologique (début de paralysie notamment) ou de déshydratation (dû à une potentielle diarrhée), l'animal sera mis à mort.
Devenir
Les souris seront mises à mort et des prélèvements d’organe seront réalisés afin d’étudier les éventuelles lésions ou réactions de l’hôte provoquées par la présence des parasites
Remplacement
Le projet lui-même est tourné vers le potentiel zoonotique et le pouvoir pathogène et infectieux des parasites des produits de la pêche sur mammifère terrestre. Le recours au modèle rongeurs est donc indispensable.
Réduction
3 lots de souris seront constitués (1 pour chaque parasite étudié (2 espèces de parasites) + 1 groupe contrôle). Nous souhaitons utiliser : 10 souris par lot.
Raffinement
Chaque groupe d’animaux sera hébergé en cages séparées (10 souris/ cage) dans leurs conditions classiques avec l’enrichissement nécessaire à leur bien-être (balle, morceau de bois pour lapin ; carré de coton, maison en plastique pour les souris, roues). Un suivi quotidien des souris sera réalisé : poids, aspect de selles, comportement, quantité d’eau bue. D’autre part, des prélèvements journaliers des selles seront pratiqués afin d’observer la présence ou l’absence des parasites. Les expériences se poursuivront jusqu’au trentième jour d’infection. Si les points limites sont atteints, les souris seront mises à mort immédiatement.
Choix des espèces
Les souris sont sensibles à l’infection par de nombreux parasites. La lignée OF1 a été choisi car les souris ne sont pas consanguines et sont plus représentatives de la diversité des hôtes. D’autre part, il s’agit de la lignée de souris utilisée pour les infections du parasites zoonotiques transmis par les aliments, Trichinella spp., modèle d’étude parfaitement maitrisé au laboratoire. Adultes de 5 semaines, utilisé dans le modèle d’infection par Trichinella spp.
Nouvelle thérapie anti-inflammatoire dans différents modèles d’inflammation aigue chez la souche murines C57BL/6 et Balb/c
- Recherche appliquée
- Maladies infectieuses
- Troubles immunitaires
1290 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Elles subissent trois modèles d'inflammation provoquée, dont un psoriasis induit par une crème et une péritonite par injection, avec perte de poids, lésions cutanées et diarrhée déclarées. Le porteur teste des molécules ciblant la résolution de l'inflammation, en réponse aux effets secondaires des traitements actuels du psoriasis. Il indique avoir présélectionné ses molécules in vitro pour limiter le nombre d'animaux.
Objectifs
L’objectif de ce projet sera d’étudier l’efficacité préclinique de molécules ciblant les voies de la résolution de l’inflammation dans des pathologies pour lesquelles il a été décrit un déficit de cette résolution. Depuis quelques années il a été démontré que de nombreuses maladies inflammatoires chroniques sont causées par un échec de résolution de l’inflammation, c’est notamment le cas dans les maladies de la peau telles que le psoriasis. Les traitements les plus utilisés sont des pommades locales à base de dermocorticoïdes. Pour les formes les plus graves, des immunosuppresseurs peuvent être prescrit mais aussi de la chimiothérapie . Elles visent à inhiber le système immunitaire permettant une rémission des patients mais apportant de nombreux effets secondaires. Aujourd’hui de nouvelles stratégies thérapeutiques doivent être développées afin de proposer aux patients résistants ou en échecs de nouvelles possibilités d’avenir. Chez ces patients, un échec de résolution de l’inflammation a déjà été démontré. Ce mécanisme de résolution met en jeu différents récepteurs exprimés par les cellules de l’immunité et ciblés par des médiateurs lipidiques. Nous souhaitons, par ce projet, étudier l’efficacité préclinique chez la souris, de nouvelles molécules ciblant les récepteurs de la résolution de l’inflammation et permettant d’activer cette résolution lorsqu’elle est mise en échec. Pour cela nous comparerons notre traitement à un traitement de référence défini pour chaque modèle. Le nombre d’animaux utilisé sera de 1290 pour combiner un nombre réduit d’animaux avec une pertinence statistique. Au préalable des études in vitro seront effectuées afin de sélectionner 2 molécules à tester. Le suivi des animaux sera quotidien lors de la phase d’inflammation et de récupération afin de maitriser le plus adéquatement possible la douleur chez l’animal et de lui apporter les soins nécessaires le plus rapidement possible. Pour limiter le stress et l’inconfort, les animaux sont maintenus dans des cages ventilées dans un cycle jour/nuit de 12h/12h avec un accès à l’eau et à la nourriture à volonté ainsi qu’un nombre maximum de 5 animaux/cage et des brindilles de papier pour s’enfouir et se cacher.
Bénéfices attendus
Actuellement les traitements pour les patients atteints de psoriasis sont des dermocorticoïdes, de la chimiothérapie ou bien des immunosuppresseurs. Depuis quelques années, les immunothérapies sont utilisées pour les formes sévères du psoriasis qui touchent environ 20% des patients. Les dermocorticoïdes, la chimiothérapie ainsi que les immunosuppresseurs induisent néanmoins de nombreux effets secondaires tels qu’une prise de poids, de l’hypertension, vomissement, perte de cheveux et des vertiges. Les immunothérapies utilisées lors des formes sévères, induisent, elles, une immunodépression du patient le rendant plus sensible aux infections du quotidien. De plus, et malheureusement, il a été démontré un échappement à ces immunothérapies dans 60% des cas moins d’un an après le début du traitement. Il est donc primordial de mettre en place de nouvelles stratégies thérapeutiques pour ces patients. Nous avons donc développé une nouvelle molécule ciblant les récepteurs de la résolution de l’inflammation. Ces molécules ne modifient pas l’initiation de l’inflammation et donc permettraient aux patients de ne plus être immunodéprimés et de pouvoir répondre à tout type d’attaque extérieur puisque leur système immunitaire serait totalement fonctionnel. Chez l’animal nous espérons pouvoir accélérer la phase de récupération des différents modèles que ça soit au niveau des signes cliniques pour le modèle de psoriasis ou sur l’infiltration cellulaire pour les modèles d'inflammation aigue. Si ces études in vivo sont bénéfiques pour l’animal nous envisageons de pouvoir débuter un essai clinique chez l’Homme afin de traiter les patients ayant échappés aux immunothérapies et de leur proposer une nouvelle stratégie thérapeutique.
Procédures
Pour l'un des modèles d'inflammation aigue les animaux subiront des injections en sous-cutanée afin de former la poche d'air (2 injections) et d'injecter l'agent inflammatoire (une injection), de plus ils subiront une injection intrapéritonéale pour les traitements. Le second modèle d'inflammation aigue sera induit par une injection intraperitonéale de l'agent inflammatoire et une injection intraperitonéale pour les traitements. Pour le modèle de psoriasis, les animaux seront traités par voie intrapéritonéale (injection 3 fois/semaine) et pourront subir un prélèvement sanguin (une fois). De plus une application quotidienne de crème Aldara sera faite durant 6 jours.
Impact sur les animaux
Modèle 1) l’application de crème induit une perte de poids chez l’animal durant les 4 premiers jours d’application, les souris récupèrent spontanément ensuite. Une perte de poids ainsi que la formation d’érythème et de desquamation seront observés chez l’animal, induisant une douleur légère durant les cycles d’application de la crème. Modèle 2) l’injection de l'agent inflammatoire dans le péritoine provoque quelques effets indésirables les premières heures : diarrhée, frisson, immobilité. Dès le lendemain les animaux ont récupéré. Modèle 3) La poche d’air n’induit aucune nuisance sur l’animal. L’injection de l’agent inflammatoire peut parfois amener des effets indésirables les premières heures : diarrhée, frissons mais cela est transitoire et s’estompe rapidement.
Devenir
Les animaux ne seront pas gardé une fois l'expérience terminée. En effet pour chaque modèle, differents prélèvements seront fait induisant obligatoirement la mort de l'animal.
Remplacement
Avant l’utilisation chez l’animal, nous sélectionnerons préalablement nos molécules par différents tests in vitro notamment d’affinité et d’avidité pour le récepteur mais aussi d’efficacité sur des cellules humaines. Cela nous permettra de réduire le nombre d’animaux puisque seulement 2 molécules seront étudiées dans nos modèles.
Réduction
Le nombre d’animaux sera réduit autant que possible. En effet les différents axes définis ainsi que les études pilotes permettent de réduire l’utilisation de l’animal puisque l’étude principale ne sera exécutée que sur l’étude pilote ayant démontrée une efficacité thérapeutique. En amont nous avons définis par un test statistique le nombre d'animaux nécessaire afin d'observer une différence significative dans nos expériences. Basé sur un test de distribution normale d'échantillons nous avons déterminé un nombre de 25 animaux necessaire pour obtenir une différence significative entre le groupe contrôle et le groupe traité dans nos expériences.
Raffinement
Les animaux auront une phase d’acclimatation de 5 jours et ne seront pas manipulés afin de limiter leur stress. En amont de l’expérience le protocole sera entièrement planifié afin d’éviter du stress à l’animal et les points limites seront définis afin d’anticiper toute souffrance. Les animaux montrant des signes de douleurs lors de l’expérience recevront des anti-douleurs 2 fois/jours puis dans l’eau de biberon pour la nuit. Lorsque les points limites seront atteints, les animaux seront mis à mort. Les animaux ne seront pas maintenus au de-là des délais décrit pour chaque modèle, limitant leur utilisation si cela n’est pas nécessaire. L’animal sera maintenu en groupe (5 animaux/cage), avec des brindilles pour se camoufler ainsi que des dômes lorsque cela sera nécessaire. Si un animal montre de l’agressivité il sera isolé afin de préserver les autres animaux et mis dans une cage avec des enrichissement de type : dôme ou tunnel, brindilles
Choix des espèces
Le modèle de psoriasis et de péritonite seront étudié sur une souche de souris qui est la plus sensible pour déclencher un psoriasis et une péritonite. Le modèle d’AirPouch sera lui étudié sur une autre souche qui est la souche décrite pour ce modèle. Les animaux seront utilisés entre 7 et 10 semaines car l’inflammation générée les différents agents inflammatoires est homogène dans cette tranche d’âge contrairement à des âges précoces où avancés ou les défenses immunitaires sont différentes et peuvent induire une hétérogénéité de réponse inflammatoire.
Cibler le microbiote intestinal pour améliorer les réponses vaccinales
- Recherche appliquée
- Maladies infectieuses
- Troubles immunitaires
- Recherche fondamentale
- Système gastrointestinal
- Système immunitaire
1090 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger à modéré. Elles reçoivent un régime gras et sucré, du dextran sulfate provoquant une inflammation intestinale, huit gavages et des injections d'ovalbumine, avec prélèvements de sang sous anesthésie. Le porteur cherche des probiotiques améliorant la réponse aux vaccins, un bénéfice formulé comme une perspective. Il affirme qu'il n'existe "pas de méthode alternative" pour étudier l'influence du microbiote sur l'immunité.
Objectifs
La récente pandémie a démontré l’importance de l’utilisation de la vaccination lorsqu'elle est disponible. Elle a aussi mis en lumière l’une des problématiques majeures des vaccins qui est celle de leur efficacité. Cette efficacité est moindre chez les sujets âgés, immuno-déprimés, atteints de pathologies chroniques (notamment les maladies inflammatoires chroniques de l’intestin). Elle peut être évaluée par plusieurs paramètres, en particulier la proportion de sujets répondeurs, l’intensité et la qualité de la réponse chez le sujet vacciné, la durabilité de cette réponse protectrice, et enfin le spectre d’efficacité du vaccin. Les microbiotes au sens large, et notamment le microbiote intestinal sont connu pour jouer un rôle primordial dans la régulation du système immunitaire. Ce microbiote peut être modulé par l’utilisation de probiotiques, de prébiotiques ou de postbiotiques. En comparaison avec les probiotiques que l’on doit administrer vivants, l’option pré- ou postbiotique présente un intérêt pratique en vue d’une utilisation possible chez l’homme. Nous chercherons donc à identifier un ou des candidats probiotiques permettant de renforcer la réponse vaccinale en condition de microbiote altéré. Nous testerons ensuite si ce candidat est également efficace en contexte de microbiote sain. Nous déterminerons si l’utilisation d’un lysat ou d’un surnageant de ce probiotique récapitule les résultats obtenus avec le micro-organisme vivant, dans l’objectif de travailler sur un postbiotique dérivé de ce microorganisme. Les objectifs expérimentaux de cette étude sont les suivants : 1/ Valider notre modèle d’immunisation chez la souris et démontrer l’importance du microbiote intestinal dans ce modèle, choisir un ou plusieurs modèles de microbiote altéré pour la suite de l’étude. 2/ Dans un modèle de microbiote altéré, cribler dix candidats probiotiques susceptibles de renforcer la réponse à la vaccination, sélectionnés d’après la littérature et notre expérience. 3/ Vérifier si le ou les candidat(s) efficace(s) dans un modèle de microbiote altéré le sont aussi lorsque le microbiote est normal. 4/ Comparer l’efficacité du ou des candidat(s) retenu(s) avec celle de leur forme lysée et de leur surnageant de culture en contexte de microbiote sain ou altéré, et déterminer si un apport conjoint de prébiotiques peut optimiser l’efficacité du ou des candidat(s) retenu(s).
Bénéfices attendus
Ce projet permettra d’identifier des candidats probiotiques permettant d’améliorer la réponse vaccinale et d’envisager déjà l’utilisation de pré ou post-biotiques dérivés de ces candidats.
Procédures
Prise d’alimentation riche en graisse et en sucres (en continu). Administration dans le biberon de dextran sulfate sodium, de bactéries, de fibres fermentescibles (en continu). Administration intragastrique à l'aide d'une sonde adaptée (8 gavages + éventuellement gavage bi-quotidien de paracétamol si un animal est souffrant). Injection intramusculaire d’ovalbumine purifiée ou de sérum physiologique (trois injections). Prélèvement sanguin sous anesthésie (trois prélèvements).
Impact sur les animaux
Dans le cadre de ce projet, les animaux pourront subir des contentions (stress), des gavages intragastriques (stress, éventuellement douleur légère), des injections intramusculaires sous anesthésie (douleur légère) et des prélèvements sanguins sous anesthésie dans le respect des volumes recommandés (douleur légère, possibilité d'anémie légère transitoire). Le traitement au dextran sulfate sodium et le traitement antibiotique peuvent provoquer une légère inflammation intestinale associée à une perte de poids n'excédant pas 10% du poids corporel. L’alimentation riche en graisse et en sucres ne nuira pas à leur santé ou à leur bien-être sur la durée courte de l’expérience.
Devenir
La mise à mort de ces animaux est nécessaire pour les prélèvements post-mortem envisagés.
Remplacement
Il n’existe pas de méthode alternative permettant d’étudier la réponse immunitaire de l’hôte suite à la vaccination, et encore moins pour étudier l’influence du microbiote intestinal sur ce phénomène : le microbiote influence les réponses immunitaires à distance, par des mécanismes multiples et encore mal caractérisés.
Réduction
La bibliographie montre une hétérogénéité inter-individuelle dans les réponses à l’immunisation. C’est pourquoi nous prévoyons 10 animaux par lot, ce nombre est nécessaire pour garantir des résultats fiables et statistiquement significatifs. Le nombre d’animaux par lot (prévu à 10) sera éventuellement revu à la baisse (6 à 8 par lot), en fonction des données de variabilité inter-individuelles obtenues lors des permiers essais d'immunisation. De plus, en fonction des résultats, le projet peut soit s’arrêter rapidement (si aucun traitement n’impacte la réponse anticorps) soit être poursuivi mais pas forcément avec les trois modèles de déstabilisation du microbiote : il est probable qu'un voir deux de ces traitements ne soient finalement pas utilisables. Enfin, les expériences ne seront répétées que sur les candidats probiotiques donnant des résultats significatifs : nous avons considéré qu’au mieux, trois candidats seraient intéressants, ce qui nous semble déjà optimiste. Chaque fois que possible, le prélèvement sanguin avant immunisation servira de contrôle, évitant ainsi de réaliser un lot d'animaux non-immunisés.
Raffinement
Les animaux seront hébergés en cages ventilées dans le respect de la réglementation et auront libre accès à l’eau et à la nourriture. Une période d’acclimatation de 7 jours sera réalisée avant le début de l’expérimentation. Les conditions d’hébergement sont les conditions standard. Un enrichissement est proposé aux souris : tube/cachette en polycarbonate teinté rouge préalablement lavé et stérilisé. Il est à noter qu’il n’y a aucune raison objective pour laquelle les animaux pourraient se trouver en état de souffrance suite aux procédures proposées dans ce projet. Toutefois, dans la mesure où le modèle d’immunisation n’est pas encore établi au laboratoire, une attention particulière sera apportée à l’évaluation quotidienne du bien-être de chaque animal par des personnels formés, à partir d’une grille d’évaluation pré-établie. En fonction de ce score individuel de bien-être et de son évolution, l’animal sera isolé, la surveillance sera adaptée et le traitement de l’animal par des antalgiques (paracétamol) sera envisagé. Si un animal dépasse ce score limite, il sera alors euthanasié.
Choix des espèces
Le choix du modèle souris est lié à 3 paramètres essentiels : - disponibilité des outils moléculaires et expertise technique du laboratoire pour cette espèce ; - importance des données bibliographiques déjà publiées sur la réponse immunitaire et le lien avec le microbiote sur ce modèle; - utilisation des modèles de déstabilisation du microbiote établis au laboratoire. Les expérimentations débuteront sur des animaux âgés de 5 semaines (4 semaines + 1 semaine d’acclimatation). L’immunisation interviendra à l’âge de 8 semaines. L’expérience prendra fin 5 semaines plus tard.
Rôle d’une enzyme de réponse au stress oxydatif de Pseudomonas aeruginosa dans l’infection pulmonaire aiguë chez la souris
- Recherche appliquée
- Maladies infectieuses
- Troubles respiratoires
103 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance sévère. Elles reçoivent une infection pulmonaire à Pseudomonas aeruginosa par instillation intranasale sous anesthésie, avec une surmortalité d'environ 20 % attendue, avant euthanasie pour mesurer la charge bactérienne et la réaction immunitaire. Le porteur cherche à savoir si une enzyme bactérienne peut servir de cible thérapeutique face à l'antibiorésistance. Le développement d'inhibiteurs et de nouvelles thérapies est renvoyé au long terme.
Objectifs
Pseudomonas aeruginosa est une bactérie de l’environnement induisant des infections respiratoires chez les sujets fragilisés comme ceux se trouvant en réanimation, ceux atteints de broncho-pneumopathie chronique obstructive ou encore ceux atteints de mucoviscidose. L’émergence de souches de P. aeruginosa de plus en plus résistantes aux antibiotiques est observée partout dans le monde. La resistance aux antibiotiques est un problème car cela risque d’entraîner des impasses thérapeutiques pour les patients. L’objectif est d’étudier si une enzyme protégeant P. aeruginosa contre la défense de l’hôte peut servir de cible thérapeutique alternative ou adjuvante aux antibiotiques pour traiter les infections à P. aeruginosa résistant aux antibiotiques : ce projet scientifique a pour objectif (i) de déterminant les charges bactériennes dans les poumons infectés par les bactéries hyperexprimant ou non la proteine, (ii) d’étudier l’impact de l’infection sur la destruction de l’architecture du poumon et sur la réaction immunitaire.
Bénéfices attendus
A court terme, ce projet nous permettra de caractériser plus précisement la virulence accrue au niveau pulmonaire induite par l’enzyme d’intérêt chez la bactérie P. aeruginosa résistante aux antibiotiques utilisés couramment en médecine humaine. Cette caractérisation est indispensable pour affirmer l’implication de cette enzyme dans la différence de survie observée chez les souris dans nos travaux précédents et elle est nécessaire pour expliquer le mécanisme global de la virulence augmentée de ces souches. Cette enzyme participe à la virulence à la bactérie. Elle constitue donc une cible potentielle pour le développement à plus long terme de nouvelles stratégies thérapeutiques dans les infections pulmonaires à P. aeruginosa résistants à de nombreux antibiotiques. Le développement d’inhibiteurs de cette enzyme peut être envisagé pour constituer une thérapeutique alternative et adjuvante aux antibiotiques en médecine humaine. Son inhibition pendant l’infection respiratoire permettrait de limiter la prolifération de P. aeruginosa en le rendant sensible à la réponse de l’hôte.
Procédures
Pour chaque animal, il sera réalisé : - Une infection respiratoire par instillation intra-nasale : geste réalisé sous anesthésie générale. - Une administration d’un antidouleur par injection intrapéritonéale à 6h post infection puis 1 fois par jour pendant 5 jours. - L’euthanasie post infection pour prélévement et analyse des poumons (étude charge bactérienne et réaction immunitaire).
Impact sur les animaux
Les effets indésirables prévus sont ceux résultants de l’infection pulmonaire bactérienne. Il pourra être observé des signes d’infections respiratoires : dyspnée, mobilité réduite, dos vouté et poil hirissé. Une possible sur-mortalité d’environ 20% lors de l’instillation intranasale est également attendue.
Devenir
Les animaux seront mis à mort au cours ou à la fin de la procédure afin de réaliser le dénombrement de la charge bactérienne pulmonaire, les analyses d’histologie et cytologiques sur les prélèvements pulmonaires.
Remplacement
Ce projet requérant un modèle murin a été considéré après une étude in vitro préalable. En effet, la première partie de notre projet, qui a permis la mise en évidence de la virulence augmentée de la souche résistante aux antibiotique et le rôle d’une enzyme d’intérêt, a été réalisée sur un modèle in vitro d’épithélium respiratoire humain. Cependant, malgré son utilité, ce modèle reste très limité car il ne permet pas d’étudier la virulence bactérienne à l’échelle du poumon dans son ensemble et il ne prend pas en compte la réponse immunitaire globale de l’hôte vis-à-vis de P. aeruginosa. Au contraire, dans le modèle murin de pneumonie aiguë, la réponse globale de l’hôte au niveau pulmonaire est assurée et cette étape in vivo est essentielle à la validation du rôle la protéine d’intérêt dans l’infection à P. aeruginosa résistant aux antibiotiques.
Réduction
Le nombre d’animaux utilisés a été déterminé pour répondre à l’objectif scientifique selon le nombre d’expériences prévues, les besoins en données selon les analyses statistiques envisagées et les données de la littérature. Une réflexion biostastistique a été réalisée afin d’éviter qu’une réduction trop drastique ne nuise à la fiabilité des résultats du projet. Les groupes ont donc été réduits à la taille minimum nécessaire à l’interprétation des résultats. Pour essayer de limiter au maximum le nombre d’animaux utilisés, nous allons effectuer les expériences de manière séquentielle dont certaines ne seront réalisées qu’en fonction des résultats obtenus avec les premières.
Raffinement
Pour réduire au minimum les nuisances sur le bien être de l’animal, plusieurs mesures seront réalisées : - l’anesthésie générale lors de l’instillation intra-nasale de l’inoculum bacterien, avec l’utilisation d’un dispositif chauffant lors de l’anesthésie des souris pour éviter l’hypothermie - une surveillance rapprochée pendant toute la durée de la procédure. Cette surveillance permet le suivi des animaux et la vérification des points limites, requérant l’euthanasie - l’administration d’un antidouleur à 6h post-infection puis 1 fois par jour jusqu’à la fin de la procédure pour limiter la douleur et la dyspnée chez l’animal - un enrichissement des cages et le regroupement des souris dans les cages pour préserver les interactions sociales.
Choix des espèces
La souris est une espèce pour laquelle de nombreux protocoles de pneumonie aiguë d’étiologie bactérienne ont été optimisés et validés. Le modèle murin utilise des souris adultes et permet d’étudier la pathogénicité bactérienne lors de l’infection pulmonaire aiguë (i) en établissant les courbes de survie (se basant sur l’atteinte des points limites), (ii) en réalisant des coupes histologiques pulmonaires et (iii) en déterminant la charge bactérienne infectante dans les poumons.
Etude de l’efficacité antibactérienne et anti-inflammatoire d’amibes libres appliquées sur plaies cutanées chez un modèle murin afin de traiter les infections cutanées d’origine bactérienne
- Recherche appliquée
- Maladies infectieuses
- Recherche fondamentale
- Autre recherche fondamentale
- Oncologie
140 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Chaque animal reçoit deux plaies cutanées sur le dos sous anesthésie, une infection par le staphylocoque doré pour une partie d'entre elles, puis des applications d'amibes répétées, avec des anesthésies cinq jours sur sept pendant quinze jours, avant d'être tué pour des biopsies. Le porteur décrit une possible démangeaison à la cicatrisation et un léger stress lié aux anesthésies répétées. Il affirme qu'un modèle in vitro a déjà montré l'activité antibactérienne mais ne rend pas compte de l'effet thérapeutique réel sur l'infection.
Objectifs
En réponse à la propagation préocupante du phénomène d’antibiorésistance, l’OMS a érigé une liste d’espèces bactériennes multirésistantes aux antibiotiques pour lesquelles il est primordial de développer de nouveaux composés antibactériens ou thérapies alternatives à l’usage de ces derniers. Les bactéries antibiorésistantes, et notamment Staphyloccus aureus pour la plus importante, sont à l’origine d’un nombre croissant d’infections nosocomiales et de divers types (respiratoires, urinaires, cutanées, etc). En 2019, 200 000 décès liés à des infections cutanées causées par des souches bactériennes antibiorésistantes ont été recensés de par le monde. De telles souches sont également responsables d’infections chez l’animal et représentent une véritable menace pour le traitement des infections en médecine vétérinaire. Une des alternatives aux antibiotiques actuellement à l’étude est la phagothérapie, utilisant des virus, les phages, capables de lyser spécifiquement certaines bactéries cibles. Bien que cette approche soit prometteuse, notamment pour le traitement de plaies infectées, il n’est pas à exclure que les bactéries puissent échapper à l’action des phages (systèmes de défense anti-phages, mutations). De plus, le spectre d’activité des phages est très réduit, souvent spécifique d’une seule souche bactérienne, limitant ainsi leur usage en première intention. Récemment, il a été démontré que des cellules environnementales naturellement prédatrices de bactéries, les amibes libres, sont capables d’éliminer efficacement des souches bactériennes antibiorésistantes et responsables d’infections nosocomiales. Ces résultats ont suggéré le fait que les amibes possèdent un spectre de prédation large et qu’elles pourraient être utilisées afin de contrôler les populations de bactéries antibiorésistantes se développant au niveau de sites infectieux, comme certaines plaies cutanées ou brûlures. Lors de précédents tests réalisés sur modèle murin, il a été démontré que l’application répétée d’amibes sur peau saine ou sur plaie cutanée ne génère pas de réaction inflammatoire et ne perturbe pas le processus normal de cicatrisation. Dès lors, l’objectif de ce projet est de mettre au point un modèle murin d’inflammation de plaie cutanée générée par l’application topique d’une souche clinique de S. aureus et d’évaluer ainsi la capacité de souches amibiennes à contrôler la survenue d’une réaction inflammatoire par leur activité antibactérienne.
Bénéfices attendus
Ce projet permettra dans un premier temps d’obtenir un modèle murin reproductible d’inflammation de plaies cutanées qui sera utilisé pour des expérimentations ultérieures. Ce projet permettra ensuite d’évaluer les propriétés antibactériennes et anti-inflammatoires de souches amibiennes lors de leur application sur plaies cutanées et plus largement d’avoir une idée de leur potentiel d’application dans un cadre thérapeutique, afin notamment de traiter des réactions inflammatoires et/ou infections cutanées chez l’Homme ou l’animal.
Procédures
Le premier jour des expérimentations, deux petites plaies cutanées circulaires seront réalisées sur la peau du dos de chaque animal. L’intervention chirurgicale sera réalisée sous anesthésie générale (durant 20 minutes), après avoir administré un antalgique en sous-cutané 30 minutes avant. Les souris recevront 2 doses d'antalgique/ jour les 2 jours suivant la chirurgie (30 secondes). Toutes les applications de suspension de bactéries et/ou d’amibes seront réalisées sous anesthésie générale (durée = 30 secondes). Un seul dépôt de bactéries sera effectué sur les plaies (1 goutte) au cours des expérimentations, le premier jour (durée 30 secondes) et pendant les 3 jours suivants 1 goutte de suspensions amibiennes sera déposée chez les animaux traités avec ces cellules (durée 30 secondes). Les mesures (photographies) seront réalisées sous anesthésie générale (2 minutes par animal). Les expérimentations dureront 15 jours.
Impact sur les animaux
Sur le dos des animaux sera réalisée des plaies cutanées qui répresenteront environ 5% de la surface totale du dos de la souris. Ces plaies seront suivi pour certains animaux, de l'application d'une bactérie, le saphyloccoque dorée ce qui engendrera une infection de la plaie. Les animaux recevront un antalgique et cela ne generera donc pas de douleur. La cicatrisation de la plaie pourrait engendrer une légère démengeaison. L'application de bandage ne genant pas les animaux dans leur mouvements, sera disposé sur les plaies afin d'eviter des grattage qui pourrait conduire à une augmentation de la taille des plaies. D’après notre expérience, il n’est donc pas attendu de troubles importants des fonctions corporelles. Les anesthesies répétées 5x/semaine pendant 15 jours pourront entrainer un leger stress chez les animaux
Devenir
Tous les animaux seront mis à mort à la fin de chaque procédure afin de réaliser des prélèvements post-mortem. Des biopsies de peau seront prélevées afin de réaliser des analyses histologiques. Des ganglions lympathiques seront également prélevés afin d’analyser la réponse inflammatoire et l’effet anti-inflammatoire des souches amibiennes testées.
Remplacement
L'objectif de cette étude est de déterminer l’efficacité antibactérienne et anti-inflammatoire d’amibes libres, et ce dans l'objectif de leur utilisation thérapeutique pour traiter des infections cutanées d’origine bactérienne et résistantes aux antibiotiques. Un remplacement in vitro (application d'amibes sur matrice solide à l'interface liquide/air recouvert de bactéries) a déjà été utilisé et a permis de démontrer l'activité antibactérienne des amibes considérées ici. Un remplacement ex vivo (épiderme reconstitué) a été envisagé. Si ce remplacement permettrait de vérifier l'activité antibactérienne, il ne permettra pas de déterminer l'impact réel de cette activitée sur la résolution de l'infection et la cicatrisation (effet thérapeutique recherché). Enfin, nous disposons d'ôres et déjà de données démontrant l'inocuité de l'application d'amibes sur des plaies non-infectées. Aussi, seule la conduite d'étude in vivo sur plaies infectées permettra de déterminer le potentiel des amibes testées à un usage thérapeutique, tel que proposé dans la demande de brevet déposé au European Patent Office.
Réduction
L’estimation du nombre d’animaux par groupe est réalisée sur la base de notre expérience ainsi que sur la littérature scientifique et a été réduit au maximum sans mettre en péril une interprétation statistique de nos résultats. Aussi, un minimum de 10 animaux par groupe est nécessaire afin de réaliser des analyses statistiques pertinentes et robustes.
Raffinement
Des mesures seront mises en œuvre afin d’optimiser le bien-être des animaux. A leur arrivée dans l'animalerie, une période d'acclimatation d'une semaine sera respectée avant le début des procédures expérimentales. Les animaux seront hébergés par groupes d'individus compatibles et dans des conditions contrôlées. Lors des expérimentations, les animaux seront placés sur un tapis chauffant et anesthésiés pour chaque geste entraînant ou pouvant entraîner un stress pour l’animal. Des mesures seront mises en œuvre afin de limiter la douleur (anesthésie et injection d’un antalgique) et le stress des animaux.Ceux-ci seront endormis par anesthésie générale lors des procédures (formation des plaies, applications de bactéries et/ou d’amibes, mesures) et des points limites bien définis, suffisamment précoces et prédictifs pour prévenir tout stress et toute douleur de l’animal ont été mis en place. Un antalgique sera administré en sous-cutané, sur animaux vigiles, 30 minutes avant d’effectuer l’acte chirurgical ainsi que les 2 jours suivants. Afin d'eviter un grattage dû à la cicatrisation et/ou l'application des composés et qui pourrait conduire à une augmentation de la taille de la plaie, les plaies seront bandées aprés la chirurgie ainsi qu'aprés chaque application. Les animaux seront surveillés quotidiennement et notamment au moment des mesures du suivi de cicatrisation 5fois/semaine. Nous attacherons une grande importance à l'apparence physique externe et aux changements comportementaux des animaux.
Choix des espèces
La souris est un petit animal à cycle de reproduction rapide qui s’adapte bien à ce type d’expérimentations, selon notre expérience et celle de l’équipe collaboratrice. Le suivi clinique de l’inflammation a été éprouvé par l’équipe à travers des expérimentations visant à mieux comprendre l’allergie cutanée. Le protocole que nous projetons de réaliser est très proche de celui ayant déjà été mis en œuvre précédemment sur plaies cutanées et ayant permis de vérifier l’innocuité de l’application de l’amibe Vermamoeba vermiformis M-2 B4 dans ce contexte. Par ailleurs, différentes études disponibles dans la littérature démontrent que la souris est un animal adapté afin d’évaluer l’efficacité d’un traitement favorisant la cicatrisation cutanée. Les souris provenant du fournisseur arrivent à l’âge de 6 semaines et sont acclimatées au sein de notre animalerie avant d’entrer dans nos protocoles. Les souris entrent dans les procédures à 7 semaines, période correspondant à l’âge de maturité du système immunitaire.
Evaluation de l’efficacité in vivo de molécules à large spectre contre le virus Nipah sauvage et le virus Ebola (souche adaptée) en modèle hamster
- Recherche appliquée
- Maladies infectieuses
- Troubles respiratoires
80 hamsters dorés vont être utilisés, tous tués à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance sévère. Ils reçoivent une injection de virus Ebola ou Nipah et des injections quotidiennes de molécules candidates, sous une douzaine d'anesthésies, pour évaluer l'efficacité antivirale de ces molécules. Le porteur indique que les hamsters témoins doivent développer les signes de l'infection, dont une perte de poids, des troubles respiratoires ou neurologiques et une possible mort. Il reconnaît l'existence de méthodes in vitro qu'il juge prometteuses mais trop localisées, et conclut à la nécessité du modèle animal.
Objectifs
Les virus Ebola (EBOV) et Nipah (NiV) sont des agents pathogènes viraux. Il n’existe pas, à l’heure actuelle, de contre-mesure efficace (vaccin, antiviraux, …) pour lutter contre les virus, à l’exception de quelques candidats vaccins dirigés contre le virus EBOV, utilisés en situation d’épidémies en Afrique. Ces virus peuvent être transmis par contamination interhumaine directe, et sont responsables de fièvres hémorragiques (EBOV) ou d’encéphalites sévères et/ou de syndromes respiratoires (NiV) chez l’humain, avec un taux de mortalité relativement élevé (jusqu’à 90% pour EBOV et 75% pour NiV, selon les souches et épidémies). Ces pathogènes constituent un problème de santé publique majeur, dont les maladies induites figurent sur la liste de l’Organisation Mondiale de la Santé des maladies prioritaires en matière de recherche et développement. L’émergence d’épidémies comme celle à virus Soudan ebolavirus actuellement observée en Ouganda souligne la nécéssité de disposer de moyens efficaces pour lutter contre ces virus. Ce projet permettra d’évaluer l’efficacité antivirale de molécules préalablement sélectionnées in vitro, contre les virus EBOV et NiV.
Bénéfices attendus
Dans le contexte d’absence de traitement contre les virus Ebola et Nipah, le développement et l’évaluation de molécules antivirales permettraient d’identifier un ou plusieurs molécules à visée thérapeutique. Cette/ces molécule(s) pourront ensuite être potentiellement utilisées chez l’Homme en contexte de traitement chez les personnels de santé, les manipulateurs du virus ou la population à risque.
Procédures
La procédure expérimentale soumettra chacun des animaux, de la réception jusqu’à la fin du protocole à : des anesthésies gazeuses (au nombre de 12 prévues au protocole et d'une durée maximale de 10 minutes chacune), des administrations de molécules (10 injections, une par jour) et du virus (une injection unique) par voie intra-péritonéale (sur animal anesthésié), et enfin à mise à mort (animal anesthésié) pour réaliser les prélèvements de sang et des organes d’intérêt.
Impact sur les animaux
Les animaux contrôles devraient développer les signes cliniques caractéristiques d’une infection par le virus Nipah ou par le virus Ebola, tels qu’une perte de poids, une diminution de la locomotion et du toilettage, une perte de tonus ainsi que des troubles respiratoires et de potentiels signes neurologiques. Ces signes peuvent être accompagnés d’une mortalité avec peu de signes précurseurs : l’observation d'oreilles redressées, de troubles neurologiques et/ou respiratoires. Les animaux traités par une des molécules candidates devraient présenter moins ou pas de signes contrairement aux animaux non traités.
Devenir
L'étude implique que les organes puissent être prélevés sur l'ensemble des animaux (n=80) puis analysés, ceux-ci étant répartis en 4 groupes expérimentaux pour chacun des deux virus. Par conséquent, seule la mise à mort des 80 individus de l'étude permettra d'obtenir des données virologiques suffisantes permettant de comparer l'efficacité des molécules comme possible stratégie thérapeutique antivirale.
Remplacement
Il existe désormais plusieurs méthodes alternatives in vitro et ex vivo, dérivées de la culture cellulaire (classiquement utilisée depuis des décennies) ou de l’animal. Ces nouvelles technologies tendent à recréer artificiellement ou à maintenir les interactions inter cellulaires que nous pouvons retrouver dans un organisme. En revanche, ces cultures in vitro ou ex vivo permettent de se focaliser sur un organe mais pas sur un organisme vivant (système immunitaire circulant, flux sanguin, circulation lymphatique). Bien que très prometteuses, ces techniques restent très localisées et répondent à des problématiques assez ciblées. Afin d’évaluer le potentiel thérapeutique de ces molécules, et suite aux divers tests in vitro, elles doivent désormais être testées dans un modèle plus complexe mimant l’infection par les virus Ebola et Nipah. Ces tests in vitro ne permettent pas actuellement de répondre à des questions globales telles que la mise en place de la malade et de ses symptômes, ou la mise en place des réactions immunitaires suite à une réponse à un traitement et à une épreuve virale.
Réduction
Concernant l’évaluation de thérapeutiques antivirales, en étudiant également l’effet de genre, nous avons déterminé l’effectif nécessaire comme étant de 10 hamsters par groupe expérimental, comportant chacun 5 mâles et 5 femelles. Nous nous sommes également basés sur les précédents projets réalisés par l’équipe et des collaborations de recherche à l’origine de ce projet. Les animaux inclus dans cette étude seront infectés par un stock déjà caractérisé à une dose permettant une observation de symptômes chez la totalité des individus.
Raffinement
Les animaux seront hébergés par 2 ou 3 dans des cages adaptées au système d’hébergement. Chaque cage est équipée de litière (copeaux et rafle de maïs) et de matériel permettant la nidification (coton, mouchoirs, ...), ainsi que d’une maison/d’un abris en carton et d’une roue d’exercice. L’alimentation et la boisson sont en accès libre dans chaque cage. Les observations journalières seront réalisées afin d’évaluer l’état de chacun des animaux selon une matrice de score établie pour ce modèle, et selon le virus utilisé et les signes cliniques attendus. Un système de vidéosurveillance permettra de visualiser les animaux pendant les périodes où les membres de l’équipe ne seront pas présents en laboratoire.
Choix des espèces
Le hamster doré est le modèle de référence pour l’étude du virus Nipah. Il a été développé il y a quasiment 20 ans au laboratoire puis utilisé dans le cadre de divers projets collaboratifs. L’étude de ce modèle dans le contexte d’une infection par le virus Ebola sera réalisée par utilisation d’une souche de virus adaptée au hamster, développée par une des équipes collaboratrice lors de précédents projets de recherche (travaux non publiés). Les animaux seront âgés de 8 à 10 semaines selon la disponibilité. Ces âges correspondent aux stades de développement des hamsters utilisés par la communauté scientifique pour les études pré-cliniques portant sur les virus d’intérêt de ce projet.
Mise au point d’un modèle d’infection in vivo du virus de l’encéphalite à tiques par voie alimentaire et rôle du microbiote intestinal
- Recherche appliquée
- Maladies infectieuses
- Recherche fondamentale
- Autre recherche fondamentale
- Oncologie
- Système nerveux
640 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance sévère. Elles sont infectées par le virus de l'encéphalite à tiques, par voie alimentaire ou sous-cutanée, l'infection pouvant provoquer des troubles neurologiques, une perte de poids et la mort. Le porteur cherche à mettre au point un modèle d'infection alimentaire, en lien avec des cas humains liés à des fromages au lait cru, et double l'effectif "afin de répliquer l'expérience si nécessaire". Il affirme que l'étude "ne peut se faire que sur un modèle animal" et qu'il n'existe pas d'alternative.
Objectifs
Le virus de l’encéphalite à tiques (TBEV) est un virus transmis principalement par la tique. TBEV est retrouvé en Europe et en Asie. Il existe une autre voie de contamination par TBEV : ingestion de produits laitiers non pasteurisés. Il est responsable, chez l’Homme, de l’encéphalite à tiques (TBE), une infection du système nerveux grave dont le taux de mortalité est d'environ 1 % et qui entraîne des séquelles graves chez 10 à 30 % des patients. Le nombre de cas de TBE en France est en constante augmentation depuis quelques années, avec notamment les premiers foyers dus à des fromages frais de chèvre contaminés survenus en 2020 (44 cas) et 2021(2 cas). L’infection par la piqûre de tique a été très étudiée et des modèles animaux d’infection sont déjà bien établis. Cependant, un manque de connaissances est observé sur l’ensemble des facteurs conduisant à l’apparition d’encéphalites suite à la consommation de produits laitiers crus contaminés. L’objectif global de notre projet est de mettre en place un modèle animal d’infection pour TBEV par la voie alimentaire dans le but d’identifier les facteurs pouvant influencer le pouvoir infectieux de TBEV lors d’une infection à la suite d’une ingestion de produits laitiers contaminés. Pour la mise en place de ce modèle d’infection, il est d’abord nécéssaire d’identifier la souche de souris qui répondra au mieux à nos interrogations (reproduire la maladie observée chez l’Homme). Pour aller plus loin, nous suivrons ensuite la progression au sein des tissus du virus à la suite d’une ingestion et nous comparerons cette progression avec celle observée à la suite d’une piqûre de tique. En effet, il a été observé que les symptômes neurologiques apparaissaient plus tôt lors d’une infection par la voie alimentaire et nous tenterons d’expliquer la raison en testant différentes hypothèses. Parmis les différentes hypothèses, l’implication de la flore intestinale de l’hôte et des composants chimiques et biochimiques des produits laitiers dans la virulence de TBEV est à investiguer.
Bénéfices attendus
Ce projet permettra de combler un manque de connaissances sur les facteurs impliqués dans l’apparition plus précoce d’encéphalites suite à l’ingestion de produits laitiers crus contaminés. Il permettra la mise en place d’un modèle animal d’infection pour TBEV par la voie alimentaire et d’investiguer le rôle de la flore intestinale et des composants chimiques et biologiques des produits laitiers dans la virulence de TBEV. Ce projet apportera des données permettant une prise de décision et l’instauration de mesures de prévention dans le cadre de la réglementation alimentaire sanitaire.
Procédures
Les souris seront infectées soit par la voie sous-cutanée soit par la voie alimentaire. Pour cela une contention de quelques secondes sera nécessaire (environ 30 secondes). Des prélèvements sanguins seront réalisés sur souris vigiles par des personnes formées à cette pratique. Le prélèvement sanguin ne dure que quelques secondes – manipulation de 30 secondes à 1 minute).
Impact sur les animaux
Les souris « contrôles positifs d’infection » peuvent ressentir de la douleur lors de l’injection du virus par la voie sous-cutanée. Un stress peut être induit lors de l’administration per os (contention). Les souris sont sensibles à l’infection par TBEV. Les signes cliniques décrits sont l’apparition de signes neurologiques (troubles de l’équilibre, motricité…), la perte de poids, l’inactivité et la mort. Les animaux seront contrôlés tous les jours.
Devenir
Dans le cadre de nos interrogations (multiplication et progression de TBEV dans les tissus,…), nous avons besoin, pour nos analyses, des organes des souris nécessitant la mise à mort de tous les animaux.
Remplacement
L’étude de l’infection de TBEV à la suite d’une contamination par la voie alimentaire ne peut se faire que sur un modèle animal. Il n’existe pas de modèle alternatif.
Réduction
Un total de 640 souris sera utilisé pour cette étude. L’infection expérimentale de souris par la voie alimentaire avec TBEV a très peu été étudiée (2 études jusqu’à ce jour), le nombre de souris a été doublé afin de nous permettre de répliquer l’expérience si nécessaire et de pouvoir faire face à tout aléa. Le nombre de souris par groupe est un compromis pour utiliser le moins de souris possible tout en ayant assez pour avoir des résultats robustes statistiquement.
Raffinement
Les souris seront plusieurs par cage (5/cage) avec un enrichissement de leur milieu (petite cabane, papier,..). Au cours de l’expérimentation, une surveillance quotidienne des souris sera mise en place. Un point limite adapté pour l’infection expérimentale de souris par TBEV a été défini.
Choix des espèces
Les souris (comparativement à d’autres modèles animaux) sont sensibles à l’infection par le virus de l’encéphalite à tiques (TBEV). Les rongeurs sont notamment impliqués dans le cycle de transmission naturel de TBEV. Les souris représentent donc le modèle idéal en laboratoire. Les souris auront entre 8 et 12 semaines afin d’avoir un système immunitaire mature et d’être assez grosses pour permettre des prélèvements sanguins sans altération de leur état de santé.
Rôle de l’Angiopoiétine-like 4 (ANGPTL4) dans la fuite capillaire associée au syndrome de réponse inflammatoire systémique secondaire à un modèle de choc septique.
- Recherche appliquée
- Maladies infectieuses
- Troubles cardiaques
- Recherche fondamentale
- Système cardiaque
1 340 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dont 360 dans des procédures impliquant un niveau de souffrance sévère. Elles reçoivent une injection de LPS provoquant un choc septique, avec chute de pression, troubles de conscience puis coma, suivie d'échographies et de prélèvements intracardiaques. Le porteur étudie le rôle d'une protéine, l'ANGPTL4, dans la fuite capillaire, l'objectif d'un traitement pour les patients restant à long terme. Il indique que des études in vitro préalables ne reproduisent pas les voies physiologiques en jeu et conclut au recours "nécessaire" au modèle animal.
Objectifs
Le choc septique se définit comme une infection généralisée de l’organisme entrainant une défaillance de l’ensemble des organes. Il constitue un enjeu de santé publique majeur et est responsable, d’après l’OMS (Organisation Mondiale de la Santé), d’environ 11 millions de décès chaque année. Lors d’un choc septique il existe notamment un déséquilibre majeur entre les besoins de l’organisme en oxygène et nutriments et les apports fournis par le système cardiovasculaire. Plus spécifiquement, la perméabilité des vaisseaux sanguins augmente drastiquement, provoquant ainsi une fuite majeure du plasma. Cette anomalie vasculaire, qui porte le nom de fuite capillaire, joue un rôle prépondérant dans l’évolution des patients en impactant très négativement leur pronostic vital. Pourtant, bien qu’une mortalité de 60% soit associée aux patients présentant une fuite capillaire, son origine reste néanmoins très peu connue et il n’existe à l’heure actuelle aucun traitement disponible. Dans ce contexte, notre projet de recherche vise à trouver des cibles thérapeutiques pour contrôler la fuite capillaire au cours du choc septique chez l’Homme. Dans un travail prospectif de recherche translationnelle entre un service de réanimation médicale et un laboratoire de recherche, nous avons identifié chez 19 patients plusieurs protéines associées au syndrome de fuite capillaire. Cette étude a permis en particulier d’identifier l’ANGIOPOÏETINE-LIKE 4 (ANGPTL4), cible d’intérêt particulier du fait de son action sur les vaisseaux sanguins. Plusieurs données suggèrent un rôle protecteur de l’ANGPTL4 dans l’intégrité des vaisseaux sanguins. Notre objectif est ainsi de fournir la preuve de concept que la modulation de l’activité de l’ANGPTL4 permet de diminuer la fuite capillaire et ainsi la mortalité au cours du choc septique.
Bénéfices attendus
Le contrôle de la fuite capillaire au cours du choc septique est une approche totalement innovante. Elle répond à un besoin médical majeur, la fuite capillaire jouant un rôle majeur dans l’évolution défavorable des patients. L’objectif à long terme de ce projet est la mise au point de nouvelles thérapeutiques pour contrôler la fuite vasculaire chez les patients. La fuite capillaire induite par le choc septique est impliquée dans d’autres formes de syndrome de réponse inflammatoire systémique (SRIS) lié à une agression aiguë sévère, comme le choc cardiogénique au sens plus large ou le syndrome de détresse respiratoire aiguë. La positivité de notre étude ouvrirait alors un large champ d’investigations et de thérapeutiques potentielles au cours de ces pathologies.
Procédures
Les animaux recevront chacun une injection en intra-péritonéal (IP) de LPS (d’une durée de moins d’une minute) puis d’ANGPTL4 qui se fera soit en IP de la façon précédemment décrite, soit en intraveineuse (au niveau caudal, procédure d’une durée d’environ 3 minutes), soit par minipompes (durée d’environ 10 minutes par souris pour l’implantation de cette dernière). Ensuite, une échographie (d'une durée totale de 20 minutes) suivie d’un prélèvement intracardiaque (typiquement 1 à 2 minutes) seront réalisés sur une partie des souris. Sur une autre partie, une mesure de la pression artérielle (également d’une durée de 20 minutes) sera réalisée. Enfin, une injection prophylactique d’antalgique (buprénorphine) sera réalisée systématiquement en IP en début d'expérimentation pour limiter la souffrance des animaux (durée de moins d’une minute).
Impact sur les animaux
Les effets indésirables liés à l'injection de lipopolysaccharides (LPS) sont les suivants : une baisse de la pression artérielle, insuffisance circulatoire avec des troubles de conscience (endormissement puis coma).
Devenir
Mise à mort, pour récupération post-euthanasie du sang et des tissus.
Remplacement
Dans un but de remplacement, des études préliminaires in vitro ont été réalisées au laboratoire. Cependant, ces conditions expérimentales ne sont pas satisfaisantes car elles ne permettent pas de reproduire les nombreuses voies physiologiques mises en jeu au cours du SRIS. La fuite capillaire est en effet d’origine multifactorielle et l’ANGPTL4 régule de nombreuses voies physiologiques, comme l’inflammation, l’angiogenèse ou le métabolisme lipidique. Notre projet nécessite par conséquent le recours à un modèle animal, qui intègre ces différentes composantes physiologiques.
Réduction
Le nombre d’animaux a été réduit à celui requis pour une validité statistique des résultats. Le nombre d’animaux nécessaires est calculé a priori. Le dimensionnement de notre étude a été réalisé grâce à un test de puissance.
Raffinement
À des doses modérées de LPS, le choc induit s’accompagne d’un effet analgésique, puis de troubles de conscience entraînant un coma, limitant l’inconfort des animaux. Cependant, les doses plus importantes utilisées ici peuvent davantage engendrer l’apparition de douleurs physiques et psychologiques entre l’injection de LPS et le stade de coma. Pour diminuer l’inconfort lié à cette phase précédent le coma, une antalgie prophylactique par une injection sous-cutanée (SC) de buprénorphine sera réalisée. Durant l’ensemble du projet, l’inconfort sera systématiquement dépisté par la « mouse grimace scale » toutes les 2h heures et complétée par le score validé par le comité éthique s’il est ≥ 2. Si ce score est ≥3 un traitement antalgique par buprénorphine sera administré par voie SC. Néanmoins, si malgré l’administration de buprénorphine, l’utilisation de tapis chauffants, l’enrichissement présent dans les cages et le suivi régulier des animaux, les expérimentateurs détectent une souffrance importante chez l’animal à l’issue d’une intervention comme les injections de LPS (en IP, en IV ou par le système de diffusion passive), les examens d’imagerie ou simplement dans le cadre du suivi (animal prostré, tremblant, isolé ou présentant une nécrose d’un membre ou une difficulté respiratoire), l’expérience sera interrompue par dislocation cervicale sous anesthésie profonde par isoflurane. Les animaux seront ainsi exclus de l’étude et rapportés dans un fichier spécifique. Concernant l’étude de survie, en plus des précautions prises ci-dessus, les animaux seront davantage surveillés (3 fois/jour). Enfin, les animaux sont élevés dans les conditions usuelles d’hébergement, en groupe, validées par la structure bien-être de l’animal au sein du centre de recherche agréé. Chaque chercheur demandeur du projet APAFIS est détenteur du niveau 1 d’expérimentation animale et du diplôme de chirurgie expérimentale.
Choix des espèces
Les souris ont été choisies car le protocole précis de SRIS (Syndrôme de Réponse Inflammatoire Systémique) au LPS est établi chez la souris et il permettrait la démonstration de la preuve génétique de l'implication de l’ANGPTL4 dans ce modèle. Ces expériences permettront de définir si l’ANGPTL4 peut être une nouvelle cible thérapeutique potentielle dans le traitement de la fuite capillaire au cours du SRIS chez l’homme. Les expériences seront réalisées sur des souris de 10 à 12 semaines, le modèle de SRIS étant bien défini dans la littérature pour ce stade de développement.
Preuve d’efficacité d’un candidat vaccin multivalent contre les Arénavirus du nouveau monde chez le macaque cynomolgus (EU2/2)
- Recherche appliquée
- Maladies infectieuses
36 macaques à longue queue vont être utilisés, tous tués à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance sévère. Ils reçoivent un implant de télémétrie par chirurgie, une dizaine d'anesthésies et des injections vaccinales, puis une infection par des arénavirus responsables de fièvres hémorragiques, les animaux non vaccinés devant développer perte de poids, fièvre et signes hémorragiques avant la mort ou la mise à mort. Le projet teste un candidat vaccin multivalent, avec des points limites déclarés comme l'hypothermie, le coma ou une perte de poids excessive. Le porteur affirme que ces études précliniques sont "indispensables" et "nécessitent obligatoirement des organismes entiers", le modèle macaque reproduisant selon lui le tableau clinique humain.
Objectifs
Les arénavirus du Nouveau Monde sont nombreux mais plusieurs d’entre eux sont à l’origine de fièvres hémorragiques comme les virus Guanarito, Machupo, Sabia, Chapare et Junin. Un vaccin existe seulement pour ce dernier alors que les autres virus sont aussi responsables d’émergences avec un taux de mortalité élevé (jusqu’à 30%). Le vaccin a déjà prouvé son efficacité en protégeant des macaques cynomolgus contre les virus Machupo et Guanarito. Il reste à prouver son efficacité contre les autres arénavirus du Nouveau Monde pour valider la protection contre tous les arénavirus très pathogènes d’Amérique du Sud ainsi que contre un arénavirus non-inclus dans la composition du vaccin (virus Whitewater Arroyo) pour étudier la capacité de protection croisée. L’objectif de ce projet est de démontrer chez le primate non-humain le potentiel de protection contre les cinq arénavirus pathogènes circulant en Amérique du Sud ainsi que sa capacité à protéger contre un nouvel arénavirus du Nouveau Monde non inclus dans sa formulation. Pour cela, nous allons injecter des doses vaccinales à des macaques cynomolgus. Le projet vise donc à : - Montrer la protection acquise grâce au vaccin contre tous les arénavirus pathogènes d’Amérique du Sud - Etudier le niveau et les mécanismes de protection - Tester la protection à court et à long terme du vaccin.
Bénéfices attendus
Un tel vaccin multivalent pourrait permettre de proposer une stratégie vaccinale contre tous les arénavirus du Nouveau Monde et ainsi être préparé pour lutter contre l’émergence possible de l’un de ces virus à fort potentiel épidémique. En effet, étant donné la faible fréquence des épidémies occasionnées par chacun de ces virus et le faible nombre de cas impliqués, il n’est pas raisonnable de développer des vaccins individuels contre chacun d’entre eux. La seule méthode rationnelle et pragmatique qui permet d’envisager le développement industriel d’un tel vaccin est de proposer un candidat qui permettrait de protéger contre l’ensemble des fièvres hémorragiques causées par les arénavirus en Amérique du Sud. De plus, le large spectre de ce vaccin pourrait conférer une protection contre d’éventuels arénavirus émergents, étant donné les protections croisées attendues. Si l’efficacité de ce vaccin est prouvée contre les virus d’intérêt chez le macaque cynomolgus, les études réglementaires pour la mise sur le marché de ce candidat vaccin pourront être réalisées.
Procédures
La procédure expérimentale soumettra les animaux à des anesthésies (au nombre de 10 prévues dans la procédure expérimentale, du jour de la réception jusqu’au jour de la mise à mort, et d'une durée de 1h à 2h selon les individus), à des injections (une unique injection par voie sous-cutanée le jour du challenge et une injection par voie intra-musculaire le jour de la vaccination pour les groupes concernés) et à des prélèvements salivaires, nasaux et sanguins sur animaux anesthésiés (9 sessions de prélèvements prévues dans cette procédure expérimentale, sessions d'une durée d'environ 15 minutes par animal). Lors de l'atteinte de point limite ou de la fin du protocole, les animaux seront anesthésiés, puis des prélèvements (sang, moelle osseuse) ainsi que la mise à mort puis des prélèvements autres (liquide céphalo-rachidien, humeur vitrée, organes) seront réalisés. Pour les animaux ne présentant pas de point limite ni de score limite atteint, la procédure s'achèvera donc entre 28 et 30 jours post-infection. La durée de la procédure pour les survivants sera donc de 10 jours d’acclimatation puis de 30 jours au maximum de protocole.
Impact sur les animaux
Tous les animaux du projet auront subi une chirurgie d’implantation des dispositifs de télémétrie avant les étapes d’injection du vaccin. Un suivi de la cicatrisation sera réalisé par un contrôle journalier et des soins seront administrés si nécessaire. Dans chacune des expérimentations suivant ces deux procédures, les animaux seront impliqués dont des animaux vaccinés et des animaux non vaccinés. Aucun effet n’est attendu pour les animaux vaccinés hormis les possibles signes cliniques que peut induire un vaccin à court terme (fièvre). En effet, nous avons précédemment montré la protection du vaccin contre les virus Machupo et Guanarito. Nous attendons le même niveau de protection contre les virus Chapare, Sabia et Junin qui sont aussi inclus dans la composition du vaccin. Pour le virus Whitewater Arroyo, nous testons une protection croisée, donc la protection totale est moins certaine. Les animaux contrôles non-vaccinés devraient présenter les symptômes décrits chez les humains suite à l’infection par ces virus. Nous nous attendons donc à observer des symptômes une perte de tonus, une perte de poids, une fièvre et l’observation de signes hémorragiques éventuels. Les procédures incluent des prélèvements répétés, réalisés (sous anesthésie) selon des volumes et une fréquence conformes aux recommandations éthiques en vigueur. Cela pourrait entraîner un inconfort, une diminution de l’alimentation et une fatigue temporaire lors du réveil.
Devenir
L'étude implique que les organes et les tissus puissent être prélevés sur l'ensemble des animaux de l'étude (n=36), ceux-ci étant répartis en divers groupes infectés et vaccinés. Par conséquent, seule la mise à mort des 36 animaux de l'étude permettra d'obtenir des données statistiquement robustes.
Remplacement
Il existe désormais plusieurs méthodes alternatives in vitro, dérivées de la culture cellulaire (classiquement utilisée depuis des décennies). Ces nouvelles technologies tendent à recréer artificiellement les interactions inter cellulaires que nous pouvons retrouver dans un organisme. Bien que très prometteuses, ces techniques restent très localisées et répondent à des problématiques assez ciblées. Le vaccin utilisé ici a d’abord fait l’objet de caractérisation in vitro. La réponse immune induite a été testée et une forte réponse a été observée. Dans le cas des fièvres hémorragiques virales dont font partie les fièvres hémorragiques induites par les arenavirus, il est impossible de remplacer les modèles animaux afin de réaliser des études sur la physiopathogénèse et les réponses immunitaires dans leur ensemble. Ce projet vise donc à démontrer l’efficacité d’un candidat vaccin contre l’infection, ce qui nécessite obligatoirement des organismes entiers. De plus, cela s’inscrit dans des études précliniques, indispensables au développement d’un candidat vaccin.
Réduction
Le nombre d’animaux a été réduit autant que possible pour obtenir des résultats interprétables et statistiquement pertinents. En effet, un effectif de trois animaux par groupe représente le minimum absolu permettant des résultats statistiquement significatifs. Au-delà de la survie, les groupes seront comparés en fonction des valeurs de score au cours de la maladie, des valeurs des paramètres biochimiques, virologiques et autres paramètres physiologiques. Les tests statistiques ne pourront pas être tous hautement significatifs, cependant, la multiplicité des paramètres évalués permet de démontrer de manière fiable les résultats obtenus. Les précédentes études basées sur des expérimentations utilisant des groupes expérimentaux de 3 animaux ont permis d’obtenir des données et résultats significatifs montrant que la présence ou absence de virémie est un critère essentiel.
Raffinement
Malgré les conditions de confinement, les conditions réglementaires d’hébergement sont appliquées. Afin d’assurer au mieux le bien-être des animaux, ils seront hébergés en volière par groupes de 3 dans un milieu enrichi avec des dispositifs permettant aux animaux de mettre en avant le plus possible un comportement naturel (perchoir, jeu, diversification alimentaire…). Un scoring quotidien sera réalisé dès le jour de l’infection, et des points limites ont été définis à l’avance (hypothermie, coma post anesthésie, perte de poids excessive). Cela permettra de mettre fin à la procédure expérimentale pour les animaux qui atteindraient l’un des points limites fixés ou un score limite. Par ailleurs, l’enregistrement permanent de la température grâce à des systèmes implantés permet une meilleure analyse de la maladie induite. Malgré une chirurgie pour la mise en place de cet implant, le fait d’équiper les animaux avec un tel dispositif représente un raffinement en tant que mesure non invasive et paramètre de surveillance dans le cadre des points limites. Les animaux sont également visibles de l’extérieur du laboratoire grâce aux caméras permettant ainsi un contrôle visuel en dehors des horaires de présence du personnel dans le laboratoire. En cas de doute sur l’état d’un ou plusieurs animaux, une entrée en laboratoire sera programmée immédiatement pour procéder à une observation en zone et à une possible décision.
Choix des espèces
Il n'existe pas de bon modèle rongeur pour la fièvre de Lassa, l’arénavirus responsable de fièvre hémorragique le plus étudié à ce jour. Les cobayes et des souris génétiquement modifiées peuvent présenter une susceptibilité plus ou moins prononcée mais ces modèles ne reproduisent qu'en partie la maladie et les réponses immunitaires qui ont lieu chez l'Homme. Nos précédentes expérimentations réalisées avec les virus Machupo et Guanarito ont abouti à une infection létale pour tous les cynomolgus infectés par Machupo et les 3 animaux contrôles infectés par Guanarito ont présenté une pathologie sévère bien qu’un seul d’entre eux n’ait atteint le point limite d’expérimentation en cours de protocole. Les symptômes observés reproduisent bien le tableau clinique décrit chez l’Homme, le modèle cynomolgus est donc le plus adapté pour étudier la maladie et la protection par le vaccin. Ce projet ne nécessite pas d'exigences particulières concernant le stade de développement des animaux utilisés hormis le fait de former des groupes homogènes en âge et poids pour pouvoir analyser les résultats sans biais. Les animaux utilisés seront des juvéniles sevrés d’au moins 12 mois et de moins de 3 ans.
Impact du microbiote sur la réponse immunitaire du nouveau-né face à une infection respiratoire virale dans un modèle de primate non-humain.
- Recherche appliquée
- Maladies infectieuses
- Troubles respiratoires
216 macaques à longue queue vont être utilisés dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré à sévère, les mères réutilisées et tous les nouveau-nés tués jusqu'à l'âge de trois ans. Les nouveau-nés sont infectés par le virus respiratoire syncytial et le SARS-CoV-2, leur microbiote perturbé par des antibiotiques, et subissent jusqu'à trente prélèvements sanguins par an, dix-sept lavages broncho-alvéolaires et dix ponctions de moelle osseuse. Le porteur étudie l'effet du microbiote sur la réponse immunitaire du nouveau-né, en s'appuyant sur l'impossibilité éthique de telles expériences chez l'enfant humain. Il affirme que seul le primate non-humain présente une proximité suffisante avec l'humain pour ce type d'étude.
Objectifs
L’objectif de ce projet est d’explorer le rôle du microbiote dans l’immunité, dès la naissance, et d’anticiper les effets délétères causés par son altération (dysbiose) précoce, dans le cas notamment des infections respiratoires virales chez l’enfant. Le système immunitaire est immature à la naissance et se développe dans les premières années de vie par interaction avec l’environnement. Le microbiote intestinal, qui regroupe l’ensemble des micro-organismes qui peuplent nos intestins, est acquis principalement lors de l’accouchement par voie basse puis via le lait maternel. Il interagit avec le système immunitaire au travers des composés issus de son métabolisme, les métabolites, et des cytokines produites par les cellules immunitaires. Le microbiote est indispensable au rôle de barrière des muqueuses et pour l’apprentissage de l’immunité locale, en régulant la reconnaissance des espèces pathogènes ou non et en assurant ainsi l’homéostasie locale. La littérature montre qu’une dysbiose perturbe les capacités du système immunitaire à faire face à une infection. Or ce microbiote peut être facilement fragilisé, notamment par l’utilisation d’antibiotiques, pratique courante en pédiatrie. Même s’il se reconstitue, les effets à court et à long terme de cette fragilisation transitoire restent mal compris. Notre hypothèse est que cette perturbation chez le nouveau-né peut-être responsable de la sévérité observée de certaines pathologies respiratoires de la petite enfance. Comprendre le rôle du microbiote paraît donc déterminant pour appréhender ces situations et envisager des stratégies thérapeutiques pertinentes adaptées. Dans ce projet nous nous intéressons à différents virus ayant un profil pathologique propre à l’enfant. C’est le cas du virus respiratoire syncytial (VRS), principal responsable de bronchiolites aigües, et du virus SARS-CoV-2 de la COVID-19, dont les présentations cliniques sont différentes de ce que l’on observe chez l’adulte, pouvant être sévères (infection VRS) ou asymptomatiques (SARS-CoV-2). L’objectif de ce projet est d’évaluer l’impact du microbiote sur la réponse immunitaire du nouveau-né primate non-humain à une infection virale. Nous comparerons des microbiotes altérés ou non par une antibiothérapie dans les premiers jours de vie, sur des animaux nés par voie basse et allaités. Nous évaluerons des stratégies thérapeutiques basées soit sur la vaccination maternelle, soit sur une intervention néonatale (vaccin ou traitement probiotique).
Bénéfices attendus
Ces travaux sur le primate non-humain permettront d’approfondir les connaissances en immunité pédiatrique actuellement limitées chez le nouveau-né humain pour des raisons évidentes d’éthique, mais aussi d’accès aux différents compartiments (sang, muqueuses, moelle, poumons) et de volume disponible pour les échantillons. Le bénéfice attendu dans un premier temps est une meilleure compréhension des interactions et des mécanismes régulateurs entre système immunitaire et microbiote au cours des premiers temps de vie d’un nouveau-né, période au cours de laquelle se façonne la capacité du système immunitaire à réagir à une infection virale ainsi que sa mémoire immunitaire. En analysant ensuite l’impact d’un microbiote intact ou altéré sur la réponse immunitaire à une infection, nous espérons pouvoir anticiper les effets délétères causés par une dysbiose précoce. Et en explorant des stratégies préventives (vaccination maternelle ou néonatale, administration néonatale de probiotiques), pouvoir contrer ces effets le plus précocement possible en l’ajustant aux capacités et aux besoins spécifiques du nouveau-né. Quant aux bénéfices à long terme, notre réseau autour de l’immunité pédiatrique et nos collaborations avec des pédiatres nous permettront également de confirmer et comparer nos résultats à ce que l’on observe chez les enfants en clinique. Les nouveau-nés bénéficieront des résultats obtenus sur le modèle préclinique pour mieux appréhender et idéalement prévenir les effets délétères d’une dysbiose précoce sur la réponse immunitaire à une infection respiratoire ultérieure et éventuellement à d’autres infections ou agressions.
Procédures
Mères : - Anesthésie : 40 en moyenne. Pour chacune des interventions, durée 30min à 1h - Echographies : 2 à 3 fois avec un intervalle d’un mois entre, 30min par examen - Prélèvement de sang : une fois par semaine pendant huit semaines au cours de la gestation. Ensuite une à deux fois par mois jusqu’au sevrage. Enfin une fois par semaine pendant un mois après le sevrage. Jusqu’à 25 fois en moyenne. 5min par prélèvement - Ecouvillonnage des muqueuses aux mêmes dates que le sang. Jusqu’à 25 fois en moyenne. 10min - Lait maternel : aux mêmes dates, Jusqu’à 25 fois en moyenne. 10min par collecte - Lavage broncho-alvéolaire : sept lavages. Un pendant la gestation, puis six après la naissance avec un intervalle minimum de deux semaines entre. 20min - Ponction de moelle osseuse : cinq ponctions. Quatre ponctions à deux mois d’intervalles jusqu’au sevrage, puis un mois après sevrage. 20min - Vaccination : deux injections au cours de la gestation. 5min Nouveau-nés : - Anesthésie : entre 18 et 30 en moyenne la première année, puis 12 et 4 fois la deuxième et troisième année respectivement, entre 15 et 30min - Contention : jusqu’à 12 fois pour certains points rapides (avec sang et écouvillons) jusqu’à 2 mois de vie maximum. - Prélèvement de sang : 2-3 fois/semaine (0-2 mois de vie), puis toutes les deux semaines (2-6 mois), toutes les trois semaines (6-12 mois), tous les mois (1-2 ans) et enfin tous les trois mois (2-3 ans). Jusqu’à 30 fois en moyenne la première année, puis 12 et 4 fois la deuxième et troisième année respectivement. 5min par prélèvement - Ecouvillonnage des muqueuses : compartiments nasal, oropharyngé, salivaire, rectal, anal, vaginal (si femelle) et oculaire, aux mêmes dates que le sang. Jusqu’à 30 fois en moyenne la première année, puis 12 et 4 fois la deuxième et troisième année respectivement. 10min - Lavage broncho-alvéolaire : jusqu’à 17 lavages. 20min - Ponction de moelle osseuse : jusqu’à 10 ponctions. 20min - Exposition virale : une exposition. 30min - Vaccination : deux injections. 5min - Traitement antibiotique ou probiotique : administration quotidienne pendant une à quatre semaines. 20min - Imagerie in vivo : trois sessions. Moins d’une heure - Euthanasie en fin d’étude
Impact sur les animaux
Nous distinguons les effets de l’expérimentation sur le nouveau-né primate non humain des effets liés aux infections et traitements. Nous devons maîtriser la fréquence et la durée des interventions lors des premiers jours de vie afin de ne pas interférer avec la croissance du nouveau-né ni impacter la relation mère/nouveau-né. Cela peut se traduire par un impact sur la prise de poids de l’animal en croissance, à savoir une absence de prise de poids voire une perte. Sur certains points précoces, le nouveau-né sera seulement immobilisé pour ne pas risquer le rejet du petit par sa mère lié à des odeurs non reconnues ou une réactivité moindre suite à l’anesthésie, ainsi qu’une hypothermie difficile à gérer chez le nouveau-né. Ce projet repose sur notre expérience passée qui a démontré que nous pouvons suivre un schéma expérimental tel que celui décrit, sans impacter la croissance des nouveau-nés ni la relation avec les mères. Les pathogènes entraînent chez le nouveau-né des formes asymptomatiques, légères ou modérées, d’après la littérature et notre expérience. Des symptômes pourront être relevés (fièvre, baisse d’activité, lésions pulmonaires) mais sont transitoires et résolus en moyenne après deux semaines. La vaccination maternelle ou néonatale, de même que l’administration d’antibiotiques, pourront être associés à une réaction locale au site d’injection qui serait transitoire, avec érythème et gonflement, résolue en quelques jours. Enfin l’administration de probiotiques par voie orale se fera autant que possible par succion et non par gavage, en respectant les volumes préconisés. Comme il n’est pas possible d’entraîner un nouveau-né à la manipulation pour limiter le stress, une attention toute particulière sera portée aux techniques employées ainsi qu’au matériel utilisé pour être adapté au mieux aux spécificités du nouveau-né, avec du personnel spécifiquement formé et entraîné sur le modèle.
Devenir
Tous les nouveau-nés primates non-humains seront euthanasiés à des âges différents, jusqu’à l’âge de 3 ans, pour accéder aux organes et ainsi à l’analyse fine des différents compartiments d’intérêt (charge virale, populations immunitaires, microbiote, métabolites, histologie…). Les femelles primates non-humains seront sorties du projet un mois après le sevrage et pourront être réutilisées. Elles servent de contrôle des différents systèmes matures et adultes, mais il n’est pas nécessaire d’accéder aux tissus, nos données de laboratoire seront utilisées si nécessaire.
Remplacement
Ce projet nécessite l’étude du système immunitaire et du microbiote en fonctionnement, et ces systèmes intégrés et leurs interactions ne peuvent pas être reproduits in vitro. De même, reproduire in vitro des symptômes dans le cadre d’une pathologie respiratoire n’est pas possible. Dans la mesure du possible, des tests ex vivo seront réalisés en amont sur des explants de poumons par exemple, pour déterminer une souche et/ou une dose de virus adaptées à notre modèle. Le recours à l’animal reste donc indispensable. Nous utiliserons un modèle de primate non humain, le macaque cynomolgus, pour sa proximité phylogénétique avec l’Homme : il présente une forte homologie au niveau des acteurs et de l’organisation de la réponse immunitaire et vaccinale mais aussi de la composition microbiotique, contrairement à ce que l’on peut retrouver chez d’autres modèles animaux. Il sera exposé à des virus auxquels il est sensible à l’infection, aussi bien chez le jeune que chez l’adulte.
Réduction
Nous avons établi un nombre minimum d’animaux par condition afin de déterminer si les variations observées entre les différents groupes sont bien dues aux conditions expérimentales et non aux variations propres à chacun des individus. Nous avons ainsi établi des groupes avec un maximum de six animaux par groupe. Ce chiffre représente le nombre maximum d’animaux par groupe et dans certains cas il pourra être réduit pour des phases préliminaires. Par ailleurs tous les modèles auront été validés sur des animaux adultes et/ou juvéniles à la faveur d’autres projets, avant de les transposer au nouveau-né.
Raffinement
Les animaux seront suivis tous les jours avec une attention particulière pendant les deux premières semaines de vie. Des grilles d’évaluation permettront de suivre et détecter tout écart au bien-être animal. En cas d’atteinte d’un point limite, des mesures seront prises (arrêt des interventions, traitement, sortie d’étude), selon avis du vétérinaire et de la structure du bien-être animal. Egalement en cas d’apparition de douleurs ou de signes cliniques liés aux prélèvements ou à l’infection, un traitement symptomatique pourra être mis en place. L’unité minimale d’hébergement des animaux sera le couple mère/enfant qui ne sera séparé qu’au-delà de l’âge minimal réglementaire de sevrage pour cette espèce afin de reformer de nouveaux groupes. Dans l’ensemble, le groupe social multifemelles et multi-nouveau-nés sera favorisé au maximum. Toute intervention sera faite sous anesthésie générale réversible pour permettre un réveil rapide des animaux, avec une anesthésie non systématique du nouveau-né lors des premières semaines de vie, lorsque la balance bénéfice/risque n’est pas favorable (risques d’hypothermie ou de rejet maternel trop importants) par rapport au temps nécessaire pour l’intervention. Enfin, toutes les techniques et analyses ont été miniaturisées afin de réduire les volumes de sang nécessaires à prélever.
Choix des espèces
Ce projet a pour objectif d’évaluer l’impact d’une perturbation du microbiote d’un nouveau-né sur sa réponse immunitaire à une infection respiratoire, et ainsi évaluer le bénéfice de certains traitements ou vaccins sur les effets délétères liés à cette perturbation. Seuls les primates non humains présentent des caractéristiques anatomiques, physiologiques et immunologiques, en terme de réponse immunitaire et vaccinale, suffisamment proches de l’Homme pour permettre une étude pertinente de ces phénomènes. Nous avons choisi le macaque cynomolgus, qui a déjà été modèle d’infection pour nos virus d’intérêt dans des études scientifiques, et chez qui les techniques et outils d’exploration du système immunitaire et du microbiote sont disponibles et maitrisés. Notre étude, qui s’intéresse à des développement in utero et néonataux, nécessite d’avoir accès à des femelles gestantes et aux nouveau-nés issus de ces gestations.
Stratégies ciblant le microbiote intestinal dans le contexte de la maladie de Crohn
- Recherche appliquée
- Maladies infectieuses
- Troubles gastrointestinaux
1 096 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant des niveaux de souffrance légers à modérés. Elles reçoivent des bactéries et des composés par gavage intragastrique, jusqu'à 35 administrations, un prélèvement sanguin, et pour une partie une colite déclenchée par un produit chimique ajouté à l'eau de boisson, pour tester trois stratégies visant des bactéries associées à la maladie de Crohn. Les retombées annoncées pour les patients, des options thérapeutiques personnalisées, sont renvoyées aux essais cliniques et au long terme. Sur le remplacement, le porteur affirme que la validation à l'échelle de l'"organisme entier" reste "nécessaire" malgré les tests in vitro déjà menés.
Objectifs
Le microbiote intestinal joue un rôle clé dans le développement et l’entretien des pathologies inflammatoires chroniques de l’intestin. En effet, dans de nombreuses pathologies, certaines populations de bactéries ‘bénéfiques’ pour l’hôte sont diminuées au détriment de bactéries ‘agressives’ aux propriétés pro-inflammatoires. Dans la maladie de Crohn, il a été observé une surexpression d’une protéine au niveau de la muqueuse de l’intestin grêle des patients. Cette protéine agit tel un récepteur pour certaines bactéries adhérentes et invasives. Une fois attachées à la muqueuse iléale, ces bactéries peuvent traverser la muqueuse et déclencher et/ou entretenir une inflammation intestinale. Chez l’animal, ces bactéries adhérentes et invasives sont capables d’aggraver une inflammation intestinale déjà existante et elles sont également capables de coloniser l’intestin et d’induire une inflammation intestinale dans en modèle de souris exprimant la protéine humaine réceptrice de ces bactéries. Ces modèles murins sont précieux pour pouvoir tester l’efficacité de stratégies thérapeutiques visant spécifiquement ces bactéries. Dans le cadre de ce projet de 5 ans, 3 grandes stratégies seront testées pour éliminer ces bactéries adhérentes et invasives aux propriétés inflammatoires : une stratégie combinant des bactéries probiotiques et des extraits de plante, une stratégie innovante à base de microcapsules portant des substances anti-bactériennes et enfin une stratégie visant certaines enzymes bactériennes de microbiote intestinal. Ce projet permettra de déterminer l’efficacité à l’echelle de l’organisme entier de chacune de ces stratégies visant les bactéries adhérentes et invasives, afin de retenir des candidats d’intérêt pour des essais cliniques chez les patients atteints de maladie de Crohn. Il est attendu que l’élimination ou la prévention de l’installation de ces bactéries au niveau intestinal permettent de diminuer ou de prévenir les symptômes inflammatoires chez les patients.
Bénéfices attendus
La recherche de nouvelles thérapies ciblant les causes de l’inflammation comme le microbiote intestinal et plus particulièrement les bactéries adhérentes et invasives aux propriétés inflammatoires est une priorité dans la maladie de Crohn. Les investigations chez l’animal permettront de compléter les analyses in vitro en modèle cellulaire et de mieux comprendre les mécanismes d’actions sous-jacents de chaque stratégie. C’est une étape cruciale qui permettra à terme, de proposer ces stratégies lors d’essais cliniques chez les patients. Le fait de proposer différents modèles animaux complémentaires pour analyser l’efficacité de ces 3 stratégies est très important pour maximiser les chances d’obtenir de bons résultats en clinique. En effet, nombre de stratégies probiotiques par exemple peinent à montrer des effets bénéfiques lorsqu’elles sont testées chez l’Homme. Ces options thérapeutiques personnalisées seraient proposées aux patients hébergeant des souches de bactéries adhérentes et invasives, dans le but de maintenir les phases de rémission et/ou d’améliorer l’efficacité des traitements actuels, contribuant ainsi à leur « bien-être ».
Procédures
-Dans le cadre de ce projet, les animaux recevront par voie orale des composés/probiotiques ou bactéries. L’administration intra-gastrique des solutions sera quotidienne sur animal vigile. Cet acte, réalisé par un personnel formé, n’est pas douloureux pour l’animal et les volumes n’excèderont pas 0,2mL, ce qui est un très faible volume. Quand 2 composés seront administrés le même jour, un temps de 1 heure minimum sera respecté (souvent 2 heures). Une administration gastrique est un geste rapide qui demande une dizaine de seconde par animal. Selon les procédures, il y aura entre 7 et 35 administrations intra-gastriques réalisés sur l'animal (2 gavages/jour au maximum). -Les animaux auront un unique prélèvement sanguin d’un volume de 100µL. Ce prélèvement sera réalisé sur animal endormi sous anesthésie gazeuse. L'endormissement sous isoflurance demande entre 1 et 2 minutes. Le prélèvement sanguin est un geste rapide qui dure quelques secondes. -Enfin, une procédure nécessite d’injecter aux animaux un mélange anesthésiant/antalgique. Les animaux sont mis à mort avant leur réveil, 2h plus tard.
Impact sur les animaux
Une légère inflammation intestinale est attendue chez les animaux (classe légère). Il sera possible de soulager les animaux qui montreraient des signes de douleur en leur administrant des composés analgésiques. Si l’état des animaux ne s’améliore pas suite à ce traitement, les animaux seront sortis de l’étude et mis à mort. Une procédure induira une réponse inflammatoire intestinale modérée chez l’animal (colite) suite à l’administration d’un composé chimique dans l’eau de boisson (afin de mimer des patients en crise inflammatoire). Les animaux seront suivis plusieurs fois par jour pendant cette étude et un analgésique sera administré contre la douleur. Les animaux resteront dans l’étude tant qu’ils n’atteindront pas les points limites afin de pouvoir conclure sur l’efficacité des traitements. Ceux qui atteindront les points limites seront sortis de l’étude et mis à mort.
Devenir
L’ensemble des animaux utilisé lors de ces procédures sera mis à mort à la fin des expérimentations. Il est nécessaire de prélever un ensemble d’échantillons biologiques chez l’animal à l’issu de l’expérience pour compléter les données issues des observations cliniques (signes de colite), ou encore les données inflammatoires suite à des dosages dans les fèces des animaux. En effet, il faut évaluer les niveaux d’inflammation au niveau des tissus intestinaux, faire des analyses histologiques qui permettront de mettre en évidence les dommages des tissus et de mesurer l’épaisseur de la couche de mucus ou et enfin, analyser le microbiote associé à la muqueuse intestinale (séquençage ADN bactériens), donnée essentiel au projet pour comprendre l’effet complet des stratégies visant le microbiote.
Remplacement
Avant ces essais chez l’animal, les 3 grandes stratégies seront analysées in vitro, sur des modèles de cellules en culture (cellules épithéliales intestinales humaines et cellules immunitaires) afin de sélectionner les composés/probiotiques/extraits les plus efficaces pour lutter contre les bactéries adhérentes et invasives retrouvées chez les patients atteints de maladie de crohn. Cependant, il est nécessaire de valider l’efficacité des stratégies à l’échelle d’un organisme entier pour plusieurs raisons : -les traitements seront analysés après avoir « subit » un passage digestif (pH acide de l’estomac, sels biliaires…), -la présence du système immunitaire et du microbiote intestinal peuvent interférer dans l’efficacité de la stratégie, -les composés peuvent être absorbés par l’intestin, et ne plus être présent dans la lumière intestinale, pour agir sur les bactéries adhérentes et invasives -l’efficacité, voire l’innocuité des traitements peuvent varier selon le statut inflammatoire (septicémie, toxicité…)
Réduction
-Le nombre d'animaux a été réduit dans la mesure où cela ne compromet pas les objectifs du projet. Le nombre de 10 animaux/lot devrait permettre de réaliser des tests statistiques adaptés d’après l’ensemble des données animales antérieures. -Il est à noter que les révisions d’articles scientifiques se durcissant, il est maintenant nécessaire de réaliser les expérimentations sur mâles et sur femelles, raison qui nous contrait à augmenter le nombre d’animaux. -Le fait de réaliser des expériences à lots multiples permet de limiter le nombre d’animaux en comparant le lot témoin/contrôle avec l’ensemble des lots « traités » en une seule fois. -Les études antérieures ont montré que le nombre de bactéries adhérentes et invasives dans les fèces des animaux était le reflet du nombre de bactéries associées à la muqueuse. La quantification des bactéries dans les fèces en fonction du temps permet de réduire le nombre d’études. Cette mesure permet de réaliser un suivi de colonisation en fonction du temps de façon non-invasive et sans douleur pour l’animal. Dans le cas contraire, il aurait fallu euthanasier les animaux à différents temps post-infection pour comptabiliser les bactéries associées à la muqueuse intestinale.
Raffinement
-Les animaux seront hébergés selon les standards prévus par la règlementation, en groupes sociaux, dans un environnement adapté et enrichi. -Une période d’acclimatation sera réalisée avant le début des procédures (une semaine). -Un enrichissement est proposé aux souris: lamelles de cartons compressées et maisonnettes ou tremplins avec abris. -Les animaux seront surveillés quotidiennement pour évaluer tout changement de comportement et/ou de motricité et perte de poids. -Lorsque des symptômes de colite seront attendus, les surveillances seront renforcées (2-3 fois par jour) afin de pouvoir administrer immédiatement un analgésique dans un premier temps et de suivre l’évolution de l’état de l’animal. En cas d’évolution négative de l’état général (déterminée d’après une grille de score), si les points limites sont atteints, les animaux seront sortis de l’étude immédiatement et mis à mort selon la réglementation en cours. A noter que les animaux sont préalablement anesthésiés à l’isoflurane avant la mise à mort.
Choix des espèces
-Le modèle choisi est la souris. L’unité de recherche possède deux modèles de souris transgéniques exprimant un récepteur humain aux bactéries adhérentes et invasives mimant l’interaction bactéries/épithélium intestinal observée chez les patients atteints de maladie de Crohn. Concernant le modèle de colite induite par un produit chimique placé dans l’eau de boisson, l’espèce animal couramment employé pour la réalisation de ce test est la souris. Il en est de même pour le modèle d’interaction bactéries/ épithélium intestinal (« anse iléale »). -L’ensemble des souris utilisées lors de ce projet seront utilisées au stade de jeune adulte, (6-8 semaines) reflétant le pic d’incidence de la maladie de Crohn (15-30 ans). Cela correspond également à l’âge auquel les expérimentations antérieures menées au laboratoire et publiées ont été réalisées.