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Mise au point d’un modèle de pneumonie expérimentale à Klebsiella pneumoniae produisant des Metallo-Bêta-Lactamases chez la souris
- Recherche appliquée
- Maladies infectieuses
Rendues immunodéprimées par deux injections de cyclophosphamide, 120 souris sont infectées par une Klebsiella pneumoniae multirésistante instillée dans le nez sous anesthésie. Cent d'entre elles subissent des procédures d'un niveau de souffrance modéré, vingt un niveau sévère, et toutes sont tuées pour que la rate et les poumons soient prélevés. Elles peuvent présenter des difficultés respiratoires douze à dix-huit heures après l'inoculation, sans recevoir d'antalgique ni d'anti-inflammatoire, le porteur indiquant que ces produits interféreraient avec l'infection ou resteraient sans effet sur ses symptômes. Aucun médicament n'est évalué à ce stade: l'étude sert à caler un modèle de pneumonie destiné à tester ensuite des composés anti-infectieux.
Objectifs
La résistance des bactéries aux antimicrobiens (AMR) représente actuellement un problème majeur de santé publique, et menace notre capacité à traiter des infections potentiellement mortelles telles que les pneumonies acquises à l’hôpital, dont le taux de mortalité peut atteindre 50 %. Klebsiella pneumoniae est une espèce bactérienne fréquemment retrouvée en milieu hospitalier et le traitement de ces infections requiert souvent l’usage d’antibiotiques de dernière ligne. Toutefois, l’activité de ces antibiotiques est largement compromise par le fait que les bactéries produisent des facteurs (appelés MBL pour certains) et capables de détruire ces antibiotiques, les rendant ainsi inefficaces. Dans ce cadre, des stratégies thérapeutiques innovantes sont attendues. Certains laboratoires s’intéressent au développement de médicaments capables de s’attaquer aux mécanismes de résistance des bactéries et ainsi de restaurer l’activité des antibiotiques disponibles. Aussi, de façon à évaluer ultérieurement l’activité in vivo de ces médicaments, il convient, dans un premier temps, de développer le modèle d’infection optimal permettant de répondre à la question. Pour cela, l’objectif de la présente étude consiste à développer un modèle prédictif d’infection pulmonaire à Klebsiella pneumoniae multi-résistante chez la souris. Ce modèle servira, par la suite, à l’évaluation de l’efficacité de nouveaux composés anti-infectieux en développement.
Bénéfices attendus
Les pneumonies bactériennes dues à des espèces multi-résistantes comme K. pneumoniae constituent un challenge pour les professionnels de santé, en raison de leur capacité à produire des facteurs capables de détruire les antibiotiques. L’étude de ces infections est donc primordiale. Le projet permettra de mettre à disposition un modèle de pneumonie à K. pneumoniae précieux, utile à l’évaluation de l’efficacité de composés anti-infectieux en développement, particulièrement attendus en thérapeutique.
Procédures
- Deux injections d’immunosuppresseur (5 secondes maxi) - Une instillation nasale sous anesthésie (temps d’infection 15 secondes maximum)
Impact sur les animaux
Avant l’infection, les souris seront immunodéprimées selon un protocole bien défini (150 mg/kg de cyclophosphamide à J-4 et 100 mg/kg à J-1). Ce protocole a déjà été utilisé dans plusieurs études et n’a montré aucun effet indésirable sur les animaux (injection de 5 secondes maximum en intrapéritonéal). A J0, l’administration intranasale de la suspension bactérienne sera réalisée par du personnel compétent et expérimenté (temps d’infection 15 secondes maximum, sous anesthésie volatile). La principale nuisance sera liée à l’installation et à la progression de l’infection pulmonaire ; les souris pourront présenter des signes de difficulté respiratoire environ 12-18h après l’inoculation et une altération de l’état général. Elles seront donc surveillées plus fréquemment sur la période 12h-24h. Sur des modèles similaires (utilisant des souches de Klebsiella pneumoniae exprimant d’autres mécanismes de résistance), aucune mortalité précoce et aucune atteinte des points limites n’avait été rapportée. Cela étant, s’agissant ici d’une phase pilote utilisant de nouvelles souches, une surveillance très rapprochée sur les 24h d’infection sera réalisée selon une grille de score précise.
Devenir
A l’issue de la procédure, tous les animaux seront mise à mort ; la rate et les poumons des animaux seront prélevés, de façon à quantifier la charge bactérienne
Remplacement
Actuellement, le recours au modèle murin est justifié par l’absence d’alternatives expérimentales capables de reproduire de manière pertinente la complexité des infections pulmonaires, intégrant la physiologie pulmonaire, l’infection et la diffusion intratissulaire des antibiotiques. Même si d’autres essais in vitro dynamiques sont en cours, le recours à des animaux est une étape obligatoire et règlementaire dans le développement de molécules à visée thérapeutique.
Réduction
Le nombre d’animaux a été strictement limité au minimum nécessaire pour obtenir des résultats statistiquement robustes, tout en respectant la variabilité biologique inhérente à ce genre d’étude. Aussi, des expériences précédentes sur des modèles similaires nous permettent de dire que 5 animaux par groupe (au lieu de 10) et par temps sont suffisants pour cette phase de mise au point de modèle.
Raffinement
Les injections intra-nasales seront réalisées par du personnel compétent et expérimenté et sous anesthésie volatile. Un programme d’enrichissement de l’environnement sera mis en place pour prévenir les comportements anormaux et problèmes de santé lié au stress de l’animal. Les animaux seront hébergés à 5 par cage. La principale nuisance sera liée à l’installation et à la progression de l’infection pulmonaire. D’une façon générale pour l’ensemble de l’étude, la prise d’anti-inflammatoires est contre indiquée du fait de l’interaction reconnue avec les modulateurs de l’inflammation, ce qui risquerait même de faire flamber l’infection. L’administration d’antalgiques n’aurait par ailleurs aucune action sur les symptômes liés à l’infection. Une surveillance accrue (toutes les 2-4h, selon le score clinique) sera réalisée à compter de 12h post-infection.
Choix des espèces
La souris constitue un modèle de choix pour la mise au point de ces modèles d’infection pulmonaire (largement décrit dans la littérature) ainsi que pour l’évaluation de thérapies antibiotiques ultérieures. Des souris de 8 semaines seront utilisées de façon à avoir un poids corporel d’environ 20-22g (même poids que pour les précédents modèles).
Mesure de l’efficacité de nouvelles molécules antivirales contre le virus SARS-CoV-2 et ses variants chez la souris
- Recherche appliquée
- Maladies infectieuses
- Troubles respiratoires
Les souris retenues sont sensibles au SARS-CoV-2 et développeront des symptômes généralisés après inoculation. 192 d'entre elles vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Une puce télémétrique leur est implantée, elles sont infectées puis suivies quinze jours avec des prélèvements sanguins à la lancette, une perte de poids et une chute de température étant attendues, et leurs cerveaux, poumons, intestins, rate et sang sont prélevés après la mise à mort. Le porteur écrit que 200 souris correspondent au "nombre minimal nécessaire", alors que le tableau des gravités n'en déclare que 192.
Objectifs
Les conjugués peptide-porphyrine sont des médicaments antiviraux à très large spectre capables de pénétrer dans le cerveau et le placenta, et donc de protéger le système nerveux central et les fœtus contre l'action des virus. Ils doivent leur large spectre d'activité à la cible particulière qu'ils visent dans la structure virale : l'enveloppe lipidique. Cette classe de composés compromet l'intégrité des enveloppes et les virus sont incapables de réparer les dommages, ce qui entraîne une perte de fonctionnalité. La preuve de concept a été établie in vitro avec les virus SARS-CoV-2 et Zika et in vivo avec le virus Zika. Il est nécessaire de valider l'activité antivirale des conjugués contre le SARS-CoV-2. Dans ce cadre, les trois conjugués préalablement validés pour leur efficacité contre plusieurs souches de SARS-CoV-2 sont des candidats prometteurs pour une visée thérapeutique. Il est nécessaire de renforcer ces résultats obtenus in vitro par des essais in vivo. Ces antiviraux injectés à plusieurs temps à des souris préalablement infectées par le SARS-CoV-2 devraient initier une protection chez l’animal face à l’infection, diminuant voire empêchant l’apparition de signes cliniques.
Bénéfices attendus
La validation des antiviraux testés dans le cadre de cette étude servira de base pour amorcer leur développement clinique dont l’utilisation finale sera d’améliorer la prise en charge des patients atteints de formes sévères de la COVID-19.
Procédures
Tous les animaux, soit 192 souris. Des prises de sang seront effectuées sur chaque animal tout au long de l’expérience à l’aide d’une lancette (5 minutes par animal, 3 fois soit une fois par semaine). Administration des anti-viraux ou placebo sur animaux en contention. L’objectif est de mesurer l’efficacité thérapeutique antivirale (5 minutes par animal, 8 fois). Challenge infectieux sous anesthésie générale. L’objectif est d’induire une infection pulmonaire. (10 min par animal, 1 fois).
Impact sur les animaux
Le protocole développé dans cette étude consiste à infecter des lots de souris avec du virus SARS-CoV-2. Les souris utilisées sont sensibles à ce virus et vont développer des symptômes généralisés mais avec une faible mortalité au vu des doses inoculées. Une perte de poids temporaire ainsi qu’une perte de température est attendue suivi d’une survie de 15 jours. Une variabilité pouvant être liée à la souche virale, les points limites seront ajustés selon les observations biquotidiennes pour éviter toute souffrance aux animaux. Les administrations en voie sous-cutanée pour les anesthésies générales peuvent entrainer une légère douleur au niveau du site d’injection. Une légère douleur locale peut-être observée au site d’implantation de la puce télémétrique. Les différentes contentions effectuées peuvent engendrer du stress pour l’animal. La prise de sang peut aussi engendrer un stress et une douleur légère au point de prélèvement lors de l’utilisation de la lancette.
Devenir
Tous les animaux seront euthanasiés à la fin du protocole et les organes (cerveaux, poumons, intestin, rate, sang) sont prélevés post mortem pour les analyses de charge virale, pour le suivi des antiviraux dans les tissus, pour le recrutement cellulaire et la réponse immunitaire induite.
Remplacement
Pour ce projet, il n’existe pas de méthode de substitution qui pourrait restituer fidèlement un modèle de régulation complexe permettant la validation de notre stratégie thérapeutique et pour mimer une clinique proche de l’humain.
Réduction
Le nombre d’animaux est calculé au plus juste à l’aide d’outils statistiques garantissant une puissance de test en s’appuyant sur les données de la littérature et l’expérience des différents partenaires de ce projet. Cette taille d’échantillon de 12 souris permet de détecter un effet modéré. Au total, 200 souris sont prévues pour ce projet, ce qui correspond au nombre minimal nécessaire pour atteindre les objectifs scientifiques (efficacité antivirale) tout en respectant le principe de réduction des 3R.
Raffinement
Les souris sont hébergées en groupe social, dans des cages respectant les surfaces réglementaires et dans un environnement enrichi par différents types comme de la cellulose ou du sizzle, des bâtonnets de bois et des tunnels ou maisonnette/dôme… Les animaux sont transportés via un transporteur agréé dans un véhicule adapté et respectant au mieux les conditions et paramètres environnementales jusqu’à leur acheminement dans leur lieu d’hébergement définitif où ils sont ainsi manipulés pour les déplacer de la boite de transport vers la cage d’hébergement. Lors de cette manipulation, il est implanté la puce télémétrique. Ensuite vient la phase d’acclimatation où les animaux vont s’habituer progressivement à leur nouvel environnement et à la visite quotidienne des techniciens animaliers. Dès leur arrivée et pendant l’acclimatation, une récompense alimentaire sera distribuée aux animaux de type, graine à décortiquer, popcorn... Puis durant la procédure après chaque manipulation sur l’animal, afin de récompenser et favoriser l’acceptation des gestes. Un suivi quotidien de l’état de santé des animaux sera réalisé avec une surveillance systématique de points limites via un suivi clinique. Les procédures sont réalisées par du personnel déjà formé aux sciences et techniques des animaux de laboratoire. Les injections pour les anesthésies et les traitements seront réalisés par voie sous-cutanée, moins nocive que la voie intrapéritonéale, tout en maintenant une efficacité comparable. L’euthanasie au pentobarbital pouvant provoquer des douleurs, les animaux seront anesthésiés avant l’injection létale. Les prélèvements de sang seront espacés de plus d’une semaine.
Choix des espèces
Aucune méthode de substitution n’est envisageable au modèle animal qui est un système de régulation complexe permettant d’évaluer la réponse thérapeutique induite par l’inoculation d’anticorps post-infection dans l’étude du COVID. Le modèle de souris humanisée est à présent bien décrit dans la littérature et représente le modèle de référence pour l’étude des challenges infectieux COVID. Adulte et immunocompétent (6 semaines). Le modèle le plus pertinent repose sur des adultes immunocompétents en vue de passer à une étude clinique.
Développement d’un modèle expérimental animal chez la gerbille (Meriones unguiculatus) d’infection à Strongyloides spp pour la production d’antigène parasitaire à des fins de développement de tests sérologiques
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- Troubles immunitaires
Immunodéprimées par des injections répétées puis infectées par un ver parasite, par voie orale ou sous la peau, 450 gerbilles de Mongolie développent des diarrhées chroniques. Les procédures impliquent un niveau de souffrance modéré et toutes les gerbilles sont tuées, pour empêcher la dissémination du parasite dans l'environnement. L'objet est de récolter des antigènes parasitaires complets, destinés aux industriels qui développent des tests de dépistage de l'anguillulose. Le porteur écrit vouloir limiter le nombre d'animaux et prévoit une procédure pilote suivie d'une procédure de production, sans jamais expliquer d'où sort le chiffre de 450.
Objectifs
La strongyloïdose (également appelée anguillulose) est une infection humaine causée par un ver microscopique vivant dans l’intestin. L’espèce responsable chez l’Homme, Strongyloides stercoralis, toucherait entre 30 et 80 millions de personnes dans le monde. Chez la plupart des personnes, l’infection peut passer inaperçue ou provoquer des troubles digestifs modérés. En revanche, chez les patients dont le système immunitaire est affaibli, cette infection peut devenir très grave, se disséminer dans l’organisme et entraîner un risque de décès élevé en l’absence de traitement. Le diagnostic repose actuellement principalement sur des tests diagnostiques sanguins. Cependant, il n'existe pas à ce jour de test sanguin de confirmation suffisemment sensible et spécifique pour cette infection. Le développement d’un test diagnostique plus fiable nécessite l’obtention d’éléments du parasite dans leur forme complète et naturelle. Or, il n’est pas possible de maintenir durablement ce parasite en culture au laboratoire. La seule solution consiste donc à reproduire son cycle biologique chez l’animal. La gerbille est à ce jour le seul rongeur capable de permettre ce développement complet, comme l’ont montré des publications scientifiques récentes. Dans ce projet, après une diminution contrôlée des défenses immunitaires par un traitement adapté, les gerbilles seront infectées expérimentalement. L’infection entraîne principalement des troubles digestifs chroniques. Ce modèle permettra d’obtenir les éléments parasitaires nécessaires au développement d’un test diagnostique plus performant pour améliorer la prise en charge des patients.
Bénéfices attendus
Dans ce projet, nous proposons de reproduire sur un modèle animal (gerbille) un cycle biologique d'anguillulose (parasitose digestive) afin de produire des antigènes (Ag) naturels de ce parasite. Cette production d'Ag a été récemment publiée et, est un élément essentiel à la fabrication de tests de diagnostic de cette maladie humaine. Ces antigènes seront destinés aux professionnels de santé (industriels) qui développent des techniques de dépistage de cette parasitose. L’utilisation d’antigènes naturels améliore la sensibilité de ces tests par rapport aux antigènes recombinants. Les bénéfices attendus du projet seraient donc directs et immédiats : permettre la production de tests diagnostiques fiables (plus spécifiques et plus sensibles) de cette maladie et ainsi améliorer le diagnostic, la prise en charge et le traitement de patients humains infectés par ce parasite.
Procédures
Ce modèle expérimental comportera plusieurs étapes. Dans un premier temps, les défenses immunitaires des gerbilles seront temporairement diminuées à l’aide d’un traitement administré par injection. Cette étape est nécessaire pour permettre au parasite de se développer de manière comparable à ce qui peut être observé chez des patients dont le système immunitaire est affaibli. Le traitement sera administré à intervalles réguliers pendant la durée de l’expérience, en tenant compte de l’état de santé et de la tolérance des animaux. Dans un second temps, les gerbilles seront infectées par le parasite, soit par une injection sous la peau, soit par administration par voie orale. L’infection provoquera principalement des troubles digestifs, notamment des diarrhées. Enfin, les animaux feront l’objet d’une surveillance attentive. En cas de signes de déshydratation ou de perte de poids significative liés aux troubles digestifs, une prise en charge adaptée sera mise en place, notamment par l’administration d’un traitement dans l’eau de boisson afin de limiter le risque de complications.
Impact sur les animaux
Ce projet est conçu pour accorder une attention particulière au bien-être des animaux et à la prise en charge de toute douleur ou inconfort. Plusieurs effets indésirables peuvent survenir au cours de l’étude. Tout d’abord, la diminution temporaire des défenses immunitaires nécessite des injections régulières pendant une période limitée. Ces injections peuvent provoquer un inconfort transitoire. Le développement de l’infection peut entraîner des troubles digestifs, notamment des diarrhées, susceptibles d’être inconfortables ou douloureuses. Ces signes seront surveillés attentivement et soulagés par l’administration d’un traitement antidouleur adapté dans l’eau de boisson. Dans certains cas, une déshydratation ou une perte de poids peuvent apparaître. Ces situations seront détectées précocement grâce à un suivi rapproché. Si nécessaire, le traitement diminuant les défenses immunitaires sera ajusté afin d’améliorer rapidement l’état clinique des animaux. Plus rarement, une aggravation de l’infection peut survenir et entraîner des complications sévères. Les animaux feront alors l’objet d’une surveillance quotidienne renforcée afin d’adapter immédiatement leur prise en charge (ajustement du traitement, traitement complémentaire, ou arrêt de la procédure si l’état de l’animal l’exige). L’ensemble du protocole a été conçu pour limiter autant que possible la fréquence et l’intensité des effets indésirables, et pour garantir une intervention rapide en cas de dégradation de l’état de santé.
Devenir
Une mise à mort sera systématique, elle permettra d’empêcher le risque de dissémination du parasite dans l’environnement.
Remplacement
Pour produire les éléments du parasite nécessaires au développement d’un test diagnostique fiable, le recours à l’animal est indispensable. À ce jour, il n’existe pas d’alternative permettant d’obtenir ces éléments dans leur forme complète et en quantité suffisante. La gerbille est le modèle le plus adapté, car elle est capable de développer une infection chronique comparable à celle observée chez l’être humain, ce qui permet au parasite d’accomplir l’ensemble de son cycle biologique. Les techniques de laboratoire réalisées en dehors de l’animal, comme la culture en milieu artificiel ou les méthodes de biologie moléculaire, ne permettent pas de produire un parasite complet ni d’obtenir les quantités nécessaires. Ces approches restent limitées et ne reproduisent pas l’ensemble des caractéristiques naturelles du parasite. En conséquence, la production d’un antigène complet et exploitable pour le développement d’un test diagnostique ne peut actuellement être réalisée qu’à l’aide d’un modèle animal.
Réduction
Nous sommes contraints à une production importante d’Ag tout en limitant au maximum la gravité et la souffrance de cette infection expérimentale et le nombre d’animaux utilisés. Ce cycle a été publié récemment mais cela a été dans un contexte scientifique différent. Nous allons donc essayer de l’adapter et de l’optimisser pour réduire le nombre d’animaux et réduire aussi les effets indésirables associés. En conséquence, 2 procédures se suivront, la première pilote pour valider la faisabilité de ce projet et pour définir les conditions expérimentales optimales, la seconde, identique en selectionnant les conditions optimales par rapport à la première pour la production d’antigène en quantité pour le developpement de tests diagnostiques.
Raffinement
L’expérience acquise sur ce modèle d’étude (gerbille) nous permet de définir les mesures à mettre en œuvre afin d’optimiser le bien-être des animaux. Les gerbilles seront hébergées par groupes d’individus compatibles, par fratrie de 2 minimum, dans des conditions contrôlées et avec la mise en place d’un environnement enrichi (copeaux, matériel de nidification, bâtonnets à ronger). L'eau et la nourriture sont mises à disposition ad libitum. Aucun des animaux ou groupe d’animaux ne sera traité différemment de ses congénères. Une fiche de suivi sera rédigée pour chaque cage avec un suivi de signes comportementaux, physiques et physiologiques. Les soins/suivi et la procédure expérimentale seront réalisés par du personnel qualifié et permanent. En effet, les gerbilles ont le temps de se familiariser avec les manipulateurs spécialement affectés à leur suivi. La détermination de point(s) limite(s) bien définis, suffisamment précoces et prédictifs, permettra immédiatement de reconnaitre un animal en souffrance. Nous attacherons une grande importance à l’apparence physique externe et aux changements comportementaux des animaux. Dès lors que l’animal montre des signes de positivité à l’infection et de douleur (diarrhées symptomatiques), il sera traité par antalgique (paracétamol) et placé en armoire ventilé afin de ne pas stresser ses congénères non malades.
Choix des espèces
La gerbille est la seule espèce de petit rongeur connue à ce jour capable de reproduire l’ensemble du cycle naturel de ce parasite lorsque ses défenses immunitaires sont temporairement diminuées. Ce modèle permet le développement de l’infection principalement sous forme de troubles digestifs, sans autres manifestations cliniques majeures au préalable. La production des éléments parasitaires nécessaires au projet sera donc réalisée chez ces animaux, car aucune autre méthode ne permet actuellement d’obtenir un parasite complet dans des conditions comparables. Les gerbilles utilisées seront de jeunes adultes, mâles ou femelles. À cet âge, elles présentent un comportement stable, sont peu agressives et s’adaptent facilement à la manipulation, ce qui contribue à limiter le stress et à favoriser leur bien-être pendant l’étude.
Réponses immunitaires au cours de l’infection bactérienne
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- Système immunitaire
1 530 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Elles reçoivent une ou deux injections provoquant la présence de bactéries dans le sang, puis cinq prélèvements sanguins étalés sur quatre à dix jours selon la procédure, avant récupération de leurs organes. Le bénéfice annoncé, l'identification de nouvelles cibles thérapeutiques face à la résistance aux antibiotiques, reste au conditionnel, quand les atteintes décrites sont l'inconfort des injections et des prélèvements répétés et une perte de poids liée aux infections. L'effectif de 1 530 animaux tient en une phrase, justifié par des "calculs statistiques" dont le détail n'est pas donné.
Objectifs
Les maladies infectieuses sont responsables d’un grand nombre de décès dans le monde et représentent la troisième cause de mortalité en France, avec un impact sanitaire et économique majeur. Les bactéries dites « pathogènes » sont à l’origine de la majorité de ces maladies, soit par leur simple présence dans les tissus infectés, soit par la production de molécules qui déclencheront une réponse immunitaire. L’inflammation est un mécanisme naturel qui permet à l’organisme de se défendre contre les infections. Mais lorsqu’elle est mal contrôlée ou excessive, elle peut contribuer à des déficits immunitaires et des cancers. Une bonne connaissance des phénomènes de contrôle de cette inflammation est donc indispensable pour la protection de l’hôte contre les microbes. L’objectif de ce projet est d’identifier les systèmes impliqués dans la défense de l’organsime contre l’infection. Une étude de la littérature, ainsi que des résultats préliminaires obtenus in vitro sur cellules, ont mis en évidence le rôle de certaines protéines dans la réponse immunitaire contre les bactéries. Nous souhaitons donc confirmer le niveau d’implication de ces protéines dans la bactériémie (présence de bactéries dans le sang) induite chez la souris.
Bénéfices attendus
Du fait de l’étendue actuelle et à venir de la résistance aux antibiotiques, le développement de nouveaux médicaments dans le traitement des maladies infectieuses est crucial. Une meilleure compréhension des mécanismes mis en jeu dans ces échanges entre l’hôte et le pathogène devrait permettre d’identifier de nouvelles cibles pour de nouvelles applications thérapeutiques dans la prise en charge des patients atteints d’infections bactériennes.
Procédures
Les animaux subiront des injections : selon les procédures 1 injection, ou 2 injections espacées de 15 jours. Ils subiront également des prélèvements sanguins à différents temps post injection : 5 prélèvements étalés sur 4 jours ou 5 prélévements étalés sur 10 jours en fonction de la procédure. La durée de chaque intervention n’excède pas une dizaine de secondes. A la fin de l'expérimentation, tous les animaux seront mis à mort.
Impact sur les animaux
Les effets indésirables attendus sont : un léger inconfort produit par les injections intra-veineuses et les prélèvements de sang répétés, et une perte de poids possible liée aux infections.
Devenir
Les animaux utilisés dans cette demande seront infectés, et leurs organes récupérés après leur mise à mort. Ils ne pouront donc pas être réutilisés.
Remplacement
Des expériences préliminaires ont été réalisées in vitro afin d’identifier au préalables les acteurs du dialogue entre la bactérie et l’hôte. Ces résultats doivent maintenant être confirmés in vivo.
Réduction
Le nombre d’animaux nécessaires à la réalisation de ce projet est basé sur des calculs statistiques permettant de déterminer le nombre minimal d’animaux à utiliser pour avoir des résultats robustes et fiables.
Raffinement
Après infection et/ou toute intervention, ils seront surveillés quotidiennement par les responsables du projet afin de détecter toute apparition de signes de souffrance durables non reliés à l’infection. Le cas échéant les animaux seraient plus particulièrement surveillés et si les symptômes se prolongeaient au-delà de 24 heures, les animaux concernés seraient mis à mort.
Choix des espèces
Le modèle souris est largement décrit dans la littérature comme modèle d'étude pertinent de l'infection in vivo. De plus, les systèmes de défense contre les bactéries pathogènes sont très conservés de la drosophile aux mammifères, et en particulier, les réponses cellulaires de l'hôte vis-à-vis du pathogène sont très similaires entre la souris et l'homme. Nous utiliserons des animaux âgés de 6 à 8 semaines.
Evaluation de l’immunogénicité de vaccins contre le SARS- CoV-2 (nouveaux variants), les virus Nipah et HBV, et les bactéries Chlamydiae trachomatis (CT), Bordetella pertussis ou encore Tuberculosis mycobacterium affectant l’homme – MODIFICATION
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- Système immunitaire
Dix-huit vaccins croisés avec et sans adjuvant et selon six voies d'administration : 3 612 souris reçoivent deux à trois injections aux semaines 0, 3 et 5, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Les injections passent par voie intrapéritonéale, sous-cutanée, intradermique, intranasale, intramusculaire ou intravaginale, et sept prélèvements sanguins échelonnés complètent le suivi de chaque animal. Toutes les souris sont tuées pour analyser la moelle osseuse, la rate, les ganglions et les muqueuses par lesquelles entrent les pathogènes. L'effectif découle du criblage lui-même, sept souris par groupe multipliées par le nombre de combinaisons, et le porteur affirme que "la réponse immunitaire générée est sans conséquence sur l'animal".
Objectifs
Les objectifs du projet sont de tester la capacité de vaccins à activer des réponses immunitaires dans les infections comme l’infection à SARS-CoV-2 (nouveaux variants), à Nipah virus (un virus léthal qui émerge contre lequel il n'existe pas de vaccin), HBV (le virus de l'hépatite B contre lequel il n'existe pas de vaccin), Chlamydiae trachomatis (CT, une bactérie sexuellement transmissible contre laquelle il n'existe pas de vaccin), Bordetella pertussis (responsable de la coqueluche dont les cas sont en nette augmentation du fait d'une diminution de la protection induite par le vaccin acellulaire) ou encore Tuberculosis mycobacterium (afin de traiter les formes latentes de la tuberculose) et d’identifier pour chaque vaccin la meilleure voie d’administration et le meilleur adjuvant afin d’obtenir des réponses immunitaires optimales et adaptées à chaque pathogène. Les vaccins que nous évaluons dans ce projet ont démontré leur innocuité dans une précédente étude. Ce qui change ici ce sont les antigènes (petits morceaux de microbes qui ne donnent pas la maladie) véhiculés par ces vaccins. Nous devons nous assurer que ces antigènes sont bien capables d'activer des réponses immunitaires dans un organisme vivant. Cette évaluation préclinique est primordiale avant de pouvoir tester ces vaccins chez l'homme dans des essais cliniques. Certains de nos vaccins sont des anticorps associés à des petits fragments de microbes. Ces anticorps reconnaissent des protéines humaines à la surface des cellules clefs pour activer le système immunitaire. Pour tester ces vaccins, nous devons utiliser des souris génétiquement modifiées qui expriment ces protéines humaines. Le projet vise également à déterminer la persistance de la réponse immunitaire induite par les vaccins après avoir choisi les plus efficaces et l’adjuvant le plus efficace pour chaque vaccin.
Bénéfices attendus
Les bénéfices attendus sont le développement de nouveaux vaccins dans des maladies infectieuses avec un impact sur la santé humaine.
Procédures
Les interventions effectuées seront des injections de vaccins (durée: 30 secondes) par voie intrapéritonéale, sous-cutanée, intradermique, intranasale, intramusculaire ou intravaginale selon les procédures ( à semaine 0, 3 et 5) et un prélèvement périodique de sang (durée 30 secondes) pratiqué sur les souris (Semaine (S)-1, S0+1 jour, S2, S3+1jour, S4, S5+1 jour, et le jour de la mise à mort) après la vaccination.
Impact sur les animaux
Les animaux recevront 2 à 3 injections de vaccin et seront soumis à des prélèvements sanguins réguliers. La réponse immunitaire générée est sans conséquence sur l’animal tout le long de la cinétique expérimentale. Les effets indésirables pourraient être une infection après l'utilisation d'aiguilles au moment de l'injection des vaccins ou des prélèvements de sang. Les aiguilles sont changées entre chaque animal pour limiter cet effet indésirable.
Devenir
Les animaux sont mis à mort à la fin de chaque procédure afin d'évaluer les réponses immunitaires induites par les vaccins dans les organes lymphoïdes primaires (moelle osseuse) et secondaires (rate et ganglions lymphatiques) et dans les tissus périphériques portent d'entrée des pathogènes.
Remplacement
Les vaccins utilisés dans ce projet ont déjà été évalués dans un précédent projet. Ce qui change ici se sont les antigènes (petits fragments de microbes qui ne provoquent pas la maladie) véhiculés par nos vaccins. Nous devons nous assurer que ces antigènes sont bien capables d'activer des réponses immunitaires dans un organisme vivant. Cette évaluation préclinique est primordiale avant de pouvoir tester ces vaccins chez l'homme dans des essais cliniques. Les nouvelles versions de vaccins que nous allons tester dans ces modèles animaux ont été présélectionnés sur la base de plusieurs tests in vitro sur des cellules en culture. Ainsi seuls les vaccins candidats qui auront donné les meilleurs résultats seront ensuite utilisés chez l’animal. Nous nous proposons ici de tester l’efficacité de ces vaccins pré-sélectionnés dans des modèles de souris (induction de réponses immunitaires systémiques, muqueuses et de longue durée). Les réponses immunitaires sont des processus complexes dont la mise en place est conditionnée par des interactions dynamiques impliquant de nombreux partenaires cellulaires présents dans différents compartiments de l’organismes (site d’entrée du pathogène/antigène, ganglion drainant, site effecteur). A l’heure actuelle, aucune approche in vitro ne permet de reproduire de façon satisfaisante l’ensemble des phénomènes impliqués dans l’initiation des réponses immunitaires dans le cadre d’une infection naturelle ou après une vaccination. C’est pourquoi nous avons besoin de travailler avec ces modèles animaux.
Réduction
Dans le cadre de la « Réduction », nous avons calculé le nombre minimal de souris (n=7 par groupe) nécessaires pour que les résultats soient significatifs et selon nos précédents travaux. Il s'agit ici de tester 18 vaccins avec et sans adjuvant et injectés selon différentes voies afin de trouver les meilleures conditions d'utilisation de ces vaccins c'est-à-dire l'adjuvant et la voie d'administration qui induiront les réponses immunitaires optimales. Ce nombre est estimé à 3612 souris et est calculé sur la base d’une formule statistique couramment utilisée dans l'expérimentation animale afin de calculer au plus juste le nombre d'animaux par procédure.
Raffinement
Les souris sont élevées avec soin et respect, en présence d’éléments d’enrichissement (bandelette de coton et neslets pour faire un nid et un tunnel en carton pour se réfugier et jouer) afin de réduire au maximum la souffrance animale, qu’elle soit physique ou psychique. Nous avons ainsi établi une grille de bien-être des animaux qui comprend l'évaluation de 10 signes cliniques et prend en compte des points limites. Les animaux sont toujours manipulés par une personne expérimentée.
Choix des espèces
Nous avons choisi de travailler chez la souris car notre projet nécessite d’étudier les réponses immunitaires chez des animaux génétiquement modifiés afin de d'exprimer un gène humain dans un type cellulaire donné. En effet, certains de nos vaccins sont des anticorps associés à des petits fragments de microbes. Ces anticorps reconnaissent des protéines humaines à la surface des cellules clefs pour activer le système immunitaire. Pour tester ces vaccins, nous devons utiliser des animaux génétiquement modifiées qui expriment ces protéines humaines. Ces modifications génétiques sont possibles chez la souris. D’autre part, les modèles murins de vaccination ont déjà été mis au point et sont largement décrits dans la littérature. Les souris seront utilisées à l’âge adulte (après 8 semaines afin de minimiser l’impact des perturbations endocriniennes observées avant cette tranche d’âges).
Etude de l’efficacité de nouveaux dispositifs médicaux pour le traitement de l’infection osseuse chez un modèle porcin
- Recherche appliquée
- Maladies infectieuses
- Troubles musculosquelettiques
Une injection de staphylocoques directement dans la rotule, sous contrôle radiologique, provoque chez 84 porcs une infection osseuse chronique. Âgés de deux à trois mois, ils sont utilisés dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré et tous mis à mort en fin de protocole pour le prélèvement de leurs rotules. Deux angiographies sous anesthésie générale suivent, à une semaine pour administrer des bactériophages et à deux semaines pour vérifier le résultat, l'objet déclaré étant de traiter localement les infections sur prothèse résistantes aux antibiotiques. Le porteur énumère la boiterie, la fièvre, la perte de poids, la fatigue et l'œdème du genou parmi les effets attendus, et conclut qu'il n'y aura pas de nuisance supplémentaire en dehors du stress de la prémédication.
Objectifs
L'ostéomyélite chronique (infection de l'os), peut durer très longtemps, parfois des années, et provoquer des douleurs récurrentes. Son traitement est compliqué, car il repose souvent sur des cures longues d’antibiotiques. Ces traitements peuvent avoir des effets secondaires et, avec le temps, les bactéries deviennent parfois résistantes, en particulier les staphylocoques. Une alternative prometteuse est l'utilisation de bactériophages, des virus ciblant spécifiquement certaines bactéries. Cette méthode suscite un intérêt croissant en France, particulièrement pour traiter les infections osseuses liées aux prothèses (comme les prothèses de genou ou de hanche). Cependant, l'administration intraveineuse actuelle des bactériophages conduit à une concentration insuffisante au sein des os infectés. Une administration locale pourrait pallier ce problème, mais sans garantie d'une diffusion adéquate en profondeur. Dans ce contexte, notre projet vise à intégrer les techniques de radiologie interventionnelle (imagerie vasculaire) utilisées pour boucher des vaisseaux dans différentes régions anatomiques, avec le développement d'un nouveau dispositif médical associant des bactériophages. L'objectif est donc de créer un modèle porcin d'ostéomyélite infectieuse du genou pour mieux comprendre cette pathologie et tester l'efficacité de dispositifs médicaux innovants permettant une administration ciblée et efficace de bactériophages dans la zone infectée.
Bénéfices attendus
Ce projet se positionne à l'avant-garde de la recherche en infectiologie et orthopédie. Il a l'ambition de développer un modèle expérimental chez le cochon pour étudier les infections osseuses. Ce modèle se distingue par son choix judicieux du cochon, un organisme dont la proximité immunologique et physiologique avec l'humain fournit des connaissances précieuses. Un aspect particulièrement innovant de ce projet réside dans le choix de la rotule comme site d'étude, un os facilement accessible et doté d'une vascularisation simplifiée. Cette approche ouvre des perspectives enrichissantes pour l'étude de nouveaux vaisseaux apparaissant au cours de l'infection et pour l'évaluation de nouvelles stratégies de traitement injectés localement. L'objectif est double : approfondir notre compréhension des mécanismes de l'ostéomyélite et élaborer des traitements plus précis et efficaces, surtout face au problème grandissant des bactéries résistantes aux antibiotiques. Ainsi, ce projet ne vise pas seulement à enrichir les connaissances actuelles, mais également à ouvrir des voies prometteuses pour des interventions cliniques améliorées et plus ciblées.
Procédures
Le 1er jour, les animaux seront anesthésiés sur une courte durée pour l'induction d'une infection au niveau du genou, par injection d'une bactérie directement dans la rotule sous rayons X (30 min maximum). Après une semaine environ, réalisation d'une angiographie (examen d'imagerie d'environ 1 heure) afin de valider la présence de l'infection, l'apparition de nouveaux petits vaisseaux sanguins (marqueurs d'une inflammation locale), et traitement avec des bactériophages (virus s'attaquant aux bactéries responsables de l'infection). Après deux semaines, réalisation d'une angiographie pour vérifier la réussite du traitement. L'angiographie est une méthode mini-invasive non chirurgicale, qui permet de cibler un lieu d'injection en passant par les vaisseaux sanguins. Elle se réalise sous anesthésie générale.
Impact sur les animaux
D'un point de vu clinique, le projet visant à provoquer une infection au niveau du genou, l'apparition d'une gêne ou d'une douleur peut être envisagée, associée à un changement de comportement de l'animal qui se préservera de déplacements inutiles (apparition de boiterie par exemple). De même, des signes généraux directement liés à l'infection pourraient être observés : fièvre, perte de poids, fatigue, œdème du genou, rougeurs. Lors des sessions d'imagerie interventionnelle, les animaux seront anesthésiés et préservés de la douleur par l'administration de traitements adéquates. Il n'y aura donc pas de nuisances supplémentaire en dehors du stress qui pourrait être ressenti lors de la prémédication.
Devenir
Tous les animaux seront mis à mort en fin de procédure pour permettre le prélèvement des rotules qui seront ensuite analysées.
Remplacement
Il s’agit d’une étude ayant pour objectif de vérifier l'efficacité et la précision d'une technique interventionnelle, permettant de cibler précisément une zone à traiter. Il n’existe pas de méthode alternative permettant d’atteindre cet objectif dans des conditions le plus proches possibles des cas cliniques chez l'humain. Les expériences faites en laboratoire sur des cellules, bien qu'utiles pour certaines études préliminaires, ne parviennent pas à reproduire de manière adéquate les interactions dynamiques entre les organismes entiers et les bactéries, ni la complexité des vaisseaux sanguins dans l'os. De même les simulations informatiques, bien qu'avancées, ne peuvent pas encore imiter de façon exhaustive les réponses complexes de l'organisme vivant.
Réduction
Pour ce projet, le nombre d'animaux a été évalué au minimum tout en gardant un nombre suffisant pour que les résultats restent fiables. Après calcul, nous avons estimé qu’il fallait au moins 12 genoux par groupe pour pouvoir réaliser des analyses solides grâce aux tests statistiques utilisés. Cette taille d’échantillon permet repérer une différence réelle entre les groupes si elle existe, ou de valider un groupe pilote testant un nouveau traitement. L'analyse des résultats sera basée sur l'étude et la comparaison des données qualitatives et des données quantitatives (mesures faites avant et après traitement sur le même genou).
Raffinement
Nous attacherons une importance majeure au raffinement des conditions d’hébergement et d'enrichissement pendant la période d'acclimatation d'une semaine minimum et tout au long de la procédure. Afin de limiter leur stress, les animaux seront hébergés en groupe. L'enrichissement est réalisé en créant une zone de repos couverte de litière, leur permettant de s'allonger tous ensemble et de répondre à leur comportement de fouissement. Ils disposent également de jouets suspendus à mordiller. Pour la phase d'injection dans le genou, une anesthésie courte sera réalisée. Une fois infectés, les animaux seront surveillés pour détecter tout changement de comportement. Le suivi quotidien de la température de l’animal sera un critère de vigilance. En cas de fièvre, un prélèvement sanguin sera réalisé pour vérifier certains marqueurs biologiques, et mettre en place des actions adaptées (points limites). Les gestes interventionnels (angiographie) seront toujours réalisés sous anesthésie générale afin de prévenir la souffrance et l’angoisse de l’animal, de même que la mise à mort. Lors des quelques gestes possiblement douloureux pendant la réalisation de l'angiographie, un antidouleur morphinique sera utilisé.
Choix des espèces
Le porc est un modèle souvent utilisé en recherche sur les maladies infectieuses parce qu'il présente un système immunitaire proche de l'être humain, offrant ainsi un aperçu plus réaliste des réactions aux infections. De plus, le porc est un bon modèle d'étude des vaisseaux sanguins. Ces deux critères réunis, associés à notre expertise sur cette espèce notamment en imagerie interventionnelle, il est un modèle de choix pour réaliser cette étude. Les animaux sont choisis au terme du post-sevrage à l'âge de 2-3 mois, pour des raisons techniques (poids entre 25 et 35 kg) car sa taille permet de réaliser des gestes et d'utiliser du matériel identique à ceux de la médecine humaine.
Gestion de lignées de rongeurs génétiquement altérés
- Maintien des lignées génétiquement modifiées
- Recherche appliquée
- Alimentation animale
- Autres troubles humains
- Bien-être animal
- Cancers
- Diagnostic des maladies
- Maladies animales
- Maladies infectieuses
- Toxicologie (hors obligations réglementaires)
- Troubles cardiaques
- Troubles endocriniens
- Troubles gastrointestinaux
- Troubles immunitaires
- Troubles musculosquelettiques
- Troubles nerveux
- Troubles respiratoires
- Troubles sensoriels
- Troubles urogénitaux
- Recherche fondamentale
- Autre recherche fondamentale
- Biologie du développement
- Éthologie / comportement / biologie animale
- Multisystémique
- Oncologie
- Organes sensoriels
- Système cardiaque
- Système endocrinien
- Système gastrointestinal
- Système immunitaire
- Système musculosquelettique
- Système nerveux
- Système respiratoire
- Système urogénital
Rats : 7000
660 000 souris et rats sont élevés pour être livrés aux laboratoires porteurs de la mutation voulue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger pour 535 000 d'entre eux et modéré pour 125 000. Chacun peut subir jusqu'à quatre biopsies de l'oreille ou de la queue pour vérifier son génotype, jusqu'à quatre prélèvements sanguins par jour et une injection d'hormone destinée à activer sa mutation. Une partie part vers d'autres établissements, le reste est mis à mort, ces animaux appartenant au scientifique et ne pouvant, selon le porteur, être replacés. Il annonce une hausse d'environ 10 % des effectifs et indique que les scientifiques s'engagent par écrit à l'absence de solution de remplacement, l'objectif affiché étant de leur livrer le "modèle parfaitement adapté" à leurs expérimentations.
Objectifs
Ce projet consiste à maintenir des lignées de rongeurs dont certains gènes ont été modifiés. Ces modifications peuvent provoquer chez les animaux des changements visibles ou des symptômes particuliers, appelés phénotypes. L’objectif est d’observer ces animaux, de comprendre si la mutation génétique a un impact sur leur santé et leur bienêtre, et d’ajuster la manière dont ils sont suivis et soignés en fonction de ces observations. Ces animaux sont utilisés comme modèles dans la recherche scientifique, par exemple pour mieux comprendre des maladies génétiques comme la mucoviscidose, l’hémophilie ou certaines myopathies, et contribuer au développement de nouveaux médicaments. Pour savoir si un animal porte réellement la mutation recherchée, on effectue une biopsie, généralement en prélevant un morceau d’oreille. Ce prélèvement sert à extraire l’ADN et à vérifier si la mutation est présente. Cela est indispensable, car dans une même portée, tous les animaux ne sont pas forcément porteurs, et il faut pouvoir identifier précisément ceux qui seront utiles pour les recherches et garantir la fiabilité des résultats. Lorsqu’une nouvelle lignée génétiquement modifiée arrive ou est créée, et que l’on ne connaît pas encore les effets de la mutation, une phase d’observation détaillée est mise en place pour comprendre comment celleci influence l’animal et s’assurer que son bienêtre est préservé. Lorsque les effets de la mutation sont déjà connus, le suivi et les soins sont adaptés directement, en surveillant les éventuels signes cliniques et en mettant en place des mesures de prévention ou de traitement si nécessaire. Pour certaines lignées, la mutation ne s’exprime que lorsque l’animal reçoit une substance déclenchante, par exemple une hormone, ce que l’on appelle un ligand. Une administration peut donc être réalisée afin d’activer la mutation et de permettre à l’animal de manifester les caractéristiques liées à cette modification génétique. Dans l’ensemble du projet, environ 660 000 animaux sont concernés, avec une augmentation d’environ 10 % liée à une utilisation croissante de ces modèles. Ils sont répartis dans 500 à 600 projets de recherche différents. Parmi ces projets, environ 35 % portent sur des lignées génétiquement modifiées, pour lesquelles les animaux font l’objet d’une attention particulière en matière de suivi et d’évaluation des phénotypes, afin d’anticiper et de limiter au maximum l’impact potentiel de la mutation sur leur bienêtre.
Bénéfices attendus
Ce projet vise à fournir aux scientifiques des animaux génétiquement altérés (avec une analyse de la présence de la mutation validée) qui leur permettront de réaliser leurs études sur des organismes entiers et vivants. L’altération génétique de ces animaux permet de les rendre plus spécifique à une question scientifique posée, et ainsi réduire le nombre d’animaux qui aurait dû être utilisé si on avait utilisé des lignées moins adaptées à la maladie étudiée. Ainsi, le bénéfice de ce projet sera de permettre une évaluation et une prise en charge des nuisances causées par la mutation génétique des lignées génétiquement altérées et une standardisation et un raffinement des méthodes de prélèvement de tissus pour la cartographie génétique de ces lignées. Le tout permettra d’avoir une meilleure maitrise de la production, de l’élevage et de la qualité des animaux qui doivent être sains, sans agent pouvant induire des biais dans les études et porteur de la mutation génétique voulue afin de fournir aux scientifiques le modèle parfaitement adapté pour leurs expérimentations.
Procédures
Selon les besoins du projet, les animaux pourront être soumis (par animal) : à 1 à 2 biopsies (à l’oreille préférentiellement ; à la queue sur justification scientifique : un prélèvement par animal à la queue maximum) (maximum 4 biopsies sur validation par l’équipe vétérinaire), acte d’une durée maximale de 2sec par biopsie. à des prélèvements sanguins au volume et fréquence conformément à la réglementation en vigueur (maximum 4 prélèvements sanguins par jour) d’une durée maximale de max 3sec. à une injection d’un ligand, acte d’une durée maximale de 10sec par injection. Selon les besoins du projet, les animaux hébergés soumis aux nuisances énoncées pourront exprimer un phénotype ayant un impact négatif sur eux (ex : mutation induisant de l’arthrite).
Impact sur les animaux
Expression d’un phénotype ayant un impact négatif sur les animaux et des signes cliniques associés. Douleur, signes cliniques, mortalité innatendue ou stress exprimé pendant l’évaluation bien etre animal d’une nouvelle lignée. Douleur et stress léger de courte durée associés à une biopsie par méthode invasive (4 biopsies maximum) en plus d’une identification. Douleur et stress léger de courte durée associés à un prélèvement sanguin. Douleur, stress léger de courte durée dûs aux contentions. Douleur, stress léger de courte durée dus à l'injection d’un produit.
Devenir
A la fin de la procédure, les animaux sont soit expédiés, soit mis à mort (les animaux appartiennent au scientifique et ne peuvent être replacés).
Remplacement
Ce projet vise à fournir aux scientifiques des animaux génétiquement altérés qui leur permettront d’étudier dans des organismes entiers et vivants toutes les conséquences d’une altération génétique définie et/ou l’intérêt de molécules thérapeutiques pour lutter contre ces conséquences. Ceci implique l’étude de divers processus biologiques et systèmes physiologiques complexes et nombreux au fur et à mesure de la vie du modèle et nécessite de disposer d’organismes vivants et entiers afin de pouvoir observer l’impact de l’altération génétique ou d’une molécule thérapeutique dans l’ensemble des organes, tissus et fonctions physiologiques. La complexité des mécanismes mis en jeu ne permet donc pas de réaliser de nos jours de tels projets sur des modèles in vitro. Les scientifiques s’engagent par écrit à ce qu’il n’y ait pas de solution de remplacement à cette lignée.
Réduction
Le nombre d’animaux hébergés et mis en accouplement est calculé en fonction des besoins stricts de chaque scientifique. Les chercheurs sont sensibilisés à la nécessité de limiter le nombre d’animaux utilisés et nous mettons en œuvre des améliorations continues de nos méthodes de reproduction pour réduire le nombre d'animaux nécessaire pour obtenir un niveau d'élevage correspondant aux objectifs du projet. Par exemple : Adaptation du sexe du reproducteur génétiquement altéré quand il est accouplé avec des animaux non génétiquement altéréesafin de maximiser les chances de fertilités (phénotype impactant la reproduction) ; éviter les mères dont le phénotype réduit les comportements maternels ; fécondation in-vitro pour ne produire qu’une génération d’animaux d’intérêt et éviter le vieillissement ; cryoconservation des lignées non utilisée et arrêt des colonies respirantes si pas de besoin. Nous encourageons les scientifiques à utiliser les petits au génotype sauvage (non d’intérêt) en tant que contrôles. Pour l’évaluation du bien-être d’une nouvelle lignée, n’est utilisé que le nombre d’animaux minimum requis. Nous ne faisons pas naître d’animaux spécifiquement pour cette évaluation. Pour le génotypage, nous encourageons les scientifiques à choisir des méthodes de prélèvement qui associent identification et génotypage. Nous les encourageons à choisir des schémas d’accouplement ne nécessitant pas de génotypage (homozygotes x homozygotes par exemple). Nous avons aussi réduit le nombre d’animaux utilisés pour l’évaluation du bien-être des nouvelles lignées en adaptant les anciens requis Suisses et Allemands (100 animaux sur 3 générations) aux recommandations européennes (au moins 7 animaux de chaque sexe et génotype, sur 2 générations).
Raffinement
En cas de signe clinique particulier, un suivi adapté est mis en place par des techniciens qualifiés au suivi vétérinaire des animaux. Pour les lignées à phénotype dommageable, des observations cliniques plus fréquentes et spécifiques, avec des points limites, peuvent être mises en place. Pour limiter la douleur, une euthanasie pourrait être demandée à un point limite ou âge précis pour éviter l’expression du phénotype. Cela est évalué lors de la caractérisation du phénotype, en lien avec le scientifique et les vétérinaires. Les observations sont facilitées par des outils internes comme des grilles de score. En cas de détection d’un point limite terminal, l’animal est immédiatement mis à mort. Pour chaque phénotype, des points d’intervention sont adoptés pour un suivi précis et des soins adaptés (soutien nutritionnel…). Si des signes cliniques peuvent être atténués ou guéris par traitement, avec accord du scientifique, le traitement est mis en place. Les animaux présentant un phénotype dommageable léger à modéré mais aptes à voyager seront expédiés avec une communication auprès de l’utilisateur final pour assurer leur réception et utilisation selon les normes éthiques et de bien-être animal.
Choix des espèces
Les rats et les souris sont les espèces pour lesquelles les manipulations génétiques sont développées, maitrisées et avec de nombreuses données scientifiques. De plus, ces espèces permettent d’élever rapidement un nombre d’animaux suffisamment important pour pouvoir avoir des données scientifiquement exploitables et permettent ainsi de mener de manière plus fiable des études en recherche et développement. Pour ce projet, nous devons caractériser et élever des animaux génétiquement altérés qui peuvent développer des caractéristiques cliniques spécifiques à tout âge. Pour vérifier la présence de la modification génétique, une biopsie est réalisée le plus souvent (99% des cas) une semaine avant le sevrage ou au sevrage. Dans environ 1% des cas, une nouvelle biopsie à l’âge adulte peut être demandé pour vérification. Une analyse du sang peut également permettre de vérifier que l’animal présente les caractéristiques attendues, cette dernière se fait après 4 semaines d’âge minimum (adulte) Pour finir, la modification génétique peut être induite par l’injection d’une hormone, cette injection peut se faire à partir de 8.5 jours après la fécondation.
Entretien d’une lignée murine immunodéficiente à phénotype dommageable
- Recherche appliquée
- Maladies infectieuses
- Troubles immunitaires
- Recherche fondamentale
- Système immunitaire
Dépourvues de défenses immunitaires par construction génétique, donc vulnérables à toute infection, 1 824 souris vont être élevées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger. Aucune intervention n'est prévue dans ce projet, qui encadre le seul entretien de la lignée, la réglementation européenne imposant de déclarer l'élevage d'animaux à phénotype dommageable. Le porteur affirme que ce phénotype ne s'exprime pas grâce à des conditions sanitaires contrôlées, et que ces lignées restent "indispensables" pour greffer un système immunitaire humain sans rejet. Les souris arrivant en fin de fertilité vers six mois sont tuées, les autres partant vers des projets expérimentaux dont le détail est renvoyé à d'autres autorisations.
Objectifs
La lignée de souris qui fait l’objet de cette Demande d’Autorisation de Projet (DAP) est fortement immunodéprimées : les animaux issus de cet élevage sont immunodéficients (sans défense immunitaire). Leur phénotype (l’ensemble des caractères visibles) est par conséquent considéré comme dommageable : les animaux deviennent sensibles et vulnérables aux infections. Cependant, ce phénotype peut ne pas s’exprimer si leur élevage est réalisé dans des conditions sanitaires optimales : statut sanitaire contrôlé sans pathogène, hébergement en cages ventilées, utilisation d’équipements, d’aliment, d’eau de boisson et d’enrichissements stériles, ce qui est le cas dans notre établissement utilisateur. Désormais la règlementation européenne nous demande de déclarer l’élevage de ces animaux à phénotype dommageable, même si ce phénotype ne s’exprime pas grâce aux conditions adéquates de maintien de cette lignée. C’est l’objet de cette demande.
Bénéfices attendus
Cette DAP a pour objectif d’encadrer l’entretien d'une lignée, nécessaire à la réalisation de projets de recherche translationnelle dans les maladies infectieuses (évaluation de vaccins, d’immunothérapies) avec à terme un bénéfice pour la santé humaine.
Procédures
Aucune intervention n’est prévue dans cette DAP.
Impact sur les animaux
Les effets indésirables attendus chez ces animaux immunodéficients proviendraient d’une contamination par des pathogènes opportunistes. Ces risques sont réduits au minimum grâce aux conditions d’hébergement et d’expérimentation au sein de notre structure (EOPS (Exempt d'organisme pathogène spécifique), hébergement en portoirs ventilés, équipements de travail, nourriture, enrichissements, et outils stériles).
Devenir
Les animaux arrivant en fin de fertilité (environ 6 mois d’âge) seront mis à mort. Le sort des animaux destinés à des protocoles expérimentaux sera précisé dans les DAP des projets correspondants.
Remplacement
Les méthodes alternatives à l’expérimentation animale se développent de plus en plus, cependant pour certaines problématiques comme l’étude de l’activation du système immunitaire après une vaccination ou une immunothérapie, elles demeurent inadaptées, puisqu’elles ne mettent pas en jeu toutes les interactions au sein d’un organisme vivant. De plus, les lignées murines immunodéficientes restent indispensables pour greffer un système immunitaire humain sans risque de rejet de greffe et permettre ainsi d’étudier l’activation d’un système immunitaire humain.
Réduction
Les plans de reproduction sont effectués selon les besoins expérimentaux nécessaires dans les divers projets, de manière très précise pour ne pas produire d’animaux plus que nécessaire. Les animaux sont issus d'une lignée stable pour que toute la descendance puisse être incluse dans les protocoles expérimentaux ou pour de la reproduction. Ainsi, tous les animaux sont utilisés soit en expérimentation soit en renouvellement de géniteurs.
Raffinement
Tous les animaux sont utilisés soit en expérimentation, soit en renouvellement des accouplements. Nos conditions d’élevage réduisent les risques que le phénotype dommageable s’exprime : élevage en établissement EOPS, cages ventilées, change sous hotte à la pince, matériels stérilisés. Les enrichissements stériles sont variés (pour les femelles : petite maison et/ou rouleau en papier catonné, craft, coton ; pour les mâles: un escalier, des bâtons en bois) et adaptés au type d’animaux dans la cage.
Choix des espèces
Ce modèle murin présentant une immunodéficience sévère. Les souris n'ont pas de système immunitaire ce qui permet l’humanisation avec des cellules humaines sans pré-traitement préalable et sans risque de rejet de greffe. Par ailleurs, la mutation additionnelle du gène cKit (CD117), qui code pour un récepteur essentiel à la survie des cellules souches hématopoïétiques murines améliore significativement la greffe de cellules souches humaines. Cette modification génétique constitue une avancée majeure pour obtenir une humanisation efficace, stable et complète du système immunitaire humain. De fait, ce modèle permet d’obtenir des résultats robustes, reproductibles et représentatifs de l’immunologie humaine, tout en réduisant le nombre d’animaux nécessaires dans les études. Il constitue un outil indispensable dans des études de vaccinologie notamment pour modéliser in vivo le système immunitaire humain et étudier les mécanismes complexes de réponses immunitaires dans leur intégralité.
Evaluation de l’efficacité d’ondes électromagnétiques dans le traitement de la septicémie dans un modèle souris.
- Recherche appliquée
- Maladies infectieuses
462 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, 360 dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré et 102 un niveau léger. Elles sont infectées par des bactéries multirésistantes pour provoquer une septicémie, reçoivent jusqu'à quatre injections ou prises par jour pendant cinq jours, et sont exposées trois fois au maximum à des ondes électromagnétiques, une heure par séance, immobilisées dans un tube ou sous anesthésie. Le porteur décrit une fatigue, une respiration difficile, un arrêt du toilettage et une perte de poids qui s'accentuent sur 24 à 72 heures sans traitement efficace, avec une surveillance portée jusqu'à trois fois par jour. Des souris sans poil, génétiquement modifiées et immunodéprimées, seront utilisées pour améliorer le signal de bioluminescence, et le porteur conclut qu'aucun modèle in vitro ou in silico ne remplace l'animal dans une infection généralisée.
Objectifs
D’après le site de l’Organisation Mondiale de la Santé et les données scientifiques, en 2017, près de 50 millions de cas de septicémie et 11 millions de décès liés à cette maladie ont été recensés dans le monde. Cela représente encore près de 20% de l’ensemble des décès dans le monde dont près de la moitié ont été enregistrés chez les enfants de moins de 5 ans. Le sepsis est généralement causé par des bactéries nosocomiales, bien souvent résistantes aux traitements disponibles sur le marché, induisant rapidement un choc septique généralisé conduisant au décès du patient. Il y a donc une urgence dans la recherche et dans la découverte de nouveaux traitements efficaces contre ces bactéries multi-résistantes aux traitements. L’utilisation des ondes électromagnétiques comme approche thérapeutique suscite un intérêt croissant en raison de leur potentiel à moduler des processus biologiques sans recours à des agents chimiques. Dans le contexte des infections septicémiques dues à des bactéries multirésistantes, cette stratégie innovante pourrait offrir une alternative ou un complément aux traitements conventionnels, en ciblant la physiopathologie de l’infection par des mécanismes non pharmacologiques. Ce projet consiste à évaluer l’efficacité thérapeutique des ondes électromagnétiques dans le traitement de sepsis générés par infection avec des souches de bactéries multirésistantes aux traitements, bioluminescentes ou non (de type E. Coli, K. Pneumoniae, A. Baumannii, P. Aeruginosa ou encore S. Aureus) en modèle murin.
Bénéfices attendus
Ce projet permettra l’utilisation de nouvelles thérapies (expositions à des ondes électromagnétiques) appliquées seules ou en association avec des traitements antibiotiques existants pour potentialiser leur effet pour mieux contrôler et améliorer la prise en charge des infections bactériennes responsables de septicémies rencontrées notamment dans les hôpitaux.
Procédures
Les animaux seront infectés par une injection de bactéries. Chaque injection environ 1 à 2 minutes par animal. Les animaux pourront recevoir des traitements dans la limite de 4 injections ou prises par jour. Les injections sur animal vigile seront réalisées en 1 à 2 minutes. Celles réalisées sur animaux anesthésiés dureront (en comptant l’anesthésie) environ 5 minutes. La durée totale des traitements ne pourra être dépasser 5 jours. Les animaux seront également exposés aux ondes électromagnétiques sous anesthésie ou bien maintenu dans un tube/ boîte afin de limiter leur mouvement. La durée d’une session de traitement n’excèdera pas une heure et 3 sessions d’exposition seront réalisées au maximum. En cas d’utilisation de souches bactériennes bioluminescentes, des suivis de la bioluminescence au maximum pendant 7 jours sur toute la durée de l’étude seront réalisés sur animaux anesthésiés afin d’éviter tout mouvement des animaux pendant les phases d’acquisition des images. La durée de l’acquisition de bioluminescence, en comptant l’anesthésie, sera d’environ 10 minutes. Au maximum 4 prélèvements de sang à différents délais pourront être réalisés sous anesthésie ou en vigile en fonction de la voie de prélèvement. Le prélèvement durera 2 min en vigile et 5 minutes sous anesthésie (anesthésie comprise).
Impact sur les animaux
Les modèles étudiés dans ce projet correspondent à des infections généralisées qui peuvent provoquer, dans les heures suivant l’infection, différents signes de malaise chez les animaux : fatigue, diminution de l’activité, respiration plus difficile, manque de toilettage ou perte de poids. Sans traitement efficace, ces signes peuvent s’accentuer progressivement au cours des 24 à 72 heures suivant l’infection. Comme l’évolution peut varier d’un animal à l’autre, une surveillance clinique est réalisée au minimum une fois par jour. En cas de signes d’aggravation, la fréquence d’observation peut être augmentée jusqu’à trois fois par jour. Cette surveillance permet d’identifier rapidement un seuil défini à l’avance (appelé point limite) afin de mettre en place les mesures nécessaires pour limiter au maximum la souffrance animale. Les animaux seront manipulés régulièrement pour les pesées, les examens cliniques ou les traitements. Certaines procédures demandent une anesthésie ou un temps de manipulation plus long (jusqu’à environ 1 heure), tandis que d’autres durent seulement quelques minutes. Ces étapes peuvent provoquer un stress passager ou, plus rarement, de petits effets indésirables comme un hématome après une prise de sang. Tout sera mis en œuvre pour réduire ces effets.
Devenir
Le modèle d’infection étant généralisé (septicémie) et les études d’évaluation de l’effet de l’exposition aux ondes électromagnétiques de la procédure n°1 et d’efficacité de la procédure n°2 nécessitant des prélèvements d’organes afin de réaliser des analyses, les animaux seront systématiquement euthanasiés en fin d’étude.
Remplacement
Malheureusement à ce jour, malgré les évolutions constantes des modèles in-vitro et in-silico, aucun modèle ne permet de remplacer totalement le modèle animal d’autant plus dans le cas d’une infection généralisée comme celui de la septicémie. Cependant, en amont de ce projet, des études in vitro de non-toxicité et d’efficacité ont été réalisées respectivement sur des cultures cellulaires humaines et des cultures bactériennes sur gélose.
Réduction
Le nombre d’animaux utilisés sera déterminé en fonction des besoins réels de chaque étape du projet. Une première petite étude sera réalisée pour vérifier l’effet de l’application d’ondes électromagnétiques sur la physiologie des souris. Pour cette étape, un minimum de six animaux par condition testée sera nécessaire. Pour les études principales, au moins deux groupes d’animaux seront constitués (un groupe traité et un groupe non traité), avec un minimum d’environ six animaux par groupe, afin d’évaluer l’effet potentiel du traitement. Pour certaines mesures nécessitant l’utilisation de bactéries produisant de la lumière, deux animaux supplémentaires seront inclus afin de mesurer le niveau normal de signal. L’utilisation de ces bactéries bioluminescentes permet de suivre l’évolution de l’infection chez les mêmes animaux au fil du temps, sans avoir à les euthanasier pour obtenir ces données. Cela contribue à réduire le nombre total d’animaux nécessaires pour mener à bien le projet.
Raffinement
Une période d’acclimatation de minimum 5 jours sera respectée. Les animaux seront hébergés en cage en portoir ventilés avec des enrichissements appropriés, en groupes sociaux, y compris les souris contrôles non infectées (nécessaire à l’évaluation du bruit de fond de bioluminescence) qui seront à minima au nombre de 2 par étude afin d’éviter leur isolement. En cas d’agressivité, des enrichissements supplémentaires (cachette supplémentaire et un morceau de papier en cellulose de bois) seront ajoutés dans la cage afin de réduire au maximum l’agressivité et de ne pas avoir recours à l’isolement de l’animal agressif en première instance. Les actes techniques, en particulier ceux nécessitant une anesthésie des animaux seront, autant que possible, regroupés pour limiter le nombre d’anesthésie. Lors de chaque anesthésie, un gel oculaire sera appliqué afin d’éviter le dessèchement cornéen et les animaux seront placés autant que possible sur tapis chauffant ou sous lampe chauffante pour éviter l’hypothermie. Au cours de ces études, les animaux seront suivis par du personnel formé et qualifié au minimum 1 fois par jour et jusqu’à trois fois par jour (poids, suivi clinique avec grille de scoring et éventuellement mesure de la température corporelle) en fonction de la virulence de la souche bactérienne inoculée ainsi que des stades de progression de l’infection. Cela permettra de détecter les stades précoces d’un état de santé dégradé afin de mettre en place des mesures de prises en charge aussi rapidement que possible (mesures de soutien de type hydratation, hébergement individuel, …) ou la mise à mort en cas d’état de santé considérablement dégradé et irréversible. Ce suivi renforcé pourra être complété par une visite vétérinaire.
Choix des espèces
L’espèce souris a été choisie car c’est un modèle standard, polyvalent (multiplicité des souches disponibles dont certaines sans poil) et couramment utilisé dans les études d’infections bactériennes. De plus, sa taille réduite permet l’utilisation de technique d’imagerie optique corps entier ce qui est cruciale pour le suivi d’une infection généralisée. Les souches de souris sans poil (immunocompétentes ou immunodéficientes) seront privilégiées dans le cas d’utilisation de souches bactériennes bioluminescentes pour obtenir les résultats les plus pertinents (absence de la bioluminescence naturelle des poils donc augmentation de la sensibilité). De ce fait des souris OGMs immunodéprimées pourront être utilisées. Les animaux seront hébergés en cage et manipulée en environnement confiné permettant ainsi de maintenir leur statut sanitaire et de ne pas observer de dommages liés à leur immunodépression. Les animaux utilisés pour ce projet seront des jeunes adultes, des deux sexes sans distinction, entre 6 et 9 semaines au moment de l’infection ou du premier traitement. Ce stade de développement permet d’avoir des animaux avec un système immunitaire mature (pas d’autre contrainte spécifique liée à l’âge).
Évaluations précliniques de nouvelles stratégies thérapeutiques contre les infections urinaires
- Recherche appliquée
- Maladies infectieuses
Rats : 480
Un cathéter est glissé dans l'urètre de souris et de rats anesthésiés, puis une bactérie est injectée directement dans leur vessie. 480 souris et 480 rats vont être utilisés, tous tués à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Ils reçoivent des traitements une à trois fois par jour pendant trente jours au maximum, avec jusqu'à deux séjours de 48 heures en cage individuelle et un prélèvement de sang par semaine, pour tester des candidats médicaments contre les infections urinaires. Le porteur chiffre l'inconfort du cathéter à trois minutes et la douleur des piqûres à cinq secondes, tout en décrivant par ailleurs la fièvre, la perte de poids, la baisse de la prise alimentaire et la détresse respiratoire que provoque l'infection.
Objectifs
Les infections urinaires figurent parmi les infections bactériennes les plus fréquentes, constituant un problème de santé publique majeur. La prévalence est très élevée, touchant plus de 150 millions de personnes par an dans le monde, avec une incidence particulièrement forte chez les femmes. Les solutions thérapeutiques existantes reposent principalement sur les antibiotiques, le choix dépendant du type et de la gravité de l'infection (cystite, pyélonéphrite). La nécessité de nouveaux traitements est urgente, car l'efficacité des antibiotiques actuels est rapidement compromise par l'évolution de la résistance aux antimicrobiens. Les recherches se concentrent sur des alternatives comme les vaccins, la thérapie par phages et les agents anti-virulence. L'objectif est de trouver des solutions à long terme, non-antibiotiques de préférence, pour gérer les infections urinaires récidivantes et préserver l'efficacité des traitements de dernier recours. Le projet propose l’évaluation préclinique de candidats médicaments pour déterminer leur efficacité contre des agents pathogènes responsables des infections urinaires.
Bénéfices attendus
Les bénéfices attendus du projet sont multiples avec un impact significatif sur la santé humaine. En caractérisant de nouveaux candidats médicaments, le projet vise à répondre à des besoins non satisfaits dans la lutte contre les infections urinaires, en particulier face à la résistance antimicrobienne. Le projet permettra de développer de nouveaux traitements ciblant plus efficacement les infections, en particulier dans les contextes où les thérapies actuelles échouent. Ce projet pourrait améliorer la gestion des infections résistantes et des cystites/pyélonéphrites difficiles à traiter.
Procédures
Pose d'un cathéter dans l'urètre sur animaux anesthésiés-3 min: 1 fois (modèle aigu) ou 2 fois (modèle chronique) au cours de leur vie. Les animaux seront infectés 1 fois (modèle aigu) ou 2 fois (modèle chronique) avec le germe pathogène par administration intra-vésicale sous anesthésie (1 min). Les animaux feront au maximum 2 sessions de 48 h en hébergement individuel et seront traités 1 à 3 fois par jour (selon les voies d'administrations) pendant 30 jours consécutifs maximum. Temps requis pour les différentes voies d’administration : Orale-10 à 20 secondes ; Intraveineuse - 30 secondes à 1 minute ; Sous-Cutanée- 5 à 10 secondes ; Intrapéritonéale- 5 à 10 secondes. Au maximum un prélèvement de sang hebdomadaire sur animaux anesthésiés. Le temps nécessaire pour effectuer un prélèvement de sang dans la veine caudale pour chaque souris est de 3-5 minutes.
Impact sur les animaux
Les nuisances principales concernent la douleur et l'inconfort induits par les injections, les inflammations, l'infection et l'isolement en hébergement individuel. L'anesthésie gazeuse induit un stress de courte durée (15 secondes). Les piqûres d’aiguille pour traiter les animaux entraînent une douleur légère de courte durée (5 secondes). L'installation d’un cathéter intraurétral peut induire une inflammation locale de la vessie, causant un léger inconfort temporaire (3 minutes). L'infection par les agents pathogènes induit la pathologie avec des symptômes potentiels comme la fièvre, la perte de poids, la diminution de la prise alimentaire et hydrique, détresse respiratoire et une mobilité réduite. L’isolement en hébergement individuel pendant 48h peut être perturbant pour les animaux et induit un stress.
Devenir
A la fin de chaque procédure tous les animaux sont mis à mort et des prélèvements d'organes et de sang sont réalisés pour des mesures de charge microbienne, de paramètres inflammatoires ou des études d'histologie.
Remplacement
Préalablement à toute utilisation d'animal, nous intégrons dans nos projets des modèles cellulaires in vitro, et 3D tissulaires, afin de réduire le nombre d'animaux utilisés et d’optimiser les essais précliniques. Ces alternatives non animales ne peuvent pas remplacer totalement les tests sur les animaux utilisés dans ce projet dans lequel un des paramètres analysés est la fréquence et le volume d’urine produite.
Réduction
Le premier principe de réduction du nombre d’animaux sera appliqué via l'intégration dans ce projet, préalablement à toute utilisation d'animal, de modèles cellulaires et tissulaires. Le principe de réduction du nombre d’animaux sera appliqué aussi via l’estimation du nombre d’animaux permettant de garantir l’interprétabilité des résultats. L'estimation du nombre d'animaux nécessaire se fait par un calcul de puissance statistique: 12 animaux seront inclus par lot. En combinant ces approches, nous réduisons les expérimentations animales, tout en garantissant la précision des résultats.
Raffinement
La fréquence de surveillance des animaux est essentielle pour garantir leur bien-être. Les signes de détérioration de l’état de santé, tels que perte de poids, fièvre, modifications de la mobilité, ou respiration laborieuse, sont particulièrement surveillés. Si des signes de stress apparaissent, nous ajusterons l'environnement pour améliorer le bien-être des souris et notamment stimuler leurs sens et leurs comportements naturels. Nous augmenterons l’enrichissement physique par l’apport de cachettes (boîtes, tunnels) et de matériaux pour la construction de nids (papier déchiqueté, fibres) ainsi que l’enrichissement sensoriel par la modification régulière de la disposition de leur cage et des éléments à l’intérieur de la cage pour offrir de la nouveauté. L'introduction de nouveaux enrichissements se fera progressivement pour éviter un stress supplémentaire. Des critères d'arrêt stricts sont définis pour éviter la souffrance des animaux. L’objectif est de garantir que des soins vétérinaires sont fournis dès que nécessaire. La prévention du stress est intégrée au protocole expérimental par l'utilisation d'une anesthésie gazeuse et administration d'analgésique au préalable des gestes douloureux à chaque fois que cela sera nécessaire.
Choix des espèces
Les rongeurs sont des modèles pertinents pour la caractérisation pré-clinique de molécules ciblant les infections urinaires pour des raisons principalement liées à ses caractéristiques biologiques, et notamment en raison de : (i) la similitude anatomique et physiologique des systèmes humain et murin. L'anatomie du système urinaire du rongeur (reins, uretères, vessie, urètre) est suffisamment similaire à celle de l'humain pour permettre l'étude de la progression de l'infection et de la réponse de l'hôte. (ii) Les mécanismes d'infection : Les souches bactériennes responsables des infections urinaires chez l'homme, notamment E. coli , peuvent être utilisées pour infecter la vessie et/ou les reins de la souris et du rat, reproduisant ainsi les stades d'infection (cystite, pyélonéphrite) et les mécanismes de virulence clés, comme la formation de communautés bactériennes intracellulaires dans les cellules de la vessie. Des animaux adultes seront utilisés afin de mimer au mieux la pathologie humaine : • Âge le plus touché : Les infections urinaires sont beaucoup plus fréquentes chez les femmes adultes en bonne santé que chez les enfants. Utiliser des animaux adultes permet de modéliser l'âge où la maladie est la plus prévalente chez l'humain. • Maturation du Système Urinaire : Le tractus urinaire d'un rongeur adulte est anatomiquement et physiologiquement plus proche de celui d'un humain adulte que celui d'un animal juvénile. La structure et la fonction de la vessie et des voies urinaires sont complètement développées et matures. • Réponse Immunitaire Mature : Les infections urinaires impliquent une réponse immunitaire complexe de l'hôte. Les rongeurs adultes possèdent un système immunitaire totalement mature et compétent
Étude de la compétence vectorielles des tiques des genres Ixodes et Dermacentor pour les virus Dugbe et Hazara
- Recherche appliquée
- Maladies infectieuses
Infectées par un virus puis exposées quatre à sept jours durant aux piqûres de tiques posées sur elles, 3 708 souris subissent en plus un prélèvement sanguin quotidien pendant quinze jours. Elles sont utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, à l'âge de quatre semaines, choisi parce que les jeunes souris développent une infection lente et progressive qui laisse le temps aux tiques de se gorger au pic de virémie. Le porteur qualifie les piqûres de tiques d'indolores et reconnaît dans le même dossier qu'il lui est difficile d'anticiper les symptômes, l'approche étant exploratoire. Toutes sont tuées à la fin de la procédure, le porteur écartant toute réutilisation ou adoption au motif qu'elles auront été infectées.
Objectifs
Le virus Hazara est un virus originaire du Pakistan de la région de Hazara et a pour réservoir une espèce locale de campagnol. Le virus est alors transmis par piqure de tique Ixodes redikorzevi. Le virus Dugbe quant à lui est un virus que l’on retrouve chez les bovins d’Afrique centrale et qui peut parfois toucher l’Homme de manière peu symptomatique. L’étude de ces deux virus et plus spécifiquement de leur transmission par les tiques de différents genres, présentes notamment en France, permettrait alors d’obtenir une première réponse quant à la transmission potentielle du virus objet du projet par ces mêmes tiques. Nous utiliserons des souris de différentes origines : des lignées standard, présentant une sensibilité accrue aux infections virales, ou dont la sensibilité à cette famille de virus a été précédemment montrée. Le but est d’identifier une lignée plus apte à s’infecter pour obtenir un modèle d’infection stable. Les souris montrées comme étant sensibles permettront d’étudier la transmission du virus via les piqûres de tiques infectées. Si au cours de ces expériences de transmission naturelle, les souris sensibles à l’infection par injection intradermique de virus venaient à ne pas s’infecter, alors nous pourrions supposer que le risque que le virus étudié se transmette par des tiques présentes en Europe est minime sinon nul.
Bénéfices attendus
L’étude de ces deux virus et plus spécifiquement de leur transmission par les tiques de différents genres, présentes notamment en France, permettrait alors d’obtenir une première réponse quant à la transmission potentielle du virus étudié par ces mêmes tiques. Nous allons aussi étudier si ces virus sont capable de passer d’une génération à l’autre de la tique par transmission trans-ovarienne mais aussi sa résistance dans la tique lors des différents passages de stade.
Procédures
Le virus sera injecté une fois en début de procédure. La durée de l’injection est de quelques secondes. Des prélèvements sanguins seront réalisés tous les jours pendant 15 jours consécutifs. Chaque prélèvement ne dure que quelques secondes. Un prélèvement sanguin final sera réalisé juste avant la mise à mort (30 secondes). Les souris seront exposées à des piqûres de tiques pendant 4-5 j pour les larves et les nymphes et environ 7 jours pour les adultes. Les piqûres de tiques sont indolores pour l’animal.
Impact sur les animaux
Il est difficile d’anticiper des symptômes spécifiques. Le début de projet est exploratoire et nous permettra de mieux évaluer l’état des animaux en fonction des doses de virus. Nous nous intéresserons donc aux signes génériques. Parmi les signes génériques, une perte de poids, une dégradation de la posture, de l’aspect général (poil hérissé, yeux fermés, grimaces).
Devenir
Tous les animaux seront mis à mort à la fin de chaque procédure car ils ne peuvent être ni réutilisés, ni replacés, ni adoptés car ils auront été infectés par un virus. De plus, les organes seront prélevés pour analyse.
Remplacement
La transmission vectorielle est un phénomène complexe. Elle nécessite de bien comprendre les interactions entre le vecteur : la tique, le virus et l’hôte vertébré. La tique transmet l’agent pathogène lors d’un repas de sang au cours duquel le virus, une fois amplifié dans les glandes salivaires se transmet dans la salive de la tique. Or cette salive possède de nombreux rôles dont certains permettent de moduler la réponse immunitaire de l’hôte vertébré. L’agent pathogène est alors moins bien reconnu par le système immunitaire et peut donc mieux se développer. Il est donc très difficile voire impossible de mimer cette interaction in vitro sur des cellules. Le modèle animal est donc beaucoup plus pertinent. Les modèles d’infection in vitro sont imparfaits, les tiques ne se gorgent pas bien et peu parviennent aux stades suivants. D’autre part, l’utilisation de membranes de gorgement n’est pas satisfaisante car elle ne mime que très partiellement la transmission naturelle. Les études réalisées in vitro ne permettent pas actuellement de rendre compte de la complexité des interactions dans le cadre de la transmission d’une maladie par un vecteur à un hôte sensible. Il est donc nécessaire de se rapprocher des conditions naturelles de transmission en utilisant un modèle animal adapté. La souris est un modèle intéressant car il a déjà été montré qu’elle est sensible à l’infection par plusieurs virus de la famille du virus étudié.
Réduction
Dans un premier temps, nous chercherons à déterminer la cinétique de virémie de l’infection des souris par les virus. Le travail séquentiel que nous proposons et qui vise dans un premier temps à n’utiliser que les doses de virus les plus faibles notamment dans la procédure devrait permettre de réduire le nombre d’animaux si les résultats obtenus sont suffisants avec les premières doses. Dans certaines expériences des variations assez fortes du succès d'infection seront mis en évidence (par exemple, une variation de 20% à 50% du succès d'infection. Dans d’autres, le manque possible de puissance lié à l'utilisation de variables binaires sur des effectifs assez faibles sera étayé par des quantifications tout à fait complémentaires. Les analyses de puissance sont menées avec un logiciel adapté.
Raffinement
Les animaux seront observés quotidiennement et bi-quotidiennement dès l’apparition d’une gêne quelconque. Nous utiliserons une grille d’évaluation de la douleur prenant en compte l’ensemble des symptômes susceptibles d’être déclarés lors de l’infection, notamment les symptômes neurologiques. Plusieurs points limites généraux ont été définis basés sur la littérature (perte de poids, fièvre, atteinte hépatique, signes neurologiques). Lorsque l‘un de ces points limites sera atteint, les animaux seront observés bi-quotidiennement. Du gel hydrique sera ajouté dans la cage si les animaux présentent un amaigrissement important ou bien si leur mobilité diminue. Les animaux seront mis à mort lorsque les points limites terminaux seront atteints. Les résultats obtenus en début de projet où plusieurs lignées de souris seront testées permettront de mieux définir les symptômes et de sélectionner la lignée de souris la mieux adaptée à l’infection des tiques par la suite. Nous établirons également des points limites pertinents pour la suite du projet. Les animaux seront surveillés quotidiennement pour l’apparition de signes cliniques jusqu’à 15 jours post-infection, notamment quand le modèle sera mis au point et les symptômes analysés. L'approche est exploratoire, en l'absence de connaissances précises dans le domaine, donc les animaux seront observés très précisément. De la nourriture semi-liquide sera mise à disposition des souris avant et après l’infection (les animaux contrôles suivront le même traitement). Si des symptômes apparaissent, les souris seront observées de façon biquotidienne. En l’absence de récupération, les souris seront mises à mort et leurs organes seront récupérés pour des analyses virologiques, histologiques et moléculaires. L’état de santé des souris sera surveillé de façon quotidienne ce qui permettra de détecter précocement tout signe de souffrance et l'atteinte éventuelle des points limites. De la nourriture semi-liquide sera mise à disposition des souris en cas de prostration ou dès lorsqu’une gêne même légère à la motricité sera observée.
Choix des espèces
Nous souhaitons posséder un modèle simple d’infection de tiques sur des souris. Il est nécessaire qu’il s’agisse d’un modèle proche de la réalité de la transmission vectorielle. Les souris sont potentiellement des réservoirs du virus Hazara. Les souris immunodéficientes s’infectent et meurent de l’infection lorsque des doses élevées sont utilisées. Les jeunes souris s’infectent avec le virus Dugbe, mais la sensibilité décroit avec l’âge. Il pourra s’avérer nécessaire d’utiliser d’autres souris présentant l’avantage d’avoir une grande variabilité génétique et certaines lignées ont déjà montré une plus grande sensibilité aux arbovirus. Les souris seront des mâles et femelles âgés de 4 semaines car il a été montré que les jeunes souris développaient une infection lente et progressive, permettant ainsi de pouvoir poser les tiques pour qu’elles soient en phase de gorgement idéalement au cours du pic de virémie.
Identification de cibles vaccinales pour développer de nouvelles stratégies thérapeutiques contre les infections materno-fœtales sévères à Escherichia coli, chez la souris.
- Recherche appliquée
- Maladies infectieuses
Des souriceaux de deux à trois jours sont exposés à Escherichia coli, certains mourant dans les vingt-quatre heures qui suivent, les autres étant tués au même terme. 3 158 souris vont être utilisées au total, 1 980 dans des procédures impliquant un niveau de souffrance sévère et 1 178 un niveau léger, toutes tuées pour prélever cerveau, foie et rate. L'objet est d'identifier gène par gène des composants de la bactérie qui pourraient servir de cibles vaccinales chez le nouveau-né. Le porteur range les injections et le gavage parmi les gestes causant "un léger inconfort ou un stress passager", tout en décrivant chez les souriceaux non protégés une léthargie, des troubles respiratoires et une mort rapide.
Objectifs
Escherichia coli est l’un des principaux agents bactériens responsables d'infections graves, en particulier chez les bébés prématurés. Ces infections peuvent toucher le sang (bactériémie), le cerveau (méningite), les poumons ou d’autres organes vitaux, et entraîner des complications graves, voire le décès. Même lorsqu’ils survivent, certains enfants gardent des séquelles durables. Ces infections surviennent souvent peu après la naissance, lorsque le bébé est colonisé par la bactérie au contact de sa mère. La bactérie peut ensuite franchir les barrières naturelles du corps et atteindre la circulation sanguine, ce qui déclenche une infection généralisée. Dans ce projet, notre objectif est de mieux comprendre les mécanismes qui permettent à E. coli de provoquer ces infections sévères chez la souris et d’identifier des cibles qui pourraient être utilisées pour prévenir ces maladies. Pour cela, nous utilisons une méthode de recherche innovante, qui permet d’analyser le rôle de chaque gène de la bactérie. Cette approche permet d’identifier automatiquement les éléments de la bactérie qui déclenchent une réaction de défense chez l’hôte. Ces éléments pourront ensuite servir de base au développement d’un vaccin destiné à protéger les nouveau-nés contre les infections à E. coli. À terme, ce travail vise à contribuer à la mise au point d’une stratégie de prévention efficace contre ces infections néonatales graves.
Bénéfices attendus
Aujourd’hui, aucun vaccin ne peut protéger les nouveau-nés contre les infections graves causées par Escherichia coli. Cette bactérie, responsable notamment d’infections du sang et du cerveau chez les nourrissons, est difficile à cibler par le système immunitaire. En effet, sa capsule protectrice ressemble à des molécules naturellement présentes dans le corps humain, ce qui rend la réponse immunitaire moins efficace et soulève des risques de confusion avec nos propres cellules. Notre projet vise à contourner cet obstacle en utilisant une approche innovante, qui permettra d’identifier d’autres composants de la bactérie, capables de déclencher une réponse immunitaire sans danger. Ces éléments seront ensuite testés en laboratoire et sur modèle animal afin de vérifier leur efficacité, ce qui constituera la première étape vers un futur vaccin. Cette méthode pourrait à terme servir à identifier d'autres cibles vaccinales pour protéger contre d'autres pathogènes responsables d’infections graves, voire dans le cadre du cancer. Les résultats de ce projet seront publiés dans des revues scientifiques et présentés lors de conférences. Nous veillerons aussi à les partager avec le grand public à travers des actions de vulgarisation et d’enseignement. Ce travail pourrait aboutir à un vaccin efficace contre E. coli, réduisant la dépendance aux antibiotiques et le risque de résistance. En protégeant les mères et leurs bébés, il représenterait une avancée importante en santé publique.
Procédures
Chez les souris adultes, la vaccination peut provoquer des effets légers et temporaires, comme un poil légèrement hérissé, une baisse d’activité pendant quelques heures ou une petite sensibilité au point d’injection. Aucun décès n’est attendu à cette étape. Chez les souriceaux âgés de 2 à 3 jours, l’exposition à la bactérie peut entraîner une infection grave. Les signes qui apparaissent le plus souvent sont une baisse importante de l’activité, une réaction moindre aux stimulations et parfois une coloration de la peau qui devient plus terne ou grisâtre. Ces symptômes surviennent généralement entre 6 à 12 heures après l’infection. Sans protection immunitaire, les souriceaux atteints peuvent rapidement s’aggraver et certains peuvent mourir dans les 24 heures, ce qui est caractéristique de ce type d’infection chez le nouveau-né. Pour éviter toute souffrance prolongée, tous les souriceaux sont mis à morts 24 heures après l’infection, ou plus tôt si leur état le nécessite, conformément aux critères d’arrêt prévus.
Impact sur les animaux
Cette étude est classée comme une procédure de classe sévère en matière de bien-être animal. Certaines manipulations, comme les injections dans l’abdomen ou l’administration de liquide directement dans l’estomac, peuvent provoquer un léger inconfort ou un stress passager. Des prélèvements de sang seront également réalisés sous anesthésie, à l’aide d’un gaz. Ce gaz peut parfois provoquer une toux ou des signes d’inconfort à très court terme, ainsi qu’une légère perturbation de la régulation de la température corporelle. Là encore, toutes les précautions seront prises pour limiter ces effets. Le classement global de la sévérité est lié au challenge infectieux réalisé chez les souriceaux, qui peut entraîner des signes cliniques modérés à sévères (léthargie, troubles respiratoires, perte de poids), voire un décès rapide dans certains cas.
Devenir
À l’issue des procédures expérimentales, tous les animaux seront mis à mort de manière éthique, conformément à la réglementation en vigueur et aux objectifs scientifiques de l’étude. Cette mise à mort est nécessaire pour : – Réaliser des prélèvements d’organes (cerveau, foie, rate…) indispensables à l’analyse de la dissémination bactérienne et à l’évaluation de l’efficacité du vaccin testé ; – Éviter toute souffrance prolongée dans les groupes non protégés, notamment en cas d’infection sévère (sepsis) ; – Garantir la qualité et la fiabilité des résultats, en assurant un recueil homogène des données au même moment post-infection.
Remplacement
Des études préliminaires in vitro ont permis d’établir les doses optimales de vaccin et de bactéries à administrer. Cependant l’emploi du modèle animal nous est indispensable afin d’étudier la réponse immunitaire de l’hôte. De plus, s’agissant du développement d’une nouvelle stratégie curative, l’expérience sur l’animal est justifiée avant l’application sur l’Homme. Néanmoins, plusieurs parties du projet seront faites in vitro ; dès que cela nous est possible et scientifiquement justifié.
Réduction
Nous utiliserons une lignée consanguine de souris dont le fond génétique est contrôlé et homogène pour minimiser la variabilité des phénotypes et donc le nombre d’animaux à utiliser. De plus, nous utiliserons pour chaque expérience le nombre minimal d'animaux permettant d'observer une différence significative. Par nos expériences passées, il est estimé qu’un groupe de 16 animaux est suffisant pour obtenir une étude statistique.
Raffinement
Pour réduire le stress et l’angoisse des souris de l’enrichissement sera ajouté dans chaque cage d’hébergement (coton et maison en carton). Les animaux seront hébergés en groupe de cinq maximum, dans des cages équipées afin d'offrir un environnement enrichi et approprié. Les souris auront un accès à volonté à l'eau et à la nourriture pour assurer leur hydratation et leur besoin nutritionnel. Après réception des souris à l’animalerie, aucune expérience ne sera faite avant au moins une semaine, pour leur laisser le temps de s’habituer à leur nouvel environnement (bruits, odeurs, sensations…). Elles seront simplement manipulées, sans geste invasif, pendant cette semaine pour les habituer à l’expérimentateur (marquage, contention). Pendant toute la durée de l'étude, des aiguilles et sondes adaptées aux voies d'administration et à l'âge des souris seront utilisées afin de minimiser les traumatismes induits. Les prélèvements de sang seront faits sous anesthésie afin de minimiser le stress et la douleur lors des prélèvements. De plus, un collyre anesthésiant sera appliqué sur l'oeil prélevé des souris pour minimiser leur souffrance au réveil. Les souris seront surveillées régulièrement par les membres de ce projet ou, le cas échéant, par le personnel qualifié de l’animalerie afin de relever toute souffrance isolée ou non induite par les manipulations expérimentales.
Choix des espèces
Tout d'abord, la souris est un modèle animal bien établi et largement utilisé en recherche biomédicale en raison de sa génétique bien caractérisée et de sa similitude avec l'organisme humain en termes de physiologie et de pathologie. Ces caractéristiques permettent de réaliser des études reproductibles et de haute qualité, fournissant des résultats pertinents et transposables aux humains. De plus, la souris est reconnue comme modèle d'infection systémique à E. coli. En effet, les bactéries notamment E. coli se répliquent très bien chez la souris, ce qui est nécessaire pour une sélection efficace des mutants. •Animaux adultes : Afin de réduire au maximum la variabilité de nos résultats nous n’utiliserons que des animaux adultes du même âge (8 à 10 semaines). •Animaux nouveau nés âgés de 2 à 3 jours. Notre projet porte sur les infections néo natales à E. coli. Il est parfaitement démontré dans la littérature que la traversée de l’épithélium digestif, l’envahissement sanguin, ainsi que la traversée de la barrière hémato encéphalique et l’envahissement méningé sont des phénomènes qui ne s’observent qu’à un stade très précoce du développement (< 5 jours de vie) sans doute en raison de l’immaturité des différentes barrières anatomiques (digestive et hémato encéphalique).