Troubles cardiaques
- Alimentation animale
- Autres troubles humains
- Bien-être animal
- Cancers
- Diagnostic des maladies
- Maladies animales
- Maladies des plantes
- Maladies infectieuses
- Toxicologie (hors obligations réglementaires)
- Troubles endocriniens
- Troubles gastrointestinaux
- Troubles immunitaires
- Troubles musculosquelettiques
- Troubles nerveux
- Troubles respiratoires
- Troubles sensoriels
- Troubles urogénitaux
Rémission de la pathologie cardiaque pour un vieillissement de qualité : recherche et validation d’acteurs moléculaires dans un modèle murin EU2/2
- Recherche appliquée
- Troubles cardiaques
- Recherche fondamentale
- Système cardiaque
650 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance sévère. Chaque animal subit deux chirurgies cardiaques, une pour induire la pathologie puis une pour la corriger quatre semaines plus tard, suivies d'échographies et de scanners sous anesthésie, de courses forcées sur tapis roulant et de prélèvements sanguins répétés, pour étudier le remodelage inverse du cœur. Les retombées annoncées pour les patients, un vieillissement en meilleure santé et de nouvelles cibles thérapeutiques, sont renvoyées au conditionnel et au long terme, alors que l'objectif immédiat reste de décrire des mécanismes moléculaires. Le porteur affirme que l'insuffisance cardiaque touche l'"organisme entier", ce qui rendrait une approche in vivo "indispensable", et conclut au recours à la souris.
Objectifs
L'insuffisance cardiaque (IC) se développe suite à l’accumulation d’altérations induites par un stress pathologique comme l’hypertension ou les atteintes des artères coronaires. Ces multiples altérations sont regroupées sous le terme général de remodelage. Les avancées thérapeutiques permettent de ralentir cette progression vers l’IC et parfois de lever le stress cardiaque initial. Cependant de nombreux patients voient leur fonction cardiaque décliner inexorablement ou secondairement. Des études récentes conduites chez l'Homme et chez l’animal ont montré que suite à un stress cardiaque pathologique transitoire, certaines lésions semblent irréversibles, d'autres s’estompent constituant un processus de remodelage inverse. L’analyse au niveau moléculaire de ce processus indique qu'il correspond en fait à un nouvel état plutôt qu’à un retour à la normale. Ces données sont cohérentes avec la description clinique d’altérations tardives après une prise en charge efficace dans un premier temps. Ce retentissement à long terme sera probablement de plus en plus fréquent avec le vieillissement de la population. Le projet vise à identifier, in vivo dans un modèle murin, les mécanismes intimes, cellulaires et moléculaires, impliqués dans le remodelage inverse et susceptibles de favoriser une récupération plus complète et durable. Les recherches précliniques sur cette problématique sont à ce jour balbutiantes. Le projet permettra de compléter ces études en profitant des dernières avancées technologiques, de proposer et de tester des stratégies thérapeutiques complémentaires et nouvelles. Sur la base d'un modèle murin bien caractérisé de pathologie cardiaque, adapté pour être transitoire, ces objectifs seront suivis par 1) une caractérisation moléculaire approfondie du coeur en phase de récupération de la pathologie comparée à celle de coeurs sains et malades. Cette approche sans à priori, par séquençage à large échelle des gènes exprimés dans ces différentes conditions permettra de décrire les évènements moléculaires et de générer de nouvelles hypothèses d'intervention. 2) le suivi de la trajectoire du vieillissement, normale ou altérée, après récupération par des explorations physiologiques régulières d’une cohorte d’animaux. 3) la réalisation d’essais précliniques d’interventions (exercice, traitements, thérapie génique) pour favoriser la récupération. Les techniques utilisées seront conduites dans 2 zootechnies disposant d'outils et de compétences complémentaires.
Bénéfices attendus
traitement de pathologies humaines et le maintien en bonne santé. Il s'intéresse à une cause majeure de morbimortalité dans les pays dits développés, les maladies cardiovasculaires. Il se penche sur un aspect nouveau de l'atteinte cardiaque, les altérations persistantes malgré une prise en charge efficace. A long terme chez l'Homme, la description de cette atteinte et la compréhension de ses mécanismes pourraient permettre de favoriser un vieillissement en meilleure santé et aussi de cibler des mécanismes pathologiques nouveaux lors du traitement. Le projet déploit les dernières avancées technologiques (séquençage haut débit) pour une meilleure description moléculaire des altérations, une évaluation fonctionnelle approfondie et des essais précliniques de test d'interventions thérapeutiques. A plus court terme, la faisabilité d'une mise en place d'un modèle in vitro de fibroblaste activé sera testée. Ce type cellulaire participe de manière importante à l'atération du muscle cardiaque en synthétisant en son sein une matrice rigide responsable de défauts mécaniques et électriques cardiaques. Cette matrice excessive constitue un type de lésion nommée fibrose. Après récupération, cette fibrose persiste et aucun traitement ne cible spécifiquement cette altération, actuellement. L'établissement d'un modèle ex vivo permettrait de diminuer le nombre d'animaux nécessaires pour des études futures de certains mécanismes du remodelage pathologiques ou de criblage de candidat-médicament.
Procédures
La mise en place du modèle expérimental de récupération de la dysfonction cardiaque repose sur la réalisation de 2 interventions chirugicales (d'environ 30 min chacune) : une d'induction de la pathologie puis, 4 semaines après, une de correction. Pour les différents objectifs du projet, les animaux sont soumis à des techniques non invasives d'imagerie sous anesthésie générale : echocardiographie, examen d'environ 10 min utilisé pour le suivi c'est à dire répété à intervalle régulier (max 1fois/semaine) et scanner, examen de 2h réalisé une fois en fin de protocole. Le suivi des animaux sera également mené par des mesures répétées (fréquence de 1 fois/mois) de l'activité physique maximale via une épreuve de course sur tapis roulant avec mesure de la performance (durée de course) confirmée par un marqueur sanguin nécessitant le prélèvement d'une goutte de sang. Pour certains objectifs du projet, incluant une approche préclinique, l'administration de médicaments (quotidienne) ou d'agent de thérapie génique (unique) sera réalisée.
Impact sur les animaux
L’approche expérimentale nécessite 2 interventions chirurgicales. Il faut noter que la 2nde permet de mettre fin au stress cardiaque pathologique qui autrement conduirait à l'insuffisance cardiaque. Les chirurgies comportent toujours un risque, comme chez l'Homme. Toutes les mesures d'anesthésie et d’analgésie nécessaires pour prévenir et empecher la douleur sont prises. Pour les modifications pathologiques induites par la première chirurgie, il n’y a pas de symptômes et les lésions s'accumulent progressivement, silencieusement (pas de douleur, pas de retentissement sur l'activité au moins dans les conditions d’hébergement sédentaire des animaux). L'altération de l'état général de l'animal qui pourrait être associée à ce type de pathologie n'est présente qu'à un stade très avancé qui n’est pas l'objet de ce projet. La limitation des atteintes sera mesurée objectivement par les mesures non invasives d’imagerie cardiaque (echocardiographie). Pour les stress, ils sont de bas niveaux (echographie et scanner réalisés sous anesthésie générale gazeuse, course sur tapis roulant), transitoires et limités au besoin scientifique du projet.
Devenir
Toutes les procédures se soldent par l'euthanasie des animaux et le prélèvement des tissus d'intéret. Ils serviront à des analyses des tissus, des cellules, des protéines et de l'expression des gènes. Ainsi, chaque animal utilisé apportera un maximum d'informations pertinentes pour les objectifs scientifiques du projet grâce à des mesures intégrées sur le phénotype (fonction cardiaque, capacité d'exercice) associées à des mesures détaillées de laboratoire.
Remplacement
Le mécanisme du remodelage cardiaque aboutissant à l'insuffisance cardiaque (IC) en réponse à un stress implique tous les types cellulaires constitutifs du tissu mais aussi le recrutement de cellules, en particulier inflammatoires et l’interaction avec d’autres organes (rein, système nerveux, …). L’IC est donc une pathologie touchant tout l’organisme rendant indispensable une approche in vivo. De manière analogue, le remodelage inverse nécessite la même approche. De plus, le meilleure critère d'évaluation de la fonction cardiaque est la capacité physique à l'image de ce qui est réalisé chez l'Homme (périmètre de marche, épreuve d'effort).
Réduction
L’approche sans à priori utilisant un criblage à large échelle sera réalisée avec le minimum d’animaux possibles car son objectif est principalement d’identifier les pistes à approfondir. Ensuite cette approche in vivo est complémentaire d’études in silico (modélisation informatique) et in vitro qui seront conduites en parallèle et en complément. L’étude informatique des réseaux de gènes nous aidera à identifier les éléments clés. Le criblage à large échelle combiné à une analyse informatique permettra de recueillir un maximum de données à partir des animaux inclus dans le protocole. Ensuite, les molécules candidates pour améliorer la prise en charge seront testées chez les animaux dont le nombre sera déterminé par une approche statistique adaptative. Elle favorise l'utilisation d'un nombre minimum d'animaux nécessaire sans compromettre les résultats scientifiques grâce à une analyse intermédiaire des résultats obtenus sur un effectif réduit d'animaux par rapport à l'effectif total planifié. La décision est alors prise de poursuivre si les résultats sont encourageants ou de stopper l'essai si l'intervention testée est trop peu efficace. Pour tous les points du projet, la technique chirurgicale utilisée correspond au dernier développement publié pour permettre une diminution de la variabilité du remodelage ce qui entraîne une diminution du nombre d’animaux comparativement à la technique historique.
Raffinement
Les procédures susceptibles d’induire la douleur sont bien identifiées : l’approche chirurgicale d’induction et de correction de la pathologie cardiaque. Lors de ces interventions, l’analgésie locale en complément d’une analgésie générale (morphinique) permet de prévenir la douleur. De plus, les chirurgies seront réalisées par un chercheur rompu à la technique permettant des opérations rapides et des ouvertures minimales diminuant les risques opératoires et participant à une meilleure récupération. Les derniers développements de la technique chirurgicale qui rapportent un meilleur taux de succès seront mis en oeuvre. Le suivi est renforcé dans la période post-opératoire (48 h), l'analgésie est poursuivie et les animaux disposent d'aliments spécifiques, dédiés à la récupération. Il n’y a pas de source de douleur ensuite : le remodelage induit est silencieux même si les animaux sont suivis quotidiennement. Les stress potentiels associés aux procédures sont de faible intensité, de courte durée (anesthésie/reveil, course forcée) et espacés dans le temps. Les animaux sont par ailleurs hébergés dans un environnement enrichi (matériel de nidification) et les groupes sociaux sont conservés tout au long de l’étude.
Choix des espèces
La souris est le mammifère chez lequel la grande majorité des études précliniques ont été conduites. Les connaissances acquises par la communauté scientifique sur cette espèce, toutes nécessaires à tirer le plus d'information à partir du présent projet, permettent l'analyse fine de l'expression génique et l'exploration poussée de la physiologie cardiovasculaire. De plus, il s’agit de l’espèce pour laquelle les modifications génétiques sont les plus aisées actuellement, permettant de tester plus aisément les hypothèses scientifiques. Elle combine donc les avantages d’être de la même classe que l’Homme et d’exister sous diverses souches génétiquement modifiées permettant des démonstrations expérimentales puissantes. Les animaux seront utilisés majoritairement à l’âge de jeune adulte (à partir de 6 semaines) car les pathologies étudiées sont, le plus souvent, des pathologies acquises. L’utilisation d’animaux jeunes est en revanche éloignée de la situation clinique mais permet une bonne récupération des procédures expérimentales chirurgicales et donc une bonne qualité de vie. Si une cible identifiée au point 1 du projet necessite un outil de thérapie génique, seule la procédure d'injection de vecteur viral sera réalisée avant, à 3-4 semaines lorsque le système immunitaire n'a pas été en contact avec des virus banals qui pourraient induire une réaction croisée avec le vecteur qui l'inactiverait.
Evaluation de l’efficacité, de l’innocuité de la durabilité de nouvelles méthodes et dispositifs en robotique chirurgicale.
- Recherche appliquée
- Autres troubles humains
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- Maladies animales
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- Troubles musculosquelettiques
- Troubles nerveux
- Troubles respiratoires
- Troubles sensoriels
- Troubles urogénitaux
Cochons : 80
Moutons : 80
Bovins : 20
200 chiens, cochons, moutons et bovins vont être utilisés, tous tués à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger à modéré. Ils subissent des prélèvements de sang répétés puis une ou deux chirurgies sous anesthésie, parfois précédées de la création d'une lésion par anastomose, ligature ou occlusion de vaisseaux, pour évaluer des dispositifs de robotique chirurgicale. Le porteur indique une douleur postopératoire pouvant durer plusieurs jours. Il affirme que l'expérimentation sur l'organisme entier est incontournable et relève d'une obligation réglementaire avant l'usage de ces dispositifs chez les patients.
Objectifs
La chirurgie assistée par ordinateur (CAO) regroupe un ensemble d'outils informatiques destinés à aider le chirurgien dans la préparation et la réalisation d’une opération, particulièrement en chirurgie des tissus mous (chirurgie viscérale, urologique ou cardiaque) et en chirurgie orthopédique avec implantation de dispositif ou non. Elle a pour objectif de faciliter la réalisation des gestes diagnostiques ou thérapeutiques par le chirurgien, afin qu’ils soient les plus précis, les plus efficaces et les moins invasifs possible. On entend par dispositif implantable tout dispositif destiné à être implanté de façon invasive en totalité dans le corps humain ou à remplacer une surface épithéliale grâce à une intervention chirurgicale et à demeurer en place après l'intervention. Jusqu'à une dizaine de dispositifs pourront être évalués dans ce projet. Ce projet de recherche a pour objectif la validation de robots ou d'éléments robotiques innovants, l’apprentissage des personnels de santé, le développement de nouvelles stratégies pouvant réduire le traumatisme tissulaire, améliorer le diagnostic et pallier une dysfonction. Ces dispositifs innovants doivent être étudiés sur des modèles animaux vivants pertinents, dans le but de valider leur faisabilité, leur innocuité et leur efficacité. Ces nouvelles techniques moins invasives et ces approches originales permettront de mettre à profit pour les patients et les équipes soignantes les avancées de la robotique dans un environnement chirurgical et interventionnel. L'évaluation et le développement des nouveaux dispositifs/méthodes et techniques en robotique chirurgicale par des méthodes de chirurgie standard et mini-invasives requièrent une phase de recherche et de développement. Les différentes versions de prototypes doivent être confrontées à la modélisation animale pour reproduire fidèlement les contextes clinique, fonctionnel, anatomique et tissulaire qui seront visés par les applications chez les patients. Les objectifs du projet sont doubles : raffiner les prototypes pour en geler les versions jugées efficaces (efficacité) et sécuritaires (innocuité) dans la phase initiale du projet, puis elles entreront alors dans la phase règlementaire du projet pour valider les dispositifs/méthodes/techniques selon la règlementation en vigueur (ISO 10993, BPL OCDE, GLP FDA 21 CFR part 58).
Bénéfices attendus
Les avantages escomptés du projet sont : - Une amélioration de la sécurité et/ou de l'efficacité des machines, dispositifs et techniques évalués. - Pour les aspects thérapeutiques, une réduction du tremblement et de la fatigue du chirurgien, une amélioration de la précision et de la technicité du geste chirurgical par un traitement informatisé de l’image, une vidéo 3D nette pendant toute la durée de l’intervention et une fiabilité du système plus importante, entrainant une plus grande précision du positionnement des prothèses et des implants et permettant par exemple d’éviter les ré opérations parfois multiples des patients. La réduction de l'invasivité du geste chirurgical et des temps opératoires (permettant par exemple la réduction du traumatisme tissulaire et du risque infectieux secondaires, corollaires de ces interventions) sont d'autres bénéfices attendus du projet. - Un autre avantage important des techniques mini-invasives est de permettre une récupération plus rapide des patients, une amélioration des capacités diagnostiques de la pathologie visée peut également être obtenue. - Les avantages peuvent aussi être éducationnels, avec des applications dans la formation des chirurgiens à des techniques opératoires complexes, la planification précise d’interventions chirurgicales délicates et la téléassistance en opérations extérieurs (OPEX) dans le cadre de la chirurgie et la médecine militaire.
Procédures
Les animaux seront soumis aux interventions suivantes : - Des prélèvements sanguins sur animaux vigiles ou légèrement sédatés, pour tous les animaux du projet. La fréquence des prélèvements pouvant être couramment d’un prélèvement par semaine et d'une durée de moins de cinq minutes - Des préparations à l’anesthésie pour les examens d'imagerie et d'implantation chirurgicale qui consistent en la pose d'un cathéter et en l'injection des produits utilisés pour la prémédication et l'anesthésie. Durée de moins de dix minutes. - Des procédures chirurgicales d'évaluation de dispositif en robotique d'assistance chirurgicale avec ou sans procédure chirurgicale de création de modèle lésionnel préalable. Chaque animal du projet ne subira qu'une seule chirurgie d'évaluation de dispositif robotique d'assistance chirurgicale associée ou non à une chirurgie de création de modèle antérieur soit une seule et parfois deux interventions chirurgicales par animal. Comme pour les interventions chez l'Homme, les interventions chirurgicales et les examens d'imagerie sont toujours réalisés sous anesthésie générale (évitant tous stress et douleur pour les animaux) et pourront durer jusqu'à plusieurs heures en cas d’intervention chirurgicale complexe pour tous les animaux du projet.
Impact sur les animaux
Les nuisances ou effets indésirables attendus sur les animaux sont exactement les mêmes que ceux attendus sur un futur patient humain : La faim ,lors de la mise à jeun (12 heures) de l’animal préalablement à l’anesthésie, - Le stress physique induit par la contention/manipulation/pose de cathéter au moment de la préparation de l’anesthésie, - En fonction des besoins et préalablement à la procédure d'évaluation du dispositif robotique, l'induction d'une lésion à la faveur d'une intervention chirurgicale mini-invasive de type anastomose, ligature ou occlusion de vaisseaux par exemple - La douleur en phase postopératoire : jusqu'à plusieurs jours en fonction de l’invasivité de la technique, pour ces derniers points, des mesures de raffinement sont mises systématiquement en place pour minimiser ces effets (comme par exemple le recours systématique à l'anesthésie générale, l'usage systématique de traitements anti-inflammatoires et anti-douleur, la protection des plaies, la mise en place d'un suivi clinique quotidien des animaux).
Devenir
Pour toutes les procédures du projet, la nécessité de collecter des données scientifiques se fera au niveau clinique, au niveau biologique (hématologie et biochimie par exemple), au niveau fonctionnel (données issues des scanners, IRM par exemple) et enfin au niveau tissulaire par la réalisation d'une évaluation nécropsique et d'une évaluation histopathologique après euthanasie des animaux qui déterminera la tolérance locale et générale ainsi que l’altération du dispositif (durabilité). La bonne réalisation de ce suivi règlementaire garantit donc une évaluation complète et des dispositifs et techniques testés dans le projet.
Remplacement
La validation des dispositifs robotiques d’assistance chirurgicale dans ce projet requiert la vérification de la sécurité et de l’efficacité des implants. En effet leur utilisation in fine chez les patients représente des procédures à haut risque létal et il est donc indispensable d’avoir recours à l’expérimentation animale au préalable afin de vérifier le bon fonctionnement des dispositifs et des méthodes d’implantation, leur innocuité et leur durabilité. L’expérimentation sur l’organisme entier, et donc sur animal vivant est incontournable, c’est une obligation règlementaire dans le cadre de l’évaluation des dispositifs robotiques d’assistance chirurgicale.
Réduction
Le nombre d’animaux a été évalué prospectivement et réduit au minimum nécessaire pour répondre aux besoins et objectifs scientifiques du projet, aucune approche statistique n'a été réalisée. Pour réduire le nombre d’animaux, des sélections par méthodes d’imagerie non invasives sont mises en place (IRM, Scanner, Echographie, RX …), permettant par exemple une reconstruction 3D des structures d’intérêt. Un bilan intermédiaire en cours de projet sera effectué pour s’assurer de la pertinence de cette estimation.
Raffinement
Les modèles animaux suivront exactement le cheminement d’un futur patient avec les mêmes exigences et techniques médicales mises en œuvre pour la réalisation des interventions (personnel hautement qualifié, plateau technique opératoire et d’imagerie de pointe). L’ensemble des procédures est conçu pour réduire au maximum le stress, l’angoisse et les contraintes sur les animaux comme le recours systématique à l’anesthésie générale durant les interventions d’imagerie et les procédures chirurgicales. La localisation de la plateforme d'imagerie sur le site même des animaleries permet de réaliser ces examens sur place, réduisant ainsi le recours aux transports pour les animaux et le stress associé. Les paramètres vitaux sont enregistrés et contrôlés par des techniciens spécialisés en anesthésie afin d’adapter les perfusions, l’assistance respiratoire et les dosages d’anesthésiques et d’antalgiques. Les protocoles de réanimation sont standardisés et réalisés par des vétérinaires chirurgiens spécialisés. Pendant et après ces procédures, une analgésie est mise en place et des protocoles de prise en charge de la douleur sont systématiquement appliqués (AINS et/ou opioïdes). Les animaux sont hébergés systématiquement en groupe sociaux ou individuellement pour les besoins de l'étude, ils ont accès à un enrichissement environnemental multimodal (social, alimentaire, manipulatoire et physique) et dans des conditions environnementales d'hébergement contrôlées et maîtrisées (température et ventilation). Des points limites stricts et spécifiques sont appliqués tout au long du projet. Un bilan intermédiaire en cours de projet sera effectué pour évaluer les dommages réellement subis par les animaux.
Choix des espèces
Les dispositifs testés dans ce projet doivent l’être sur une anatomie qui ressemble à celle de l’Homme avec les mêmes dimensions. Cela impose l’expérimentation de ces dispositifs sur des gros animaux pour mimer l’anatomie de patients humains qui vont de l’enfant à l’adulte de grande taille, d’où la nécessité de tester sur les espèces citées ci-dessus. Les différences interspécifiques de la nature tissulaire, de la forme, de la taille anatomique et aussi de la fonction requièrent l’emploi de plusieurs espèces différentes pour optimiser l’expérimentation et l’évaluation des dispositifs évalués dans ce projet. Les ovins sont par exemple, le modèle le plus pertinent pour la durabilité des stratégies opératoires et dispositifs testés dans ce projet. Leur intérêt principal réside dans le fait qu’ils ne sont pas en croissance et sont particulièrement robustes. Les porcins sont par exemple, un modèle très pertinent pour la durabilité de l’ancrage des dispositifs (feuillets valvulaires épais par exemple lorsque le dispositif est implanté dans le cœur). Les porcs sont également le modèle plus proche de l’homme pour ce qui est chirurgie viscérale et seront privilégiés, de ce fait, pour la robotique utilisée en chirurgie viscérale. Les bovins sont par exemple, un modèle très pertinent pour leur grande taille et le débit élevé des dispositifs cardiovasculaire potentiellement testés dans ce projet (robotique chirurgicale utilisée pour la chirurgie cardiovasculaire). Les canins ne seront utilisés que plus rarement, lorsqu’ils sont le seul modèle à présenter la spécificité anatomique ou fonctionnelle la plus proche de l’homme. Par exemple les canins sont le seul modèle à présenter un auricule gauche avec ostium comme chez l’homme, un comportement du tissu de conduction cardiaque proche de l’homme, etc. Les animaux utilisés pourront être des juvéniles ou adultes. L’objectif scientifique est d’avoir une anatomie de taille ou une situation clinique comparable à celle observée chez l’Homme.
Prélèvements sanguins ponctuels pour les mises au point, la calibration de techniques, les dépistages ou la réalisation de test préliminaires in vitro chez le primate non humain
- Recherche appliquée
- Autres troubles humains
- Cancers
- Diagnostic des maladies
- Maladies infectieuses
- Toxicologie (hors obligations réglementaires)
- Troubles cardiaques
- Troubles endocriniens
- Troubles gastrointestinaux
- Troubles immunitaires
- Troubles nerveux
- Troubles respiratoires
- Troubles sensoriels
200 macaques à longue queue vont être utilisés, réutilisés après une période de repos, dans des procédures classées de souffrance légère. Ils subissent des prélèvements de sang répétés au niveau des veines et artères fémorales ou céphaliques, le plus souvent sans anesthésie, jusqu'à 20 % de leur volume sanguin par ponction. Le porteur indique que ces prélèvements peuvent provoquer stress, hématomes et anémie transitoire, et plus rarement une fistule entraînant une boiterie. Il présente ces prélèvements de matériel biologique comme un moyen de mettre au point des tests et de réduire le nombre d'animaux utilisés.
Objectifs
L’objectif de ce projet est de répondre à un besoin en mettant à disposition d’un donneur d’ordre du matériel biologique (sang ou dérivés) afin de pouvoir mettre au point des tests, calibrer des appareils souvent nécessaires avant une étude ou encore réaliser une série de dépistages avant l’entrée en étude d’animaux. La mise au point de ces tests doit fréquemment passer par la stimulation de cellules immunitaires présentes dans le sang frais, évaluer les effets non-spécifiques portés par les protéines de matrices biologiques (sang, plasma, urine…), ou encore évaluer le statut sérologique d'un animal. Il est donc nécessaire de fournir les matrices correspondantes provenant des espèces d'intérêt, de manière à améliorer la qualité des tests lors d'étude in vivo et ce faisant diminuer la quantité d'animaux utilisés.
Bénéfices attendus
Des prélèvements sont quelques fois nécessaires pour la mise au point de techniques, la calibration de matériel, la sélection de paramètres. Ces mises au point peuvent servir pour une étude chez le primate non humain (PNH). Ces prélèvements servent également à la réalisation de test in vitro préliminaires, évitant ainsi le recours à l’animal pour des tests préliminaires. Dans ce contexte, les différents prélèvements réalisés vont permettre d’améliorer les techniques et ainsi de raffiner les méthodes utilisées et également de réduire le nombre d’animaux.
Procédures
La majorité des animaux sera soumis à des prélèvements sanguins au niveau des veines et/ou artères fémorales et ou céphaliques sans anesthésie d'une durée de quelques secondes (de 10 secondes à 30 secondes) en fonction du nombre de tubes à remplir. En cas de besoin (pour la contention d’un animal de plus de 5kg par exemple) les prélèvements pourront se faire sous sédation. Les prélèvements de sang seront réalisés à hauteur du volume maximum prélevable en fonction du % du volume sanguin circulant (VSC), selon les recommandations généralement acceptées et établies par Diehl et al.,2001 soit 7,50 % du VSC suivi d'une période de repos de 7 jours (par exemple 15,8 ml pour un animal pesant 3 Kg); 10% du VSC suivi d'une période de repos de 2 semaines (par exemple 21 ml pour un animal pesant 3 Kg); 15% du VSC suivi d'une période de repos de 3 semaines (par exemple 31,5 ml pour un animal pesant 3 Kg); 20% du VSC suivi d'une période de repos de 4 semaines (par exemple 42 ml pour un animal pesant 3 Kg).
Impact sur les animaux
Les prélèvements sanguins peuvent provoquer du stress et/ou l’apparition d’hématome(s) au niveau de la zone de ponction. Lors de prélèvements fréquents ou en grande quantité, une anémie transitoire peut également apparaître. Très rarement, une fistule artério-veineuse peut apparaître et entraîner une boiterie ou gêne chez l’animal.
Devenir
Les animaux pourront être réutilisés après une période de repos suffisante après un examen vétérinaire avant d'entrer dans une nouvelle procédure. Le degré de gravité réel sera pris en compte.
Remplacement
Les animaux ne peuvent être remplacés car ces études vont permettre de mettre au point des tests sur des animaux de même espèce ou alors vont permettre de selectionner des animaux parmi un groupe d'animaux de la même espèce. Indirectement l'utilisation des ces prélèvements peut permettre de remplacer l'animal. Par exemple, des prélèvements de sang total peuvent permettre d’évaluer de façon préliminaire la toxicité ou l’efficacité d’une ou plusieurs molécules (par exemple lors de tests de stimulation immunologiques), ou de différentes doses d’un candidat médicament.
Réduction
Ce nombre est évalué à partir des données de réalisation des années précédentes de l’installation d’essai pour ces mêmes procédures. Ces données sont présentées annuellement à la structure de bien-être animal. Ce nombre prend en compte le besoin de réaliser des screening d'animaux concernant leur taux d'anticrops contre un pathogène particulier, dans le cadre d'étude de challenge viral ou de biodistributions d'une thérapie génique par vecteur viral. La réalisation de trois études de ce type par an nécessite le screening d'une vingtaine d'animaux en moyenne. Les autres animaux correspondent à des demandes fréquentes de matrices biologiques (sérum, plasma, sang), dans le but de validation ou de mise au points de méthodes de bioanalyses ou des tests in vitro (immunostimulation). L’utilisation de matrice biologique, tel que le sang, de l’animal cible pour faire des mises au point ou des calibrations de techniques permet par exemple la sélection de la fenêtre de lecture pour les analyses cytométriques et permet in fine de réduire le nombre d’animaux utilisés. Aucun test statistique ne sera réalisé.
Raffinement
Les animaux seront hébergés en groupes sociaux (mâles et femelles hébergés séparément) sur de la litière pour leur permettre de fourrager. Des jouets seront mis à leur disposition (rotation des jouets une fois par semaine). Des friandises seront distribuées quotidiennement aux animaux (après les manipulations et en fin de journée) dans la litière et dans des dispostifs à friandises (tube, jouets...). Les animaux bénéficieront de séances d'approches associées à du renforcement positif afin de les préparer et de réduire le stress lié aux actes contraignants (contention, prise de sang...). Un score du stress et de la douleur accompagné de points limites permet d’évaluer quotidiennement le bien-être de l’animal. Les prélèvements seront réalisés selon les recommandations éthiques européennes en termes de quantité prélevée et de délai de réutilisation. Une observation du site de prélèvement pendant quelques minutes sera réalisée après chaque prélèvement. Le plus possible, les prélèvements seront réalisés sur animaux non-anesthésiés et non-sédatés afin de préserver leur état physiologique naturel et de ne pas perturber leur rythme quotidien. La sédation peut en effet impacter l'appétit des animaux, causer des nausées, etc.
Choix des espèces
L’utilisation du singe cynomolgus est nécessaire pour les mises au point et calibration des techniques qui seront utilisées dans le cadre d’étude in vivo chez cette même espèce. Aussi les dépistages sérologiques/recherche d’anticorps spécifiques seront effectués sur un panel de singe cynomolgus préselectionné pour être inclus en étude (une demande d’autorisation spécifique pour ces études sera faite). Les animaux seront des animaux juvéniles ou matures selon l'ojectif des études subséquentes.
Choix d’un modèle murin d’accident vasculaire cérébral ischémique adapté pour l’étude des conséquences des comorbidités liées au vieillissement
- Recherche appliquée
- Troubles cardiaques
- Troubles nerveux
- Recherche fondamentale
- Système cardiaque
- Système nerveux
240 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Vieillies puis soumises trois mois à un régime gras déséquilibré, elles subissent un test de tolérance au glucose puis une chirurgie d'accident vasculaire cérébral de dix à quarante minutes, qui provoque une douleur peropératoire, des pertes sensorimotrices et une perte de poids. Le porteur indique qu'une première étape sert surtout à choisir le meilleur modèle et à faire acquérir le geste chirurgical par deux personnes du laboratoire. Il écarte le remplacement en affirmant que l'étude ne peut s'envisager que dans un "organisme entier", et justifie la mise à mort par le prélèvement des tissus.
Objectifs
Les maladies cardiaques sont l'une des principales causes de problèmes de santé et de décès chez les personnes âgées, en raison des problèmes de santé associés (vieillissement de leurs artères et troubles métaboliques). Ce projet de recherche se concentre sur l'accident vasculaire cérébral, maladie de plus en plus fréquente chez les personnes de plus de 60 ans. Aujourd’hui aucune thérapie ne permet une bonne prise en charge de la maladie. Chez ces patients, les comorbidités, telles que l’hyperglycémie et l’hyperlipidémie sont des facteurs de risque bien identifiés, aggravant les conséquences de la maladie. L’objectif de ce projet est dans un premier temps de déterminer le meilleur modèle d’étude de la maladie chez le sujet âgé. Dans un premier temps nous comparerons deux modèles classiquement utilisés et qui sont les plus proches de l’accident vasculaire cérébral chez l’homme. Dans un second temps, le modèle choisi fera l’objet d’une acquisition du geste chirurgical par deux personnes pour permettre la continuité de la compétence acquise au sein du laboratoire. Enfin, le modèle sélectionné et acquis par le personnel compétent sera appliqué dans le cadre d’une première étude dont le but est de prendre en compte le rôle de l’âge et des comorbidités associées dans l’accident vasculaire cérébral. En effet, la prise en compte des problèmes de santé associés à l'âge est nécessaire pour déterminer l’impact de nouvelles stratégies thérapeutiques. Cette étude permettra de choisir un modèle d'étude fiable et reproductible pour mieux comprendre les caractéristiques de l'accident vasculaire cérébral dans le contexte de vieillissement et ses problèmes de santé associés.
Bénéfices attendus
Ce projet permettra de mettre en place un modèle adapté et robuste pour comprendre le rôle des comorbidités dans les conséquences de l'accident vasculaire cérébral. Les bénéfices attendus concernent la progression des connaissances scientifiques, connaissances qui pourront être appliquées à l'Homme et ce grâce à la prise en compte de la réalité de la clinique (âge et comorbidités).
Procédures
Tout d’abord, nous testerons 2 différents modèles d’accident vasculaire cérébral ischémique chez des animaux de plus de 9+/- 2 mois. La chirurgie est de 40min pour le modèle semi permanent (procédure 1) et de 10 min pour le modèle permanent (procédure 2). Après 3 mois d’administration d’un régime riche en protéines et en lipides et pauvre en glucides, les souris suivent un test d’intolérance au glucose (une injection de glucose intrapéritonéale et mesure de la glycémie). Puis, nous mimerons l’accident vasculaire cérébral ischémique en utilisant un modèle in vivo, préalablement retenu, d'ischémie cérébrale (chirurgie de 10 ou 40 min). Les effets du régime sur la réponse à l’ischémie seront analysés à 72h après la mise en place du modèle d’accident vasculaire cérébral à l’aide de tests de comportement et de l’imagerie post mortem.
Impact sur les animaux
L’âge (animaux âgés de plus de 6 mois) et le changement de l’alimentation induit une prise de poids qui est conséquente (animaux de 35 – 60g). Le test d'intolérance au glucose pourra induire une légère douleur de courte durée (1 injection intrapéritonéale de glucose et prélèvement de 5 gouttes de sang pour mesure de la glycémie). Le modèle d’accident vasculaire cérébral induit une douleur peropératoire et perte sensorimotrice. Une perte de poids et déshydratation peuvent également être attendues.
Devenir
La mise à mort est nécessaire pour récupérer les tissus et faire de l’imagerie
Remplacement
Le projet a pour but d’étudier l’ischémie cérébrale dans un contexte de vieillissement vasculaire et comorbidités liées à l’âge, qui met jeu en des mécanismes à l’échelle de l’organisme entier. Il nécessite donc l’utilisation d’animaux vivants puisque l'étude des conséquences métaboliques du vieillissement et son retentissement sur le vaisseau et sa fonctionnalité, avec ou sans traitement, ne peut s'envisager que dans un organisme entier.
Réduction
Nous avons réduit le nombre de souris utilisées au minimum nécessaire et suffisant pour valider scientifiquement notre étude du point de vue de l’analyse statistique. Les résultats obtenus seront analysés avec des tests statistiques adaptés. Le choix s’est porté sur la souris qui est un modèle reconnu de vieillissement vasculaire et un modèle reconnu pour reproduire la pathologie humaine de l’accident vasculaire cérébral. De plus, le plus grand nombre de tissus et organes d’un animal mis à mort sera systématiquement prélevé et stocké pour l’utilisation de projets futurs sur les rôles de ces perturbations métaboliques.
Raffinement
Afin de prévenir toute douleur qui pourrait être associée au modèle, les animaux recevront un traitement antalgique en pré- per- et post-opératoire de manière systématique jusqu’à 72h. Avant la chirurgie, une anesthésie locale sera appliquée. La chirurgie est par ailleurs réalisée par une anesthésie adaptée (anesthésie gazeuse). En post-chirurgie une attention particulière sera portée aux animaux jusqu’au réveil. Un suivi clinique et une surveillance des animaux seront réalisés à l’aide d’une grille de score avec la mise en place de points limites. Tout animal présentant des signes de souffrance sera pris en charge et/ou mis à mort selon le score.
Choix des espèces
Des études précédentes ont montré la pertinence du modèle souris pour étudier les maladies cardiovasculaires liées à l’âge et ses comorbidités. Le choix s’est porté sur la souris qui est un modèle reconnu pour reproduire la pathologie humaine de l’accident vasculaire cérébral et pour lequel les outils sont nombreux pour le suivi de cette étude et ultérieurement pour le suivi de cette pathologie (anticorps, imagerie, modèles génétiquement modifiés). L’ischémie cérébrale étant essentiellement une pathologie de l’âge adulte. Le choix du modèle sera réalisé en utilisant des animaux âgés d’au moins 6 mois, âge permettant de mimer la physiologie du vaisseau à l’âge adulte. Pour prendre en compte les comorbidités liées au vieillissement, les animaux seront préparés par la mise en place d’un régime conduisant à des comorbidités en accord avec les recommandations données par le groupe de réflexion sur les modèles précliniques d’accident vasculaire cérébral. Les souris utilisées pour cette étude seront âgées de 24 semaines (6 mois) avant les 3 mois de régime.
Etude du lien entre mécanique cardiaque et biologie dans un modèle d’insuffisance cardiaque chez la souris (2/2)
- Recherche appliquée
- Troubles cardiaques
200 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance sévère. Elles subissent une ligature chirurgicale de l'artère coronaire sous anesthésie pour provoquer un infarctus, suivie d'échocardiographies et de prélèvements sanguins, afin d'étudier le remodelage du ventricule gauche après un infarctus. Le porteur indique que la ligature peut être douloureuse et que la dysfonction cardiaque peut entraîner une perte de poids, une baisse d'activité et une défaillance multiviscérale pouvant conduire au décès. Sur le remplacement, il affirme qu'aucun modèle in vitro ne rend compte de ces interactions et que le recours à l'animal est "indispensable".
Objectifs
L’objectif est d’étudier le rôle et la signalisation des contraintes mécaniques dans l’adaptation du muscle cardiaque post-infarctus. Après un infarctus du myocarde, la zone morte se retrouve « étirée » par les fibres musculaires voisines viables qui tentent de maintenir une pompe cardiaque efficace. Ce signal mécanique atypique, traduit par des récepteurs cellulaires, va permettre la réexpression des molécules impliquées dans le développement cardiaque, et permettre ainsi une réparation tissulaire adaptée. Nos travaux préliminaires sur les cœurs explantés de patients greffés pour défaillance cardiaque d’origine ischémique (absence d'oxygénation) semblent confirmer un lien entre la réaction des cellules microvasculaires du cœur aux déformations mécaniques et la nature de cicatrice. Le modèle expérimental d’infarctus par ligature coronaire chez la souris nous permet d’établir une corrélation entre observations histologiques, stress mécanique et fonction cardiaque mesurée par échographie, à la fois en cas d’évolution favorable et néfaste. Nous pouvons ainsi coupler le comportement mécanique des parois cardiaques par imagerie non invasive sur un animal vivant, avec une analyse biologie et moléculaire à l’échelle cellulaire, afin de prédire la survenue d’une insuffisance cardiaque et l’impact de certaines thérapeutiques.
Bénéfices attendus
La compréhension des processus biologiques impliqués dans le remodelage du ventricule gauche après infarctus permettra de prédire, par méthode non invasive, l’apparition d’une dysfonction myocardique en se basant sur l'analyse des contraintes mécaniques autour de la zone de l'infarctus. Nous pourrons alors envisager les options thérapeutiques adaptées pour prévenir ou contrôler la progression de l’insuffisance cardiaque causée par un infarctus.
Procédures
Tous les animaux subiront une échocardiographie de départ sous anesthésie générale (10 minutes) pour évaluer la fonction cardiaque initiale. Un prélèvement sanguin sous anesthésie gazeuse (10 secondes) sera effectué, afin de suivre l'évolution des niveaux circulants de biomarqueurs. Enfin, une ligature de l'artère coronaire chirurgicale sera réalisée sous anesthésie générale et analgésie avec ventilation mécanique (30 minutes), afin d'induire un infarctus. Un premier groupe sera euthanasié après nouvelle échocardiographie (sous anesthésie générale) et prélèvement sanguin à J7, un deuxième groupe sera réévalué par échocardiographie (sous anesthésie générale) et prélèvement sanguin à J7 et J28 puis euthanasié.
Impact sur les animaux
La procédure de ligature coronaire chirurgicale peut être douloureuse pour l’animal. La dysfonction cardiaque résultant de l’infarctus peut entraîner dans les jours suivants une perte de poids, une réduction de l’activité ou de la mobilité, un stress, un comportement anormal, une défaillance multiviscérale pouvant conduire au décès. Il existe un risque minime mais possible d’irritation/inflammation de la suture.
Devenir
Les animaux seront euthanasiés afin d'étudier sur les coeurs la corrélation histologique et moléculaire avec l'analyse mécanique par échographie. Le cœur des animaux sera prélevé pour analyses tissulaires afin d'approfondir les connaissances dans ce domaine.
Remplacement
Aucun modèle in vitro ne permet de rendre compte de la complexité des interactions entre le sang et les tissus, ainsi que les interactions cellulaires et moléculaires impliquées dans l'adaptation ventriculaire post-infarctus. Le recours à un modèle animal est indispensable pour valider in vivo les hypothèses soulevées chez l’homme. De plus, l’étude de la fonction cardiaque nécessite un cœur battant et donc l’utilisation d’animaux vivants. Néanmoins, lorsque celà est possible, nous utiliserons des cellules cardiaques issues du myocarde afin de valider certaines de nos hypothèses in vitro.
Réduction
Afin de réduire le nombre d'animaux, nous nous sommes basés sur des études préalablement publiées dans la littérature ainsi que sur les travaux antérieurs réalisés au sein du laboratoire afin de calculer le nombre minimum nécessaire mais suffisant d’animaux à utiliser pour valider notre hypothèse.
Raffinement
Afin de minimiser le stress des animaux, ceux-ci seront placés en groupe avec des éléments d’enrichissements comme des bâtons à ronger, des éléments permettant la nidification ainsi qu’un accès illimité à la nourriture et l’eau de boisson. Les animaux seront surveillés visuellement quotidiennement. La mise en place de nourriture humidifiée dans la cage, l'hydratation et l'application d'un gel hydratant au niveau des yeux pourront être effectués. Un anti-douleur est administré avant et après l’intervention, et au décours à la demande. Le suivi de la fonction cardiaque par échographie, technique non invasive et indolore, est réalisé sous anesthésie gazeuse. Parallèlement, un suivi clinique des animaux sera effectué quotidiennement jusqu'à J7, puis tous les 2 jours. Nous mettrons pour cela en place une grille de score (comme en clinique) pour suivre l'évolution des animaux. Les critères sont les suivants: perte de poids, apparence, conscience, activité physique, réponse à un stimulus, yeux, respiration. L'apparition de signes importants de douleurs ne pouvant être traités par l'analgésie aura pour conséquence l'euthanasie des animaux.
Choix des espèces
Le modèle d’ischémie myocardique (blocage mécanique de la vascularisation du myocarde) par ligature coronaire chez la souris est un modèle très largement utilisé pour étudier les mécanismes de l’infarctus ainsi que pour tester différentes approches pharmacologiques. L’utilisation de la souris nous permet de cibler les molécules d’intérêt et de détailler les mécanismes étudiés grâce à la disponibilité de souris génétiquement modifiées et d’un large choix de réactifs adaptés. Souris adultes (environ 10-12 semaines). Nous travaillons avec des animaux jeunes mais au développement mature afin d’éviter l’impact du vieillissement
Etude de la physiopathologie du syndrome de Marfan dans un modèle de poisson-zèbre
- Recherche appliquée
- Troubles cardiaques
- Troubles musculosquelettiques
- Recherche fondamentale
- Éthologie / comportement / biologie animale
- Multisystémique
- Oncologie
- Système musculosquelettique
2 814 poissons zèbres vont être utilisés, tous tués à l'issue, dans des procédures impliquant des niveaux de souffrance modéré et sévère. Porteurs de mutations reproduisant le syndrome de Marfan, ils subissent des prélèvements de nageoire, des exercices de nage forcée pour mesurer vitesse et endurance et un protocole d'entraînement de plusieurs semaines, pour étudier les atteintes musculo-squelettiques de la maladie. Le porteur décrit une possible émaciation et des comportements d'anxiété ou de résignation, avec arrêt du protocole au-delà de 20 % de perte de poids. Il affirme que le poisson zèbre est le modèle vertébré "le plus simple" pour cette étude, plus rapide et moins coûteux que le rongeur.
Objectifs
Le syndrome de Marfan (SM) est une maladie génétique rare (1/5000), touchant aussi bien les hommes que les femmes. Les patients présentent des atteintes cardiovasculaires, oculaires et musculo squelettiques. Les anomalies cardiaques sont responsables d’une mortalité précoce, qui est maintenant contrôlable grâce aux progrès dans la prise en charge de la maladie. Par contre, la fatigue chronique et la moindre endurance physique sont des affections fréquentes des patients atteints de SM avec un impact important sur la qualité de vie, aussi l’intérêt de recherche s’est tourné vers une meilleure compréhension des atteintes musculosquelettiques. Une fragilité des tissus de soutien et un déficit musculaire, à l’origine d’un stress accru sur le système musculosquelettique, pourraient participer à ces symptômes. Une étude clinique a rapporté un déficit en masse maigre dès l'enfance et s'aggravant avec l'âge, et la pertinence d'un programme d'entraînement est actuellement évaluée. Comprendre les mécanismes à l’origine de ce déficit musculo-squelettique pourrait permettre l’identification de cibles thérapeutiques spécifiques et le développement de traitements. Nous proposons donc de développer un modèle animal original de la maladie et d’explorer les paramètres osseux et musculaires. Le poisson zèbre représente le système vertébré le plus simple disponible à ce jour pour évaluer l’impact d’une mutation d'un gène associé à une maladie génétique sur le système musculo squelettique à l’échelle tissulaire, cellulaire et moléculaire et de pouvoir évaluer les bénéfices éventuels d’un entrainement. Nous souhaitons donc développer et caractériser des lignées de poisson zèbre portant des mutations équivalentes aux mutations responsables du SM chez l'Homme. Leur comparaison permettra de mieux comprendre la physiopathologie du SM, afin d’identifier de possibles cibles thérapeutiques et d’optimiser les protocoles d’entrainement personnalisé.
Bénéfices attendus
Ce projet permettra de mieux documenter la physiopathologie du SM, qui est à l’heure actuelle mal comprise, et d’identifier des stratégies thérapeutiques allant de programme d’entrainement à des approches pharmacologiques qui pourront toutes deux être testées dans ce modèle poisson -zèbre de la maladie.
Procédures
-Prélèvement unique à la nageoire caudale pour génotypage sous anesthésie -Mesure mensuelle de la taille et du poids sous anesthésie -Analyse locomotion et comportement; durée 3h avec acclimatation; isolement -Exercice de nage forcée pour détermination de la vitesse maximale; durée
Impact sur les animaux
Les nuisances et effets indésirables attendus concernent essentiellement le phénotype associé à la perte de fonction du gène muté chez les patients atteints du syndrome de Marfan, qui devrait reproduire le syndrome de Marfan humain, et associe des malformations cardiovasculaires, oculaires et musculo-squelettiques. D’après les quelques données de la littérature, le développement du phénotype chez le poisson zèbre ne s’observe qu’à l’état homozygote (c'est-à-dire quand les 2 exemplaires du gène sont mutés) ou sur des doubles mutants. Cependant, le SM étant une maladie dominante (c'est-à-dire que la mutation sur un seul exemplaire du gène suffit à déclencher la maladie) chez l’Homme, une attention sera portée sur les hétérozygotes (un seul exemplaire du gène muté). En lien avec ces atteintes, les individus peuvent présenter une perte de poids, ou émaciation, accompagnée de changements comportementaux de type anxiété ou résignation avec notamment une diminution de la prise alimentaire ou une position dans la colonne d'eau qui sera facile à identifier (navigation exclusivement à la surface ou prostration au fond de l'aquarium). Pour les procédures expérimentales, le prélèvement caudal pour le génotypage est réalisé sous anesthésie et les animaux recouvrent leur capacité à nager normalement dès le réveil. L’analyse du comportement de nage nécessite l’isolement du poisson dans le bac où le film est réalisé, isolement qui est maintenu pendant une durée maximale de 3 heures. Pour la nage forcée, la durée de nage à la vitesse maximale est une source de stress, mais ne pourra excéder 3 minutes. L'ensemble des points limites est détaillé dans chaque procédure.
Devenir
A l'issue des différentes procédures les animaux seront euthanasiés afin de récupérer les tissus pour des analyses histologiques et de l'expression génique (taille des fibres musculaires, structure des tissus de soutien, analyse du squelette, inflammation).
Remplacement
Comprendre la physiopathologie du SM nécessite l’utilisation d’un organisme intégré dans lequel l’étude des différents systèmes (cardiovasculaire, musculosquelettique) altérés dans cette maladie soit possible de même qu’une évaluation comportementale transposable à l’Homme. A ce jour, ces informations ne peuvent être obtenues à partir de modèles non animaux (cultures cellulaires ou organoïdes). Le poisson -zèbre représente pour cela le modèle vertébré le plus simple à ce jour, avec de nombreux systèmes moléculaires et cellulaires conservés avec les mammifères, et présente l’avantage de pouvoir facilement réaliser de la mutagenèse in vivo et produire des lignées transgéniques d’intérêt.
Réduction
A notre connaissance, 3 équipes ont développé des modèles de SM (perte de fonction) mais qui ne sont pas rendus disponibles à ce jour. De plus, dans l’idée de réaliser des corrélations phénotype/génotype entre ces mutations perte de fonction et des mutations ponctuelles générées de façon originale par notre équipe, il est essentiel de comparer des animaux de même fond génétique afin de s’affranchir de l’effet de gènes influenceurs pouvant différer d’un fond génétique à un autre. Nous effectuerons cependant une veille régulière des différents dépositaires afin de stopper la production de modèles redondants avec ceux disponibles. Compte tenu de la variabilité des paramètres biologiques généralement observés au sein d’un groupe homogène et de la durée des protocoles, des groupes de 8 animaux par condition seront formés afin de pouvoir mettre en évidence des différences statistiques. Pour le suivi longitudinal des cohortes, des sous-groupes de 4 animaux seront nécessaires pour documenter les différents phénotypes au cours du temps. Les différents tissus seront biobanqués (congélation et inclusion paraffine) afin d’optimiser l’utilisation des animaux. Si un phénotype est présent sur les lignées simple mutation, les autres lignées ne seront pas produites. De même, si un phénotype est présent dès le stade hétérozygote, les élevages seront réalisés de façon à ne pas produire d’homozygotes. Afin de réduire le nombre d’animaux, les expérimentations n’ayant pas d’impact les unes sur les autres seront réalisées sur les mêmes animaux.
Raffinement
Les procédures seront réalisées dans le respect du bien être animal, sous anesthésie lorsque nécessaire pour limiter la souffrance, la douleur ou l’angoisse des animaux, et en respectant des points limites définis par le comportement des animaux, que ce soit leur comportement alimentaire, leur locomotion (position dans la colonne d'eau: nage en surface ou prostration au fond du bac) ou leur fonction respiratoire (mouvement operculaire). L'altération d'un ou plusieurs de ces paramètres pourra induire une perte de poids significative qui lorsqu'elle sera supérieure à 20% du poids de référence de l'animal (poids maximal atteint) conduira à l'arrêt du protocole expérimental. Lors des expérimentations, des phases d’isolement ou des mises en reproduction, les bacs seront posés sur des photos représentant des fond aquatiques. Pour les suivis longitudinaux nécessitant une séparation des différents animaux d’une même ponte, les animaux d’intérêt seront maintenus avec des animaux d’un autre fond génétique afin de ne pas rester isolés. Pour les tests fonctionnels (tunnel de nage), une phase d’habituation au nouvel environnement sera systématiquement réalisée. Tous les poissons sont nourris deux fois par jour, avec notamment des artémies (crevettes fraiches) vivantes, cultivées sur place, qui représentent une source de nutriments frais et une forme d'enrichissement, puisque les poissons les chassent dans le bac.
Choix des espèces
Le poisson zèbre est génétiquement modifiable, rendant aisé la génération de mutant d’un gène d’intérêt reproduisant une maladie génétique humaine comme le SM, et permet des études de grande envergure tout en étant plus rapides et beaucoup moins couteuses que celles menées chez le rongeur. Le poisson zèbre est aussi un modèle pertinent pour étudier les dysfonctions musculo- squelettiques et cardiovasculaires, et récapitule les processus physiopathologiques observés chez l'Homme. De plus, beaucoup d’événements biologiques sont analysables par des approches non invasives et quantitatives. Actuellement, un très grand nombre de lignées rapportrices ont été générées et sont facilement disponibles dans la communauté scientifique, permettant de répondre à de vraies questions biomédicales. Pour toutes ces raisons, le poisson zèbre est à l’heure actuelle un modèle très pertinent utilisé dans de nombreux laboratoires académiques pour modéliser un large spectre de pathologies avec la possibilité d'aller très en profondeur pour l'exploration mécanistique. Un suivi du développement des signes de la maladie sera réalisé depuis le stade larvaire jusqu’au stade adulte, le SM étant une maladie se développant dès l’embryogenèse mais évoluant tout au long de la vie. De plus, une finalité du projet étant d’identifier des leviers thérapeutiques potentiels, l’évaluation du potentiel curatif d’approches thérapeutiques sur des traits cliniques installés est nécessaire.
Coagulopathie associée à l’arrêt cardiaque réfractaire, étude exploratoire chez le porc
- Recherche appliquée
- Troubles cardiaques
6 porcs vont être utilisés, opérés sous anesthésie générale et tués avant tout réveil. Après pose de cathéters, on leur provoque un arrêt cardiaque par électrocution interne, suivi d'un massage cardiaque automatisé de plus d'une heure et demie et de trente prélèvements sanguins, pour étudier les troubles de la coagulation pendant la réanimation. Le porteur justifie ce modèle par l'impossibilité de prélever du sang de façon répétée chez l'humain en pleine réanimation d'urgence. Les retombées annoncées, une meilleure prédiction du pronostic des patients, sont renvoyées à une transposition future et au conditionnel.
Objectifs
La prise en charge de l’arrêt cardio-respiratoire (ACR) représente un enjeu médical majeur en raison de sa fréquence, de sa gravité immédiate mais aussi des séquelles neurologiques à court et long terme. Le pronostic de l’ACR est sombre avec moins de 10% de survie sans ou avec peu de séquelles. Au décours de la réanimation cardio-pulmonaire (RCP) l’évolution peut se faire soit vers un retour à une activité cardiaque spontanée (RACS) soit vers un arrêt cardiaque dit réfractaire aux thérapeutiques. Dans certaines conditions (patient jeune, ACR réanimé immédiatement par les témoins), le recours à une thérapeutique de sauvetage peut être envisagée. Le patient peut être transporté à l’hôpital sous planche à masser pour y être placé sous assistance circulatoire extracorporelle (ECLS). Cependant, malgré le recours à cette thérapeutique d’exception, la mortalité des patients sous ECLS est de plus de 60% principalement par défaillance multiviscérale et hémorragie massive dans les heures qui suivent leur admission. L'arrêt cardiaque et la RCP sont associés à des troubles de l’hémostase qui concernent l’hémostase primaire, la coagulation et la fibrinolyse. La technique de thromboélastométrie rotationnelle (ROTEM) permet, avec un simple échantillon de sang, une évaluation physiopathologique fine et rapide (
Bénéfices attendus
Après transposition chez l’Homme, la prédiction précoce du pronostic des patients réanimés d'un arrêt cardiaque réfractaire grâce à la thromboélastométrie rotationnelle (ROTEM), aiderait à réserver des thérapeutiques d’exception aux patients pouvant en tirer un bénéfice. Les résultats de ce travail permettront d’améliorer nos connaissances afin de diminuer la morbi-mortalité liée à la technique.
Procédures
. Pose de perfusion auriculaire sur animaux vigiles : 1 (2 min) . Pose de cathéter artériel fémoral sous anesthésie générale : 1 (10 min) . Pose de cathéter veineux fémoral sous anesthésie générale : 1 (10 min) . Induction d’un arrêt cardiaque par électrocution interne sous anesthésie générale : 1 (10 min) . Réanimation cardio-pulmonaire par massage cardiaque externe automatisé sous anesthésie générale : 1 (100 min) . Prélèvement sanguin via cathéter sous anesthésie générale : 30 (1 min)
Impact sur les animaux
Non récupération du rythme cardiaque après la provocation de l’arrêt cardiaque. Décès prématurés, avant fin d’intervention
Devenir
Tous les animaux sont mis à mort à la fin de l’expérimentation.
Remplacement
L’étude nécessite de prendre des mesures biologiques per réanimation, il n’est donc pas possible d’utiliser un modèle ex-vivo. L’étude ne peut pas non plus être menée directement chez l’Homme car les prélèvements sanguins itératifs per-réanimation sont difficiles sans un abord veineux pour les prélèvements et risqueraient de retarder et de compromettre la qualité de la réanimation dans cette situation d'urgence.
Réduction
La taille de l’effectif a été calculé avec Sealed Envelope TM (www.sealedenvelope.com). Le nombre total de sujet nécessaires est de 6 au risque alpha=0,05 en maintenant une puissance à 80% avec 3 animaux tests et 3 animaux contrôles
Raffinement
La méthodologie utilisée nous permettra d’assurer l’absence de souffrance inutile et le bien-être des animaux. Les conditions d’hébergement sont conformes à la réglementation et adaptées en accord avec le personnel de l’animalerie. Les animaux seront hébergés en box communs et disposent de nourriture et d’eau ad libitum, le milieu est enrichi (jouets...). Le vétérinaire réfèrent du Laboratoire passera une fois par semaine voir les animaux ainsi qu’à la demande des zootechniciens si besoin. Un examen clinique pré-anesthésique est réalisé : couleur des muqueuses, temps remplissage capillaire, auscultation cardiaque et pulmonaire, fréquences cardiaque et respiratoire, température, tympanisme gastrique. Les animaux auront un traitement antalgique adapté durant la procédure (morphine en IV 0,5 mg/kg) sous anethésie générale et avec utilisation d’une soufflerie d’air chaud et couverture/tapis chauffant pour éviter l'hypothermie.
Choix des espèces
Nous privilégions, pour les expérimentations le porc Landras male, entre 20 et 30 kg, car elle présente les caractéristiques suivantes : . Morphologie et anatomie cardio-circulatoire proche de celle de l’homme . Réponse physiologique circulatoire et ventilatoire représentative Porcs de 2-3 mois d’un poids entre 20 et 30 kg. A cet âge et ce poids la morphologie cardiaque est mature, permettant l’usage de matériel et de thérapeutique à posologie humaine, sans que l’animal ne présente trop de contraintes hémodynamiques pour une utilisation normale des dispositifs.
Etude du lien entre mécanique cardiaque et biologie dans un modèle d’insuffisance cardiaque chez la souris (1/2)
- Recherche appliquée
- Troubles cardiaques
200 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance sévère. Elles subissent sous anesthésie une échocardiographie, un prélèvement sanguin puis une ligature chirurgicale de l'artère coronaire sous ventilation mécanique, pour provoquer un infarctus du myocarde, avant euthanasie à sept ou vingt-huit jours et prélèvement du cœur. Le porteur indique que la ligature peut être douloureuse et que la dysfonction cardiaque peut entraîner perte de poids, baisse d'activité et défaillance multiviscérale pouvant conduire au décès. Il conclut qu'aucun modèle in vitro ne rend compte de l'adaptation post-infarctus et que le recours à un cœur battant rend l'animal "indispensable".
Objectifs
L’objectif est d’étudier le rôle et la signalisation des contraintes mécaniques dans l’adaptation du muscle cardiaque post-infarctus. Après un infarctus du myocarde, la zone morte se retrouve « étirée » par les fibres musculaires voisines viables qui tentent de maintenir une pompe cardiaque efficace. Ce signal mécanique atypique, traduit par des récepteurs cellulaires, va permettre la réexpression des molécules impliquées dans le développement cardiaque, et permettre ainsi une réparation tissulaire adaptée. Nos travaux préliminaires sur les cœurs explantés de patients greffés pour défaillance cardiaque d’origine ischémique (absence d'oxygénation) semblent confirmer un lien entre la réaction des cellules microvasculaires du cœur aux déformations mécaniques et la nature de cicatrice. Le modèle expérimental d’infarctus par ligature coronaire chez la souris nous permet d’établir une corrélation entre observations histologiques, stress mécanique et fonction cardiaque mesurée par échographie, à la fois en cas d’évolution favorable et néfaste. Nous pouvons ainsi coupler le comportement mécanique des parois cardiaques par imagerie non invasive sur un animal vivant, avec une analyse biologie et moléculaire à l’échelle cellulaire, afin de prédire la survenue d’une insuffisance cardiaque et l’impact de certaines thérapeutiques.
Bénéfices attendus
La compréhension des processus biologiques impliqués dans le remodelage du ventricule gauche après infarctus permettra de prédire, par méthode non invasive, l’apparition d’une dysfonction myocardique en se basant sur l'analyse des contraintes mécaniques autour de la zone de l'infarctus. Nous pourrons alors envisager les options thérapeutiques adaptées pour prévenir ou contrôler la progression de l’insuffisance cardiaque causée par un infarctus.
Procédures
Tous les animaux subiront une échocardiographie de départ sous anesthésie générale (10 minutes) pour évaluer la fonction cardiaque initiale. Un prélèvement sanguin sous anesthésie gazeuse (10 secondes) sera effectué, afin de suivre l'évolution des niveaux circulants de biomarqueurs. Enfin, une ligature de l'artère coronaire chirurgicale sera réalisée sous anesthésie générale et analgésie avec ventilation mécanique (30 minutes), afin d'induire un infarctus. Un premier groupe sera euthanasié après nouvelle échocardiographie (sous anesthésie générale) et prélèvement sanguin à J7, un deuxième groupe sera réévalué par échocardiographie (sous anesthésie générale) et prélèvement sanguin à J7 et J28 puis euthanasié.
Impact sur les animaux
La procédure de ligature coronaire chirurgicale peut être douloureuse pour l’animal. La dysfonction cardiaque résultant de l’infarctus peut entraîner dans les jours suivants une perte de poids, une réduction de l’activité ou de la mobilité, un stress, un comportement anormal, une défaillance multiviscérale pouvant conduire au décès. Il existe un risque minime mais possible d’irritation/inflammation de la suture.
Devenir
Les animaux seront euthanasiés afin d'étudier sur les coeurs la corrélation histologique et moléculaire avec l'analyse mécanique par échographie. Le cœur des animaux sera prélevé pour analyses tissulaires afin d'approfondir les connaissances dans ce domaine.
Remplacement
Aucun modèle in vitro ne permet de rendre compte de la complexité des interactions entre le sang et les tissus, ainsi que les interactions cellulaires et moléculaires impliquées dans l'adaptation ventriculaire post-infarctus. Le recours à un modèle animal est indispensable pour valider in vivo les hypothèses soulevées chez l’homme. De plus, l’étude de la fonction cardiaque nécessite un cœur battant et donc l’utilisation d’animaux vivants. Néanmoins, lorsque celà est possible, nous utiliserons des cellules cardiaques issues du myocarde afin de valider certaines de nos hypothèses in vitro.
Réduction
Afin de réduire le nombre d'animaux, nous nous sommes basés sur des études préalablement publiées dans la littérature ainsi que sur les travaux antérieurs réalisés au sein du laboratoire afin de calculer le nombre minimum nécessaire mais suffisant d’animaux à utiliser pour valider notre hypothèse.
Raffinement
Afin de minimiser le stress des animaux, ceux-ci seront placés en groupe avec des éléments d’enrichissements comme des bâtons à ronger, des éléments permettant la nidification ainsi qu’un accès illimité à la nourriture et l’eau de boisson. Les animaux seront surveillés visuellement quotidiennement. La mise en place de nourriture humidifiée dans la cage, l'hydratation et l'application d'un gel hydratant au niveau des yeux pourront être effectués. Un anti-douleur est administré avant et après l’intervention, et au décours à la demande. Le suivi de la fonction cardiaque par échographie, technique non invasive et indolore, est réalisé sous anesthésie gazeuse. Parallèlement, un suivi clinique des animaux sera effectué quotidiennement jusqu'à J7, puis tous les 2 jours. Nous mettrons pour cela en place une grille de score (comme en clinique) pour suivre l'évolution des animaux. Les critères sont les suivants: perte de poids, apparence, conscience, activité physique, réponse à un stimulus, yeux, respiration. L'apparition de signes importants de douleurs ne pouvant être traités par l'analgésie aura pour conséquence l'euthanasie des animaux.
Choix des espèces
Le modèle d’ischémie myocardique (blocage mécanique de la vascularisation du myocarde) par ligature coronaire chez la souris est un modèle très largement utilisé pour étudier les mécanismes de l’infarctus ainsi que pour tester différentes approches pharmacologiques. L’utilisation de la souris nous permet de cibler les molécules d’intérêt et de détailler les mécanismes étudiés grâce à la disponibilité de souris génétiquement modifiées et d’un large choix de réactifs adaptés. Souris adultes (environ 10-12 semaines). Nous travaillons avec des animaux jeunes mais au développement mature afin d’éviter l’impact du vieillissement
Etude de l’efficacité de molécules candidates pour le traitement de pathologies cardiaques sur des modèles rongeurs. (2023-B-024)
- Recherche appliquée
- Troubles cardiaques
Rats : 1452
1 976 rongeurs, 524 souris et 1 452 rats, vont être utilisés, tous tués à l'issue, la plupart dans des procédures classées sévères, une partie opérée sous anesthésie sans réveil. Ils subissent la pose d'une sonde dans le cœur par la carotide, un électrocardiogramme et un cathéter veineux, avant extraction du cœur, pour tester l'efficacité de molécules candidates contre des pathologies cardiaques. Le porteur indique que ces gestes chirurgicaux entraînent douleur et stress, et qu'une perte de poids de plus de 20 % en 24 h déclenche la mise à mort. Il présente la souris comme un moyen pour des "clients" disposant de peu de composé de tester tout de même leur molécule.
Objectifs
Selon l’organisation mondiale de la santé, les maladies cardiaques sont la première cause de mortalité dans le monde. Le cœur, qui est un organe vital, peut présenter des problèmes à la fois de contractilité du muscle cardiaque, de rythme mais aussi de conduction, toutes ces pathologies pouvant amener au décès des patients. Ce projet a pour but de développer différents types de modèles qui miment ces mêmes symptômes chez l’animal afin de tester et de démontrer l’efficacité de molécules en développement. Pour l’ensemble de ces modèles, différents paramètres cardiaques tels que l’électrocardiogramme (paramètre permettant de lire le rythme cardiaque), la pression ventriculaire gauche (paramètre permettant de comprendre comment fonctionne cette partie du cœur) et la pression sanguine seront enregistrés selon le modèle étudié. Ces différents modèles animaux permettront de tester des candidats médicament et de trouver des traitements pouvant améliorer la prise en charge des patients atteints de ce type de maladie.
Bénéfices attendus
Ce projet permettra de tester l’efficacité de molécules en développement afin de trouver un candidat médicament susceptible de traiter des pathologies cardiaques et ainsi d’améliorer la prise en charge / le pronostic de ces patients.
Procédures
Au cours de sa vie, un animal ne pourra être impliqué que dans une procédure de cette étude. Pour tous les animaux l’identification dure 30 secondes. Le temps pour effectuer une injection d'analgésique est estimé à 30 secondes. Pour les procédures comportant l’anesthésie chimique, le temps d’injection de l’anesthésique est estimé à 30 secondes. Les différents types d'administration prendront moins d'une minute par animal. Les temps d’intervention sur l’animal estimés pour chaque procédure sont les suivants : - Mise en place de la sonde dans le cœur en passant par la carotide ou mise en place d’une sonde reliée à un capteur de pression (20 min), mise en place d’un électrocardiogramme (10 min), mise en place d’un cathéter en vaisseau veineux (15min), extraction du cœur de l'animal (15min).
Impact sur les animaux
Toutes les procédures de ce projet incluant des gestes chirurgicaux, un certain niveau de douleur et de stress sont attendus nécessitant une anesthésie et analgésie préopératoires appropriées. Des signes cliniques dus au traitement par un candidat médicament (en amont des mesures de paramètres cardiaques), pourront être observés (exemple : perte de poids, prostration, yeux mi-clos, …) et feront l’objet d’un suivi spécifique. Pour les animaux ayant un phénotype dommageable, une attention particulière sera portée sur leur suivi. Des points limites spécifiques seront définis pour ces animaux en fonction des données scientifiques connues sur cette lignée et des recommandations de l'éleveur.
Devenir
Les animaux seront euthanasiés à la fin des deux procédures car leur cœur sera prélevé afin de réaliser des analyses des tissus et/ou des colorations afin de visualiser les lésions au niveau du cœur.
Remplacement
L'efficacité de molécules en développement ainsi que les analyses histologiques que nous souhaitons réaliser par la suite, ne peuvent être étudiées que sur des organismes entiers pour tenir compte des interactions interorganes, cellulaires et moléculaires. Le rat et la souris sont des modèles de choix car les procédures sont bien connues et la physiologie cardiaque de ces animaux est comparable à celle de l'Homme.
Réduction
Une mise au point des modèles préalable aux études permettra une réduction du nombre d’animaux impliqués dans les études. C’est pour cette raison qu’une procédure dédiée à la mise au point des modèles d’efficacité en cardiologie et à l’acquisition des gestes techniques, a été incluse dans ce projet. Nous utiliserons dans la mesure du possible des animaux surnuméraires (naïfs de toute expérimentation) ce qui rentre dans le cadre d’une réduction du nombre d’animaux utilisés. La seconde procédure figurant dans ce projet sera réalisée sur un nombre limité d’animaux utilisés mais suffisants pour pouvoir réaliser des tests statistiques pertinents en fonction de l’effet attendu de la molécule testée.
Raffinement
L’expérimentateur s’assurera que toute manipulation sera conforme à la réglementation en vigueur et entrainera un minimum de stress ou de douleur chez l’animal. Préalablement à toute expérimentation, des points limites (exemples : détresse respiratoire, perte de poids supérieure à 20% sur 24h, perte sanguine abondante, etc …) sont définis en accord avec la littérature scientifique et la réglementation en vigueur . La mise en place des points limites permettra un meilleur suivi des animaux lors de la réalisation des différentes procédures de ce projet mais également de maintenir leur bien-être tout au long de l’expérimentation ainsi que la mise en place d’une prise en charge précoce et adaptée de l’animal si cela est nécessaire. Dans le cas où le bien-être de l’animal serait dégradé après 48h de traitement, une mise à mort sera réalisée immédiatement sur décision du directeur d’étude et /ou du vétérinaire désigné. Avant tout acte de chirurgie, l’anesthésie (type, dose, fréquence) ainsi que l’analgésie (type, dose, fréquence) nécessaires au suivi pré opératoire de l’animal devront être validées par le vétérinaire désigné. Pendant la chirurgie, les animaux seront placés sur couverture chauffante avec rétrocontrôle de la température afin qu’ils soient maintenus à 37°C. L’ajout de système de réchauffement complémentaires pourra être utilisé en cas de baisse de température de l’animal (exemple : bouillotes, etc..). Afin de limiter le stress dû à l’hébergement en cage individuelle (par exemple : individualisation des animaux pour mesure de la consommation hydrique et/ou alimentaire) et de maximiser le bien-être de l’animal, de l’enrichissement spécifique à chaque espèce sera utilisée (exemple : igloo, bûchette, coton, etc…), de plus, ils garderont un contact visuel et olfactif. Lors de traitements en intrapéritonéal ou en sous-cutanée, une rotation des sites d’injection sera réalisée afin de minimiser l’impact de l’injection sur le bien-être des animaux. Pour les animaux ayant des caractéristiques de la maladie, une attention particulière sera portée sur leur suivi. Des points limites spécifiques seront définis pour ces animaux en fonction des données scientifiques connues sur cette lignée et des recommandations de l'éleveur. Dans le cas de signes cliniques et/ou notables, une décision sera prise selon l'arbre décisonnel.
Choix des espèces
Le rat sera utilisé car il s’agit d’une espèce bien décrite dans la littérature scientifique et qu’il est plus aisé de pratiquer la chirurgie sur cette taille de rongeur. La souris sera utilisée car il s’agit d’un animal plus petit permettant à des clients ayant peu de composé disponible de pouvoir tout de même tester l’efficacité de leur molécule. C'est pour cette raison que nous souhaitons inclure ces deux espèces dans notre projet. Ce type de modèle de maladie est réalisé chez des animaux adultes car il s’agit de reproduire des pathologies de l’Homme adulte.
Test des fonctions cardiaques et musculaires chez des souris déficientes en Tafazzin (2/2)
- Recherche appliquée
- Troubles cardiaques
- Troubles endocriniens
- Troubles musculosquelettiques
360 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Modèles du syndrome de Barth, elles naissent avec un déficit de poids et développent des atteintes cardiaques et musculaires, puis sont gavées deux fois par jour, soumises à des échographies et à des courses forcées sur tapis avant la mise à mort. Le porteur teste le repositionnement de médicaments déjà commercialisés pour d'autres maladies. Il présente le passage à l'humain comme rapide en cas de succès, sans traitement curatif existant à ce jour.
Objectifs
Le syndrome de Barth est une maladie liée à des déficiences mitochondriales et pricipalement caractérisée par une cardiomyopathie. Il existe pour l'heure aucun traitement curatif. Différents criblages sur des modèles cellulaires levure et humain du syndrome de Barth ont permis l'identification de composés actifs. Les composés testés sont déjà utilisés sur le marché pour le traitement d'autres maladies. Notre objectif principal pour ce projet est de valider chez le modèle murin l'efficacité des composés identifiés comme actifs dans des modèles cellulaires du syndrome de Barth. Notre approche est donc celle d'un reposotionnement thérapeutique. Le test chez la souris est un requis obligatoire avant le passage à l'homme. Si l'objectif est atteint, des tests cliniques chez l'homme pourront rapidement être mis en place et à plus long terme des traitements curatifs pour les patients pourront voir le jour.
Bénéfices attendus
Les bénéfices attendus sont l'identification de candidats médicaments efficaces pour le traitement du syndrome de Barth pour lequel il n'existe toujours pas de traitement à l'heure actuelle.
Procédures
Pas de procédures chirurgicales sur animaux vivants (prélèvements terminaux de différents organes sur animaux euthanasiés). Les seuls gestes invasifs qui se feront sur animaux vigiles sont le gavage (2 fois par jour pendant 1 semaine maximum; quelques secondes pour chaque geste) et les prélèvements de sang rétro-orbitaux (5 minutes maximum pour chaque geste).
Impact sur les animaux
Les demandes d'autorisation de projet (DAPs) précédentes nous ont permis de décrire de façon détaillée les caractéristiques du phénotype dommageable du modèle souris du syndrome de Barth : A l'echelle de l'animal entier un déficit de poids d'environ 20 pourcents est observé dès la naissance et un défaut cardiaque (echocardiographie) et musculaire (course sur tapis (treadmill)) est observé à partir de l'âge de 5 mois. Par ailleurs, il est à noter que les souris mâles modèles du syndrome de Barth sont stériles, qu'elles naissent avec un ratio non mendélien (10-12 pourcents au lieu des 25 pourcents attendus) mais qu'elles vivent comme les souris contrôles jusqu'à 8 mois (pas testé plus longtemps). Les nuisances/effets indésirables causés par les expérimentations (manipulations/gestes expérimentaux sur l'animal) sont classées de sévérité modéré. Le gavage 2 fois par jour pourra à terme induire des irritations au niveau de l'oesophage mais afin de les réduire au maximum, le geste sera effectué par des personnes très expérimentées et les sondes de gavage utilisées seront adaptées à l'âge et au poids de l'animal. Les mises au points de gavage 2 fois par jour durant 3 mois lors de la DAP précédente n'ont pas révélé de nuisances particulières. Les prélèvements sanguins et l'echocardiographie sur souris vivantes nécessitent une anesthésie mais n'induisent pas de conséquence sur le bien être de l'animal. Le suivi des performances sur tapis de course teste les capacités motrices de l'animal vigile. Il n'y a pas de conséquence sur le bien être de l'animal au delà de la période entourant le recueil des données de la course.
Devenir
Euthanasie de tous les animaux en fin de cinétique pour prélèvements terminaux de sang et organes. Ces prélèvements permettront de faire différentes analyses afin de déterminer l'efficacité du médicament à supprimer certains déficits mis en évidences dans les demandes d'autorisation de projet (DAP) précédentes.
Remplacement
Nous utilisons des modèles cellulaires pour répondre à certaines questions, cependant, ces méthodes alternatives restent incomplètes pour l’étude de phénomènes physiologiques aussi complexes que les mécanismes impliqués dans le syndrome de Barth, puisqu'elles ne tiennent pas compte de l’ensemble des interactions existantes au sein d’un organisme tout entier. L'utilisation du modèle animal est donc une nécessité pour compléter nos résultats in vitro mais également pour procéder aux essais cliniques chez l'homme.
Réduction
Seules les expériences indispensables seront réalisées. Il n'y aura pas de répétition inutile d'expérience. Le nombre d'animaux nécessaire a été réduit au minimum, tout en permettant de garantir l’analyse statistique des résultats. Les mêmes animaux seront utilisés pour tous les gestes. Ces mêmes animaux seront également communs entre cette demande d'autorisation de projet (DAP) et une autre DAP. Par ailleurs, si les faibles doses ont un effet positif, les doses supérieures ne seront pas testées, diminuant ainsi le nombre total d'animaux. On passera à la dose supérieure uniquement si aucun effet sur dosages sanguins mais également sur poids, échocardiographies, treadmill et analyses sur organes n'est observé. Les mises au point actuelles montrent qu’un n de 5 est suffisant pour obtenir des statistiques robustes. Le logigramme montre que si l’étape 2 (sacrifice pour prélèvements d’organes et de sang) n’est pas engagée alors on aura des lots de 10 en étape 3 et si l’étape 2 (sacrifice pour prélèvements d’organes et de sang) est engagée alors on aura des lots de 5 en étape 2 et en étape 3. Une analyse statistique adaptée des résultats sera réalisée.
Raffinement
Les demandes d'autorisation de projet (DAPs) précédentes nous ont permis la mise en place des conditions optimales pour le bien-être des animaux. Nous raffinons nos conditions d'expérimentation et d'hébergement pour le bien-être de nos animaux. En concertation avec la SBEA, les animaux sont hébergés dans des cages aux normes (au minimum par 2 et au maximum par 5) suivant l’âge et le poids des animaux. De plus les cages sont enrichies par des jouets. Les animaux sont surveillés quotidiennement. Le poids sera suivi 3 fois par semaine. Si l'animal perd entre 5 et 10% par rapport à son poids le plus haut, on rajoutera du gel alimentaire et on augmentera la fréquence de surveillance, et en cas de perte de 20% l'animal sera euthanasié. Si un animal montre un problème de comportement, de locomotion ou autre, des mesures conservatoires seront prises: nourriture mouillée dans la cage, biberon à longue tétine. Si au bout de 48 heures aucune amélioration n'est constatée alors l'animal sera mis à mort. Points limites attendus: - poids des animaux inférieur de 20 à 30 pourcents dès la naissance : si on dépasse les 20 pourcents d'écart par rapport à l'animal lui-même, alors l'animal sera euthanasié - défauts ventriculaires: si on observe une tachycardie, une bradycardie, une arythmie ou une fréquence respiratoire anormale, l'animal sera euthanasié par la dislocation cervicale pour ne pas attendre et laisser souffrir l’animal. - points limites spécifiques à chaque geste, développés dans chaque procédure. Le gavage 2 fois par jour pourra à terme induire des irritations au niveau de l'oesophage mais afin de les réduire au maximum, le geste sera effectué par des personnes expérimentées et les sondes de gavage utilisées seront adaptées à l'âge et au poids de l'animal. Lors des gavages des phénomènes de "fausse route" peuvent survenir, l'animal sera immédiatement euthanasié. Lors des échocardiographies, la surveillance de la profondeur de l’anesthésie se fera tout au long de la procédure par sensibilité au stimulus douloureux (pincement des pattes ou de la queue), réflexe oculaire, hyperventilation. Les animaux seront placés sur un tapis chauffant lors de la procédure afin d'éviter toute hypothermie. Pour les animaux modèle de la maladie, plus petits, de la nourriture sera posée au sol et les animaux contrôles seront séparés des anaimaux modèle de la maladie dans les cages.
Choix des espèces
Nous avons choisi la souris comme modèle pour plusieurs raisons : - animal de petite taille, facile à héberger et à contentionner - modèle idéal pour la création de lignée : temps de gestation court (19 à 21 jours), - 6 à 15 souriceaux par portée - modèle très utilisé pour mimer les maladies humaines de par les 99% d'homologies entre son génome et le génome humain - modèle très bien maitrisé en terme de manipulation génétique. - le modèle souris du syndrome de Barth récapitule parfaitement les défauts observés chez les patients atteints de la maladie Les animaux seront élevés et gavés quotidiennement avec les candidats médicaments dans l'animalerie de production puis envoyés à l'animalerie où se feront les expérimentations de la présente DAP à l'âge de six mois (âge où un défaut en échocardiographie et sur tapis de course a été mis en évidence lors d'une précédente DAP).
ETUDE D’IMMUNISATION SUR LAPINS
- Recherche appliquée
- Autres troubles humains
- Cancers
- Diagnostic des maladies
- Maladies infectieuses
- Troubles cardiaques
- Troubles endocriniens
- Troubles gastrointestinaux
- Troubles immunitaires
- Troubles musculosquelettiques
- Troubles nerveux
- Troubles respiratoires
- Troubles sensoriels
- Troubles urogénitaux
6 000 lapins vont être utilisés, tous tués à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Ils reçoivent des injections répétées d'antigènes, parfois avec adjuvant, et des prélèvements de sang pouvant aller jusqu'à quatre par jour, pour produire des anticorps destinés à des tests de diagnostic et des médicaments. Hébergés seuls alors que l'espèce est sociale, ils sont tués en fin de protocole, un prélèvement de sang final important rendant leur maintien en vie impossible selon le porteur. Celui-ci reconnaît que la production d'anticorps in vitro existe mais affirme qu'une immunisation in vivo reste "nécessaire" dans certains cas.
Objectifs
L’objectif des protocoles d’immunisations sont utilisés à des fins scientifiques et médicales. Les applications pour leur utilisation peuvent être diverses comme par exemple : Fabrication de tests de diagnostic permettant la détection de maladies en médecine humaine, Préparation de médicaments pour usage en médecine humaine (médicaments biologiques), Applications diverses en recherche et développement.
Bénéfices attendus
Ces études d’immunisation sont utilisées à des fins scientifiques et médicales. Ces études sont bénéfiques pour les patients à court terme (e.g. fabrication de tests de diagnostic de type ELISA) et à moyen/long terme (eg. Phase de recherche et développement pour la mise à disposition de médicaments biologiques).
Procédures
Tous les animaux rentrant dans une étude d’immunisation peuvent être soumis à des injections d’antigène et des prélèvements sanguins répétés. Concernant les injections, les volumes maximum sont de 2 mL répartis sur 4 à 8 sites maximum pour la voie sous-cutanée, 0.5 mL sur 4 sites maximum pour la voie intra-musculaire, 5 mL/kg pour la voie intraveineuse, 2mL sur 40 sites maximum pour la voie intra dermique. La durée d’injection est d’une dizaine de secondes à 5 minutes selon la voie. Le nombre d’injections dépend de la voie d’injection et du protocole du scientifique mais seront au maximum espacés d’un à deux jours sur une durée totale d’un mois. En cas de durée supérieure à un mois, la structure en charge du bien-être animal sera contactée pour évaluer le bénéfice / risque. Concernant les prélèvements, les animaux peuvent être soumis 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 5 minutes. Tous les animaux rentrant dans une étude d’immunisation peuvent être soumis à une anesthésie générale par injection d’un anesthésique par voie intraveineuse ou à une anesthésie locale répétée par application d’une pommade anesthésiante. Une pesée hebdomadaire d’une durée inférieure à 5 minutes est réalisée jusqu’à une fois par jour selon le protocole et l’état clinique de l’animal.
Impact sur les animaux
Les principales nuisances pour les animaux utilisés dans le cadre de ces études sont : douleur, stress, perte de poids et inflammation localisée au site d’injection liés à des injections répétées d’antigènes (+/- adjuvés), douleur, stress, perte de poids et saignements et/ou inflammations localisés aux sites de prélèvements liés aux prélèvements sanguins répétés, la contention de l’animal d’une manière générale qui peut amener à du stress chez l’animal.
Devenir
Les animaux sont euthanasiés en fin de procédure. Il est en effet impossible de : réutiliser ces lapins dans le cadre d’un autre protocole d’immunisation, réutiliser ces lapins dans le cadre d’un autre projet effectué par l’établissement utilisateur. Lors du prélèvement final de la procédure, un volume significatif de sang est récupéré et cela rend incompatible la réutilisation de l’animal.
Remplacement
La production d’anticorps par méthode in-vitro exclusive comporte des avantages mais dans certains cas (exemples :besoin de concentration en anticorps élevée, glucosylation appropriée, affinité des anticorps spécifique…), une immunisation de type in-vivo reste encore nécessaire de nos jours. Pour démarrer une étude d’immunisation, le scientifique doit préalablement s’engager à ce que celle-ci-ci soit conforme aux 3R. De plus cet engagement sera écrit et vérifié par l’Etablissement utilisateur en charge de cette étude.
Réduction
Également, à travers les années d’expertises gagnées par l’établissement utilisateur, il n’est pas nécessaire de commander plus d’animaux que demandés par le scientifique pour réaliser le projet. Si une exception à cela devait avoir lieu, une revue par les membres de la SBEA serait nécessaire avant d’initier le projet. Avec l’expérience acquise, le nombre d’animaux prévu dans ce projet est diminué de l’ordre de 20% par rapport au projet précédant. Pour démarrer une étude d’immunisation, le scientifique doit préalablement s’engager à ce que celle-ci-ci soit conforme aux 3R. De plus cet engagement sera écrit et vérifié par l’Etablissement utilisateur en charge de cette étude.
Raffinement
Les lapins sont hébergés individuellement en gardant un contact visuel et olfactif avec leurs congénères. De l’enrichissement est mis à leur disposition (balles de cellulose et/ou foin, anneau en plastique, mousqueton…) Un cycle jour nuit est présent en zone d’expérimentation (12h/12h). Les animaux sont observés de manière quotidienne par du personnel formé et compétent et pesés toutes les semaines. Durant cette pesée, un examen approfondi de l’état clinique des lapins est effectué par le technicien (e.g. : vérification des points d’injection, maux de patte éventuels, dentition…). Également, durant ce processus, des caresses aux animaux sont prodiguées. Des points limites intermédiaires associés à des actions spécifiques et des points limites terminaux sont en place. Par exemple, en cas de perte de poids ≥ 20% sur une semaine, une nourriture appétante est proposée à l’animal. Également, en cas d’apparition de certains signes cliniques (exemples : masses sans douleur pour l’animal, abcès sans lésion, fécalome) des protocoles de soins validés par un vétérinaire sont prodigués aux animaux. Certains gestes douloureux (injections intra-dermique) sont réalisés sous anesthésie générale et les injections répétées sont effectuées après application d’un anesthésiant local (lidocaïne). En cas de prélèvements sanguins, les volumes prélevés ainsi que les périodes de récupération suivront la réglementation, les recommandations de la «Federation of European Laboratory Animal Science Associations » (FELASA) ainsi que les raffinements et bonnes pratiques internes. Les injections et prélèvements ne pourront être réalisées que sur des sites sans hématome ni inflammation apparente, en utilisant des aiguilles stériles adaptées (à la taille de l’animal et à la voie d’abord) et à usage unique. A chaque abord d’une voie vasculaire, un point de compression sera effectué le temps suffisant pour assurer l’arrêt du saignement. Une observation de l'animal sera réalisée au retour dans sa cage pour s’assurer de sa récupération immédiate. Pour démarrer une étude d’immunisation, le scientifique doit préalablement s’engager à ce que celle-ci-ci soit conforme aux 3R. De plus cet engagement sera écrit et vérifié par l’Etablissement utilisateur en charge de cette étude.
Choix des espèces
Le lapin est l'animal le plus utilisé pour la production d’anticorps étant l’espèce animale la plus adaptée pour cela, de par la production de volumes suffisants d'antisérum qualitatif et à titre élevé. Cela permet donc d’utiliser moins d’animaux pour l’objectif scientifique requis. Age minimum des lapins : 10 semaines. A cet âge, les lapins ont un système immunitaire permettant la réalisation des études de type immunisation.
Evaluation du dispositif Clampless 2 sur modèle ovin
- Recherche appliquée
- Troubles cardiaques
8 brebis vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, la moitié opérées et tuées sans réveil, l'autre en gravité modérée. Chaque animal subit un pontage artériel d'environ deux heures sous anesthésie générale pour tester un stent vasculaire en T, avant l'explantation du dispositif après mise à mort. Le porteur indique des risques de douleur, d'hémorragie et de thrombose, pris en charge par analgésie et médication. Il justifie le recours à la brebis par un diamètre d'artère proche de celui de l'humain et affirme qu'un banc d'essai ex vivo sur aorte de porc ne suffit pas à valider le dispositif en conditions réelles de flux.
Objectifs
En France, environ 13 000 pontages artériels périphériques sont réalisés chaque année, chez des patients souvent fragiles et âgés, présentant des lésions artériels étendues, pour lesquels les résultats des techniques endovasculaires actuelles sont médiocres. Selon leur localisation (pontage fémoro-poplité, pontage aorto ou ilio-fémorale, pontage axillo-fémoral, …), ces pontages sont grevés d’une mortalité variant de 2,3% (pontages fémoro-poplités) à 4,1 % (pontages aorto-fémorales), et une morbidité de 16 à 36,8 %. Ils nécessitent une anesthésie générale et impose une hospitalisation de 8 à 12 jours, avec parfois un séjour en réanimation. L'objectif de ce projet est d'évaluer un nouveau dispositif permettant ce type de pontage. Le dispositif est une endoprothèse (stent) vasculaire en forme de T qui permet l’implantation latérale d’une prothèse sur une artère, sans suture. Son utilisation permettrait de simplifier les techniques de pontages vasculaires afin de réduire significativement la taille des incisions chirurgicales, et éviter un arrêt circulatoire de 20 à 30 minutes, et ainsi d’évoluer vers une technique percutanée, réalisée sous anesthésie locale. Le but de l’étude est d’évaluer l’implantation du dispositif sur modèle ovin, afin de mettre au point et valider la technique opératoire d’implantation de ce nouveau dispositif, et de mettre en évidence les premières preuves d’efficacité et de sécurité du dispositif avant les évaluations de sécurité règlementaires.
Bénéfices attendus
L’objectif du dispositif testé (Clampless2) est de simplifier les techniques de pontages vasculaires et les bénéfices attendus sont une réduction significative de la taille des incisions chirurgicales, une diminution des risques opératoires (éviter un arrêt circulatoire de 20 à 30 minutes), et ainsi évoluer vers une technique percutanée, réalisée sous anesthésie locale. Ce projet est un étape dans le processus développement de ce dispositif car il permet de mettre au point et de valider la technique opératoire d’implantation de ce nouveau dispositif, et de mettre en évidence les premières preuves d’efficacité et de sécurité du dispositif avant les évaluations de sécurité (toxicité) règlementaire.
Procédures
Les animaux seront soumis à une intervention chirurgicale réalisée sous anesthésie générale et sous antalgique. La durée de l'anesthésie sera d'environ 2 heures. Après leur réveil, les animaux rtecevront des traitements quotidiens par voie orale pour par voie sous-cutanée ou intramusculaire (antibiotique, antalgique, anti-thrombotique). A la fin de l'étude, les animaux seront mis à mort sous anesthésie générale.
Impact sur les animaux
Lors de la phase de chirurgie, les nuisances ou effets indésirables seront la douleur, et les risques l’hémorragiques. La procédure sera réalisée sous anesthésie générale et sous antalgie, et sera conduite par des chirurgiens vasculaires spécialisés dans ce type d’interventions sur l’homme. Lors de la phase de suivi post opératoire (procédure 2), les nuisances ou effets indésirables seront la douleur, les infections, les risques hémoragiques et les risques de thrombose. Ceux-ci seront prévenus par la médication mise en place : analgésie, antibiotique et anti-thrombotique.
Devenir
A la fin des deux procédures, tous les animaux seront mis à mort, et les dispositifs placés seront explantés pour des analyses supplémentaires.
Remplacement
Des études préliminaires ont été réalisées sur un banc d’essai sur modèle ex vivo (à partir d’aorte abdominale de porc) afin d’évaluer la mise en place du dispositif sous flux d’eau (afin de modéliser le flux sanguin). La perméabilité et l’étanchéité du dispositif ont été vérifiées, et le geste opératoire a été optimisé par évaluation du temps d’implantation et des pertes de fluides pendant la procédure. Cette étude préliminaire importante ex vivo ne permet cependant pas le remplacement total du modèle animal vivant. Il reste nécessaire de valider le dispositif sur un modèle entier vivant afin de travailler dans des conditions réelles de flux artériel, et de respiration, et pouvoir suivre à court terme (4 semaines) la tolérance et l’impact de l’implantation du dispositif, non modélisable sur modèle in vitro ou ex-vivo.
Réduction
Des études préliminaires ont été réalisées sur un banc d’essai sur modèle ex vivo (aorte abdominale de porc) afin d’évaluer la mise en place du dispositif sous flux d’eau (afin de modéliser le flux sanguin). La perméabilité et l’étanchéité du dispositif ont été vérifiées, et le geste opératoire a été optimisé par évaluation du temps d’implantation et des pertes de fluides pendant la procédure. Ce travail préliminaire permet donc de réduire considérablement le nombre d’animaux utilisé grâce à une sécurisation du dispositif et une maitrise des gestes pratiqués. Le pontage sera réalisé entre les artères iliaques droite et gauche. Cependant, afin de diminuer le nombre d’animaux, un deuxième site possible de pontage sera exposé (carotide) à la fin de la chirurgie pour les animaux de la première procédure uniquement, afin d’anticiper de futures applications du dispositif.
Raffinement
Les animaux arriveront sur place au minimum une semaine avant la procédure pour leur permettre de s’habituer aux lieux et au personnel et ainsi diminuer leur stress. Ils seront logés par groupes sociaux (2 animaux) afin de respecter leur comportement grégaire. Ils seront hébergés sur litière de paille. Le personnel animalier observera au minimum deux fois par jour les animaux afin de repérer d’éventuels signes de mal-être ou de souffrance. Ces signes seront immédiatement signalés au responsable de l’expérimentation, et les animaux seront soignés par le vétérinaire et si jugé nécessaire retirés de l’essai. La procédure chirurgicale se déroulera entièrement sous anesthésie générale et sous analgésie. La douleur post opératoire sera évaluée selon une grille de douleur et prise en charge par un traitement analgésique adapté.
Choix des espèces
Les deux modèles possibles et décrits dans la littérature pour l’évaluation de ce type de dispositif et de chirurgie sont le porc et la brebis. En prévision d’une étude règlementaire longue de 3 à 6 mois, il est nécessaire de travailler sur un modèle adulte et physiologiquement stable et de taille similaire à l’homme (diamètre des artères stable afin d’éviter les risques de désinsertion du stent en cours d'étude) . Le modèle choisi est la brebis.