Troubles cardiaques
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- Maladies infectieuses
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- Troubles musculosquelettiques
- Troubles nerveux
- Troubles respiratoires
- Troubles sensoriels
- Troubles urogénitaux
Conception d’un revêtement capable de pacifier la réponse inflammatoire secondaire à l’implantation de valve cardiaque artificielle 2/2
- Recherche appliquée
- Troubles cardiaques
- Tests réglementaires
- Autres tests de tolérance et d’efficacité
78 souris femelles vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Des composants de bioprothèse cardiaque sont implantés sous la peau de leur dos sous anesthésie, suivis de deux séances d'imagerie TEP avec injection d'un traceur, avant euthanasie à J29 pour prélever le sang et les tissus. Le porteur teste un traitement de surface censé réduire l'inflammation, un bénéfice pour les patients humains qu'il renvoie au conditionnel et à un transfert futur. Sur le remplacement, il affirme qu'il n'existe pas de moyens alternatifs et que la réaction aux biomatériaux chez la souris reproduit celle de l'homme.
Objectifs
Les valves cardiaques artificielles sont utilisées pour remplacer des valves malades chez l'Homme. Certaines valves dites biologiques sont composées de tissus biologiques d’origine animale (porc ou bovin). Elles présentent de nombreux avantages par rapport à des prothèses complétement synthétiques (valves dites mécaniques), notamment en termes de fonction et risque de formation de caillots (thrombose). En revanche, la composition des valves biologiques reste « étrangère » au système immunitaire du receveur les rendent susceptibles d’être rejetées par le tissu receveur. En effet, malgré toutes les mesures mises en place pour rendre le tissu biologiquement inactif, les cellules qui assurent la défense de notre organisme reconnaissent inéluctablement la différence d’origine du tissu implanté et déclenchent une réaction inflammatoire qui réduit sensiblement la durée de vie des bioprothèses par rapports aux solutions mécaniques. Ainsi, bien que plus performantes, les bioprothèses sont rarement implantées chez les sujets jeunes en raison de ce risque de vieillissement prématuré. L’objectif de cette étude est de tester le potentiel d'un traitement de surface sur les valves biologiques capable de diminuer cette réaction inflammatoire.
Bénéfices attendus
Les effets attendus sont une diminution de l'inflammation des tissus environnants lorsque les bioprothèses sont recouvertes avec le traitement de surface à l'étude avant implantation par rapport aux bioprothèses standard non traitées. L'évaluation pré-clinique du bénéfice apporté par le revetement proposé peut considérablèment accélérer le transfert de l'innovation chez l'homme (application aux bioprothèses cardiovasculaires qui sont utilisées en pratique clinique).
Procédures
Les animaux seront soumis à une seule procédure d'implantation des composants des bioprothèses (traitées avec le traitement de surface ou non) sous la peau du dos sous anesthésie générale et à deux séances d'imagerie dans les suites (TEPscanner, 7 jours et 28 jours après implantation, toujours sous anesthésie générale) pour visualiser et mesurer la réaction inflammatoire au niveau de la zone d'implantation. Ces procédures d'imagerie comportent une injection d'un traceur par voie intraveineuse. Les procédures de chirurgie dureront 20 minutes et les séances d'imagerie 40 minutes.
Impact sur les animaux
Concernant l'intervention chirurgicale, les effets indésirables potentiels après l'intervention comportent des douleurs au site d'implantation sur la peau du haut du dos, des démangeaisons et des troubles de la cicatrisation. Concernant les scanners, ces examens sont peu invasifs et ne comportent pas d'effets indésirables attendus.
Devenir
Les animaux seront euthanasiés le lendemain de la dernière imagerie (soit J29) afin de prélever du sang et d'étudier les biomarqueurs de l'inflammation. Les composants des bioprothèses implantés 29 jours plus tot seront également prélevés pour etre analysés en microscopie.
Remplacement
Dans ce projet, il n'existe pas de moyens alternatifs à l'expérimentation animale. En effet, à ce jour il n'existe pas de méthode fiable permettant d'estimer de facon fiable l'efficacité du traitement de surface à l'étude. Toutefois, des manipulations préliminaires sur des cellules endothéliales aortiques humaines (expériences "in vitro") ont permis d'affiner le protocole du traitement de surface et d'utiliser le nombre minimal d'animaux.
Réduction
Afin de diminuer au maximum le nombre d'animaux, un calcul statistique a été réalisé en amont. De la meme facon, une mutualisation des résultats expérimentaux au sein de l’unité de recherche pourrait permettre l'exploitation des résultats par d'autres chercheurs et de limiter l'utilisation ultérieure d'animaux.
Raffinement
Le confort, la douleur et le stress des animaux seront scrupuleusement recherchés à l'aide de grille de surveillance journalière. Un recours à l’anesthésie générale sera systématique pour toutes les procédures et des soins spécifiques pourront etre conduits en fonction de l'examen (désinfectant, anti-douleurs). L'administration d'anti-douleurs sera réalisée en cas d'inconfort ou de douleurs et une euthanasie sera pratiquée dans les plus brefs délais en cas de non-amélioration. La surveillance de points limites (devant faire stopper l'expérimentation) sera systématique et faite quotidiennement. Les conditions d’hébergement seront également optimisées au maximum avec respect du rythme veille/sommeil. Afin de minimiser le stress post-chirurgie, des éléments d’enrichissement des cages comme des bâtons à ronger et du coton, ainsi que de la nourriture en gélée, seront placés. Enfin, nous priviliégerons des procédures d’imagerie non invasive (TEPscanner) pour visualiser l'inflammation des tissus.
Choix des espèces
Le modèle animal (souris) a été soigneusement choisi d’après les publications internationales les plus pertinentes sur le sujet. Des souris adultes C57Bl6/J de 6 à 9 semaines d'âge seront utilisées. Bien qu'il n'existe pas d'impact de genre attendu, des sujets femelles seront utilisés pour une meilleure cohabitation. La reaction aux biomatériaux chez cette espèce reproduit de façon très fidèle les réponses observées chez l'homme (mammifère). Les tests précliniques sont communemment effectués dans cette espèce et sont abondamment documentés dans la littérature scientifique.
Caractérisation de la dysfonction électro-mécanique du ventricule droit en surcharge de pression dans un modèle d’hypertension pulmonaire chez le porc mâle
- Recherche appliquée
- Troubles cardiaques
60 porcs vont être utilisés, tous tués à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Des porcelets subissent une chirurgie de cerclage de l'artère pulmonaire pour créer une insuffisance cardiaque droite, avec IRM et prises de sang, puis une sternotomie terminale sans réveil. Le porteur indique des effets possibles comme hémorragie, troubles du rythme et troubles respiratoires. Il affirme que la culture cellulaire ne peut se substituer à l'animal, les retombées thérapeutiques étant renvoyées au terme du projet.
Objectifs
L’hypertension pulmonaire, qu’elle soit idiopathique ou associée à des pathologies respiratoires, est caractérisée par une élévation de la pression artérielle pulmonaire au repos. Au niveau cardiaque, le ventricule droit (VD) tolère mal la surcharge de pression imposée par ces pathologies ce qui conduit rapidement à une détérioration de sa fonction contractile (insuffisance cardiaque droite) qui s’accompagne d’un risque accru d’arythmies. L’insuffisance cardiaque droite demeure la première cause de mortalité chez ces patients mais aucun traitement ciblant le VD malade n’est actuellement disponible. Malgré une forte progression de la prévalence de l’insuffisance cardiaque droite ces dernières années, les mécanismes à l’origine de la dysfonction de ce ventricule demeurent assez mal compris. Ce projet a pour objectif d’identifier les mécanismes impliqués dans la dysfonction électrique et contractile du VD en surcharge de pression chez le porc mâle afin d’identifier de potentielles cibles thérapeutiques.
Bénéfices attendus
Il n’existe aucun traitement curatif pour l’hypertension pulmonaire et la mortalité chez ces patients provient essentiellement d’une insuffisance cardiaque droite et d’arythmies. Le projet a pour objectif d’identifier des cibles moléculaires impliquées dans la dysfonction électrique et contractile du VD dans ce contexte. A terme, ce projet permettra la mise en place de traitement et une meilleure prise en charge des patients atteints d’hypertension pulmonaire.
Procédures
Les animaux subiront une opération chirurgicale permettant de mettre en place le modèle pathologique de la maladie cardiaque, cette opération est réalisée sur animal anesthésié, la durée de l'intervention sour anesthésie est de maximum 2 heures. L'animal est ensuite réveillé et des tests sont réalisés quelques semaines après afin de répondre à l'objectif du projet. Ces tests consistent en la réalisation d'une IRM cardiaque (examen d'imagerie non-invasif) et d'une prise de sang, ceci est réalisé sous anesthésie générale, durée inférieur à 3 heures. Toujours sous anesthésie générale ; sternotomie médiane, ouverture du péricarde, examen électrophysiologique épicardique : durée anesthésie
Impact sur les animaux
L’opération des animaux induira les effets indésirables identiques à une opération réalisée chez l’Homme, au niveau de l’anesthésie générale, celle-ci peut induire au réveil : hypothermie nausée, tremblements, apathie temporaire. Lors de l’opération (mini-thoracotomie latérale gauche pour tous les animaux et cerclage de l’artère pulmonaire uniquement pour les animaux CAP) les effets indésirables suivants : hémorragie, trouble du rythme cardiaque, hypothermie peuvent être constatés. Les nuisances induites au-delà de la période péri-opératoire peuvent être : une infection de la zone opératoire, et pour les animaux CAP, les effets indésirables liés à la pathologie peuvent être : troubles respiratoires, augmentation du rythme cardiaque, fatigue.
Devenir
La première étape du projet consiste à créer le modèle pathologique de dysfonction ventriculaire droite ainsi que les animaux contrôles appropriés. Leur devenir est de permettre l’étude du remodelage électrique et mécanique du ventricule droit dans ce contexte. Il est donc nécessaire pour cela que l’ensemble des animaux soient gardés en vie et soient soumis à la deuxième étape qui a pour objectif de réaliser des examens de suivi des animaux à différents temps. La deuxième étape, vise à caractériser l’état pathologique des animaux cerclés par rapport aux contrôles, mais également à permettre à posteriori de corréler les modifications hémodynamiques, contractiles, et structurelles aux modifications électrophysiologiques relevées in vivo puis ex vivo. Il est donc nécessaire d’euthanasier les animaux à la fin du projet pour permettre des expérimentations ex vivo/in vitro plus approfondies.
Remplacement
L’utilisation d’animaux est la seule façon de répondre aux objectifs du projet car elle permet de reproduire de façon fiable la situation pathologique humaine dans sa globalité. La culture cellulaire ne peut se substituer à l’utilisation d’animaux dans le cadre de notre projet car les cardiomyocytes adultes se dédifférencient rapidement en culture entrainant une modification de leurs propriétés électrophysiologiques. D’autre part, les études menées in vivo et ex vivo permettent d’obtenir des informations spatiotemporelles liées à la structure 3D du myocarde pouvant influencer l’électrophysiologie et non accessibles sur des cultures cellulaires.
Réduction
Le nombre d’animaux prévu (N=60 sur 3 ans) a été déterminé par calcul statistique afin d’évaluer le nombre minimal d’animaux nécessaire à la mise en évidence des effets de la pathologie de façon robuste. Pour répondre également à la réduction du nombre d’animaux, les expérimentations in vivo seront réalisées sur les mêmes animaux que ceux prévus pour les expérimentations ex vivo/in vitro. D’autre part, les expérimentations in vitro seront réalisées par plusieurs chercheurs à partir des mêmes cœurs pour limiter l’utilisation des animaux.
Raffinement
Les mesures de raffinement sont mises en place tout au long du projet. Dès leur prise en charge au laboratoire. Des observations biquotidiennes seront réalisées en post-opératoire pendant 4 à 10 jours. Ensuite, un suivi quotidien sera réalisé par des personnes formées, compétentes et soucieuses du bien-être animal, basées notamment sur l’apparence physique externe, le comportement (sociabilité, appétit) et les réponses comportementales aux stimuli externes (peu enclin aux manipulations, tentative de fuite). Ces contrôles permettent de repérer tout animal en souffrance, d’en avertir le responsable du projet et de prendre les mesures appropriées. Les animaux sont hébergés dans un environnement adapté pour réduire l’angoisse des animaux, dans des locaux adaptés, en groupes sociaux avec un enrichissement adapté à l’espèce : jouets (ballons, chaînes,…) changés régulièrement. La procédure expérimentale est réalisée par du personnel qualifié et expérimenté permettant un temps interventionnel réduit au maximum sous anesthésie générale avec une prise en charge adaptée de la douleur (analgésie). Tout constat d’un mal-être est remonté au responsable du projet et au vétérinaire délégué pour des examens approfondis et traitements adaptés. Si la douleur, la souffrance et l’angoisse ne pouvaient être réduites à leur minimum), une décision d’interruption d’expérimentation sera prise.
Choix des espèces
Parmi les différentes espèces animales, le Porc a des paramètres physiologiques cardiaques comparables à ceux de l’Homme. De plus, la fonction cardiaque de l’Homme et du porc sont très proches sur le plan hémodynamique et électrophysiologique (contrairement aux rongeurs). Enfin, la croissance rapide du porc permet la mise en place progressive de la surcharge de pression dans notre modèle, représentant un modèle de la pathologie humaine plus réaliste. En début de la procédure expérimentale, des porcelets de moins de un mois, de 10 kg en moyenne, seront inclus. La croissance rapide des cochons (poids attendu à 4 mois post-chirurgie de 65-85 kg) va permettre la mise en place progressive de la pathologie d’intérêt. Ces paramètres correspondent à ce qui se passe chez l'Homme, et donc cela permet de répondre à l'objectif du projet.
Contrôle optique de l’activité cardiaque à l’aide de l’implantation d’un stimulateur optique dans un modèle de rat.
- Recherche appliquée
- Troubles cardiaques
- Recherche fondamentale
- Système cardiaque
90 rats vont être utilisés, tous tués à l'issue, dans des procédures impliquant des niveaux de souffrance pouvant aller jusqu'à sévère. Ils subissent une thoracotomie et l'implantation d'un dispositif optique sur le cœur, avec injection de peptides photosensibles, avant d'être tués par une dose létale d'anesthésique. Le projet cherche à démontrer la possibilité de contrôler par la lumière l'activité électrique cardiaque chez un animal vigile. Le porteur affirme que seule l'expérimentation animale peut établir l'intérêt clinique de cette approche, un criblage in vitro ayant précédé la sélection des peptides.
Objectifs
Les troubles du rythme cardiaque d’origine génétique, médicamenteuse ou bien secondaires à une pathologie cardiaque ischémique conduisent dans de nombreux cas à des syncopes et des morts subites, le plus souvent au repos ou lors du sommeil. Les approches thérapeutiques actuelles requirent l’implantation d’un défibrillateur automatique ou bien l’utilisation de molécules anti-arythmiques dont la fenêtre thérapeutique est étroite en raison des effets secondaires associés à ces molécules. L'objectif de ce projet est de démontrer la possibilité de contrôler optiquement l’activité électrique cardiaque dans un modèle de rat vigile préalablement implanté d’un dispositif optique permettant l’activation de peptides photo-sensibles injectés sous forme inactive. L’illumination à 365-405 nm de la zone sur laquelle est implanté le dispositif permet un clivage du groupement protecteur et l’activation du peptide uniquement dans les zones illuminées. Les peptides utilisés dans ce projet ont été sélectionnés in vitro et ex vivo pour leurs effets sur des cibles thérapeutiques potentielles identifiées lors d’études précédentes. Ainsi, par cette approche de contrôle optique de l’activité électrique cardiaque, il sera possible de cibler les zones arythmogènes du cœur dans des modèles murins arythmiques ou bien chez le gros animal afin de proposer une nouvelle approche dans la prise en charge des arythmies.
Bénéfices attendus
Ce projet devrait permettre : 1. de faire la preuve de concept du contrôle optique, chez un animal vigile, de l’activité de composés ciblant les canaux ioniques présents dans le cœur et impliqués dans la génération des arythmies cardiaques, et 2. de contrôler, chez un animal vigile, la survenue d’arythmies cardiaques en s’affranchissant des effets secondaires dans les zones du cœur non ciblées, offrant ainsi de nouvelles perspectives thérapeutiques.
Procédures
La totalité des animaux sera soumise à une thoracotomie et un enregistrement de l'activité électrique cardiaque. Le temps total de l’intervention sera inférieur à 45 min. Après pose de l'implant, des prélèvements sanguins seront réalisés afin de s'assurer de la bonne santé de l'animal et des composés activiés par la lumière seront injectés par voie veineuse.
Impact sur les animaux
La procédure expérimentale mise en œuvre lors de ce projet nécessite la mise en place d’une mini-thoracotomie. La gestion peropératoire de la douleur doit empêcher la survenue d’effets indésirables. Une étude précédente a démontré chez le rat l’absence d’effets indésirables de l’injection d’un peptide protégés similaires à ceux utilisés dans cette étude.
Devenir
A l’issue des procédures, tous les animaux sont euthanasiés par injection de dose léthale d'anesthésique après sédation en raison de l'efficacité de l'approche et de la non utilisationdes tissus par la suite.
Remplacement
Cette étude requiert une exploration fonctionnelle afin de valider in vivo une approche de contrôle optique de l’activité électrique cardiaque. Seule l'expérimentation animale peut permettre de déterminer si l’approche testée présente un intérêt clinique en limitant la survenue d’arythmies. Les peptides qui seront testés chez la souris ont été sélectionnés pour leurs effets sur les cibles thérapeutiques à l'issue d'un screening réalisé in vitro sur des lignées cellulaires, réduisant ainsi le recours au modèle animal.
Réduction
Un maximum de 90 rats seront utilisés dans cette étude. La première étude visant l’adaptation à nos conditions d’un modèle déjà décrit et validé vise à raffiner le modèle et les conditions expérimentales. La mise en place rapide du modèle par des utilisateurs expérimentés permettra de limiter le nombre d’animaux utilisés tout en conservant une puissance suffisante pour les analyses statistiques lors de la seconde étude. Au fur et à mesure de l'inclusion des données, des analyses statistiques seront réalisées. Si une différence statistiquement significative entre les conditions « sans activation » et « avec activation » des composés apparait (une valeur de p
Raffinement
Avant la procédure, les rats seront hébergés par couple en cages ventilées enrichies de tunnels pour se camoufler, ou de papier pour fabriquer des nids pendant à minima 2 semaines. Toutes les procédures seront réalisées sous anesthésie (sevoflurane) avec une prise en charge analgésique adaptée. Les peptides à tester, sous leur forme protégée, ayant été sélectionnés pour leur absence d’activité sur leurs cibles, nous n'anticipons pas de douleur ou d'effets indésirables suite à leur injection. Toutefois, si l'un des peptides devait entrainer des effets indésirables détectables comme des difficultés respiratoires ou des convulsions, l'examen serait interrompu et le rat euthanasié. Au cours de la chirurgie, un saignement abondant non maitrisable, une perforation pulmonaire non resolvable conduirait à une euthanasie de celui-ci. Ce projet se base sur l’utilisation de points limites gradés, précis et adaptés. Leur application se fera en lien avec la SBEA à l’aide d’un arbre décisionnel visant à l’arrêt des souffrances.
Choix des espèces
Le rat constitue un bon modèle pour l’étude des arythmies cardiaques et de part la taille du cœur, offre une approche plus aisée que la souris pour le contrôle optique et localisé de l’activation des composés injectés. L'étude sera réalisée sur des rats adultes de 10 semaines pour faciliter les abords chirurgicaux et en raison de la taille de l’implant.
Effets des jeûnes intermittent et thérapeutique sur le métabolisme cardiaque
- Recherche appliquée
- Alimentation animale
- Diagnostic des maladies
- Troubles cardiaques
- Recherche fondamentale
- Système cardiaque
144 rats vont être utilisés, tous tués à l'issue pour prélever leur cœur, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Ils sont soumis pendant six mois à des régimes incluant des arrêts de nourriture de trois jours, à des tests de tolérance au glucose avec ponctions répétées de la queue et à des IRM sous anesthésie avec pose d'un cathéter dans la veine caudale, pour évaluer les effets du jeûne sur le cœur. Le porteur indique que les ponctions et la pose du cathéter peuvent provoquer stress, douleur et risque d'infection. Sur le remplacement, il affirme qu'aucune méthode in vitro ou in silico n'existe et que l'expérimentation animale est "nécessaire" pour valider son hypothèse de cardioprotection.
Objectifs
Le jeûne est une méthode d’alimentation consistant à ingérer peu ou aucune nourriture sur une période allant de 12h à plusieurs semaines chez l’Homme. Cette coutume ancestrale est pratiquée par de nombreuses religions et, plus récemment, a reçu une attention croissante pour d’autres raisons de santé, économique et écologique. On distingue le jeûne intermittent, qui consiste à se priver de nourriture pendant une période de 14h sur une journée, le jeûne intermittent prolongé (3 – 5 jours) et le jeûne thérapeutique (1 à 3 semaines). En France, jeûner n’est pas proposé dans un cadre médicalisé. Pourtant, il a été prouvé que le jeûne retarde les processus liés à l’âge (stress oxydant, inflammation…), protège le cerveau des maladies neurodégénératives et diminue la croissance tumorale. Le jeûne intermittent prévient et réverse tous les aspects du syndrome métabolique chez le rongeur et chez l’Homme. En cardiologie, des études précliniques sur des rats mâles ont démontré une diminution de la fibrose myocardique liée à l’âge en prévenant l’inflammation et en maintenant les antioxydants. De plus, le jeûne intermittent diminue l’apoptose et l’inflammation puis prévient le remodelage du myocarde sur modèles d’infarctus du myocarde. Plusieurs jours de jeûne améliorent la diffusion de l’oxygène du capillaire à la mitochondrie de myocarde murin suggérant une amélioration de l’énergie cellulaire. Les objectifs de cette étude sont de caractériser les effets du jeûne intermittent et du jeûne thérapeutique sur le cœur de rat et de déterminer si ces derniers sont protecteurs lors d’un stress aigu induit par un épisode d’ischémie-reperfusion et dans un modèle de cardiomyopathie prédiabétique (induit par un régime riche en graisse et en sucre). Plus précisément, nous souhaitons caractériser le profil cardiométabolique du jeûne, notamment le métabolisme énergétique et le profil lipidique myocardiques. Notre hypothèse est que les changements physiologiques et métaboliques induits par le jeûne intermittent et/ou thérapeutique seraient cardioprotecteurs. Enfin, nous souhaitons déterminer s’il y a un effet du genre et comparer les mécanismes du jeûne intermittent et du jeûne thérapeutique.
Bénéfices attendus
Cette étude permettra de mieux caractériser les effets des jeûnes intermittent et thérapeutique sur la fonction cardiaque, le métabolisme énergétique et le remodelage du profil lipidique. Nous souhaitons savoir si ces méthodes sont cardioprotectrices envers un stress aigu (ischémie/reperfusion) et chronique (modèle de prédiabètes induit par le régime riche en graisse et en sucre). Enfin, nous évaluerons l’effet du genre de ces régimes.
Procédures
Les animaux seront soumis à différents régimes décrits ci-après : régime normal pendant 6 mois ; régime normal pendant 3 mois puis nourris un jour sur deux pendant 3 mois ; - régime normal pendant 3 mois avec deux arrêts de la nourriture pendant 3 jours (à 4.5 et à 6 mois) ; régime riche en graisse et en sucre pendant 6 mois ; régime riche en graisse et en sucre pendant 3 mois puis nourris un jour sur deux avec le même régime pendant 3 mois ; régime riche en graisse et en sucre pendant 6 mois avec 2 arrêts de la nourriture pendant 3 jours à 4.5 et 6 mois. Tous les animaux seront soumis à trois tests de tolérance au glucose sur animaux vigiles. Celui-ci comprend une injection intrapéritonéale et 6 prélèvements de gouttes de sang dans la queue de l’animal (mesure de glycémie). Cette procédure sera répétée trois fois à 3, 6 et 9 mois. Tous les animaux seront soumis à trois examens d’imagerie IRM avec insertion d’un cathéter dans la veine caudale sous anesthésie générale. Cette procédure sera répétée trois fois à 3, 6 et 9 mois.
Impact sur les animaux
La procédure sur la mise en place des régimes peut entrainer un léger stress chez les animaux mais ne doit pas entrainer d'effet indésirable notable et a déjà fait l’objet de nombreuses publications au niveau international. L'eau quant à elle restera à disposition ad libitum. Le test de tolérance au glucose fait l’objet d’injection en intrapéritonéale et de ponctions répétées au bout de la queue de l’animal pour mesure de la glycémie pouvant générer un stress pour l’animal et un risque d’infection. Les animaux réagissent et cicatrisent bien, notre groupe a l’habitude de travailler avec ces mesures et fera le nécessaire pour surveiller tout évènement indésirable (stress, infection). Les anesthésies et les examens d’imagerie in vivo par IRM sont également des nuisances pour les animaux mais l’imagerie reste l’exploration la moins invasive de nos jours. Enfin, la pose d’un cathéter se fera sous anesthésie pou diminuer le stress de l’animal, cela peut augmenter la douleur après réveil ainsi que le risque d’infection que nous surveillerons quotidiennement.
Devenir
Les animaux sont euthanasiés à la fin de la procédure (après l'IRM à 9 mois) pour pouvoir prélever le cœur et réaliser des expériences ex vivo en cœur isolé afin de caractériser le métabolisme énergétique et le profil lipidique cardiaque par spectroscopie par résonance magnétique.
Remplacement
A l'heure actuelle, il n'existe aucune méthode de substitution in vitro et in silico pour étudier l'effet des jeûnes intermittent et thérapeutique sur la physiologie et le métabolisme cardiaque. De plus, l’expérimentation animale est nécessaire pour valider notre hypothèse de cardioprotection de ces régimes face à des stress aigu et chronique selon le sexe. De nombreuses similitudes existent entre la physiologie cardiaque des rongeurs, particulièrement celle du rat, et celle de l'homme. Les modèles pathologiques chez les rongeurs sont utilisés au laboratoire depuis de nombreuses années et toutes les techniques d'imagerie/ spectroscopie de résonance magnétique dans ce projet ont été caractérisées au sein même du laboratoire.
Réduction
Notre approche expérimentale permettra de réduire de façon drastique le nombre d'animaux en accord avec la règle des 3R. En effet, l'étude in vivo permettra de réaliser un suivi longitudinal de l’animal sans sacrifice et l'étude ex vivo sera réalisée sur le même animal. Le nombre d'animaux dans ce projet est le minimum nécessaire pour mettre en évidence des différences statistiquement significatives entre les groupes. Nous souhaitons obtenir un effectif final de n=10 par groupe et nous envisageons 20% de perte de données (problème technique d’imagerie et de spectroscopie, problème de prélèvement du cœur pour l’expérience ex-vivo). Nous prévoyons donc 10 + 2 (20% de perte) = 12 rats par groupes. L’effectif de 10 animaux par groupe est déterminé à l’aide d’une analyse statistique (Statistica) prévoyant, pour un risque alpha de 5% et un risque béta de 10%, une amélioration de 25% de la fonction cardiaque dans nos modèles animaux pathologiques pour revenir à des valeurs physiologiques observées chez des animaux contrôles.
Raffinement
Les rats seront acclimatés pendant 14 jours avant le début de l'étude. La procédure sur la mise en place des régimes ne doit pas entrainer d'effets indésirables. Les durées et fréquences sont déterminées en fonction des données de la littérature (1 jour sur 2 pour le jeûne intermittent et 3 jours de jeûne thérapeutique). L'eau sera mise à disposition en qualité et quantité satisfaisantes. Tout au long des régimes et du projet, le bien-être des animaux sera assuré par un hébergement en portoir ventilé par cage de 2 individus avec un enrichissement composé de matériel pour nicher et se cacher ainsi que des buches et des rondins pour ronger afin de satisfaire les besoins physiologiques des animaux. Les conditions de température, lumière et humidité des cages seront contrôlées. Un animalier ou un chercheur contrôlera le bien-être des animaux tous les jours. Pour le test de tolérance au glucose et la mesure de l'insuline à jeun ou l'anesthésie ne peut pas être réalisée, une compresse d'eau chaude sera placée sur la queue de l'animal afin de faciliter le prélèvement de la goutte de sang le plus rapidement possible. Afin d'éviter toute infection, la queue de l'animal sera désinfectée avant et après la procédure avec de la Vétédine. Les jours suivants, nous vérifierons la bonne cicatrisation de la queue de l'animal. Pour la procédure d'IRM in vivo, les rats seront anesthésiés par un mélange d’isoflurane (Vetflurane 2%) et d’oxygène (1L/min) à l’aide d’une chambre d’induction et le bien-être animal sera assuré par le maintien des constantes vitales de l'animal. Durant les anesthésies, les yeux seront hydratés (Ocrygel) et la température maintenue à 37°C par couverture chauffante et monitoring par sonde rectale. Durant l'IRM, une injection d'adénosine (poudre chez Sigma Aldrich) à 0.33 mg/kg/min diluée en solution de chlorure de Sodiul à 0.9% à usage vétérinaire (B.Braun) sera réalisée via un cathéter disposé dans la veine caudale, le volume maximal est de 3 ml pendant 10 minutes maximun. La respiration et l'ECG seront surveillés pendant toute la durée de l'examen. Le comportement des animaux sera étroitement surveillé et une grille d'évaluation de la douleur sera remplie et le point limite déterminé en fonction des principes de Morton et Griffiths. Enfin, pour la procédure ex vivo sur le coeur isolé perfusé, nous réaliserons une euthanasie par injection d'euthasol (140mk/mg, IP) avant de prélever le cœur afin de ne pas faire souffrir l'animal.
Choix des espèces
Le modèle de rat soumis à ces régimes a été choisi car des études des jeûnes ont été réalisé sur cette espèce. De plus, nous souhaitons comparer nos résultats de cardioprotection avec ce qui a déjà été fait dans le laboratoire dans un souci de respect des 3R. Nous souhaitons également tester la cardioprotection des jeûnes sur le modèle de rat nourri avec un régime HFS qui permet de développer un modèle de prédiabète reproduisant la même genèse que chez l’Homme et de suivre ces effets sur l’organisme, en particulier le coeur. Le modèle HFS a été récemment décrit par notre équipe pour induire un état prédiabétique. Les rates soumises à ce régime présentent une altération de l’homéostasie glucidique, une dysfonction cardiaque précoce des trois mois de régime, ainsi qu’une sensibilité plus importante aux lésions d’ischémie-reperfusion caractérisée par une altération du métabolisme énergétique et de la fonction cardiaques, par comparaison aux rates contrôles sous-alimentation normale.
Etude chez la souris de l’implication d’une protéine dans les maladies des vaisseaux cérébraux
- Recherche appliquée
- Troubles cardiaques
- Troubles nerveux
560 souris vont être utilisées dans des procédures menées sous anesthésie, les animaux étant tués avant tout réveil, par exsanguination et perfusion transcardiaque. Le porteur indique recourir à des souris génétiquement modifiées, analysées à différents âges de 10 jours à 12 mois, pour étudier la mort des cellules musculaires des petits vaisseaux cérébraux. Il précise que les lésions cérébrales sont bien tolérées et sans signe clinique, et que la mise à mort par exsanguination, susceptible de s'accompagner de souffrance, se fait sous anesthésie profonde. Il affirme que la manipulation génétique est "indispensable" et qu'aucun modèle in vitro ne peut se substituer, les bénéfices se limitant à l'identification de cibles thérapeutiques.
Objectifs
L'objectif à terme de ce projet est d’élucider les mécanismes moléculaires responsables de la mort des cellules musculaires lisses artérielles dans les maladies des petits vaisseaux cérébraux. Ces maladies sont responsables chez l'homme d'environ un tiers des accidents vasculaires cérébraux et sont une cause majeure de déclin cognitif lié à l'âge. Il n'existe à ce jour aucun traitement spécifique pour ces maladies, une des raisons étant que les mécanismes physiopathogéniques de ces maladies sont encore très mal connus. Un des dénominateurs communs à toutes les maladies des petits vaisseaux cérébraux est la mort des cellules musculaires lisses des artères cérébrales. Ces cellules jouent un rôle clé dans le contrôle de la perfusion cérébrale. De plus, la perte des cellules musculaires lisses des artères cérébrales est impliquée dans la survenue des hémorragies cérébrales. L’analyse protéomique des artères cérébrales de souris et de patients avec la maladie CADASIL a mis en évidence une protéine dont la production est anormale à un stade très précoce de la maladie CADASIL. Les résultats suivants suggèrent que cette protéine pourrait être impliquée dans la mort des cellules musculaires lisses artérielles, non seulement dans la maladie CADASIL, mais aussi dans d’autres formes génétiques ou sporadiques de maladies des vaisseaux cérébraux : 1) cette protéine est produite par les cellules musculaires lisses des artères cérébrales, 2°) l’élimination de cette protéine dans les souris CADASIL permet de prévenir la perte des cellules musculaires lisses artérielles, et 3°) cette protéine est également anormalement produite dans les artères cérébrales d’autres formes génétiques ou multifactorielles de maladies des petits vaisseaux. Les 3 objectifs spécifiques de ce projet sont : 1) d’élucider le rôle de cette protéine dans les vaisseaux cérébraux, 2°) d’étudier le mécanisme par lequel la production anormale de cette protéine contribue à la mort des cellules musculaires lisses artérielles dans la maladie CADASIL, et 3°) de tester l’hypothèse que la production anormale de cette protéine est également impliqué dans la mort des cellules musculaires lisses artérielles d’autres formes génétiques ou multifactorielles de maladies des petits vaisseaux.
Bénéfices attendus
La connaissance des mécanismes moléculaires de la mort des cellules musculaires lisses artérielles dans les maladies des petits vaisseaux cérébraux est fondamentale pour l’identification de cibles thérapeutiques et le développement de traitement pour ces maladies.
Procédures
Mise à mort par exsanguination et perfusion intracardiaque (durée 40 min).
Impact sur les animaux
La perte des cellules murales des vaisseaux peut conduire à des lésions histologiques du cerveau mais ces lésions sont extraordinairement bien tolérées chez la souris (pas de signes cliniques, survie normale) car d'apparition très progressive. La mise à mort par exsanguination au cours de la perfusion intracardiaque peut s’accompagner de souffrance mais celle-ci sera prévenue en réalisant la perfusion sous analgésie et anesthésie très profonde et terminale.
Devenir
mise à mort par exsanguination et perfusion transcardiaque de fixateurs ou de solution saline. La perfusion intracardiaque de fixateurs permet de fixer le cerveau in situ avant son prélèvement et donc de préserver la morphologie des tissus et des vaisseaux du cerveau , ce qui est indispensable dans notre projet. La perfusion de solution saline permet d'éliminer tous les composants protéiques ou cellulaires du sang des artères qui seront prélevées, ce qui est indispensable dans notre projet.
Remplacement
La complexité des interactions vaisseaux –cerveau- débit sanguin fait qu’il est fondamental d’étudier ces anomalies sur l’animal vivant, soumis à l’ensemble des systèmes régulateurs, de façon parfaitement intégrée. De plus, la complexité de ces interactions fait qu’on ne sait pas modéliser correctement ce système in vitro. Pour ces raisons, nous ne pouvons pas substituer au modèle animal un modèle in vitro ou computationnel.
Réduction
Pour limiter le nombre d’animaux, seules les expériences considérées comme absolument indispensables seront réalisées. Nous avons calculé la taille des échantillons en nous basant sur des jeux de données collectées au cours d’expériences précédentes similaires.
Raffinement
Les animaux seront hébergés en groupe sociaux dans des cages enrichies avec du coton . La mise à mort sera effectuée sous analgésie et anesthésie générale profonde. Nous veillerons au bienêtre des animaux en mettant en place une grille de score et en utilisant des points limites adaptés, un arbre décisionnel et des critères d’arrêt de souffrance. Tout signe de douleur, souffrance, angoisse ou stress chez les animaux sera soulagé au préalable avec des analgésiques.
Choix des espèces
La souris est un animal vertébré chez lequel, d'une part, l'organisation du système vasculaire cérébral est assez proche de l'homme et d'autre part les manipulations génétiques sont aujourd’hui réalisables. Ces manipulations génétiques sont indispensables pour la réalisation de ce projet. La majorité des animaux utilisés seront des souris jeunes âgées de 2 mois à souris âgées de 12 mois car il est nécessaire de pouvoir analyser la progression des lésions au cours de la maladie. Un nombre limité d'animaux seront analysées à l’âge de 10 jours afin d'étudier le développement des vaisseaux.
Etude du développement de l’aortite abdominale chez la souris
- Recherche appliquée
- Troubles cardiaques
120 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue par dislocation cervicale après anesthésie, dans des procédures impliquant des niveaux de souffrance légers à modérés. Chaque animal subit une chirurgie pour poser une mini-pompe diffusant de l'angiotensine II pendant quatre semaines, puis des injections hebdomadaires d'inhibiteurs, afin d'étudier une protéine impliquée dans l'inflammation de l'aorte abdominale. Le porteur décrit surtout comme gêne la présence de la pompe et des agrafes, qu'il qualifie de non douloureuses. Il affirme qu'aucun modèle in vitro ne permet de visualiser les interactions cellulaires de la dilatation aortique, les bénéfices se limitant à une meilleure compréhension des mécanismes.
Objectifs
Nous étudions le rôle d'une protéine présente au sein des cellules composant la paroi des vaisseaux. Ces cellules jouent un rôle essentiel dans sa physiologie. Dans des conditions homéostatiques, elles présentent un phénotype contractile et expriment des protéines leur permettant de se contracter. Dans des conditions physiopathologiques (comme des dommages vasculaires) elles subissent de profonds changements et adoptent un phénotype sécrétoire et inflammatoire et sont responsables de la dégradation du vaisseau. Cela provoque des dommages vasculaires le plus souvent irréversibles et une inflammation vasculaire appelée aortite lorsqu’elle touche l’aorte. L’objectif de notre étude est donc d’explorer le rôle de la délétion de cette protéine dans les cellules de la paroi vasculaire. Pour cela nous développerons des souris transgéniques. Nous étudierons le diamètre aortique des souris ainsi obtenues. L’anévrisme de l’aorte abdominale (AAA) étant également une cause d’aortite mettant en jeu les cellules de la paroi vasculaire aortique nous soumettrons les souris mutées à un modèle expérimental d’anévrisme via l’infusion continue d’Angiotensine II. Tous les animaux inclus dans l'étude seront manipulés avec attention et soumis à une anesthésie gazeuse dès que les expériences les exposent à une souffrance ou une douleur. Ce projet nous permettra de comprendre plus précisément quels mécanismes inflammatoires sont mis en jeu au cours des maladies vasculaires notamment celles touchant l'aorte.
Bénéfices attendus
Ce projet devra nous permettre d'améliorer notre compréhension des mécanismes immuno inflammatoires rencontrés au cours de l’inflammation de l’aorte abdominale.
Procédures
Au cours de ce projet nous allons poser des mini pompes osmotiques d'angiotensine II : cette pose nécessite une chirurgie qui sera réalisée en condition stérile et sous anesthésie. La chirurgie durera 10 minutes et les animaux garderont la pompe 4 semaines. Pour éviter toute souffrance dûe à la chirurgie nous injecterons un analgésique aux animaux. La pompe ne dérange pas les souris, elles ont une alimentation et un comportement normal. Nous allons aussi injecter des inhibiteurs de populations cellulaires spécifiques. Les injections auront lieu une fois par semaine pendant 4 semaines. L'injection en elle même dure quelques secondes et se réalise dans le péritoine de l'animal. Elle n'est pas douloureuse.
Impact sur les animaux
Les effets indésirables prévus sur les animaux sont relatifs à la présence de la pompe en sous cutanée pendant 4 semaines. Elle n'est pas douloureuse mais peut représenter une gêne pour la souris. La présence des agraffes sur la zone d'incision peut aussi représenter une gêne pour la souris.
Devenir
A l'issue de chacune des procédure les animaux seront mis à mort par dislocation cervicale après anesthésie par un mélange d'isoflurane à 3% dans l'oxygène 0,5ml/mn.
Remplacement
Les modèles in vivo sont une étape indispensable dans la compréhension des mécanismes impliqués dans le développement des complications aortiques. En effet, il n’existe actuellement aucun modèle in vitro qui permette de visualiser les interactions cellulaires et tissulaires complexes qui se déroulent au cours de la dilatation et de l’inflammation aortique.
Réduction
Nous essaierons de tirer un maximum d'informations issues d'un seul animal en vue de réduire le nombre d'animaux nécessaires. Concernant les mesures de diamètres aortiques nous les réaliserons sous échographie car cette technique non invasive et indolore permet de répéter les mesures sur le même animal sans que celui-ci ne souffre. Compte tenu de la variabilité du phénotype, les données préliminaires (Mann Whitney) nous conduisent à estimer pour chaque expérimentation des groupes d'environ 10-20 souris (par groupe expérimental) pour des analyses statistiques robustes.
Raffinement
Les animaux seront hébergés dans des cages respectant un nombre maximum de 5 animaux par cage. L'air, le taux d'humidité et la température sont contrôlés au sein de l'animalerie. Les animaux auront accès à l'eau et à la nourriture ad libitum. Les cages seront enrichies en maisonettes et en coton afin d'améliorer le bien-être animal. Le cycle jour nuit sera respecté selon un éclairage adapté. Les animaux seront changés une fois par semaine par un personnel habilité et compétent. Les expériences induisant une douleur ou un stress chez l'animal seront réalisées sous anesthésie gazeuse (isoflurane 3% induction et 2% entretien dans l'oxygène). La pose sous cutanée de mini pompes osmotiques sera précédée et suivie par l'administration d'un analgésique (Buprénorphine: se référer à la procédure 3 pour les détails). Les points limites spécifiques à chaque procédure seront respectés (se référer à la partie Procédures).
Choix des espèces
La souris est le modèle de choix pour l'étude des maladies cardiovasculaires. De plus, c’est le seul modèle dans lequel ont été générées les lignées déficientes pour l’expression des protéines que nous souhaitons étudier. La souris permet de garantir l’homogénéité des résultats et la possibilité de surveiller le développement des complications vasculaires dans un espace de temps raisonnable. La souris est l'espèce dont la technologie de transgénèse est la plus fiable et la mieux établie. Les portées des souris sont les plus faciles à produire. Grâce à ce modèle de souris, nous pourrons obtenir des résultats très importants et très rapidement pour notre projet ce qui ne serait pas le cas avec une autre espèce qui prendrait beaucoup plus de temps à se reproduire et où le nombre de naissance serait nettement moins important. Les animaux seront utilisés à divers âges de développement. Pour les études du diamètre aortique par échographie nous utiliserons des animaux à 8 semaines et à 20 semaines. Concernant l'injection des agents pharmacologiques nous traiterons les souris à partir de 7 semaines. De même pour l’implantation des pompes, nous utiliserons les souris de 7 à 11 semaines.
Circulation sanguine- Thrombose artérielle et veineuse
- Recherche appliquée
- Troubles cardiaques
1200 rats vont être utilisés, tous tués à l'issue sans réveil, dans des procédures classées de gravité légère mais menées sous anesthésie terminale. Selon le test, l'extrémité de la queue est sectionnée, une sonde est posée sur la carotide ou un dispositif induit une thrombose sur la veine cave, pour évaluer l'effet de substances sur la coagulation dans le développement de médicaments. Le porteur n'attend pas d'effets toxiques majeurs, les composés ayant déjà été caractérisés à ce stade. Il indique que les tests in vitro ou informatiques ne peuvent "entièrement suppléer" le modèle animal, faute d'un environnement biologique intact.
Objectifs
En dépit des efforts menés pour prévenir et traiter la thrombose, la thrombose artérielle notamment reste une cause majeure de mortalité dans la population adulte des pays développés puisqu’aucune des thérapies proposées à ce jour ne donne entière satisfaction en termes d’efficacité et/ou de sécurité. En effet, les substances utilisées actuellement présentent d’importantes restrictions thérapeutiques en raison de leurs effets secondaires tels que le saignement prolongé en lien avec une altération de la coagulation sanguine. Par ailleurs, si certains cancers, comme la leucémie, peuvent causer une thrombocytopénie qui se caractérise une baisse du nombre de plaquettes (essentielles à une bonne coagulation sanguine), les traitements de certains cancers peuvent aussi d’affecter la moelle osseuse et de mener à une baisse du nombre de plaquettes (agents chimio-thérapeutiques, médicaments biologiques, radiothérapie). Les hémorragies ainsi causées, cérébrales notamment, constituent un problème médical majeur qui justifie la poursuite des recherches vers des thérapies anti-thrombotiques et anti-cancéreux efficaces et plus sûres. Les tests décrits dans ce projet ciblent l'évaluation des effets des substances sur la circulation sanguine, et en particulier sur la coagulation du sang, dans le cadre de développement préclinique de produits pharmaceutiques. Ces modèles permettent d'écarter les molécules qui auraient des effets néfastes sur la santé humaine (troubles de la coagulation, saignement, thromboses), ou de garder des molécules qui pourraient faire preuve d'efficacité soit dans le cas de pathologies en lien avec la coagulation sanguine (thrombose artérielle ou veineuse) soit dans le cadre des traitements des cancers.
Bénéfices attendus
Les modèles décrits dans ce projet sont nécessaires à la découverte et à la mise sur le marché de nouveaux médicaments efficaces pour traiter les problèmes de coagulation sanguine, de manière sûre, ou pallier à certains effets secondaires d'autres médicaments sur la circulation sanguine. Ces modèles permettent d'écarter les molécules qui auraient des effets néfastes sur la santé humaine (troubles de la coagulation, saignement, thromboses), ou de garder des molécules qui pourraient faire preuve d'efficacité soit dans le cas de dans le cas de pathologies en lien avec la coagulation sanguine (thrombose artérielle ou veineuse) soit dans le cadre des traitements des cancers.
Procédures
Dans les modèles de ce projet, les animaux sont anesthésiés jusqu'à la fin de la procédure. Pour le test d’évaluation du temps de saignement (durée maximum de 30 minutes), les animaux sont anesthésiés et l’extrémité de la queue (2 mm) est coupée avant d’être plongée dans du sérum physiologique à température ambiante. Pour le test d’évaluation de la thrombose artérielle, les animaux sont anesthésiés puis une sonde de débit sanguin est positionnée autour d’une artère carotide pour la mesure en continue du débit sanguin. Un patch (dispositif induisant localement une thrombose) est positionné sur la carotide. Pour le test d’évaluation de la thrombose veineuse, les animaux sont anesthésiés puis un patch (dispositif induisant localement une thrombose) est positionné sur la veine cave au niveau abdominal. Pour le test d’évaluation de la thrombose dans le modèle du shunt artérioveineux, les animaux sont anesthésiés puis un cathéter est introduit d’un côté dans une artère carotide et de l’autre dans une veine jugulaire (de façon à établir une circulation extra-corporelle. Tous ces tests (sous anesthésie) n'excèdent généralement pas 2 heures et les animaux sont immédiatement euthanasiés (sans réveil préalable). Pour les besoins de l'étude, peuvent être réalisés en fin de test (animal anesthésié), selon les bonnes pratiques vétérinaires. La durée de la procédure de prélèvement est de quelques secondes. Les administrations par bolus rapide (par voie orale, intraveineuse, sous6cutanée, intra-péritonéale, intramusculaire) ou par perfusion lente (intraveineuse) sont effectuées selon les bonnes pratiques vétérinaires. La durée de la procédure d’administration par bolus est de quelques secondes. Celle d’une administration par perfusion intraveineuse peut durer de quelques minutes à plusieurs heures en fonction des spécificités du candidat traitement. Les administrations peuvent être uniques ou répétées pendant plusieurs jours, en fonction des spécificités du candidat traitement. La fréquence des administrations (exemple : journalière, hebdomadaire) est variable et également adaptée à la spécificité de la substance testée.
Impact sur les animaux
Des effets toxiques majeurs ne sont pas attendus. A ce stade du développement du médicament, il est usuel d’avoir déjà des notions de toxicité des composés. Il n’est donc pas attendu de sévérité forte liée aux substances évaluées dans ces tests.
Devenir
Mises à part les administrations substances évaluées qui peuvent être effectuées avant le test lui-même, les procédures, qui sont toutes réalisées chez l'animal anesthésié, ne permettent pas un retour à l'état conscient (perte importante de volémie sanguine ou chirurgie).
Remplacement
En amont des tests in vivo, des tests in silico ou in vitro peuvent être envisagés. Cependant, même si ces tests peuvent apporter des données préliminaires ou complémentaires (permettant ainsi un tri des substances à étudier, et donc réduisant de fait le nombre d'animaux utilisés), ils ne peuvent entièrement suppléer les modèles animaux car ils ne permettent pas d’évaluer les pathologies dans un environnement biologique et immunologique intact comme cela est possible chez l’animal.
Réduction
Le nombre d’animaux utilisé pour chaque étude a été optimisé de façon à obtenir des données suffisantes pour interpréter les résultats de façon correcte, évitant ainsi une répétition des études. Le nombre d’animaux utilisés pour chaque étude sera optimisé de façon à intégrer dans une même expérience la relation dose-effet et la comparaison par rapport à un groupe contrôle négatif et éventuellement par rapport à un contrôle positif (substance de référence ou de comparaison). Les tests statistiques paramétriques (e.g. : Student, Kuruskal, ANOVA...) utilisés seront définis en fonction du design expérimental de chaque étude (nombre de groupes testés). Lorsque celà est possible, des prélèvements sanguins intermédiaires (autre que terminal) peuvent être envisagés sur un même animal, permettant ainsi de générer des données sur la cinétique d'action de la molécule testée sans utiliser un plus grand nombre d'animaux.
Raffinement
Dans le cadre du projet, les mesures de raffinement qui s'intègrent dans la règle des 3Rs, vont consister en un suivi des points limites permettant de stopper précocement la douleur, la souffrance ou l'angoisse (incluant une surveillance de l'aspect général, un suivi de poids). De plus, les animaux sont suivis par le vétérinaire et fréquemment manipulés par des techniciens formés et attentifs. Il est également mis en place un enrichissement complet dans leur hébergement, sous la forme de litière, objet de nidification, objet à ronger ou à mastiquer, présence de congénères (sauf cas contraire imposé par la procédure). Prises dans leur ensemble, ces mesures tendent à limiter la variabilité des données. A l'exception des traitements lorsqu'ils sont effectués sur animal éveillé, les animaux sont anesthésiés et analgésiés tout au long de la procédure. Le programme d’anesthésie et d’analgésie est défini par un vétérinaire, afin de réduire au maximum toute douleur ou sensation de souffrance. De la même manière, lorsque les protocoles l’exigent, les chirurgies sont raffinées au maximum, par la mise à disposition d’oxygène ou air ambiant à concentration ajustable, de tapis chauffants et/ou de lampes chauffantes.
Choix des espèces
L’impact de substances pharmacologiques sur la coagulation sanguine chez le rat est prédictif de leur efficacité en clinique. Les procédures utilisées dans ce projet ont été caractérisées de façon extensive dans la littérature scientifique et sont mises en oeuvre à grande échelle au sein des laboratoires de pharmacologie. Principalement rongeurs sevrés, âge variant entre 3 semaines et 6 mois, conformément aux données historiques.
Modèle d’ischémie reperfusion chez le rongeur (2022-B-021)
- Recherche appliquée
- Troubles cardiaques
Rats : 1440
490 souris et 1440 rats vont être utilisés, tous tués à l'issue, dans des procédures impliquant des niveaux de souffrance allant jusqu'à sévère, certaines menées sous anesthésie sans réveil. Le thorax est ouvert et l'irrigation du coeur interrompue pendant quinze minutes à une heure, suivie d'une reperfusion pouvant durer jusqu'à quatre heures, pour reproduire un infarctus et tester des molécules en développement. Le porteur décrit une douleur et un stress liés à la chirurgie, une perte de poids et une mise à jeun pouvant atteindre seize heures. Il conclut que la mesure des paramètres cardiaques ne peut être réalisée que sur des animaux vivants et juge "indispensable" l'analyse histologique qui impose leur mise à mort.
Objectifs
Selon l’organisation mondiale de la santé, la première cause de mortalité dans le monde est l’infarctus du myocarde. Ce projet a pour but de développer deux types de modèles afin de tester et démontrer l’efficacité de molécules en développement. Le premier modèle (infarctus aigu) permet de recueillir de nombreux paramètres cardiaques qui servent à tester de nombreuses molécules en développement. Le second modèle (infarctus du myocarde chronique) est utilisé pour tester l’efficacité d’une molécule en développement sur différents paramètres cardiaques afin de voir si cette dernière améliore la survie et restaure les fonctions cardiaques chez les personnes ayant subi un infarctus du myocarde..
Bénéfices attendus
Ce projet permettra de tester l’efficacité de molécules en développement afin de trouver un candidat médicament susceptible de traiter les pathologies liées à l’infarctus 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 demande de projet. Pour tous les animaux l’identification (quelle que soit l’identification) dure 30 secondes. Pour les procédures comportant l’anesthésie chimique, le temps d’injection de l’anesthésique est estimé à 30 secondes. Les temps d’intervention sur l’animal estimés pour chaque procédure sont les suivants : - Mise en place de la sonde dans le coeur en passant par la carotide (20 min), mise en place de l’électrocardiogramme (20 min), ouverture du thorax de l’animal (20 min) + interruption de l'irrigation localisée d'une partie du coeur (ischémie) pouvant aller de 15min à 1h00 + reperfusion cardiaque pouvant aller de 30 min à 4h00 soit un total de 6h00. - Mise en place d’un cathéter en veine jugulaire (15min), mise en place d’un cathéter en fémorale ou carotide (15min), ou mise en place de la sonde dans le coeur en passant par la carotide (20 min), mise en place de l’électrocardiogramme (20 min), ouverture du thorax de l’animal (20 min) + ischémie cardiaque pouvant aller de 15min à 1h00 + reperfusion cardiaque pouvant aller de 30 min à 4h00 soit un total de 6h15. - Ouverture du thorax + réalisation de l’ischémie cardiaque + fermeture du thorax (30 min) pour la première étape puis pour la seconde étape mise en place d’un cathéter en fémorale ou carotide (15min) ou mise en place d’une sonde dans le coeur en passant par la carotide (20min), mise en place d’un électrocardiogramme (20min) soit au total un maximum de 40 min. Les différents types d'administration prendront moins d'une minute par animal.
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 pré et post-opératoires appropriées. Une perte de poids et une réduction de l’activité peuvent être observées dans les 72h suivant les interventions Dans le cadre de ce projet, les signes cliniques de la pathologie (exemple : essoufflement de l’animal, prostration, yeux mi-clos, …) sont attendus et feront l’objet d’un suivi spécifique. Une mise à jeun (durée maximum de 16h00) pourra également être mise en place. Les animaux auront alors toujours accès à l'eau. Cette mise à jeun pourra avoir un impact sur l’induction de la pathologie en maximisant la zone touchée par l'ischémie.
Devenir
Les animaux seront euthanasiés à la fin des trois procédures car il est indispensable de réaliser des analyses histologiques pour quantifier la taille de l’ischémie.
Remplacement
Des modèles animaux artificiels (exemple : rats ou souris mannequins, peau synthétique) existent afin de permettre à l’expérimentateur en formation d’acquérir certains gestes de base tels que la pose de points de suture ou des injections et prélèvements simples. Cependant, la chirurgie présentée dans ce projet ainsi que la mesure des paramètres physiologiques dans ce type de modèle ne peuvent être réalisés que sur des animaux vivants.
Réduction
Une mise au point du modèle préalable aux études permettra une réduction du nombre d’animaux impliqué dans les études. C’est pour cette raison qu’une procédure dédiée à la mise au point des modèles d’ischémie, a été incluse dans ce projet. Pour la mise au point du modèle, nous utiliserons dans la mesure du possible des animaux surnuméraires ou issus d’un précédent projet, (après avis favorable de la structure du bien être animal et du vétérinaire désigné) ce qui rentre dans le cadre d’une réduction du nombre d’animaux utilisés. L'ensemble de ces conditions s'inscrivent dans le cadre de la réduction du nombre d’animaux. Les modèles d'infarctus du myocarde aigu et chronique seront réalisés sur un nombre limité d’animaux mais suffisant 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 : yeux mi-clos, prostration, poils hérissés, essoufflement, 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 euthanasie sera réalisée immédiatement sur décision du directeur d’étude et /ou du vétérinaire désigné. Avant tout acte de chirurgie, l’anesthésie ainsi que l’analgésie nécessaires au suivi pré et post 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 que les animaux soient maintenus à 37°C. L’ajout de système de réchauffement complémentaires pourra être utilisés en cas de baisse de température de l’animal (exemple : bouillotes, etc..). Le réveil des animaux s’effectuera dans un environnement permettant le maintien de la température corporelle (ex: lampe chauffante, enceinte thermorégulée, etc…). Les animaux inclus dans le modèle chronique seront hébergés individuellement après chaque chirurgie jusqu’à la fin du suivi post opératoire (7 à 10 jours) et/ou après cicatrisation totale de l’animal. Afin de limiter le stress dû à l’hébergement en cage individuelle 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, quelques soit la procédure, les animaux pourront être hébergés individuellement 24h avant le début de la chirurgie afin de minimiser l’impact du stress dû à l’hébergement individuel en post-chirurgie et standardiser l’impact de l’individualisation des animaux.
Choix des espèces
D'un point de vue scientifique, nous disposons d'un grand nombre d'articles et de données validées sur le rat et la souris dans ce type de modèle de maladie. 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 maladies de l’Homme adulte.
Evaluation de l’extrait méthanolique de graines de Syzygium cumini pour la protection de la microcirculation coronaire dans un modèle de rat obèse (Zucker).
- Recherche appliquée
- Diagnostic des maladies
- Troubles cardiaques
- Recherche fondamentale
- Système cardiaque
24 rats obèses Zucker vont être utilisés, tous tués à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger. Ils reçoivent un gavage quotidien d'extrait de graines de Syzygium cumini ou de solvant, avec des poses de cathéter dans la veine caudale et des séances d'imagerie cardiaque, avant d'être tués au CO2 pour analyse. Le projet évalue une plante de la biodiversité réunionnaise pour protéger la microcirculation du cœur. Le porteur qualifie le recours à l'animal d'"indispensable", des essais in vitro ayant déjà servi à sélectionner l'extrait.
Objectifs
Les maladies cardiovasculaires sont responsables d’un tiers des décès dans le monde. La maladie ischémique, définie par un apport sanguin insuffisant au muscle cardiaque, représente la moitié des décès d’origine cardiovasculaire. Elle peut être d’origine macrovasculaire et impacter les gros vaisseaux via le développement de plaques d’athérome. De récentes avancées ont mis en évidence qu’une dysfonction coronarienne microvasculaire (DCM), à savoir une dysfonction des petits vaisseaux composant le système vasculaire cardiaque peut survenir aussi bien indépendamment que parallèlement à une obstruction des gros vaisseaux. La DCM conduit également à une ischémie myocardique, voire à un infarctus du myocarde. A ce jour, peu de traitements, ou de stratégies préventives sont connues contre cette pathologie. A l’île de La Réunion la population locale a souvent recours à la médecine traditionnelle pour prévenir ou traiter les maladies cardiovasculaires et les facteurs de risques qui y sont associés. L’objectif de cette étude est d’évaluer la pertinence de l’utilisation d’un extrait de plante issue de la biodiversité réunionnaise, pour la protection du réseau microvasculaire coronaire. Cette étude sera menée dans un modèle de rat obèse prédiabétique. Ce modèle a été au préalable étudié au laboratoire pour le développement de la dysfonction coronaire microvasculaire. Cette étude menée chez le rat zucker obèse permettrait la validation scientifique de l’utilisation de cette plante pour prévenir la dysfonction coronarienne microvasculaire. Nous limitons le projet aux seules expériences considérées comme absolument indispensables chez l’animal. Au total 24 rats seront utilisés. Il s’agit du minimum d’animaux nécessaire afin de pouvoir obtenir des résultats exploitables durant le protocole prévu. Tout au long des études in vivo, nous respecterons la règle des 3R en tenant compte du fait qu’aucune méthode alternative n’est disponible pour le remplacement. La glycémie et l’insulinémie des animaux seront surveillées une fois par mois, leur poids et leur prise de nourriture une fois par semaine. Le nombre d’animaux par cage (avec enrichissement du milieu de vie) sera adapté en fonction de leur poids. Les animaux seront suivis quotidiennement afin de contrôler leur bien-être. La mise en place de points limites adaptés permettra de limiter la souffrance de ces animaux. Les injections seront réalisées selon les bonnes pratiques vétérinaires.
Bénéfices attendus
Cette étude permettra l’évaluation de l’extrait de Syzygium cumini sélectionné par des études préalables, pour la prévention de la dysfonction coronarienne microvasculaire.
Procédures
Les animaux seront tous soumis à un gavage quotidien, d'une durée maximum de 5 min par animal, soit d’extrait végétal (S. cumini) pour les animaux contrôles et obèses traités soit de solvant pour les animaux contrôles et obèses non traités. Le traitement sera administré durant l'apparition théorique de la pathologie vasculaire. La glycémie et l’insulinémie seront mesurées une fois par mois par pose de cathéter dans la veine caudale. Cette intervention durera 10 min au maximum par animal. Les mêmes animaux seront soumis à une imagerie échographique cardiaque une fois toutes les 3 semaines pendant 9 semaines et une fois toutes les 2 semaines pendant 8 semaines, afin d’évaluer les changements morphologiques et fonctionnels cardiovasculaires liés au développement de la maladie métabolique en étant traités ou non avec l’extrait de Syzygium cumini. Cette procédure dure au maximum 45 min. Lorsque les animaux seront âgés de 35 semaines, soit 15 semaines après le début des gavages, les animaux seront soumis à l’imagerie TEMP (Tomographie par Emission MonoPhotonique) pour la mesure de l’entropie de perfusion myocardique. Cette procédure dure moins de 45 min. En ce qui concerne la mesure de la réserve coronaire en échocardiographie et la mesure de l’entropie de perfusion myocardique en imagerie TEMP les animaux seront soumis à une injection d’agent pharmacologique permettant de mimer une situation d’effort. 3 semaines après l’imagerie TEMP les animaux seront mis à mort par inhalation au CO2.
Impact sur les animaux
Les protocoles d’imagerie (échocardiographie et imagerie nucléaire TEMP (Tomographie par Emission MonoPhotonique)) qui seront mis en œuvre dans cette étude n’entraîneront pas de douleur, souffrance ou angoisse. L’agent pharmacologique permettant de mimer une situation d’effort pour la mesure de la réserve coronaire et de l’entropie de perfusion myocardique a un effet transitoire. Il n’y a donc pas de nuisances ou effets indésirables attendus. Une solution composée d’extrait de plante issue de la biodiversité réunionnaise sera donnée aux rongeurs par voie orale. L’observation d’une prostration, d’un défaut de toilettage, de troubles moteurs, d’un trouble de la conscience, d’un dos vouté fera suspecter une toxicité de l’extrait et sera un point limite. Les animaux concernés seront alors mis à mort.
Devenir
Les animaux seront gardés vivants pour un suivi temporel de leurs fonctions et morphologies cardiovasculaire pendant 18 semaines (imagerie échocardiographique et nucléaire comprises). 3 semaines après l’imagerie TEMP (Tomographie par Emission MonoPhotonique), les animaux seront mis à mort pour des analyses ex vivo en l’absence de toute radioactivité résiduelle.
Remplacement
Les techniques ex vivo/in vitro permettant d’étudier la microcirculation coronaire sont peu nombreuses. Elles consistent soit à isoler des vaisseaux coronaires afin d’évaluer leur réactivité en présence ou non de composés pharmacologiques, soit à utiliser des lignées de cellules endothéliales ou musculaires. Ces méthodes nous ont permis d’effectuer une première évaluation de nos extraits, mais uniquement les modèles in vivo permettront de confirmer l’utilisation de l’extrait pour la protection du réseau coronaire microvasculaire et cela en raison de la combinaison de tous les aspects biologiques entrant en compte (e.g : voie métabolique). Nous limitons le projet aux seules expériences considérées comme absolument indispensables chez l’animal.
Réduction
Au total 24 rats seront utilisés ici. Il y aura 6 animaux par groupe, il s’agit du minimum d’animaux nécessaire afin de pouvoir obtenir des résultats exploitables durant le protocole prévu (n=6 par groupe expérimental). Les résultats expérimentaux seront analysés en utilisant des tests statistiques pour valeurs non appariés pour comparer les valeurs obtenues entre les quatre groupes. Une étude pilote menée sur des rats obèses a dans un premier temps été réalisée afin de vérifier l’utilisation de ce modèle animal pour la survenue d’une dysfonction coronaire microvasculaire. De plus, des études préliminaires sur différents extraits ont été réalisés ex vivo et in vitro afin de déterminer l’extrait qui aurait le meilleur potentiel pour protéger la microcirculation coronaire. Ces deux études ont permis de réduire le nombre d’extraits et de conditions à tester et donc le nombre d’animaux à utiliser.
Raffinement
Les animaux seront suivis quotidiennement afin de contrôler leur bien-être. Le poids des animaux ainsi que la prise de nourriture seront surveillés une fois par semaine. Le nombre d’animaux par cage sera adapté en fonction de leur poids. Ils disposeront d’enrichissement de leur milieu de vie (bâton en bois, tunnels, etc…). Une surveillance accrue de la consommation d’eau de boisson sera mise en place si les animaux deviennent hyperglycémiques. Les expérimentations prévues lors de cette étude sont des procédures non invasives (imagerie échocardiographie et imagerie nucléaire TEMP (Tomographie par Emission MonoPhotonique)). Lors de ces procédures, les animaux sont sous anesthésie générale par inhalation d’isoflurane. Les rats seront soumis à un gavage quotidien avec un extrait de plante issue de la biodiversité réunionnaise.Les études préliminaires menées sur cet extrait n’ont révélées aucune toxicité. Une surveillance quotidienne des animaux reste cependant nécessaire et des points limites ont été établis. Des scores seront calculés selon une grille d’évaluation (voir ci-dessous). Un score total supérieur ou égal à 3 sera considéré comme un point limite et l’animal sera mis à mort. Aucune anomalie n’a été observée lors de l’étude pilote menée précédemment au laboratoire De plus, l’effet de l’agent pharmacologique permettant de mimer la situation d’effort pour la quantification de la réserve coronaire est transitoire, mais une grille de surveillance sera toutefois ajoutée pour la surveillance respiratoire des rats. Cette grille comprendra donc la surveillance de l’apparence physique, du comportement, de la respiration et du changement de poids des animaux. Un score total supérieur ou égal à 3 sera considéré comme un point limite et l’animal sera mis à mort. I. Apparence physique Normale : 0 Manque de toilettage, poil ébouriffé : 1 Poil très ébouriffé, posture anormale : 2 II. Comportement Normal : 0 Changements mineurs : 1 Anormal, mobilité et activité réduites : 2 Animal très agité ou immobile, isolé, agressif : 3 III. Respiration Normal : 0 Essoufflement : 1 Hyperventilation : 2 Anormale, tremblement : 3 Les animaux seront mis à mort selon une méthode appropriée, à savoir par inhalation de CO2.
Choix des espèces
L’évaluation expérimentale in vivo du développement d’une pathologie telle que l’atteinte microvasculaire coronarienne est indispensable à la compréhension de la pathologie clinique. Les atteintes microvasculaires sont la conséquence de désordres métaboliques et physiologiques qui sont à l'heure actuelle impossible à reproduire in vitro et qui nécessitent l’utilisation d’un modèle animal. Le rat Zucker obèse possède spontanément deux allèles récessifs (fa/fa) pour le récepteur à la leptine (régulation des réserves de graisses et de la satiété). Ces rats sont hyperphagiques, hyperlipidémiques, hypercholestérolémiques, insulinorésistants sans être hyper-glycémiques. Ils sont très largement utilisés pour l’étude de pathologies métaboliques. L’étude préliminaire a permis de démontrer une atteinte microvasculaire à des stades tardifs. Il constitue donc un modèle pertinent pour le développement d’outils thérapeutiques/préventifs de la dysfonction coronaire microvasculaire. Le traitement sera administré durant l'apparition théorique de la pathologie vasculaire La caméra TEMP (Tomographie par Emission MonoPhotonique) utilisée et les sondes d’échographie étant destinées au petit animal, ce choix est particulièrement adapté aux caractéristiques techniques du matériel.
Etude animale sur le traitement d’un modèle d’anévrisme sacciforme chez le lapin par un dispositif endovasculaire de nouvelle génération
- Recherche appliquée
- Troubles cardiaques
200 lapins vont être utilisés dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, la grande majorité tuée à l'issue et six individus seulement réutilisés ou proposés à l'adoption si l'anévrisme ne se forme pas. Chaque animal subit trois chirurgies d'une heure sous anesthésie pour créer un anévrisme, implanter un dispositif puis contrôler, certains recevant en plus un gavage quotidien pendant plusieurs semaines. Le porteur décrit surtout de l'anxiété et du stress comme effets attendus, et tue les animaux pour prélever la pièce anatomique. Il qualifie le recours à l'animal d'"indispensable", aucune méthode in vitro ne reproduisant selon lui la coagulation et la pression sanguines.
Objectifs
Les anévrismes cérébraux correspondent à une dilatation fragile des artères du cerveau. Il s’agit d’une pathologie fréquente (60/1000 habitants) et grave qui expose au risque d’hémorragie cérébrale par rupture de l’anévrisme, conduisant au décès du patient dans plus de 50% des cas. Les traitements actuellement disponibles sont la chirurgie ou le traitement par voie endovasculaire (par l’intérieur des vaisseaux sanguins) notamment en implantant un dispositif dans l’artère portant l’anévrisme ou directement dans l’anévrisme pour empêcher le sang d’aller dans la zone dilatée, le rediriger dans l’artère normale, et permettre la cicatrisation de l’anévrisme. Cependant, malgré la mise en place d’un dispositif, il existe un pourcentage de cas (de 10 à 30 % en fonction du dispositif) dans lequel l’anévrisme n’est pas occlus lors des contrôles, et la cicatrisation de l’anévrysme n’est pas obtenue, ce qui incite aujourd’hui les industriels à développer de nouvelles technologies de ces dispositifs afin d’améliorer la cicatrisation biologique. Les industriels modifient également parfois la composition et/ou le la conformation du dispositif afin d’améliorer ses performances, ou créent de nouveaux dispositifs permettant de traiter ces anévrismes sans les contraintes de la double anti-agrégation plaquettaire, indispensable pour certains d’entre eux. L’adjonction d’un traitement médicamenteux pourrait également permettre de favoriser cette cicatrisation. Le projet consiste à étudier sur un modèle d’anévrisme chez le lapin la performance d’un dispositif implantable (accompagné ou non par l’adjonction d’un traitement médicamenteux) pour le traitement des anévrismes intracrâniens. Le but de ce projet, qui sera scindé en plusieurs études, sera d'étudier l’endothélialisation du dispositif par des analyses radiologiques, et nécessitera donc l'utilisation de l'animal pour être mené à bien.
Bénéfices attendus
Ce projet permettra d’effectuer des analyses non réalisables chez l’être humain afin évaluer la faisabilité d'implantation, sécurité et/ou réponse biologique in vivo à l’implantation du dispositif en fonction du ou des traitements administrés aux lapins. Il permettra notamment d’évaluer l’efficacité et la sécurité du dispositif dans des conditions proches de l’humain. L’analyse de la prolifération tissulaire sur le dispositif et sa thrombogénicité, apportera des connaissances supplémentaires et une meilleure compréhension sur les indications du dispositif avant de l’utiliser chez l’Homme.
Procédures
Les animaux seront soumis à 3 procédures sous anesthésie générale comportant de la chirurgie d’une durée d’1h environ, pour la création d’un anévrisme, l’implantation du dispositif et le contrôle avant la mise à mort. Un ou plusieurs contrôles intermédiaires pourront être effectués d’une durée attendue de 45 min. Un ou plusieurs prélèvements de sang pourront être effectués sur animal vigile sous contention et anesthésie locale, d’une durée de 5 min. Pour les animaux recevant un traitement, ils seront manipulés 1 à 2 fois par jour pendant plusieurs semaines, placés dans une cage de contention et le traitement sera donné par une sonde de gavage (5 min).
Impact sur les animaux
L’anxiété et le stress sont des effets indésirables attendus avant, et après chaque procédure/prélèvement. Un stress supplémentaire peut être observable sur les animaux qui seront amenés à recevoir un traitement oral quotidien.
Devenir
Tous les animaux seront mis à mort en fin de procédure pour le prélèvement de la pièce anatomique d’intérêt à des fins d’analyse sur les tissus.
Remplacement
Ce projet vise à étudier la faisabilité d'implantation, la sécurité et/ou ll’efficacité d’un dispositif de traitement d’anévrisme dans des conditions in vivo. Aucune méthode alternative in vitro ou ex vivo ne permet de reconstruire un modèle proche de ces conditions en ce qui concerne la coagulation, la pression sanguine, les contraintes liées au déploiement du dispositif ou le suivi après ces laps de temps. L'utilisation d'animaux dans le cadre de ce projet est ainsi indispensable.
Réduction
Ce projet est à visée exploratoire et a pour objectif l'obtention de résultats préliminaires au cours d'études de faisabilité et de sécurité. Ces données pourront au besoin servir de base pour établir un nouveau projet intégrant des analyses d'efficacité avec calcul statistique, dans un dossier APAFiS dédié (distinct de ce dossier). Dans le cadre de ce présent projet, pour chaque étude, le nombre minimal de lapin sera utilisé. Ainsi, pour chaque dispositif testé dans les conditions de procédure choisie (c'est-à-dire avec ou sans antiagrégants), et pour prendre en compte le risque d'échec de la création d'anévrisme et/ou de la procédure, 8 +/-3 lapins seront utilisés, conformément aux études précédemment réalisées. Par ailleurs, l’implantation chez le même lapin de plusieurs dispositifs pourra éventuellement servir de contrôle et diminuer le nombre de lapins nécessaires. Dans le cas où l’anévrisme ne se forme pas l’animal pourra être réutilisé dans le cadre de formations.
Raffinement
Les animaux seront hébergés dans le respect du bien-être animal. Les animaux seront gardés pendant une période d'acclimatation de 5 jours minimum entre leur entrée dans l’animalerie expérimentale, et leur première entrée en procédure. Leur environnement comportera un enrichissement (bûchettes à ronger, foin...). Les animaux seront suivis quotidiennement et leur état de santé et de bien-être sera évalué tout au long du protocole expérimental. Les animaux seront anesthésiés et analgésiés pendant les procédures chirurgicales et seront suivis au cours de la procédure. Un suivi renforcé sera effectué durant les premiers jours après chaque procédure opératoire. Si un animal présente un signe de douleur ou de souffrance, des analgésiques pourront lui être administrés. Au besoin, un traitement antibiotique pourra être mis en place. Dans le cas où l'animal présenterait une souffrance, une maladie ou une altération physique sans qu'il soit possible de le soulager efficacement (atteinte d'un point limite), l'animal sera sorti d'expérimentation et mis à mort. Dans le cas où l’anévrisme ne se forme pas l’animal pourras être proposé à l’adoption.
Choix des espèces
Le lapin est un modèle animal reconnu pour l’étude des anévrismes intracrâniens. La biologie de la néo-endothélialisation des dispositifs implantables est ainsi bien étudiée chez le lapin et similaire aux mécanismes humains. Par ailleurs, la taille des vaisseaux du lapin est similaire à celle des vaisseaux humains, où sont implantés les dispositifs étudiés. Les animaux utilisés seront des adultes de plus de 3 kg pour la taille des artères et la taille des dispositifs usuellement utilisés chez l'Homme.
Étude des effets cardiovasculaires de peptides de venins in vivo chez le rat WISTAR HAN adulte.
- Recherche appliquée
- Troubles cardiaques
- Recherche fondamentale
- Système cardiaque
260 rats vont être utilisés dans des procédures menées sous anesthésie, les animaux étant tués avant tout réveil. Ils subissent une chirurgie d'accès aux valeurs hémodynamiques puis un suivi de quatre heures pendant lequel des peptides de venins de serpents sont testés sur le système cardiovasculaire, avant le prélèvement des organes. Le porteur indique que certaines toxines peuvent perturber la respiration ou provoquer des convulsions, l'animal étant alors tué par injection létale. Il affirme que les réactions complexes de l'organisme ne peuvent pas être reproduites in vitro et qualifie le recours aux rats d'"indispensable".
Objectifs
Cette étude vise à identifier de nouveaux composés intéressants et de nouvelles approches thérapeutiques au niveau cardio-vasculaire in vivo. Les venins de serpents contiennent de nombreuses toxines ayant des propriétés physiologiques intéressantes. Au-delà de l’intérêt, de la connaissance de la composition et du mode d’action des venins, certaines protéines se sont révélées comme d'excellents outils pharmacologiques. De nombreux chercheurs se sont intéressés aux venins dans la perspective de développer de nouveaux médicaments. Les venins et les toxines sont des mélanges complexes de protéines avec parfois plusieurs centaines de peptides et de protéines dans un même venin qui ont chacune leur activité biologique propre. Le venin contient de nombreux composés ayant des propriétés physiologiques intéressantes. Les toxines produites par les espèces animales venimeuses peuvent servir de bases au développement de médicaments contre la douleur, le diabète ou les maladies cardiovasculaires. Dans une précédente étude, nous avons montré que certains peptides pouvaient avoir des effets hypotenseurs ex-vivo en ciblant les récepteurs muscariniques. Cette précédente étude n'avait pas pour objectif de comprendre les voies de signalisation impliquées dans la mise en place des effets hypotenseurs et n'a pas pu confirmer les effets in vivo à moyen terme. L'étude actuelle visera donc à comprendre les mécanismes moléculaires à l'origine des effets des peptides et de caractériser leurs effets à moyen terme grâce à un protocole de monitoring comprenant des électrocardiogrammes et des mesures de pressions à long terme sur une durée de 4h sous anesthésie générale. Le but de notre projet est donc d’étudier et de valider les effets de différentes toxines provenant de peptides sur le système cardiovasculaire chez le rat WISTAR HAN adulte.
Bénéfices attendus
Ce projet nous permettra une meilleure compréhension physiopathologique du rôle de toxines provenant de venins et potentiellement à terme l’identification de nouvelles cibles thérapeutiques au niveau cardio-vasculaire chez l’Homme. Les toxines de venins ont une forte affinité (grâce à l’action directe qu’elles ont sur les récepteurs, les enzymes ou les canaux ioniques de l’organisme) et une grande sélectivité (elles bloquent ou activent plus particulièrement un récepteur, permettant de limiter les effets secondaires), ce qui en font d’excellents candidats pour de futurs médicaments.
Procédures
Les animaux seront soumis à 1 intervention permettant d’avoir accès aux valeurs hémodynamiques de l’animal grâce à une chirurgie de 10 min. Au bout de 4h, les rats seront mis à mort pour le prélèvement des organes.
Impact sur les animaux
Au cours du protocole, pour certaines toxines, nous pourrions avoir des modifications de la respiration des rats liées à la fixation sur des récepteurs cholinergiques. Si le rat venait à convulser, lutter, ou qu’un mouvement du diaphragme devenait important, avec des difficultés respiratoires sévères ou prolongées, le rat sera mis à mort par injection intrapéritonéale de dose létale (120 mg/kg) de pentobarbital sodique. Un saignement abondant non maitrisable soit une perte de plus de 20 % de la volémie de l’animal conduira à la mise à mort de celui-ci. L’animal sera suivi tout au long de la procédure et en fonction des points limites abordés précédemment, soit nous garderons l’animal en vie soit il sera mis à mort par injection intrapéritonéale de dose létale (120 mg/kg) de pentobarbital sodique. Le protocole se fera sous anesthésie générale pendant 4 heures sans réveil de l’animal.
Devenir
Après mise à mort de l’animal, divers prélèvements seront réalisés pour compléter l'étude. Des échantillons de mésentères, d’aorte, de cœur, de poumons, de reins, de foie seront prélevés immédiatement pour les études de réactivité vasculaire, de biologie moléculaire et de biochimie.
Remplacement
Nécessitant impérativement l'utilisation de modèles animaux, les réactions systémiques complexes de l'organisme ne peuvent pas être reproduites in vitro sur des modèles cellulaires, rendant l'utilisation d'animaux indispensables pour mieux comprendre les mécanismes associés et explorer de nouvelles pistes thérapeutiques. Ainsi, il n’existe pas de méthode alternative pour reproduire notre modèle et évaluer l’efficacité de nouvelles thérapies. Des études in-vitro ont déjà été effectuées montrant la fixation des peptides sur leurs récepteurs.
Réduction
Les rats utilisés sont des Wistar mâles et femelles âgés de 10 à 13 semaines, âge standard pour ces manipulations permettant de réaliser l’acquisition de plusieurs paramètres (pressions, ECG) sur un même animal et donc de limiter le nombre d’animaux utilisés.
Raffinement
Les différentes procédures expérimentales de la première étape (mise au point) seront réalisées sur des effectifs réduits (n=8) afin de déterminer les conditions d’expérimentation optimales (tels que le temps de suivi des animaux pour l’étude des constantes hémodynamiques). Dans un second temps, lorsque les conditions d'expérimentation optimales auront été déterminées, les procédures seront réalisées sur un plus grand nombre d’animaux avec seulement les conditions sélectionnées dans la première étape. Tout au long de l’étude, les animaux seront hébergés par 2, dans des cages avec enrichissement, sur portoirs ventilés et avec accès à l’eau et à la nourriture ad libitum. Un respect strict des cycles jour/nuit sera observé. Toutes les procédures seront réalisées sous anesthésie. L’analgésie des animaux est réalisée 20 à 30 minutes avant le début de la procédure. Afin de prévenir une éventuelle sécheresse oculaire liée à l’anesthésie prolongée, de la pommade ophtalmique contenant de la vitamine A est ajoutée sur les yeux au début de la procédure pour le bien-être de l’animal avant la pose d’un champ stérile. Toutefois au cours de la procédure, si l'un des peptides devait entrainer des effets indésirables détectables sous anesthésie, comme des difficultés respiratoires ou des convulsions, l'examen serait interrompu et le rat mis à mort par injection intrapéritonéale d’une dose létale d'anesthésique. Au cours de la chirurgie, un saignement abondant non maitrisable conduira à la mise à mort de celui-ci.
Choix des espèces
Ce modèle est actuellement le plus utilisé et le mieux décrit. C’est un modèle qui a une très bonne reproductibilité et qui en fait un modèle efficace pour cribler et valider l’efficacité des traitements. Nous avons la connaissance de ce modèle dans l’équipe et toute les procédures réalisées sont maîtrisées au sein de notre équipe et effectuées par une personne titulaire d’une formation à la chirurgie du rongeur. Les rats utilisés sont des Wistar Han âgés de 10-13 semaines, âge standard pour ces manipulations. Leurs tailles permettent de réaliser plusieurs analyses sur un même animal et de limiter le nombre d’animaux utilisés. Les effectifs sont choisis pour avoir une puissance statistique suffisante pour conclure sur nos résultats grâce à notre connaissance du modèle et à de précédentes études menées dans notre équipe permettant de mettre en évidence ou non des différences entre les groupes. Nous réduisons ainsi le nombre d'animaux. Les rats Wistar Han utilisés dans ce projet auront entre 10 et 13 semaines soit un âge adulte. C’est un âge standard pour ce genre de manipulation. De plus, la bio collection réalisée en fin de procédure permettra de réaliser plusieurs expériences et donc de réduire le nombre d’animaux dans l’étude.
Etude de la fibrose interstitielle cardiaque par imagerie chez la souris
- Recherche appliquée
- Troubles cardiaques
112 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. On leur implante sous anesthésie une pompe sous-cutanée diffusant en continu de la phényléphrine ou de l'angiotensine II, ce qui provoque une hypertension artérielle, puis elles subissent jusqu'à cinq séances d'imagerie sous anesthésie et un prélèvement sanguin à la queue, pour caractériser un modèle de fibrose cardiaque et tester de nouveaux traceurs d'imagerie. Le porteur indique que la chirurgie mène à un stress et une douleur au réveil qu'il évalue comme modérés. Il affirme que l'étude de la fibrose cardiaque ne peut se passer de l'animal, les modèles cellulaires ne reflétant pas l'environnement neuro-hormonal.
Objectifs
Il existe à l’heure actuelle peu de méthodes permettant un diagnostic précoce de la fibrose interstitielle cardiaque et par conséquent peu de traitements disponibles. L’objectif de ce projet est donc de mettre en place et caractériser un modèle de fibrose cardiaque interstitielle chez la souris, puis d’évaluer de nouveaux traceurs d’imagerie diagnostique précoce de cette pathologie.
Bénéfices attendus
Ce projet permettra dans un premier temps de caractériser un modèle de fibrose interstitielle cardiaque avant d’explorer de nouvelles stratégies de diagnostic précoce. Par la suite, des études visant à évaluer de nouveaux traitements seront possibles avec à terme une possible translation à la clinique grâce à l’utilisation ici des mêmes imageries que celles réalisées chez l’homme.
Procédures
les animaux subiront les actes suivant : * implantation d’une pompe sous-cutanée sous anesthésie générale Durée : 15 à 20 minutes * prélèvement sanguin (procédure 1 seulement) sur souris vigiles : Durée : 30 secondes * Imagerie in vivo avec injection intraveineuse sous anesthésie isoflurane. L’imagerie se déroulera au maximum sur 1h. La procédure d’imagerie n’est pas répétée dans la procédure 1 et sera répétée 5 fois à une semaine d’intervalle dans la procédure 2.
Impact sur les animaux
la chirurgie d’implantation d’une pompe sous la peau fermée par une suture mènera à un niveau de stress et douleur évalué comme modéré au réveil de l’animal. L’infusion continue de 2 composés par cette pompe (phenylephrine / angiotensine II) provoquera une hypertension artérielle également évaluée à un niveau modéré. Le prélèvement sanguin (procédure 1 uniquement) nécessitera une contention de quelques secondes et la réalisation d’une piqure à la queue et est évalué comme léger. Enfin la procédure d’imagerie pourra engendrer un stress léger au moment de la mise sous anesthésie et du réveil de l’animal.
Devenir
Tous les animaux seront mis à mort en fin de procédure afin de pouvoir réaliser différentes analyses complémentaires sur le tissu cardiaque.
Remplacement
L’étude de la fonction et de la fibrose cardiaque ne peut se passer d’une étude chez l’animal. En effet, les modèles cellulaires ne reflètent pas l’environnement neuro-hormonal présent physiologiquement, ni la fonction cardiaque dans son ensemble (contraintes de pression par exemple).
Réduction
Pour réduire le nombre d’animaux, nous avons choisi de construire notre projet en 2 étapes et d’y associer des analyses in vitro. De plus, en comparaison avec une étude classique qui nécessite la mise à mort des animaux à chaque point de temps examiné, l’imagerie peut être répétée à différents temps et permet de réduire le nombre d’animaux d’autant.
Raffinement
L’imagerie est une méthode non invasive permettant de réduire la douleur à son minimum. De plus, la majorité des procédures (injection intraveineuse, prélèvements et imagerie) est réalisée sous anesthésie sur lit/plaque chauffant(e) réduisant l’inconfort potentiel à son minimum et permettant ainsi le raffinement de l’étude. Enfin le geste chirurgical appliqué dans ce projet est assez peu invasif (pose d’une pompe sous cutanée) et sera associé à une couverture analgésique.
Choix des espèces
Le rongeur est le modèle de référence en cardiologie car l’environnement neuro-hormonal et la physiologie cardiaque sont proches de l’humain. Les animaux seront commandés à l’âge de 8-9 semaines et seront traités de 10 à 14 semaines comme décrit précédemment dans la littérature