Troubles nerveux
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- Troubles cardiaques
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- Troubles respiratoires
- Troubles sensoriels
- Troubles urogénitaux
Etude chez la souris du remodelage de l’axe intestin-cerveau suite à une exposition périnatale à une alimentation de type « Western Diet » ou occidentale (grasse et sucrée).
- Recherche appliquée
- Troubles nerveux
- Recherche fondamentale
- Système gastrointestinal
- Système nerveux
656 souris vont être utilisées dans des procédures d'un niveau de souffrance modéré, toutes tuées à l'issue. Elles subissent deux gavages d'une minute espacés de vingt jours, une biopsie d'oreille au sevrage, et pour une partie d'entre elles une chirurgie du cou ou de l'abdomen pour recevoir une injection de virus dans le ganglion plexiforme ou dans l'estomac. Le porteur cherche à savoir comment un régime gras et sucré reçu autour de la naissance modifie durablement le nerf vague, qui relie l'intestin aux circuits cérébraux du plaisir. La mise à mort permet de récupérer le cerveau, l'intestin et les ganglions pour suivre le trajet du virus dans les fibres nerveuses.
Objectifs
Notre projet de recherche consiste à comprendre comment une alimentation occidentale (grasse et sucrée), reçue dès la période périnatale, peut modifier de façon durable la communication entre l’intestin et le cerveau. Pourquoi est-ce important ? Parce que le surpoids et l’obésité augmentent rapidement et posent un gros problème de santé publique. Ils nécessitent des actions précoces et variées pour limiter leurs effets nocifs, de l’enfance jusqu’à l’âge adulte. De plus, il est maintenant établi qu’un environnement nutritionnel riche en gras et en sucres dès le plus jeune âge augmente le risque d’obésité. Des recherches chez l’Homme et l’animal ont montré une relation entre l’obésité, une forte attirance pour des aliments très savoureux et des changements dans le « circuit de la récompense » du cerveau, régulant le plaisir et la motivation. Des études récentes soulignent aussi l’importance du nerf vague, qui relie l’intestin à ces zones cérébrales du plaisir. Les neurones du nerf vague participent aux mécanismes du plaisir et de la motivation. Il est donc crucial de mieux comprendre cette communication intestin-cerveau via le nerf vague, en particulier pendant la période périnatale, un moment décisif pour le développement. Dans un premier temps, nous allons donc analyser comment un régime occidental donné en période périnatale peut perturber l’axe intestin-nerf vague-cerveau à l’âge adulte. Pour y parvenir, nous utiliserons des souris transgéniques, nous permettant de manipuler et tracer, par génie génétique, les fibres du nerf vague connectant l’intestin au cerveau. Ce modèle nous permettra d’identifier exactement les neurones de l’axe intestin cerveau activés par le gras et le sucre chez les souris, et cela à différents âges (enfance jusqu’à l’adulte). Ensuite, nous vérifierons si ces modifications du nerf vague, induites par cette exposition précoce à un régime occidental, entraînent une altération fonctionnelle au niveau du tronc cérébral (zone de projection et d’intégration des informations transmises par le nerf vague). Pour cela, nous utiliserons ce même modèle transgénique, couplé à des techniques de pointe en neurosciences (expression virale de récepteurs, enregistrement des activités électriques des neurones cérébraux…). L’ensemble de ces expériences nous permettra de comprendre comment et par quels mécanismes le nerf vague contribue à moduler les circuits cérébraux contrôlant la prise alimentaire et ainsi participer à l’épidémie d'obésité.
Bénéfices attendus
Ce projet apportera de nouvelles connaissances essentielles à une meilleure compréhension de l’axe intestin-nerfs vague-cerveau en étudiant l’altération des neurones vagaux sensitifs et la connexion entre les neurones vagaux et le NTS (Noyau du tractus solitaire),zone de projection et d’intégration des informations transmises par le nerf vague au niveau du tronc cérébral. De plus, ce projet pourrait avoir une contribution significative à la santé publique en offrant des pistes pour de nouvelles stratégies préventives aux maladies métaboliques, pendant la période délicate de la nutrition périnatale.
Procédures
Les souris recevront un gavage oral sur animal vigile, d’une durée d’une minute, réalisé deux fois, espacé de 20 jours. Une injection de virus AAV, virus infectant localement les cellules, sera réalisée sur le ganglion plexiforme (au niveau du cou) ou dans l’estomac, sur une partie des animaux, sous anesthésie générale et sous anti-douleurs (analgésiques et AINS ou Anti-inflammatoire non-stéroïdien). Pour l’entretien des lignées, les petits auront une biopsie d’oreille à 3 semaines (sevrage) pour le génotypage.
Impact sur les animaux
Pour le gavage, les animaux pourraient ressentir un stress et un inconfort de courte durée. Pour l’entretiens des lignées, la biopsie d’oreille pour le génotypage pourrait entrainer un stress et une légère douleur de courte durée. Les animaux subiront différentes opérations chirurgicales au niveau du cou ou de l’abdomen. Suite à ces interventions, d’éventuels signes d’inflammation et/ou de gonflement au niveau des zones de chirurgie (cou et abdomen) pourraient apparaitre. Ils pourraient présenter une modification dans leur comportement témoignant d’un inconfort, de stress, d’hypo- ou hyperthermie.
Devenir
Tous les animaux seront mis à mort afin d’étudier le remodelage de l’axe intestin-nerf vague-cerveau suite à une alimentation périnatale riche en lipides et en sucres. Cela requiert une quantification de paramètres biologiques au sein de différents organes tels que l’intestin, les ganglions plexiformes et le cerveau. L’administration d’un virus infectant localement les neurones nécessite que l’on récupère le cerveau afin de mettre en lumière la communication entre les fibres afférentes vagales et certaines régions du cerveau. Cette procédure nécessite alors la mise à mort des animaux.
Remplacement
Il s’agit d’une étude in-vivo étudiant les interactions complexes de l’axe intestin-cerveau ce qui nécessite des modèles vivants, notamment pour observer les réponses physiopathologiques liant l’intestin au cerveau via le nerf vague, justifiant l’utilisation de souris. Il n’existe pas encore d’alternatives permettant de rendre compte de la complexité des mécanismes physiopathologiques soutenant l’interaction de l’intestin avec le cerveau via le nerf vague. L’étude animale ne peut donc pas être remplacée par un modèle in-vitro, ex-vivo ou in-silico dans cette étude.
Réduction
Un effort particulier est fait pour optimiser le nombre d’animaux utilisés tout en garantissant la robustesse des résultats. Des outils statistiques avancés ainsi que l’expérience du laboratoire sont employés pour calculer la taille minimale d’échantillon nécessaire, prenant en compte la variabilité intragroupe et intergroupe inhérente à l’expérimentation in-vivo. En effet, il sera utilisé un effectif de 8 à 10 souris mâles et 8 à 10 souris femelles pour chaque groupe. De plus, les protocoles expérimentaux sont conçus pour permettre plusieurs niveaux d’analyses sur le même animal (ex : combiner des évaluations physiologiques et moléculaires sur différents organes comme le cerveau et l’intestin), réduisant ainsi le besoin d’animaux supplémentaires.
Raffinement
Toutes les procédures respectent les normes éthiques les plus strictes pour minimiser la douleur, le stress et les inconforts des animaux. Les manipulations sont effectuées par du personnel formé, et les techniques légères (gavage) ou modérées (injections dans les ganglions plexiformes) utilisées sont déjà maitrisées. Les animaux bénéficient également d’un enrichissement social (minimum 2 par cage) ainsi que d’un tunnel opaque et des matériaux de nidification (frisotis) pour se cacher, construire un nid, et ainsi maintenir leur bien-être psychologique tout au long des expériences. Lors des injections, les animaux seront suivis en post-opératoire quotidiennement afin de s’assurer de leur parfaite récupération, et de détecter d’éventuels signes de mal-être ou de souffrance (inflammation ou inconfort au niveau du cou ou abdomen). L’évaluation des points limites et de l’état des animaux sera effectuée selon des critères définis (poids, apparence physique, pelage, posture, activité, comportement, fréquence respiratoire). La présence de plusieurs signes notables ou d’un signe clinique sévère conduira à la mise à mort des animaux.
Choix des espèces
Nous utilisons deux modèles de souris transgéniques, sélectionnés pour leur capacité unique à marquer de façon permanente et spécifique les populations neuronales activées par des stimuli nutritionnels. Le premier modèle, déjà établi au sein du laboratoire (hétérozygote), est actuellement en usage. Le recours au second modèle permet, quant à lui, de réduire le nombre d’animaux utilisés (homozygote). En effet, tous les petits seront homozygotes à la différence du premier modèle, utilisé en hétérozygote, où la moitié des petits n’ont pas le génotype désiré. Le projet vise à étudier le remodelage de l’axe intestin-nerfs vague-cerveau durant la période périnatale donc les animaux seront utilisés dès le premier jour de gestation (G0) jusqu’à 70 jours post-natal (P70) correspondant au début de l’âge adulte.
Gestion d’une lignée murine, modèle de la maladie de Parkinson, à phénotype dommageable
- Maintien des lignées génétiquement modifiées
- Recherche appliquée
- Troubles nerveux
- Recherche fondamentale
- Système nerveux
Porteuses d'une modification génétique qui les fait développer une paralysie en vieillissant, 1 954 souris de la lignée M83 vont être utilisées dans des procédures d'un niveau de souffrance léger. Le protocole tient à leur reproduction et à une biopsie d'oreille de deux secondes à quinze jours, faite au poinçon sous anesthésie gazeuse avec analgésique local. Les souris sont tuées au plus tard à huit mois dans le cadre de la gestion de l'élevage, ou conservées pour des projets expérimentaux à venir. Le porteur qualifie de prise en charge du phénotype dommageable le fait de tuer les animaux à l'âge où la paralysie commence à apparaître.
Objectifs
La lignée murine génétiquement modifiée M83 présente des caractéristiques similaires aux maladies neurodégénératives humaines, comme la maladie de Parkinson. C'est un modèle pertinent pour étudier les facteurs environnementaux tels que les pesticides, susceptibles d'accélérer la pathologie. Ce modèle permet de comprendre comment ces lésions se propagent dans le système nerveux central et périphérique, ce qui pourrait aider au diagnostic précoce et à la différenciation de la maladie de Parkinson et des maladie apparentées. Des études récentes montrent qu’il existe un lien entre la survenue de la maladie de Parkinson, le diabète de type 2, et l’exposition à des pesticides. Le premier objectif de ce projet est de maintenir cette lignée murine avec des caractéristiques génétiques propres au modèle parkinson, et d’éviter une variation génétique du modèle dans le temps. Le second objectif est d’introduire dans la lignée murine M83 des caractéristiques génétiques propres au modèle diabète, afin de s’assurer de la robustesse des données et éviter la variabilité, notamment lors de projets d’exposition à des pesticides dans un nouveau modèle de souris, issu du croisement entre le modèle murin M83 « Parkinson » et un modèle murin « diabète ».
Bénéfices attendus
Ce projet permettra de bénéficier d'un modèle murin de la maladie de Parkinson, bien suivi et adapté, par les modifications génétiques apportées, à l'étude de l'impact des facteurs environnements comme les pesticides sur la maladie de Parkinson et le diabète.
Procédures
Le phénotype dommageable apparaissant tardivement lors du vieillissement des souris n’apparaît pas dans les procédures d’élevage décrites. Pour le génotypage des souris, une biopsie d’oreille (d'une durée de 2 secondes) sera prélevée de façon unique à l'âge de 15 jours sous anesthésie, en appliquant un analgésique local à l’aide d’un poinçon d’oreille adapté.
Impact sur les animaux
Les souris de la lignée M83 développent des problèmes moteurs tardifs apparaissant à partir de 8-10 mois. Ce phénotype dommageable n'est pas présent durant la phase d'élevage des souris car les souris sont mises à mort à l'âge de 8 mois au plus tard. Les prélèvements à l'oreille sur les animaux M83 induisent une douleur légère de courte durée.
Devenir
Pour chacune des 2 procédures, les animaux seront mis à mort au plus tard à l'âge de 8 mois dans le cadre de la gestion de l'élevage, ou conservés dans le cadre de projets expérimentaux à venir.
Remplacement
Les méthodes alternatives à l’expérimentation animale se développent de plus en plus. Cependant, pour certaines problématiques telles que l’étude de phénomènes physiopathologiques, elles restent incomplètes et insuffisantes, puisqu’elles ne mettent pas en jeu toutes les interactions au sein d’un organisme vivant. En particulier, la lignée murine M83 est un modèle largement utilisé pour l'étude des mécanismes d'accumulation de protéines pathologiques comme élément clé dans la maladie de Parkinson et les maladies apparentées.
Réduction
Pour introduire dans la lignée murine M83 de nouvelles caractéristiques génétiques, les plans de production ont été prévus au plus précis afin de ne pas produire plus d’animaux que nécessaire. Le croisement accéléré de la lignée M83 avec une lignée de souris conventionnelle est aussi une méthode de réduction puisque ne sont reproduits que les individus avec le profil génétique requis. Les souris M83 des 2 sexes mâles et femelles seront utilisés à la fois pour la gestion du noyau d’élevage, ainsi que pour les lots d’expérimentation, selon une proportion qui dépendra des portées obtenues. Cette stratégie permet d’utiliser tous les animaux produits en élevage.
Raffinement
La prise en charge du phénotype dommageable est assurée par la mise à mort des animaux à l’âge de 8 mois, âge à partir duquel le phénotype moteur progressivement sévère peut apparaitre, comme cela est décrit dans la littérature. Lors des biopsies d’oreille, le prélèvement sera réalisé à 15 jours d'âge, sous anesthésie gazeuse, en appliquant un analgésique local en condition aseptique à l’aide d’un poinçon d’oreille adapté. L'arrêt du saignement limité lors de la biopsie sera suivi et géré par les zootechniciens.
Choix des espèces
Le choix du modèle souris résulte de la possibilité de générer des animaux génétiquement modifiés porteurs de gènes d’intérêt impliqués dans des maladies humaines. Ce travail vise le maintien de la lignée M83 qui est un modèle pertinent dans les travaux scientifiques sur la maladie de Parkinson et les maladies apparentées. Ces souris développent une maladie qui se manifeste cliniquement par l’apparition d’une paralysie lors du vieillissement.
Recherche des mécanismes protecteurs de l’unité motrice dans la sclérose latérale amyotrophique chez la souris
- Recherche appliquée
- Troubles nerveux
6 170 souris vont être utilisées, chacune pouvant recevoir jusqu'à deux injections par jour pendant toute la durée du protocole et une séance quotidienne d'exercice de vingt minutes. Les procédures relèvent d'un niveau de souffrance léger pour 2 374 d'entre elles, modéré pour 2 480 et sévère pour 1 316, et toutes sont tuées à l'issue pour prélever leurs tissus. Porteuses d'une mutation reproduisant la maladie de Charcot, elles perdent leur force à partir de trois mois puis l'usage de leurs pattes arrière à partir de quatre mois, et reçoivent des injections dans le canal rachidien ou dans le crâne sous anesthésie. Le porteur écrit avoir soigneusement calculé le nombre d'animaux nécessaires sans donner ce calcul, et présente le partage des tissus prélevés entre équipes comme une mesure de réduction.
Objectifs
Notre projet vise à mieux comprendre et traiter la sclérose latérale amyotrophique (SLA), aussi appelée maladie de Charcot. Cette maladie grave entraîne la mort des neurones qui contrôlent les muscles, ce qui cause une perte progressive de force et finit par être fatale. Aujourd’hui, il n’existe pas de traitement qui puisse guérir la SLA, c’est pourquoi la recherche continue. L'activité motrice pourrait aider les personnes atteintes de SLA, mais on ne comprend pas encore bien comment cela fonctionne au niveau des cellules et des molécules. Le but de notre projet est donc de : 1)Étudier les changements dans les cellules du muscle et des nerfs, avant et après l’apparition des symptômes. 2) Découvrir comment l'activité motrice protège les muscles pour 3) essayer de reproduire ces effets grâce à des médicaments et 4) Evaluer si ces traitements peuvent soigner la maladie.
Bénéfices attendus
Aujourd’hui, il n’existe pas de traitement pour guérir la maladie de Charcot. Notre projet de recherche a deux grands objectifs pour mieux comprendre la maladie et trouver de nouvelles pistes pour la traiter. On étudiera d’une part les bénéfices de l'activité motrice et d’autre part on recherchera des molécules capables de soigner les symptômes de la maladie. Notre projet permettra ainsi de découvrir de nouvelles pistes thérapeutiques de cette pathologie mortelle qui touche 8000 personnes en France à l’heure actuelle.
Procédures
Dans le cadre du protocole expérimental, différentes manipulations sont réalisées sur les animaux. Pour l'identification génétique des individus malades, une incision à l’extrémité de la queue est pratiquée sur les souriceaux (moins de 1 minute, 1 seule fois). Le protocole comprend une phase d'activité motrice. Les séances durent 20 minutes et sont réalisées quotidiennement jusqu’à la fin de l'expérience. L’intensité et la durée de ces activités sont adaptées aux capacités de l’animal. Concernant les injections, plusieurs types sont effectués : 1) Injections sous la peau ou dans la cavité abdominale : elles sont rapides (moins d’une minute), réalisées sur l’animal vigile, et peuvent avoir lieu jusqu’à deux fois par jour tout au long du protocole. 2) Injections dans le système nerveux central : elles sont effectuées sous anesthésie. Selon le type d’injection, la durée de la procédure varie (environ 10 minutes pour l’injection dans le canal rachidien, environ 30 minutes pour l’injection intracrânienne). Ces dernières ne sont réalisées qu’une seule fois dans la vie de l’animal. Toutes ces manipulations – activités motrices et injections – sont planifiées avec précision dans le calendrier expérimental. Le recours à la contention est limité au strict nécessaire et uniquement pour la durée des procédures.
Impact sur les animaux
Dans notre étude sur la maladie de Charcot chez la souris, certains effets secondaires sont attendus, principalement à cause des symptômes de la maladie elle-même. Les souris malades présentent une faiblesse musculaire et ont des difficultés à bouger lorsque la maladie avance. Les premiers signes apparaissent vers 3 mois avec une perte de force, puis, à partir de 4 mois, les souris commencent à perdre progressivement l’usage de leurs pattes arrière. Pour certains gestes techniques nécessaires à l’étude, comme l’administration de traitements, les animaux sont manipulés brièvement. Cela peut provoquer un stress passager ou une petite douleur, comme au moment d’une piqûre. Dans certains cas, des effets plus durables peuvent apparaître, notamment si les injections sont répétées. Les tests moteurs, lorsqu’ils sont utilisés comme approche thérapeutique, peuvent également provoquer de la fatigue ou du stress, une perte de poids ou des perturbations du sommeil.
Devenir
Dans le cadre de notre travail, certains animaux doivent être retirés de l’étude. Les animaux sont mis à mort à la fin des procédures pour analyser les tissus et mieux approfondir la compréhension de la maladie. Dans tous les cas, ces étapes sont menées avec le plus grand respect pour l’animal et dans le souci constant de limiter toute forme de souffrance.
Remplacement
Cette maladie neuromusculaire est très complexe. Elle touche plusieurs organes et types de cellules en même temps. Les dommages subis par les nerfs et les muscles ont des conséquences directes sur le mouvement et la coordination, ce qui ne peut être observé qu’en étudiant des animaux vivants. Pour mieux comprendre cette maladie et tester les effets de nouveaux traitements, il est donc essentiel de mener des recherches sur des modèles vivants. Bien sûr, en parallèle, nous utilisons aussi des techniques sur des cellules cultivées en laboratoire. Ces approches permettent d’explorer plus en détail certains mécanismes biologiques et d'identifier des cibles thérapeutiques potentielles. Nous pourrons alors tester sur les souris de possibles thérapies avant de les tester sur l'être humain.
Réduction
Dans le cadre de nos recherches, nous avons fait en sorte d’utiliser le moins d’animaux possible tout en garantissant des résultats fiables. Notre objectif est de mieux comprendre les effets de cette maladie neurodégénérative, et de mieux comprendre les effets bénéfiques de l'activité motrice afin d’identifier des traitements. Pour cela, nous avons soigneusement calculé le nombre d’animaux nécessaires afin d'obtenir des résultats solides, sans en utiliser plus que ce qui est strictement nécessaire. Nous analysons ensuite les données recueillies à l’aide de méthodes statistiques adaptées à chaque situation, afin de tirer des conclusions justes. Par ailleurs, pour éviter le non emploi, nous prélevons autant de tissus que possible sur chaque animal à la fin de l'expérience. Ces échantillons sont ensuite conservés et mis à disposition de l’ensemble des chercheurs de notre équipe. Une liste des tissus encore disponibles est également partagée afin qu’ils puissent être utilisés dans d’autres projets, réduisant ainsi encore le besoin d’utiliser de nouveaux animaux.
Raffinement
Dans notre projet de recherche sur la SLA chez la souris, nous mettons tout en œuvre pour respecter le bien-être des animaux utilisés et réduire au maximum leur stress et leur inconfort. Pour cela, nous avons mis en place plusieurs mesures spécifiques. Tout d’abord, nous avons créé des grilles d’évaluation de l'état de santé de l'animal, adaptées à cette maladie particulière. Ces grilles ont été conçues avec l’aide du personnel spécialisé en soins animaliers. Elles permettent de suivre l’évolution de la maladie et de repérer rapidement tout signe de détresse chez les souris. Avant de commencer les expériences, les animaux passent par une phase d’adaptation/habituation. Cela permet de réduire leur stress. Quand une manipulation peut être source de mal-être, comme certaines injections, elle est toujours réalisée sous anesthésie. Si un animal montre des signes de faiblesse, comme une perte de poids ou des difficultés à se déplacer, des aliments faciles à consommer et des gels d’hydratation sont placés à sa portée. Et surtout, si malgré tout l’état d’un animal se dégrade, nous appliquons des règles strictes pour arrêter l’expérience à temps. Cela permet d’éviter toute souffrance inutile. Ces points d’arrêt anticipés sont décidés à l’avance pour chaque situation.
Choix des espèces
Les souris sont souvent utilisées dans la recherche car leur fonctionnement biologique est assez proche de celui de l’être humain. Cela permet de mieux comprendre certains mécanismes naturels qui protègent le corps, en particulier lorsqu’ils font intervenir plusieurs organes. Ce type d’étude ne peut se faire que sur un organisme entier, ce qui rend l’animal indispensable. Nous utilisons une lignée de souris bien connue et très utilisée, porteuse de la maladie de Charcot que nous étudions. Ce modèle est particulièrement utile car il permet de suivre précisément l’évolution de la maladie. Grâce à sa capacité de reproduction bien maîtrisée, cette lignée facilite l’organisation des expériences. Pour mieux comprendre comment cette maladie évolue, nous observons les animaux à différentes étapes de la maladie : avant l’apparition des symptômes (avant 3 mois), au cours de la maladie (entre 3 et 4 mois) et à un stade avancé de la maladie (après 4 mois). Cela nous permet de suivre les changements dans leur organisme et de mieux comprendre cette maladie. La maladie étant très comparable à celle chez l’humain, nous pourrons alors essayer sur ces animaux des traitements et vérifier s'ils sont bénéfiques.
Etude des conséquences neurologiques de l’infection par le virus SARS-CoV-2 et validation de l’efficacité de méthodes thérapeutiques contre le Covid long
- Recherche appliquée
- Maladies infectieuses
- Troubles nerveux
- Recherche fondamentale
- Système nerveux
Pour mesurer les suites neurologiques d'une infection au SARS-CoV-2 et tester des pistes contre le Covid long, 1 344 hamsters dorés vont être utilisés dans des procédures d'un niveau de souffrance léger à modéré. Ils reçoivent le virus par voie intranasale sous anesthésie, jusqu'à deux fois, subissent quatre prélèvements sanguins et passent trois fois chacun une batterie de tests d'anxiété, de dépression, de mémoire, d'apprentissage et d'effort physique. Le porteur décrit une perte de poids et une apathie pendant la phase aiguë, et signale que certains tests placent les hamsters dans des situations anxiogènes. Aucun animal ne sort vivant du dispositif, y compris les non-infectés, faute de pouvoir quitter une animalerie de confinement de niveau 3. Les retombées annoncées restent une contribution au développement de futures approches thérapeutiques.
Objectifs
Ce projet a quatre objectifs : 1) Évaluation des conséquences à long terme de l'infection par le SARS-CoV-2 2) Analyse des répercussions sur le comportement en cas de réinfection par le SARS-CoV 3) Mise au point de nouvelles approches thérapeutiques du Covid long 4) Évaluation de la capacité d’invasion du système nerveux central par de nouveaux variants du SARS-CoV-2
Bénéfices attendus
1) Progression des connaissances des mécanismes infectieux du SARS-CoV-2, notamment liés aux facteurs de virulence, les voies de neuroinvasion et la capacité à induire des effets persistants après l’infection. 2) Contribution au développement de nouvelles approches thérapeutiques contre le Covid long 3) Contribution à la surveillance de l’apparition de nouveaux variants du SARS-CoV-2 à potentiel neurotrope.
Procédures
Interventions uniques - Inoculation virale intranasale sous anesthésie. Durée de l’intervention : de 5 à 30 minutes en fonction du type d’anesthésie. Interventions répétées - - Pour certains animaux : 2 inoculations intranasales. Chaque inoculation intranasale sous anesthésie a une durée entre 5 et 10 minutes. - Prélèvement sanguin sous anesthésie. Durée de l’intervention : moins d’une minute. Nombre d’interventions : 4 - Tests de comportement non-invasifs pour mensuration de signes d’anxiété et de dépression, de la mémoire et de l’apprentissage, et de la performance physique. Durée de l’intervention : entre 5 et 10 minutes par test. Nombre d’interventions des tests de comportement : chaque test est répété 3 fois.
Impact sur les animaux
Les effets indésirables prévus sur les animaux sont des conséquences directes de l’infection par le SARS-CoV-2, à savoir perte de poids et apathie pendant la phase aiguë du processus infectieux (entre 2 et 4 jours post-infection). Également, douleur et inconfort légers de courte durée liés à l’inoculation intranasal ou prélèvement sanguin. Certains tests de comportement peuvent générer du stress aux animaux (ex : exposition dans des situations anxiogènes pour mensuration de l’anxiété, induction à l’exercice physique pour test d’effort), cependant ces tests sont réalisés en phase post-aigue, quand les animaux ne présentent plus de signes cliniques de maladie.
Devenir
Tous les animaux seront mis à mort à la fin de chaque procédure car ils ne peuvent être ni réutilisés, ni replacés, ni adoptés car infectés par un pathogène. Les animaux non-infectés ne peuvent être ni réutilisés, ni replacés, ni adoptés car hébergés dans une animalerie de confinement niveau 3.
Remplacement
Les expériences proposées dans ce projet font suite et viennent compléter des expérimentations effectuées sur culture cellulaire et ne sont utilisées que lorsqu’elles représentent une étape incontournable pour l'avancement de la connaissance scientifique et non actuellement remplaçable par des tests in vitro. Dans ce contexte, l’utilisation d’animaux sera nécessaire dans 3 cas, notamment (i) pour vérifier l’impact de l’infection sur le comportement ; (ii) pour la validation in vivo de molécules candidates pour la thérapie contre le Covid long ayant montré une efficacité in vitro ; et (iii) pour comprendre la pathogénie (les mécanismes utilisés par les virus pour envahir le système nerveux central) de nouveaux variants.
Réduction
Les résultats de notre projet précédant nous ont permis de définir à 8 le nombre minimal d’individus/groupe pour obtenir des résultats significatifs dans les tests de comportement. Les tests statistiques portant sur les caractéristiques moléculaires observées et sur les mesures d’analyse d’image seront effectués par un test de comparaison de deux moyennes indépendantes pour comparer 2 groupes et un test d’analyse de variance pour comparer plusieurs groupes. Pour le comportement, d’autres tests statistiques permettront de prendre en considération l’effet sexe, l’effet temps et l’effet variant. A la fin de chaque procédure les organes des animaux seront prélevés pour des analyses de biologie moléculaire et histologiques.
Raffinement
Les animaux seront suivis de façon quotidienne pour analyse de leur poids et des éventuelles signes cliniques liés à l’infection. Des mesures seront prises pour réduire la douleur et la souffrance (anesthésie, analgésie, support nutritionnel et hydrique). L’enrichissement environnemental sera aussi renforcé par l’ajout dans les cages de boules ou cylindres, et du coton ou du carton déchiré.
Choix des espèces
Le hamster doré syrien (Mesocricetus auratus) est le meilleur modèle animal pour l’étude d’une infection par le SARS-CoV-2 en raison de la capacité de son récepteur ACE2 à se lier au SARS-CoV-2 avec une affinité de liaison élevée. De plus, ce modèle animal recapitule des caractéristiques du long Covid chez l’humain, notamment des changements de comportement à la suite de l’infection, et la persistance virale dans le cerveau. Ce projet utilise des hamsters adultes. Nous utiliserons des animaux adultes car ces animaux présentent des signes d’infection plus proche de ce qui est observé chez l’humain.
Test du Kindling chez le rat et la souris
- Recherche appliquée
- Troubles nerveux
Rats : 1255
Aucun de ces animaux ne sortira vivant du projet, le porteur estimant que leur maintien en vie dans de bonnes conditions ne peut être garanti après des crises d'épilepsie provoquées à répétition. 1 255 rats et 475 souris vont être utilisés dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Les rats sont opérés pour recevoir des électrodes dans le cerveau, puis stimulés une à deux fois par jour, cinq jours par semaine, pendant deux à quatre semaines, jusqu'à ce que la stimulation déclenche une crise partielle qui évolue en crise généralisée avec redressement et perte d'équilibre, et ils vivent seuls tout ce temps pour protéger l'implant. La phase de test peut durer dix semaines de plus, et un état épileptique permanent peut apparaître, l'animal étant alors tué s'il ne récupère pas en dix minutes.
Objectifs
Le projet consiste à tester l'efficacité de substances pharmacologiques en développement préclinique pour lutter contre les épilepsies de type partielle, c'est-à-dire qui sont localisées dans une région spécifique du cerveau. Les épilepsies partielles sont à l'origine de décharges électriques anormales dans une région cérébrale spécifique et de symptômes qui peuvent se traduire par des contractions involontaires des membres supérieurs ou inférieurs, des hallucinations, des troubles du langage ou encore des troubles du rythme cardiaque et respiratoire. De plus, ce type d'épilepsie altère la qualité de vie des patients avec une perte progressive de contact avec l'extérieur et une perturbation de la mémoire. Dans certains cas, les épilepsies partielles peuvent progresser vers des épilepsies généralisées, avec l'apparition de symptômes convulsifs plus intenses et conduire à la mort. Il existe des traitements médicamenteux qui permettent de traiter une partie des patients. Néanmoins, environ 30 % des patients épileptiques ne répondent pas aux traitements médicamenteux et sont dits "pharmaco-résistants". Dans ce projet, un modèle murin de crises épileptiques partielles évoluant vers des crises généralisées sera utilisé afin d'évaluer l'efficacité de nouvelles substances pharmacologiques en développement.
Bénéfices attendus
La recherche de nouveaux traitements est indispensable pour améliorer les conditions de vie ainsi que l’espérance de vie des patients épileptiques. A l'heure actuelle, les traitements antiépileptiques existants sont uniquement symptomatiques. Néanmoins, 10 à 30% des patients interrompent leur traitement initial en raison des effets secondaires indésirables ou les traitements sont inefficaces (résistance aux traitements). En plus du développement de nouveaux antiépileptiques, un des enjeux majeurs de la recherche sur l’épilepsie est de découvrir des traitements prophylactiques contre cette pathologie, c’est-à-dire des traitements ayant un effet antiépileptogène. Il n’en existe aucun à ce jour alors qu'il est possible d’identifier les personnes présentant un risque de développer une épilepsie.
Procédures
Le projet consiste à opérer des rats pour placer des électrodes dans une structure cérébrale spécifique ainsi qu'à la surface du cerveau. L'implant va permettre de stimuler l'animal dans une structure cérébrale spécifique pour le sensibiliser à l'induction de crises partielles. Chez la souris, une phase chirugicale est nécessaire si l'activité cérébrale est enregistrée. La phase de sensibilisation correspond à une période de 2 à 4 semaines, 1 à 2 stimulations de 2 à 4 secondes par jour ,5 jours par semaine. Dans certains cas, une phase de stabilisation à la stimulation est ajoutée chez le rat et correspond à une série de 3 à 20 stimulations de 1 seconde, une fois par jour, 5 jours par semaine sur 2 semaines. Lors de la phase de test, les rongeurs sont soumis à une stimulation de 2 à 4 secondes sur 2 jours consécutifs pendant un maximum de 10 semaines. L'électroencéphalogramme eput- être enregistré sur 10 à 20 minutes avec une seule stimulation de 2 à 4 secondes ou une série de stimulations (entre 3 et 20) de 1 seconde sur 2 ou 3 jours consécutifs lors d'un traitement aigu. Dans le cadre d'un traitement chronique, 3 ou 4 enregistrements peuvent être réalisés sur une semaine (1 enregistrement par jour). Des prélèvements sanguins terminaux ou d'organes peuvent également être envisagés pour compléter les données in vivo par des données biochimiques ou histologiques. Concernant l'administration des candidats traitements, les administrations par bolus rapide (voies orale, intraveineuse, sous-cutanée, intra-péritonéale, intramusculaire) durent quelques secondes; l'administration par perfusion lente (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. Un traitement peut également être injecté par voie intracranienne, au moment de l'implantation des électrodes.
Impact sur les animaux
Les rats sont soumis à une chirugie, pour délivrer la stimualtion électrique. Le protocole décrit dans ce projet conduit à l'apparition d'une crise partielle (clignement des yeux, mastication, mouvements des vibrisses ou de tête, mouvements involontaires des pattes avant) qui est suivie d'une crise généralisée (redressement de l'animal et perte d'équilibre) suite à une stimulation éléctrique de faible intensité chez la souris et la rat. Dans de rares cas, un état épileptique permanent peut apparaitre. Les rats sont hébergés seuls pendant toute la durée de la procédure dès lors qu'ils sont opérés, afin de protéger l'implant semi-externe de leurs congénères.
Devenir
Les animaux seront euthanasiés à la fin de chaque étude. Des crises épileptiques ont été induites de manière répétée chez les animaux soumis à une procédure de kindling, leur maintien en vie dans de bonnes conditions ne peut pas être garantie (même s’il n’est pas attendu de crises épileptiques spontanées chez ces animaux).
Remplacement
Il existe des techniques alternatives in silico ou ex-vivo permettant d'évaluer les traitements sur des cultures primaires de neurones ou des tranches cérébrales afin de sélectionner les meilleurs candidats médicaments et donc de limiter le nombre d'animaux utilisés. Néanmoins, l'efficacité de nouveaux traitements doit également être démontrée sur des modèles plus complexes (modèles animaux) permettant ainsi l’observation des effets de substances pharmacologiques sur le comportement des animaux et l'activité cérébrale.
Réduction
Le nombre d'animaux est ajusté afin de pouvoir évaluer l'effet d'un composé en réalisant une seule étude et en fonction des analyses statistiques réalisées.
Raffinement
Les procédures décrites ont été optimisées pour limiter la douleur chez l'animal. Lors de la procédure chirurgicale, une analgésie est assurée avant le début de la chirurgie et pendant les 48 heures après l'opération. Une analgésie locale est également appliquée sur le crâne de l'animal pour limiter la douleur. Enfin, un gel ophtalmique est appliqué sur les yeux pour éviter le dessèchement de l'oeil. Une attention particulière sera portée sur la récupération des animaux à la suite de la chirurgie. Ces derniers seront pesés 24 et 48 heures suite à la chirurgie. L’implant sera désinfecté, le cas échéant et une antibiothérapie sera réalisée en cas de suspicion d’infection. L’administration d’huile naturelle peut être préconisée dans le cas d’un ralentissement du transit intestinal. Au cours du test, l'enregistrement de l'électroencéphalogramme permet de compléter l'analyse comportementale et raffiner le modèle. L'ajout d'une phase pour déterminer le seuil de stimulation pour induire une crise partielle et une crise généralisée permet de réduire le seuil de stimulation pour chaque animal testé, et par conséquent, limiter la douleur chez ce dernier. Le seuil de stimulation minimum pour une crise partielle correspond à l'apparition d'une crise de quelques secondes sur l'électroencéphalogramme, en présence ou non de symptômes comportementaux mesurés d'après l'échelle de Racine. Des points limites stricts ont été définis pour chaque procédure. Notamment, dans de rares cas, un état épileptique peut apparaître. L’animal sera euthanasié s’il ne récupère pas dans les 10 minutes suite à la stimulation électrique. Les animaux isolés sont hébergés dans un environnement enrichi avec du matériel à ronger. Les cages sont transparentes afin que chaque animal puisse voir ses congénères. Pour les souris, l'implant sera interne et permettra d’héberger les animaux en groupes sociaux tout au long de la procédure expérimentale.
Choix des espèces
Le modèle du kindling par stimulation électrique d'une structure cérébrale est utilisé principalement chez le rat, en raison de la taille de l'animal (implantation chirurgicale d'électrodes de stimulation et d'électrodes pour enregistrer l'électroencéphalogramme). Chez la souris, le modèle sera également développé en utilisant une méthode de stimulation différente : stimulation cornéale. Les rats et souris sont testés une fois sevrés, l’âge peut varier entre 3 semaines et 2 ans, conformément aux données historiques et à la bibliographie scientifique. Les procédures décrites dans ce projet peuvent être utilisées de façon longitudinale sur des rongeurs sevrés jusqu'à l'âge adulte.
Étude de l’impact d’un activateur de la kinase HRI dans la pathologie de l’Accident Vasculaire Cérébrale.
- Recherche appliquée
- Troubles nerveux
- Recherche fondamentale
- Biologie du développement
- Oncologie
- Organes sensoriels
- Système immunitaire
- Système nerveux
Une ischémie cérébrale est provoquée par occlusion d'une artère, suivie d'une thrombolyse vingt minutes plus tard, puis d'un traitement à une heure et à vingt-quatre heures. 100 souris vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance sévère, toutes tuées par exsanguination au quinzième jour pour prélever leurs tissus. Le projet teste un composé synthétique, le BTdCPU, sur un deuxième modèle d'accident vasculaire cérébral après des résultats obtenus sur un premier. Le porteur classe en sévères les douleurs postopératoires et les déficits fonctionnels ou cognitifs, et écrit par ailleurs que les animaux se déplacent et s'alimentent normalement, prennent soin de leur pelage et ne présentent aucun "syndrome du comportement malade".
Objectifs
L'Accident Vasculaire Cérébral (AVC) ischémique, résultant de l'occlusion d'un vaisseau cérébral, prive les neurones d'oxygène et de nutriments, induisant un stress majeur du réticulum endoplasmique (RE). Face à ce stress, les cellules neuronales activent des mécanismes de survie, notamment en ajustant la façon dont elles fabriquent les protéines. Une molécule essentielle à la fabrication des protéines est modifiée, ce qui ralentit la production générale de protéines. Ce ralentissement permet à la cellule d'économiser son énergie. Cette modification est un mécanisme clé de régulation de la production de protéines en cas de stress. Elle ralentit la fabrication globale de protéines, permettant à la cellule d'économiser de l'énergie pour survivre dans des conditions difficiles. Plusieurs enzymes peuvent provoquer cette modification en réponse à différents types de stress. L'une de ces enzymes, qui est habituellement liée à un manque de fer, montre une implication croissante dans la physiopathologie neuronale et potentiellement dans la réponse au stress ischémique cérébral. Elle représenterait donc un moyen supplémentaire de réguler la fabrication des protéines. Dans ce contexte, le BTdCPU est un composé synthétique, principalement utilisé en recherche pour son action activatrice sur cette enzyme particulière, notamment dans des études précliniques métaboliques et cancérologiques. Des expériences préliminaires sur neurones montrent que de petites quantités de BTdCPU améliorent la survie des cellules après un manque d'oxygène. Chez des souris ayant eu un AVC, l'administration de BTdCPU a réduit la taille des lésions et amélioré leurs fonctions motrices. Ces résultats prometteurs ouvrent la voie à une étude plus approfondie du rôle de cette enzyme dans d'autres modèles d'AVC chez les souris. L'objectif principal de ce projet est d'évaluer l'impact du BTdCPU, seul ou combiné à l'Altéplase, sur les lésions, l'inflammation et la récupération fonctionnelle dans un modèle murin d'AVC ischémique thromboembolique. Tester ce traitement sur un autre modèle animal d'AVC permettrait de confirmer son potentiel thérapeutique après un AVC.
Bénéfices attendus
D’un point de vue scientifique, cette étude va nous permettre d’acquérir des données fondamentales mais aussi translationnelles ou appliquées menées pour différentes pathologies (AVC, Sclérose en Plaques (SEP) et processus inflammatoires). En effet, une meilleure compréhension de l’efficacité et du mécanisme d’action de notre candidat nous permettra de développer des stratégies thérapeutiques adéquates, permettant d’envisager d’améliorer les performances de patients dans ces différentes pathologiques.
Procédures
J0 : Induction de l’ischémie cérébrale +/- Thrombolyse à 20 minutes +/- Traitement à 1 heure et 24 heures après l’occlusion artérielle (durée : 50 minutes). J0+6 heures : Evaluation par Imagerie par Résonance Magnétique moléculaire (durée : 30 minutes). J+1, J+5 : Evaluation par Imagerie par Résonance Magnétique structurelle (durée : 10 minutes/session). J+1, J+7, J+15 : Etude de la récupération fonctionnelle des animaux (durée : 5 minutes/session). J+15 : Exsanguination par perfusion intracardiaque (n=80).
Impact sur les animaux
Les nuisances et effets indésirables étant susceptibles d’apparaître seraient, selon leurs degrés de gravité du stress pour l’ensemble des procédures : Leger. Une perte de poids pour l’ensemble des procédures, une hypothermie lors des phases d’anesthésies : Modéré. Des douleurs post-opératoires, des déficits fonctionnels et /ou cognitifs dans le cadre de l’ischémie cérébrale : Sévère.
Devenir
L'ensemble des animaux utilisés dans ce projet feront l'objet d'une mise à mort à la fin de la procédure afin de générer des tissus permettant des observations histologiques ou par quantification protéiques.
Remplacement
Les procédures expérimentales pour réaliser ce projet ont un caractère de stricte nécessité et ne peuvent pas être remplacées par d'autres méthodes expérimentales n'impliquant pas l'utilisation d'animaux vivants car des techniques de remplacement ne sont pas susceptibles d'apporter le même niveau d'information. En effet, des approches in silico ne permettent pas d’obtenir le même niveau de sensibilité. De même, les approches in vitro ne permettent pas de reproduire la complexité d’un modèle in vivo. Avant de procéder à une telle étude, nous nous sommes assurés d’utiliser le nombre minimal d’animaux adéquat pour atteindre le résultat souhaité afin de souscrire au principe de réduction. Le projet est justifié d’un point de vue scientifique car il permettra des recherches fondamentales, translationnelles et/ou appliquées pour le diagnostic et le traitement d’une pathologie humaine neurovasculaire : l’AVC. Nous avons sélectionné le modèle présentant le meilleur compromis entre pertinence scientifique et sensibilité de l’espèce. L’ensemble des acquis et des connaissances dont nous disposons rend cette espèce particulièrement intéressante dans le cadre de notre étude.
Réduction
Notre projet ne nous permet pas d’utiliser d'autres moyens que l’expérimentation animale. Avant de procéder à une telle étude, nous nous sommes assurés d’utiliser le nombre minimal d’animaux adéquat pour atteindre le résultat souhaité. Ainsi, les procédures expérimentales décrites dans ce projet ont un caractère de stricte nécessité et ne peuvent pas être remplacées par d’autres méthodes expérimentales n’impliquant pas l’utilisation d’animaux vivants et susceptibles d’apporter le même niveau d’information disponible. De plus, des méthodes d’études non invasives telle que l’IRM sont utilisées dans ce projet afin de faire un suivi longitudinal des animaux, permettant de recueillir de nombreuses données sans augmenter le nombre d’animaux. Dans ce projet, le nombre minimum d’animaux a été défini en fonction de la spécificité/sensibilité des méthodes utilisées, à partir de nos expériences précédentes, de nos données sur chaque modèle et des données disponibles dans la littérature. En fonction de l'aisance des expérimentateurs (habileté, expérience, prédisposition pour ce type de gestes), le nombre d'animaux pourra être revu à la baisse. L’ensemble des échantillons collectés permettra également un partage de tissus, une réutilisation et donc une réduction du nombre d'animaux nécessaires.
Raffinement
Les principes éthiques et les standards de raffinement seront utilisés pendant tout le projet. Les animaux seront hébergés par groupes sociaux stables (n=5) avec un enrichissement minimum (maison en carton, produits de nidification tels que des lanières de papier kraft et/ou des carrés de coton nestlets) dans des cages standards aux normes européennes (type IV). Nous utiliserons une litière plus douce et variée et moins poussiéreuse et allergisante, permettant de réduire le niveau de stress des animaux. Le bien-être des animaux sera contrôlé 7j/7 par du personnel qualifié, ce qui permettra de détecter tout signe clinique de souffrance et d’agir rapidement pour mettre fin à une éventuelle détresse. L’ensemble des connaissances et des acquis dont nous disposons au laboratoire montre que les animaux se déplacent et s'alimentent normalement, prennent bien soin de leur pelage, n’émettent aucun son audible à l'oreille humaine et ne présentent aucun « syndrome du comportement malade ». Les animaux seront pesés tous les jours pour surveiller leur poids et mis à mort si une perte de poids de plus de 15% est observée et/ou si un score sur l’échelle de la douleur (Mouse Grimace Scale) est supérieur à 7 pendant les 48h critiques au modèle. Tout le matériel et consommables utilisés dans cette procédure expérimentale seront neufs (comme les seringues et aiguilles), soigneusement nettoyés et désinfectés pour les réutiliser (pinces métalliques). Durant la mise en place des modèles, les souris seront sous anesthésie générale et sous analgésie. Les animaux recevront également une anesthésie locale sur la peau au niveau de l'artère cérébrale moyenne (ACM). Les yeux des souris seront couverts afin de ne pas les éblouir avec la lampe de la loupe binoculaire et prévenir de la déshydratation. Après chirurgie, les souris disposeront de croquettes humides dans une coupelle sur le sol de leur cage pour faciliter la prise de nourriture et l'hydratation. Un système de pastilles à code couleur collé sur la cage permettra d’identifier les animaux les plus « à risque ».
Choix des espèces
La souris (Mus musculus) est l’espèce animale la plus étudiée dans le domaine du neurodéveloppement, les AVC, les modèles de Sclérose en Plaques (SEP) et les techniques employées sont bien connues. L’anatomie du SNC murin et la physiologie de la souris sont également bien connues et sont proches de celles de l’Homme, ce qui fait des modèles utilisés dans ce projet des approches expérimentales fiables. L’ensemble des connaissances et des acquis dont nous disposons au laboratoire et dans la littérature rend cette espèce particulièrement intéressante pour cette étude. Qui plus est, il n’existe pas de modèle fiable utilisant des vertébrés moins sensibles ou des invertébrés, compte tenu de leur anatomie et de leur physiologie très différentes de l’Homme. Concernant l’ensemble des procédures, seuls des animaux adultes âgés de 6-12 semaines seront nécessaires. Cette tranche d'âge correspondant à un stade de développement de "jeunes adultes" chez la souris, est cruciale pour assurer la comparabilité de nos résultats avec les données existantes au sein de notre laboratoire. En effet, nos modèles d'AVC ischémique ont été largement caractérisés et étudiés sur cette tranche d'âge spécifique. De plus, cette fenêtre développementale est fréquemment utilisée dans la littérature scientifique étudiant l'AVC et ses mécanismes physiopathologiques. L'utilisation d'animaux adultes de 6 à 12 semaines est justifiée par le fait qu'ils ont atteint une maturité physiologique et neurologique stable.
Approche métabolomique de l’impact du vieillissement sur la neurogénèse et sur les fonctions cognitives
- Recherche appliquée
- Troubles nerveux
- Recherche fondamentale
- Système nerveux
Opérés sous anesthésie générale pendant environ cinquante minutes pour recevoir des marqueurs directement dans le cerveau, 150 rats vont être utilisés dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, tous tués au terme d'une ponction de liquide cérébrospinal. Ils passent aussi par une contention en tube destinée à provoquer un stress, trois prélèvements sanguins, cinq injections sous-cutanées de BrdU, et un labyrinthe aquatique où ils nagent quatre fois par jour pendant neuf jours, à 3,5 mois puis à 8, 12 et 18 mois. Le projet cherche quelles molécules franchissent la barrière hémato-encéphalique en vieillissant, pour identifier des marqueurs précoces du déclin cognitif chez les personnes âgées. Les rats vieillissent jusqu'à dix-huit mois avec les tumeurs, l'alopécie et les plaies que le porteur anticipe, sous une grille de score où un total de 9 ou de 12 selon la période déclenche la mise à mort.
Objectifs
En vieillissant, notre mémoire peut souffrir, ce qui affecte notre bien-être et notre qualité de vie. Le vieillissement entraîne souvent une baisse progressive des capacités cognitives, mais l’intensité varie d'une personne à l'autre. Une partie du cerveau, l'hippocampe, est particulièrement touchée. Cependant, certaines personnes en vieillissant arrivent à maintenir une bonne mémoire, tandis que d'autres voient leur mémoire se dégrader de manière irréversible. Ce phénomène montre que le cerveau essaie de compenser cette perte en formant de nouveaux neurones, notamment dans l'hippocampe, grâce à un processus appelé neurogenèse. Ce processus est lié au stress et a été observé dans des tests chez les animaux, où une bonne neurogenèse favorisait de meilleures performances cognitives, comme la mémoire spatiale. Les nouveaux neurones formés dans l'hippocampe aident à préserver la mémoire pendant le vieillissement. Nous pensions que seuls les neurones étaient responsables des fonctions du cerveau, cependant nous avons émis l'hypothèse que la barrière hémato-encéphalique (BHE), une barrière entre le cerveau et le reste du corps, jouerait aussi un rôle important dans le déclin cognitif. Quand cette barrière augmente sa perméabilité, cela peut permettre à des éléments externes ou internes de perturber les processus neuro-cognitifs. C'est notamment le cas dans des maladies neurodégénératives, où la BHE devient plus perméable, laissant passer des substances qui déséquilibrent l'équilibre de la fonction cérébrale. Cela pourrait expliquer pourquoi les capacités cognitives des individus vieillissant se détériorent avec le temps. L’objectif de ce projet est de comprendre quelles molécules traversent cette barrière quand elle est perméable et comment cela affecte notre mémoire. Il permettrait également de déterminer des biomarqueurs précoces du vieillissement cognitif de manière à envisager des thérapies de préventions.
Bénéfices attendus
Ce projet est le premier à étudier comment les échanges de substances entre le sang et le cerveau changent avec le vieillissement. Il propose une approche nouvelle, car la recherche jusqu'ici s'est surtout concentrée sur l'idée que c'est l'activité des neurones qui cause le déclin cognitif lié à l'âge. Cette étude pourrait donc aider à mieux comprendre les mécanismes du vieillissement cérébral. En mesurant les substances contenues dans le sang des animaux vieillissants, nous espérons identifier des marqueurs qui pourraient indiquer la vulnérabilité cognitive des personnes âgées. Cela ouvrirait la voie à des traitements préventifs ou des recommandations alimentaires pour prévenir ou ralentir ce déclin cognitif.
Procédures
Six interventions seront réalisées sur les animaux pour les besoins de l’étude. Test de réaction au stress : À 2,5 mois, les animaux sont placés brièvement dans un petit tube, ce qui provoque un stress. Du sang est ensuite prélevé juste après, puis à 2 autres temps (30 et 120 minutes plus tard), pour mesurer leur réaction biologique au stress. Chirurgie pour l’injection intra-cérébrales : Une opération chirurgicale est réalisée sous anesthésie générale pour injecter des marqueurs directement dans le cerveau. Cette intervention dure environ 50 minutes. Injections de BrdU : Ce produit permet de repérer les nouveaux neurones. Il est injecté (en sous-cutanée) à plusieurs reprises (5 fois au total), directement sur l’animal éveillé. Chaque injection prend environ 4 minutes. Test du labyrinthe aquatique : Les animaux doivent apprendre à trouver une plateforme cachée dans une piscine. Ils s’entraînent pendant plusieurs jours, en nageant plusieurs fois par jour (4 essais par jour pendant 9 jours avec 90 secondes par essai espacés de 30 secondes, maximum 450s dans la piscine). Ce test permet d’évaluer leur mémoire et leur capacité d’apprentissage. Il est réalisé à 3,5 mois pour chaque lot, puis selon les lots, à 8, 12 et 18 mois. Un test final est aussi réalisé sans la plateforme, pour voir s’ils se souviennent de son emplacement. Prélèvement de sang : un prélèvement de sang est réalisé à la queue avant le deuxième test du labyrinthe aquatique. Cette intervention dure 3 minutes. Ponction du liquide cérébrospinal : une ponction de leur liquide cérébrospinal sous anesthésie profonde est réalisée pour étudier les substances qui sont retrouvées dans le cerveau. Cette intervention dure 10 minutes avec la mise à mort de l’animal à la fin de la ponction.
Impact sur les animaux
Comme pour tout projet impliquant des injections et des opérations précises sur le cerveau, certains effets secondaires peuvent apparaître, même si nous faisons très attention et suivons des procédures adaptées. Par exemple, il arrive, même si c’est rare, que les endroits où l’on fait les injections (dans le ventre ou sous la peau) ou les plaies liées à l’opération s’irritent. En plus, dans les deux jours qui suivent l’opération au niveau du cerveau, les animaux peuvent perdre un peu de poids (jusqu’à 5 % de leur poids de départ). C’est pour cela que nous les surveillons de près pendant les 3 jours qui suivent ces interventions, pour nous assurer qu’ils vont bien. De plus, les animaux sont susceptibles de souffrir des effets secondaires dus au vieillissement, comme par exemple une alopécie spontanée, un manque de toilettage dans le dos ou au niveau des yeux, l’apparition de tumeurs. Pendant cette période, la personne responsable du projet remplit une fiche de suivi de l’état de santé et du bien-être des animaux, à l’aide d’une grille d’évaluation et met en œuvre toute mesure compensatoire jugée utile et conservatoire.
Devenir
A l'issue de chaque procédure les animaux seront mis à mort pour permettre l'étude poussée du cerveau.
Remplacement
Dans ce projet, l'objectif est de comprendre comment le vieillissement affecte le métabolisme et la mémoire des animaux, et comment cela se relie à la création de nouvelles cellules nerveuses. Pour ce faire, on va tester leur comportement, puis analyser leurs capacités cognitives et leur cerveau dans un cadre global. C'est une approche qui nécessite d'étudier l'animal dans son ensemble, en observant comment son cerveau et son corps interagissent. Nous ne pouvons pas reproduire ça en laboratoire avec des cellules isolées ou des simulations sur ordinateur. De plus, pour avoir une vue complète de l'impact du vieillissement et de l'altération de la barrière hémato-encéphalique (BHE) — qui protège le cerveau — on doit utiliser un organisme entier. C'est pourquoi on ne peut pas se contenter de méthodes de remplacement comme les cultures cellulaires ou les modèles 3D.
Réduction
Ce projet vise à étudier les effets du vieillissement sur le cerveau à trois étapes de la vie : adulte (8 mois), milieu de vie (12 mois) et fin de vie (18 mois). Pour cela, trois lots d’animaux seront constitués, correspondant à ces âges. Dans chaque lot, les animaux seront répartis en un groupe contrôle de l’apprentissage et 2 groupes expérimentaux selon leurs performances à un test comportemental à 3,5 mois (groupe contrôle, groupe résilient et groupe vulnérable). Le nombre de rats a été estimé en tenant compte de nos données précédentes et des pertes possibles liées à l’âge (problèmes de santé, décès naturel) ou aux procédures expérimentales (comme des chirurgies). Pour garantir des résultats fiables, 50 rats seront utilisés par lot (6 rats contrôles, 22 rats résilients, 22 rats vulnérables), soit un total de 150 animaux. Ce nombre pourra être réduit si les différences entre les groupes sont plus marquées que prévu et sans nuire à la qualité scientifique de l’étude.
Raffinement
À leur arrivée, les rats seront placés par 2 dans des cages collectives, avec des nids faits de fibres de bois compressées pour réduire le stress et l'ennui. Les rats pesant plus d'1kg seront mis en cage individuelle. L'environnement sera contrôlé, avec une température et un taux d'humidité constants, et un cycle jour/nuit de 12 heures. Ils auront de la nourriture et de l'eau à volonté, et la litière ainsi que les enrichissements seront changés chaque semaine. Les rats seront observés tous les jours pour vérifier leur état de santé général et leur comportement, et manipulés une fois par semaine jusqu'à leur euthanasie. Leur poids sera vérifié tous les mois. Si une opération chirurgicale est réalisée, un suivi précis sera effectué pendant trois jours. Leur état sera noté sur une grille qui évalue différents critères comme la plaie chirurgicale, la perte de poids, l'hydratation, l'aspect général, la mobilité, et les signes de mal-être. Si un rat a un score élevé (12 ou plus), il sera euthanasié. Si son score est entre 0 et 5, il est considéré en bonne santé, entre 6 et 11 il nécessite des soins vétérinaires (par exemple, des médicaments contre la douleur), et si aucune amélioration n'est constatée après 48 heures, il sera euthanasié. Au fur et à mesure de leur vieillissement, les rats seront suivis chaque semaine avec la même grille. Si des maladies ou des problèmes apparaissent (comme des tumeurs ou des plaies nécessitant une chirurgie), le même suivi post-opératoire sera appliqué. Si aucune chirurgie n'est nécessaire, la grille sera utilisée sans la partie concernant les plaies. Un score de 9 ou plus entraînera l'euthanasie de l'animal, tandis qu'un score entre 0 et 3 indique une bonne santé, et entre 4 et 8, un état de détresse nécessitant une attention vétérinaire.
Choix des espèces
Le modèle utilisé dans ce projet est le rat (Sprague-Dawley). La complexité du système nerveux des mammifères et les comportements qu’il régit rend impossible leur reproduction in vitro ou chez des organismes d’une plus faible complexité neurophysiologique (e.g., invertébrés). Le rat est un modèle classiquement utilisé en neurosciences, notamment pour des études comportementales telles que celles réalisées auparavant au sein du laboratoire. De plus, la néo-neurogénèse hippocampique est un phénomène conservé au sein des mammifères, chez le rat, chez le singe et chez l’Homme. Enfin, cette étude vient compléter nos investigations menées depuis plus de 20 ans sur cette espèce, constituant une base de données importante (continuité et contrôle des résultats). Les rats seront réceptionnés à l’âge de 2,5 mois (10 semaines) afin d’être âgés de 3 mois (12 semaines) au moment des chirurgies stéréotaxiques. Ensuite, les études seront réalisées de 5 à 15 mois après les injections intracérébrales. Nous utiliserons ainsi des animaux adultes à différents stades de vieillissement : 3 mois - jeune adulte ; 8 mois - adulte ; 12 mois - milieu de vie ; 18 mois - fin de vie. Ces âges ont été choisis rendant possible une étude pseudo-longitudinale du rôle des néo-neurones nés à l’âge adulte dans l’apparition de déficits mnésiques.
Impact d’amyloïdes protecteurs sur la pathologie Alzheimer chez des souris transgéniques de la maladie (MODIFICATION)
- Recherche appliquée
- Troubles nerveux
3 561 souris transgéniques vont être utilisées, toutes tuées pour prélever leur cerveau, dans des procédures d'un niveau de souffrance léger à modéré, certaines subissant deux ouvertures du crâne de trente minutes chacune. La première injecte dans le cerveau un produit qui y déclenche la pathologie d'Alzheimer, la seconde y administre le médicament testé. Le porteur signale que cette induction peut provoquer des crises d'épilepsie fugaces et une perte de mémoire, et que les reproductrices sont tuées en fin de période de fertilité. La modification ajoute 120 souris pour examiner l'influence de l'environnement de l'établissement sur la maladie, quand le bénéfice attendu tient en une phrase, le projet "pourra mettre en évidence de nouveaux traitements".
Objectifs
Dans le monde, les maladies neurodégénératives touchent 55 millions de personnes avec plus de 10 millions de nouveaux cas par an. Elles sont la 7ème cause de décès et la première cause d’invalidité et de dépendance chez les personnes âgées. Parmi elles, la maladie d’Alzheimer (MA) représente 60 à 70% des cas. La MA, est une maladie du sujet âgé, dont le premier facteur de risque est le vieillissement. Actuellement, seuls des traitements à visée symptomatique sont disponibles ; c’est-à-dire qu’ils ne traitent pas la maladie mais masquent certains déficits comportementaux. Ainsi, il parait indispensable de développer de nouveaux médicaments visant à traiter efficacement cette pathologie. L’examen de l’influence de l’environnement de l’établissement utilisateur sur le développement de la pathologie nécessite la modification du projet initial avec ajout de 120 animaux transgéniques devant être génotypés.
Bénéfices attendus
Ce projet pourra mettre en évidence de nouveaux traitements dans la lutte contre la maladie d'Alzheimer.
Procédures
Les animaux (sauf les souris homozygotes) seront soumis à des prélèvements de queue pour génotypage (1 fois par souris, durée de l'acte : 1 seconde), certains animaux vieilliront sans recevoir de procédure supplémentaire. Certains animaux recevront une chirurgie au niveau du crâne afin de pouvoir injecter un produit qui induit la maladie d'Alzheimer (âge adulte, durée de la chirurgie : 30 minutes). Certains animaux recevront une deuxième chirurgie au niveau du crâne pour administrer un médicament (âge adulte, durée de la chirurgie : 30 minutes). Une partie des animaux recevra un médicament injecté dans les veines pour traiter la maladie d'Alzheimer (à 3 mois, duré de lacte : moins d’une minute).
Impact sur les animaux
Lors de la procédure d'élevage, un stress lors de la contention des animaux afin de réaliser le tatouage et le génotypage peut être généré. L’induction de la pathologie Alzheimer peut conduire à une perte de mémoire légère et certaines souris peuvent développer des crises d’épilepsie fugaces. La chirurgie peut conduire à une légère perte de poids transitoire (de 48 à 72h).
Devenir
Tous les animaux nécessaires à la réalisation de ce projet seront mis à mort à la fin de l’étude, c’est-à-dire à la fin des procédures expérimentales, afin de récupérer le cerveau pour des analyses histologiques. Les animaux reproducteurs utilisés pour générer les souris d'expérimentation seront euthanasiés en fin de période de fertilité.
Remplacement
La maladie d'Alzheimer est une pathologie qui touche de façon très intégrée le système nerveux central et altère les fonctions cognitives et comportementales des patients. L’hypothèse que nous posons vise à identifier le potentiel thérapeutique de certains produits pouvant conduire à l’amélioration des troubles cognitifs et comportementaux. A ce niveau d’intégration, seuls des tests in vivo sur animaux vigiles peuvent répondre à cette question. De plus, les procédures expérimentales ne peuvent pas être remplacées par d'autres méthodes alternatives pertinentes n'impliquant pas l'utilisation d'animaux vivants et susceptibles d'apporter le même niveau d'information. En effet, les études in vitro et in silico ne permettent pas à l’heure actuelle de prédire l’efficacité d’un traitement sur l’amélioration de troubles cognitifs. De plus, le nombre et la complexité des mécanismes mis en jeux dans la propagation des protéines altérées dans le cerveau ne sont actuellement pas modélisés par des méthodes alternatives alors qu’ils sont présents de façon similaire chez la souris. L’ensemble de ces facteurs complexes ne peut donc être appréhendé qu’in vivo sur un modèle animal.
Réduction
Sur la base de notre expérience de ce modèle, nous utiliserons le nombre minimum d’animaux nécessaire à la réalisation de ce projet mais permettant d’obtenir des résultats prédictifs et représentatifs. Ce modèle présente une variabilité importante en ce qui concerne les résultats obtenus lors des évaluations comportementales ou des observations neuroanatomiques post-mortem (propagation de la protéine notamment). Cette variabilité, bien que comparable à ce qui se passe dans la réalité clinique, entraine l’utilisation d’un nombre important d’animaux par groupe afin d’obtenir des résultats statistiquement exploitables. Ainsi, nous concilions le nombre minimum d'animaux utilisés pour notre projet et sa valeur scientifique.
Raffinement
Le suivi quotidien des souris hébergées en groupe de 2 à 5 individus, nourris ad-libitum, et ayant accès à l'eau à volonté, dans un milieu enrichi et l’application de critères d’arrêt en élevage et en expérimentation permettra de garantir leur bien-être et de mettre en œuvre des traitements appropriés si besoin. L’état de santé des animaux sera surveillé tout au long de l’expérience. Les protocoles de chirurgies ont été définis et validés par une équipe vétérinaire. Des points limites précoces précis et stricts ont été définis. Des échelles cliniques, un soutien nutritionnel adapté et l’application de critères d’arrêts basés sur les points limites permettent de veiller au bien-être des rongeurs. Les animaux bénéficieront de périodes de récupération suffisantes après les anesthésies générales et les gestes chirurgicaux.
Choix des espèces
Les animaux utilisés seront des souris modèles de la maladie d'Alzheimer. La souris est l’espèce animale qui a été et est encore la plus étudiée dans le domaine des maladies neurodégénératives notamment dans le cadre de développement de médicaments. L’ensemble des connaissances et des acquis dont nous disposons au laboratoire et dans la littérature rend cette espèce particulièrement intéressante pour étudier les performances de mémoire et les effets d’un médicament sur le développement dans la MA. La maladie se déclare la plupart du temps chez le sujet âgé, mais des déficits discrets apparaissent longtemps en amont du diagnostic. Nous étudierons donc les souris à un temps précoce et à un temps tardif pour refléter les effets observés en début et en fin de maladie, soit entre 4 et 11 mois.
Production de lignées à phénotype dommageable et génotypage par une méthode invasive
- Recherche appliquée
- Troubles musculosquelettiques
- Troubles nerveux
- Troubles respiratoires
Produire et entretenir des lignées de souris reproduisant l'amyotrophie spinale, dans ses formes sévère et modérée, 4 105 souris vont être utilisées pour cela, dans des procédures d'un niveau de souffrance modéré à sévère, celles qui portent le génotype recherché partant ensuite vers des projets de test de traitements. Les nouveau-nés susceptibles de porter la forme sévère subissent dès la naissance une analyse génétique invasive. Ceux qui l'ont vivent une dizaine de jours, incapables de se déplacer, de s'alimenter ou de respirer normalement. Dans la forme modérée, le porteur décrit des nécroses sèches qui apparaissent au bout de la queue vers trois à quatre semaines, gagnent les oreilles puis quelques orteils, et qu'il note sur une échelle où le grade 2, nécrose sévère avec infection, déclenche la mise à mort.
Objectifs
L’amyotrophie spinale (SMA) est une maladie rare affectant les muscles suite à un problème génétique : un gène absent. Ce problème empêche la production d’une protéine importante pour les cellules nerveuses, ce qui entraîne une faiblesse musculaire. Un autre gène peut produire un peu de cette protéine en quantité plus ou moins importante : plus il y a cette protéine, plus la maladie est légère. Pour mieux comprendre la SMA et tester des traitements, des chercheurs utilisent des souris qui ont différentes versions de ce gène afin de reproduire la maladie et chercher des solutions, comme des traitements basés sur l'ADN ou l’ARN, pour améliorer la qualité de vie des patients.
Bénéfices attendus
Ce projet scientifique est important pour la recherche de traitements contre l’amyotrophie spinale (SMA). Il commence par créer des modèles de souris qui reproduisent bien la maladie, avec des formes légères à sévères, pour mieux comprendre comment elle fonctionne. Le projet assure aussi que ces modèles soient cohérents d'une étude à l'autre, ce qui permet d’obtenir des résultats fiables pour comparer différentes solutions et valider les traitements plus facilement.
Procédures
Il s'agit d'une procédure de maintien et d’élevage de souris génétiquement altérées porteuses de la maladie SMA, afin de tester des traitements par la suite : seules les portées de nouveau-nés potentiellement porteurs de la forme sévère de la maladie subiront une analyse génétique invasive à la naissance pour déterminer s'ils sont malades (environ 25% des naissances) ou sains. Ce ne sera pas le cas pour ceux porteurs de la forme plus légère, issus d'un autre type d'accouplement, qui naissent tous avec la même version de la maladie.
Impact sur les animaux
Les souris SMA type 1 ont une espérance de vie très courte (environ 10 jours). Cela limite les études à long terme sur la maladie ou les traitements. Ces souris présentent des anomalies sévères dès la naissance (faiblesse musculaire extrême, incapacité à se déplacer, à s’alimenter ou à respirer normalement, poids moindre), donc les manipuler n'est pas un acte anodin car ils sont extrêmement fragiles. Le modèle SMA type 3 (forme modérée à légère) présente une progression plus lente. A partir de 3 à 4 semaines de vie environ, ces souris présentent des nécroses sèches au bout de la queue, puis les nécroses évoluent au niveau des oreilles, et beaucoup plus tard (1 an environ) à quelques orteils. Ces nécroses sèches sont attendues chez ces animaux, sans automutilation et qui n’entravent pas le comportement normal de l’animal (alimentation, déplacements, survie …). En outre, la fertilité de cette lignée décroit rapidement, il est donc nécessaire de renouveler les accouplements régulièrement.
Devenir
Les souris obtenues par cet élevage seront utilisées pour tester des traitements sur cette pathologie. En fonction des résultats de nos études expérimentales, les accouplements pourront être réduits ou arrêtés plus tôt que prévus.
Remplacement
Dans le cas de la SMA, les modèles animaux, notamment les souris, restent essentiels pour étudier les aspects physiologiques complexes de la maladie et tester les traitements dans un organisme entier, donc aucun remplacement n'est possible à ce stade.
Réduction
Dans le cadre de l'élevage de souris utilisées pour l'étude de la SMA, la stratégie de réduction vise à limiter au maximum le nombre d'animaux tout en garantissant la validité scientifique des travaux. Cette réduction est mise en œuvre par l'optimisation des protocoles d'élevage et des plans expérimentaux. Cela inclut une gestion rigoureuse des colonies, avec un suivi précis des lignées génétiques pour éviter les reproductions excessives ou inutiles. Des techniques précoces et fiables sont utilisées afin d’identifier rapidement les animaux malades, réduisant ainsi le nombre d’animaux nécessaires. Enfin, les animaux de sain en surplus seront utilisés autant que possible sur d'autres projets. Ces mesures garantissent une utilisation éthique et raisonnée des souris tout en répondant aux objectifs scientifiques.
Raffinement
De la nourriture en gelée pourra être ajoutée dans la cage pour les animaux jeunes ou faibles, afin de faciliter leur accès à la nourriture. Si un animal ne prend plus de poids dans sa phase de croissance, ou en perd 15% il sera séparé (si possible avec d'autres animaux de même gamme de poids de sa fratrie pour éviter la solitude). Les manipulations des animaux sont réalisées par un personnel formé, avec des techniques atraumatiques (nouveau-nés placés sur plaque chauffante pour le génotypage, avec un échantillon de nid et de litière pour l'odeur afin d'éviter le rejet ; les adultes ne sont jamais attrapés par la queue) et adaptées à leur bien-être. De plus, une surveillance rigoureuse de l'état de santé des souris est mise en place avec une mesure de l'évolution des nécroses chaque semaine, permettant une détection précoce des signes de détérioration liés à la maladie, afin de leur prodiguer des soins appropriés (désinfectant en cas de saignement, ou mise à disposition de gelées alimentaires) ou d’envisager une euthanasie si nécessaire. S’il y a des nécroses avec saignement, celles-ci seront désinfectées quotidiennement et évaluées selon les critères suivants : grade de 0 : légère, 1 : modérée désinfection quotidienne, 2 : sévère avec infection, euthanasie. La litière sera également changée s’il y a du sang dans la cage
Choix des espèces
Nous utilisons deux modèles de souris SMA pour nos études : SMA de type 1 (forme sévère de la maladie) ou de type 3 (forme modérée de maladie). Ces modèles animaux sont les plus appropriés pour évaluer l’efficacité thérapeutique de nos molécules sur cette pathologie ainsi que leur éventuelle toxicité. Les modèles de souris que nous employons sont de tous âges puisqu'il s'agit d'une DAP d'élevage. Ils sont bien décrits et documentés depuis de nombreuses années et reproduisent les différentes sévérités de la maladie humaine.
Développement et caractérisation des effets d’un nouveau traitement innovant de la maladie d’Alzheimer à l’aide de modèles murins.
- Maintien des lignées génétiquement modifiées
- Recherche appliquée
- Troubles nerveux
- Recherche fondamentale
- Système nerveux
Génétiquement modifiées pour accumuler dans leur cerveau les protéines de la maladie d'Alzheimer, les souris de ce projet développent vers six à huit mois des lésions entraînant une paralysie partielle des membres postérieurs et un amaigrissement. 1 284 souris vont être utilisées, 924 dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Chacune subit une biopsie de queue au génotypage, puis jusqu'à dix-neuf administrations intranasales sous anesthésie, une à trois séances d'imagerie de trois heures et des tests de mémoire dont une épreuve de nage. Toutes sont tuées à six ou sept mois pour prélever le cerveau, le porteur ajoutant qu'elles ne pourraient de toute façon pas être placées ni réutilisées du fait de leur modification génétique.
Objectifs
La maladie d’Alzheimer est une maladie neurodégénérative incurable qui, en raison du vieillissement croissant de la population, est devenue un problème majeur de santé publique. La maladie d’Alzheimer est caractérisée par l’accumulation anormale de différentes protéines dans le cerveau des patients, qui se propagent d’une région cérébrale à l’autre et se dépose sous forme de plaques ou s’agrège à l’intérieur des neurones. Un obstacle majeur au développement de thérapies efficaces dans la maladie d’Alzheimer repose sur l’existence d'une barrière sang-cerveau qui contrôle les entrées et sorties entre le cerveau et l’extérieur. Cette barrière a pour rôle de protéger le cerveau, cependant, elle rend aussi difficile le passage de molécules thérapeutiques. Ces dernières années, une technologie de petites molécules thérapeutiques, appelée nano-anticorps a été développée, avec un potentiel plus élevé pour traverser cette barrière, diffuser et atteindre ces cibles dans le tissu cérébral. Une approche complémentaire pour contourner cette barrière, consiste à administrer les médicaments par voie nasale. En effet, certaines zones situées à l’avant du cerveau, près du bulbe olfactif (zone du cerveau impliqué dans l’odorat), au-dessus des fosses nasales, offrent un passage plus accessible grâce à de petites ouvertures dans l’os du crâne et permettent ainsi la pénétration accélérée de molécules thérapeutiques. Par ailleurs, il existe des types de matériaux particuliers appelés thermogel qui à température ambiante sont liquides, ce qui les rend faciles à appliquer et qui au contact de la chaleur du corps, se transforment en gel. Cette transformation permet au médicament de rester en place et d’être libéré progressivement sur plusieurs heures. Cela en fait une excellente option pour ce projet, car ils aident les petites molécules thérapeutiques, comme les nano-anticorps, à adhérer à la muqueuse nasale et à atteindre le cerveau plus efficacement. En résumé, ce projet vise à évaluer la combinaison de ces différentes technologies pour le traitement de la maladie d’Alzheimer. Des nano-anticorps visant les agrégats de protéines seront diffusés à partir de thermogels appliqués dans les fosses nasales. Nous déterminerons si cette stratégie, testée chez l’animal modèle de maladie d’Alzheimer (souris génétiquement modifiées pour reproduire des accumulations de protéines), permet de freiner la propagation des lésions et d’améliorer les capacités de mémoire des animaux traités.
Bénéfices attendus
Ce projet vise à évaluer une stratégie thérapeutique innovante pour le diagnostic et le traitement de la maladie d’Alzheimer. Si les résultats s’avèrent concluants cela pourrait contribuer à évaluer cette nouvelle méthode de diagnostic de la maladie et cette nouvelle stratégie thérapeutique chez l’homme. Ainsi, à plus long terme, ces recherches pourraient donc permettre le développement de stratégies thérapeutiques et diagnostiques innovantes pour les patients et, parallèlement, une meilleure compréhension des mécanismes biologiques à l’origine de la maladie d’Alzheimer.
Procédures
Tous les jeunes souriceaux produits auront un prélèvement, à l’état vigile, d'un fragment de l’extrémité de la queue pour définir leur patrimoine génétique (moins d’une minute par animal, une fois). Une partie des animaux recevra une seule administration de notre thérapie ou son contrôle. Cette administration sera réalisée (durée de l’administration : 45 secondes environ) sous anesthésie générale pour une durée de maximum 5 minutes Pour une partie de ces animaux des séances d’imagerie par résonance magnétique (IRM) seront effectuées avant et, ou, après l’administration : 1 à 3 séances d’IRM (3 heures maximum par séance, à 44h d’intervalle minimum), le tout sous anesthésie générale. Si la mise en place du thermogel est validée sur les procédures précédentes, une autre partie des animaux recevra plusieurs administrations de notre thérapie ou son contrôle (19 administration au total, durée de chaque administration : 45 secondes environ), le tout sous anesthésie générale (durée de maximum 5 minutes).Ces animaux réaliseront ensuite des tests comportementaux visant à évaluer leur mémoire (des objets et des lieux) : 2 tests répartis sur une durée de 9 jours. Le premier test sera composé de 3 essais de 10 minutes répartis sur 3 jours, et le deuxième test consistera en 4 essais par jour pendant 5 jours (essais de 90 secondes maximum) puis 1 essai de 90 secondes maximum le sixième jour. A la fin des expériences les animaux seront euthanasiés par une méthode règlementaire.
Impact sur les animaux
Les souris transgéniques utilisées dans cette étude présentent des signes cliniques et développent vers l’âge de 6 à 8 mois (parfois plus tôt) des lésions cérébrales entraînant une paralysie partielle des membres postérieurs. Ce tableau clinique s’accompagne d’un amaigrissement. Les animaux ressentiront une légère et brève douleur au moment du prélèvement du fragment de queue pour définir leur patrimoine génétique. Un léger saignement est à prévoir. Les administrations et examens d’imagerie sont réalisés sous anesthésie générale et donc sont associés aux risques anesthésiques suivants : risque d’hypothermie, risque de déshydratation et risque d’anomalies cardiaques et respiratoires. Le risque sera très faible pour les administrations puisque la durée d’anesthésie sera inférieure à 5 minutes. Les administrations pourront générer une légère douleur et un inconfort et possiblement des saignements locaux limités. Les tests comportementaux impliqueront un stress lié au placement dans un nouvel environnement et un risque d’hypothermie lorsque l’animal sera mouillé.
Devenir
A l’issue de toutes les procédures, l’ensemble des animaux seront euthanasiés d’une part pour le prélèvement de leurs cerveaux post-mortem à visée d’analyse et d’autre part parce qu’ils ne pourront pas être replacés ou réutilisés du fait de leur modification génétique.
Remplacement
L’étude préclinique, fondamentale ou appliquée de la maladie d’Alzheimer, nécessite le recours aux modèles animaux, seuls à même de reproduire le contexte physiologique de cette pathologie neurodégénérative complexe. Il n’est donc pas possible de substituer aux souris transgéniques une alternative non-animale. En effet les études in vitro, dans des cellules, ne permettent pas d’évaluer l’effet de thérapies sur des fonctions complexes (comme la mémoire ou d’autres fonctions mentales). Dans le cadre de ce projet les études vitro ont permis de sélectionner les meilleurs agents thérapeutiques à tester sur l’animal. Par ailleurs les travaux sur les modèles souris qui miment les lésions et les symptômes de la maladie humaine ont permis ces dernières années des avancées importantes dans le domaine thérapeutique, notamment le développement d’anticorps qui ont ensuite été testés avec succès chez l’homme.
Réduction
Le nombre d’animaux pour ce projet (1284 souris) est réduit au maximum. Nous piloterons notre élevage de manière raisonnée afin de ne produire que le nombre d’animaux nécessaire pour nos lots expérimentaux et nos recherches. La taille des groupes d’animaux utilisés pour les études a été définie en fonction de nos expériences antérieures et des données de la littérature. Les résultats seront analysés avec les tests statistiques appropriés. Les animaux surnuméraires produits seront cédés, dans la mesure du possible, pour être utilisés dans d’autres projets.
Raffinement
Les animaux seront hébergés dans un établissement agréé, dans des conditions conformes à la réglementation en vigueur pour l’espèce. Ils bénéficieront d’un enrichissement de leur environnement (coton ou kraft pour faire un nid, bâtonnets de bois à ronger, maisonnettes). Un programme de suivi rapproché des lignées de souris modèles de maladie d’Alzheimer est mis en place afin de détecter l’apparition de symptômes cliniques liés à la modification génétique. Ce suivi sera réalisé à partir de 5 à 6 mois en fonction de la lignée et permettra de détecter les animaux avec des signes cliniques et de prendre des mesures adaptées. Le suivi rapproché des animaux au cours de la phase d’élevage et d’expérimentation permettra d’identifier l’atteinte de points limites et d’intervenir le plus précocement possible pour minimiser toute souffrance animale. La biopsie de queue pour connaitre le patrimoine génétique des animaux sera de la plus petite taille possible, elle sera réalisée dans un endroit calme et le petit sera replacé immédiatement après le geste avec sa mère et le reste de la portée. Il sera surveillé immédiatement puis environ 30 minutes après pour s’assurer qu’il ne saigne pas et qu’il soit bien pris en charge par sa mère. Pour prendre en charge les différents risques liés à l’anesthésie générale des animaux plusieurs mesures seront mises en place (tapis chauffant, réhydratation, surveillance rapprochée de la sédation). Une surveillance post-anesthésie sera également mise en place. Pour vérifier l’innocuité et la tolérance de nos administrations intranasales, nous ferons un suivi rapproché des animaux traités afin d’assurer une prise en charge rapide des éventuelles gênes ou douleurs qui pourraient être visibles avec l’avis du vétérinaire. Enfin, l’étape d’évaluation de la mémoire repose sur des comportements spontanés et innés de l’animal, n’impliquant pas de stress majeur. Nous réaliserons des périodes d’habituation à l’expérimentateur et au nouvel environnement avant les tests pour minimiser le stress induit. Pour l’épreuve de nage les essais seront espacés d’une heure minimum pour minimiser la fatigue motrice (pas d’épuisement des animaux) et le risque d’hypothermie sera minimisé par le séchage régulier des souris.
Choix des espèces
Les souris sont des modèles particulièrement pertinents et largement utilisés dans la recherche, notamment pour l’étude du système nerveux. Leur génome est connu et de nombreux outils sont disponibles pour le modifier, permettant ainsi d’introduire des mutations génétiques spécifiques pour la modélisation de pathologies humaines. Dans le cadre de notre projet 2 lignées transgéniques d’intérêt nous permettront de mener à bien nos recherches. Nous utiliserons ces souris transgéniques qui développent des lésions similaires à celles des patients atteints de maladie d’Alzheimer. Il n’existe pas à notre connaissance de modèle autre que ces souris transgéniques permettant d’atteindre les objectifs du présent projet. Les animaux produits seront prélevés pour connaitre leur patrimoine génétique à l’âge de 7 à 10 jours après leur naissance. Cet âge est choisi car il permet de bénéficier de la cicatrisation rapide observée chez les jeunes animaux et de connaitre très tôt leur génotype. Toutes les expérimentations visant à évaluer notre thérapie seront réalisées sur l’animal à l’âge adulte. Les administrations seront effectuées sur les animaux jeunes adultes (âgés de 2 à 7 mois). Dans le cadre diagnostique, les administrations intranasales et examens d’imagerie associés seront initiés à 6 ou 7 mois (lésions denses). Les traitements thérapeutiques seront eux initiés à 2 ou 3 mois (début des lésions) sur une durée de 4 mois avant évaluation comportementale. L’euthanasie des animaux sera réalisée à l’âge de 6,2 ou 7,2 mois. L’évolution des lésions pourra ainsi être évaluée et leur régression après traitement mesurée.
Utilisation de faibles doses d’interleukine 2 dans un modèle murin d’autisme médié par une activation immunitaire maternelle pendant la grossesse
- Recherche appliquée
- Troubles nerveux
- Recherche fondamentale
- Éthologie / comportement / biologie animale
- Oncologie
- Système immunitaire
- Système nerveux
210 souris vont être utilisées, 150 dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, la plupart tuées à l'issue pour prélèvements et 60 femelles réutilisées dans d'autres accouplements ou d'autres projets. Trente femelles gestantes reçoivent une injection destinée à activer leur système immunitaire, pour que leur descendance développe un phénotype autistique. Une partie des 180 petits reçoit ensuite de la vitamine D dans son alimentation pendant six semaines et passe un test comportemental de quatorze heures, l'autre partie est opérée sous anesthésie et tuée sans réveil. Le porteur écrit que le projet répond aussi à la "nécessité" d'obtenir des données complémentaires in vivo en vue d'une publication, ce qui rend selon lui l'utilisation d'animaux "indispensable".
Objectifs
Les troubles du spectre autistique (TSA) touchent une personne sur 100. Il s’agit d’un trouble neurodéveloppemental caractérisé par des anomalies de la communication sociale ainsi que des comportements stéréotypés et des intérêts restreints. Cependant, derrière cette définition générale se trouve un spectre clinique large et hétérogène. Récemment, la piste d’une activation du système immunitaire de la mère durant la grossesse (MIA) a été suspectée par des études épidémiologiques puis confirmée par des modèles animaux. Grâce à une collaboration étroite entre psychiatres et immunologistes, des données cliniques combinées avec des modèles animaux, nous permettrons de mieux comprendre les toubles autistiques des patients. En effet, dans notre projet,nous allons développer des modèles murins d’autisme liés à une MIA afin de mieux comprendre et de caractériser expérimentalement les conséquences de ces modifications neuro-immunologiques in vivo. Nous examinerons également le comportement de ces modèles animaux. Nous explorerons donc, sous des angles très divers, les relations entre immunologie et susceptibilité aux troubles du spectre autistique.
Bénéfices attendus
Les bénéfices attendus sont multiples: 1- Permettre une meilleure compréhension des mécanismes pathologiques en lien avec l'immunité dans le champ de l'autisme 2- Identifier des sous-groupes homogènes de patients à l'aide de biomarqueurs diagnostiques 3- Développer une prise en charge thérapeutique spécifique pour ces patients
Procédures
Dans le cadre de ce projet, des femelles gestantes recevront une injection (animal vigile, 1 fois, quelques secondes) afin d’induire le modèle de troubles du spectre autistique dans la descendance qui sera étudié. Une partie de la descendance recevra une injection (animal vigile, 1 fois, quelques secondes) ou une supplémentation en vitamine par l'alimentation à visée thérapeuthique (animal vigile, 6 semaines en continu) et suivra un test comportemental non stressant (animal vigile, 1 fois, 14h avec enrichissement, accès à l'eau et la nourriture et en groupe). L'autre partie sera soumise à une chirurgie sans réveil (animal sous anesthésie et analgésie, 1 fois, 5 minutes) a des fins de meilleurs compréhension des mécanismes pathologiques.
Impact sur les animaux
L'injection d'une molécule pourra induire une douleur légère de courte durée aux femelles gestantes et va induire un phénotype de comportement autistique dans la descendance. Le changement de régime pourra induire une baisse de la consommation alimentaire de manière transitoire en raison de la néophobie du modèle animal. Une partie des animaux aura une chirurgie sans réveil. L'anesthésie lors de cette chirurgie pourra entrainer une hypothermie ou encore une détresse respiratoire. L'autre partie des animaux recevra une injection et suivra un test comportemental. L'injection peut induire un stress et une douleur légère de courte durée. Le test comportemental peut générer un stress transitoire.
Devenir
Une partie des femelles impliquées et produites dans le projet pourra être réutilisée. Les autres animaux seront euthanasiés afin de réaliser des prélèvements nécessaires pour des analyses.
Remplacement
Un organisme vivant est nécessaire pour étudier les acteurs mis en jeu dans le développement du cerveau et la mise en place des processus comportementaux de socialisation. Ils sont donc nécessaire dans la mise en oeuvre de ce projet. Il n’est pas possible de recréer in vitro la complexité d’un organisme entier avec tous les acteurs cellulaires rentrant en jeu dans les processus d'interactions sociales. Ce projet répond également à la nécessité d'obtenir des données complémentaires in vivo en vue d'une publication, rendant l'utilisation d'animaux indispensable.
Réduction
Au total 30 femelles et 180 petits de la descendance seront utilisés pour ce projet. Le nombre total d’animaux impliqués sera réduit au minimum. Les 15 mères n'ayant pas reçu d'injection induisant de l'inflammation, seront réutilisées pour d'autres accouplements programmés. De plus les 45 femelles issues de mère contrôle pourront être réutilisées dans d'autre projets. Concernant les tests comportementaux nous avons utilisés le nombre minimum d'animaux afin d'assurer la fiabilité des résultats avec une puissance suffisante. Par ailleurs, dans la suite, seuls les males seront utilisé pour la biologie et le comportement.
Raffinement
Les conditions d’hébergement sont conformes à la réglementation. Les animaux sont hébergés avec leurs congénères en portoirs ventilés avec un système d’abreuvement automatique et un accès ad libitum à la nourriture et l’eau. Le milieu est enrichi avec deux enrichissements minimum et les animaux sont vérifiés quotidiennement. Le projet a été mis au point afin de permettre une interprétation fiable des résultats dans le respect du bien-être animal. Les injections sont réalisées rapidement par du personnel formé afin de limiter le stress des animaux. Les croquettes supplémentées en vitamine D sont de consistance normale et ne nécessite donc pas d'enrichissement particulier. Le système du test comportemental permet de maintenir les animaux en groupe ce qui réduit aussi le stress des animaux en procédure. La procédure chirurgicale sera effectuée sous anesthésie et analgésie et elle sera sans réveil. Ainsi, la douleur et le stress sont limitées en apportant des soins adaptés ainsi qu’une surveillance attentive accompagnée de points limites suffisamment prédictifs et précoces.
Choix des espèces
La souris est un modèle validé en immunologie et particulièrement pour les études de développement de nouvelles immunothérapies. De plus, les comportements pro-sociaux de la souris commencent à être de mieux en mieux connus, même si les aspects liés à la communication chez ce modèle demandent à être approfondis, elle représente un modèle de choix pour l'analyse des comportements autistiques Les femelles seront utilisées entre 10 et 12 semaines pour la reproduction, à cet âge les femelles sont robustes et fertiles. Afin de compléter nos précédents résultats les mâles seront ensuite utilisés entre 8 semaines pour compléter nos précédents résultats et assurer la reproductibilité et 24 semaines afin de completer nos résultats pour évaluer le maintien de l'éfficacité clinique à long terme
Etudes de maladies cérébrovasculaires héréditaires humaines chez la souris
- Recherche appliquée
- Troubles cardiaques
- Troubles nerveux
Une biopsie de queue de dix secondes et moins de trois injections par animal : ce sont les seuls actes déclarés pour 1 098 souris, dont 366 en niveau de souffrance léger et 732 en niveau modéré. Toutes seront tuées pour prélever leur cerveau à différents âges. Ce qu'elles subissent vient d'abord de leur génome, modifié pour reproduire deux formes héréditaires de maladie des petits vaisseaux cérébraux, la mort subite par accident vasculaire cérébral figurant parmi les effets annoncés. Le porteur remplace le tatouage par un poinçon à l'oreille pour limiter ce risque d'accident vasculaire, tout en rangeant la mort subite du côté des caractéristiques du modèle plutôt que des nuisances du projet.
Objectifs
Les maladies des petits vaisseaux cérébraux sont une cause majeure d’accidents vasculaires cérébraux récurrents chez l’homme, et aucun traitement spécifique n’est actuellement disponible. Ce projet vise à étudier les lésions cérébrovasculaires dans des modèles souris reproduisant les anomalies génétiques de deux formes héréditaires fréquentes de ces maladies. Des analyses moléculaires, biochimiques et histologiques seront effectuées sur des cerveaux prélevés à différents âges après la mise à mort des animaux, afin d’examiner l’évolution des lésions aux divers stades de la maladie. Ces études sont essentielles pour mieux comprendre les mécanismes cellulaires et moléculaires sous-jacents et pour concevoir et évaluer de nouvelles stratégies thérapeutiques.
Bénéfices attendus
Santé humaine : Ce projet apportera des avancées significatives dans la compréhension et le traitement des maladies des petits vaisseaux cérébraux. À court terme : Valider la pertinence d’un modèle chez la souris pour évaluer une nouvelle stratégie thérapeutique ciblant la protéine humaine mutée responsable de l’une de ces deux maladies. À moyen terme : Mieux comprendre les mécanismes moléculaires et cellulaires impliqués dans la seconde maladie afin de développer des approches thérapeutiques adaptées.
Procédures
Biopsie de queue, une fois, 10 seconde. Injections intrapéritonéales ou sous cutanées, moins de 3/animal, 10 secondes.
Impact sur les animaux
Stress et douleur légère de courte durée (environ 10 secondes) lors de la biopsie de queue. Stress et douleur légère de courte durée (environ 10 secondes) lors des injections intrapéritonéales ou sous cutanées. Mort subite de l’animal en lien avec la survenue possible d’accidents vasculaires cérébraux dans le modèle chez la souris de l’une des deux maladies.
Devenir
Les animaux des lots expérimentaux et de génotype d'intérêt sont mis à mort afin de pouvoir prélever le cerveau et réaliser les analyses moléculaires, biochimiques et histologiques.
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, un modèle in vitro ou computationnel ne peut pas être substitué au modèle animal
Réduction
Les âges auxquels les animaux seront analysés ainsi que la taille des échantillons ont été déterminés en se basant sur des jeux de données collectées au cours d’expériences précédentes. Ainsi il ressort que 15 animaux/ groupe seront nécessaires pour les études histologiques ou biochimiques ; 12 à 24 animaux/ groupe seront nécessaires pour les analyses moléculaires sur cellules uniques selon l’âge étudié. Des tests statistiques adaptés aux types de comparaison intergroupes seront utilisés.
Raffinement
Les animaux sont maintenus en groupes sociaux dans un environnement enrichi. Pour minimiser le risque d’accident vasculaire cérébral chez les souris mutées mimant une des 2 maladies, les souris sont identifiées par poinçon à l’oreille et non par tatouage/biopsie de queue. Une grille de score et une liste de points limites ont été établis. Les différents actes réalisés chez la souris sont réalisés par des expérimentateurs chevronnés. La mise à mort sera effectuée sous analgésie et anesthésie générale profonde.
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. Nouveaux nés de 1 et 7 jours, prépubères, jeunes adultes et adultes de 2 mois à 9 mois pour étudier les différents stades de la maladie