Troubles nerveux

768 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Chacune reçoit deux injections directement dans le cerveau au cours d'une intervention d'environ une heure sous anesthésie, puis trois prélèvements sanguins, avant une chirurgie terminale deux, six ou douze mois plus tard pour prélever le cerveau. Le porteur signale une douleur possible à la tête ou à la mâchoire pendant une douzaine d'heures après l'opération, un risque d'infection de la plaie et un risque faible que l'injection perturbe des connexions cérébrales. Le même RNT annonce une approche capable de "révolutionner" la prise en charge de l'autisme et des épilepsies, et affirme que la mise à mort en fin de protocole "garantit" que les animaux ne subissent aucune souffrance prolongée.

Objectifs

Ce projet a pour but de développer un nouveau type de traitement, capable de transporter des gènes réparateurs directement là où le corps en a besoin, notamment dans le cerveau. Ces traitements pourraient aider à soigner des maladies graves, actuellement sans solution efficace. Nous travaillerons en collaboration avec des experts de l’industrie pour garantir que ces traitements soient à la fois sûrs, efficaces et adaptés à une utilisation chez l’humain. Objectifs du projet : • Créer des traitements intelligents : concevoir un système capable de délivrer les gènes de manière précise. • Cibler des maladies du cerveau : utiliser ce système pour traiter certaines maladies neurologiques. • Améliorer la sécurité : éviter les effets secondaires, comme les réactions immunitaires. • Respecter les normes : s’assurer que tout respecte les règles de sécurité pour une future application chez l’homme. • Mieux comprendre leur action : étudier comment ces traitements fonctionnent dans le corps pour les améliorer. Ce projet allie science et technologie pour ouvrir la voie à de nouveaux traitements contre des maladies complexes, en toute sécurité.

Bénéfices attendus

1. De nouveaux outils pour traiter les troubles neurologiques et du développement. Ce projet vise à développer des traitements ciblant spécifiquement le cerveau pour corriger les altérations causées par le mauvais fonctionnement de certains gènes dans les troubles neurologiques, neurodégénératifs et neurodéveloppementaux. Son objectif principal est de rétablir le fonctionnement normal des neurones en s'attaquant directement à la cause génétique profonde de ces pathologies. 2. Un pas vers la thérapie. Les résultats prometteurs de ces recherches pourraient ouvrir la voie à des essais cliniques et, à l'avenir, au développement de thérapies géniques personnalisées adaptées aux besoins spécifiques de chaque patient. 3. Transformer le traitement des maladies neurologiques. Cette approche innovante pourrait révolutionner la prise en charge de pathologies telles que les troubles du spectre autistique, les épilepsies, les maladies neurodégénératives et d'autres troubles du développement liés à un dysfonctionnement génétique. Ce faisant, elle permettrait non seulement d'améliorer considérablement la qualité de vie des patients, mais aussi d'offrir un nouvel espoir à ceux qui sont confrontés à ces maladies actuellement incurables.

Procédures

Toutes les souris recevront deux injections intracérébrales (1 fois) sous anesthésie, une procédure d’environ une heure. À 2, 6 ou 12 mois après les injections, une chirurgie terminale sous anesthésie sera réalisée pour le prélèvement du cerveau, une procédure d’environ dix minutes. De plus, chaque souris fera l’objet de trois prélèvements sanguins répartis sur la durée du projet, une procédure d’environ 3 minutes.

Impact sur les animaux

Douleur et inconfort après l'opération. Les animaux peuvent ressentir une légère douleur au niveau de la tête ou de la mâchoire pendant environ 12 heures après l'opération. Stress associé à la manipulation, risque d'infection. Bien que tout soit fait dans des conditions stériles, il existe un petit risque d'infection au point d'injection. Réactions locales à la plaie. La petite plaie à la tête pourrait s'infecter ou s'enflammer. Risque pour les connexions neuronales. Il existe un très faible risque que l'injection perturbe d'importantes connexions cérébrales, ce qui pourrait affecter certains mouvements.

Devenir

Dans cette étude, tous les animaux seront euthanasiés avec un chirugie terminale sous anesthésie à la fin de la procédure. Cette étape est nécessaire pour permettre l’analyse approfondie de leurs organes, notamment du cerveau, afin de mieux comprendre les mécanismes biologiques étudiés. Ces analyses, réalisées selon des techniques histologiques précises, sont indispensables pour obtenir des résultats fiables et avancés, contribuant ainsi à la recherche scientifique et médicale. Cette approche garantit également que les animaux ne subissent aucune souffrance prolongée, en accord avec les principes de bien-être animal et les réglementations en place.

Remplacement

Malgré les efforts continus pour développer des modèles alternatifs, l'utilisation de souris reste indispensable dans les études sur les maladies neurologiques, en raison de la complexité des processus biologiques impliqués et de la nécessité d'examiner ces mécanismes au sein d'un organisme vivant. Bien que les cultures de cellules souches neurales et les organoïdes cérébraux fournissent des informations précieuses sur les réseaux neuronaux, ils ne reproduisent pas entièrement le microenvironnement cérébral complexe, en particulier les interactions cruciales entre les différents types de cellules. Ces interactions sont essentielles pour comprendre les altérations des réseaux neuronaux dans des conditions telles que l'épilepsie ou certains comportements associés aux troubles du spectre autistique. Les progrès de la modélisation informatique permettent des simulations utiles de certains aspects des réseaux neuronaux, mais ces modèles sont limités par des données restreintes et la complexité des mécanismes neuronaux. Les souris, bien qu'elles ne reproduisent que partiellement les comportements et les altérations des réseaux humains, sont particulièrement utiles dans leurs versions génétiquement modifiées pour des gènes spécifiques. Ces modèles constituent une base précieuse pour l'étude du rôle de certaines protéines, permettant aux chercheurs de tester comment moduler ou restaurer l'expression des gènes dans le cadre de pathologies telles que l'épilepsie ou l'autisme, et ainsi de mieux comprendre des mécanismes similaires chez l'homme et de développer des traitements potentiellement plus efficaces. Dans le cadre de ce projet, nous évaluerons d'abord chaque vecteur viral en culture cellulaire pour nous assurer qu'il exprime correctement les protéines. Seuls les vecteurs qui passent ce contrôle de qualité en culture seront ensuite utilisés sur des animaux vivants, ce qui réduira la nécessité d'utiliser des modèles animaux uniquement lors des étapes cruciales de validation.

Réduction

Nous avons utilisé des tests statistiques qui te permettent de réduire le nombre d'animaux à 8 par groupe pour garantir des résultats fiables et statistiquement valables. Étant donné que nous incluons des animaux mâles et femelles et que nous comparons des conditions différentes. Cette approche nous permet d'utiliser le moins d'animaux possible tout en maintenant la validité scientifique de nos résultats.

Raffinement

Tout au long du projet, toutes les mesures nécessaires seront mises en œuvre pour éviter tout impact négatif sur le bien-être des animaux. L'expérience respectera les impératifs éthiques, en intégrant des méthodes d'hébergement appropriées, l'enrichissement de l'environnement et la prévention de toute douleur, inconfort, stress ou détresse des animaux. Ils sont placés dans la cage avec une maison en carton, de la laine de coton et une roue d'exercice, afin de répondre à leurs besoins physiologiques et comportementaux. Les animaux seront surveillés quotidiennement et leur poids sera vérifié une fois par semaine. Des anesthésiques et des analgésiques seront utilisés pendant les procédures pour réduire la douleur. Après les procédures, de la nourriture gélifiée et de l'eau seront placées sur le sol pour faciliter l'alimentation. Enfin, des points limites précis ont été établis pour suivre de près les effets des interventions. Les animaux présentant l'un des points limites ou un score supérieur à 15 dans ce tableau seront systématiquement euthanasiés.

Choix des espèces

L’objectif principal de ce projet est de développer un nouveau traitement. Avant d’y parvenir, nous devons d’abord tester la sécurité et l’efficacité de notre vecteur viral chez des souris. Nous utilisons de jeunes souris adultes âgées de 2 à 3 mois, car elles offrent plusieurs avantages. À cet âge, leur cerveau est complètement formé et elles sont en bonne santé, ce qui garantit des résultats fiables. Leur crâne est également suffisamment stable pour permettre des injections précises dans les régions spécifiques du cerveau. Cela nous aide à analyser où le vecteur se distribue et quels neurones il cible, ce qui est crucial pour améliorer la précision et la validité des résultats. Ce travail est une étape essentielle pour développer des solutions thérapeutiques innovantes pour des maladies complexes.

Des souris gestantes subissent une chirurgie abdominale d'environ une heure pour que des cellules humaines soient greffées à leurs embryons, et d'autres souris reçoivent ces cellules à la naissance, dans chaque hémisphère du cerveau, ou adultes, par une injection dans le cerveau d'une heure sous anesthésie. 1 010 souris, dont des souris immunodéficientes, vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, pour étudier les mécanismes de la maladie d'Alzheimer. Le porteur affirme que ces processus ne peuvent être étudiés que sur des animaux non-humains vivants "présentant des niveaux de développement cognitif et de capacités mnésiques suffisants et démontrés", alors qu'aucun test de mémoire ou de comportement ne figure parmi les procédures et que les analyses sont prévues "exclusivement ex-vivo". Toutes sont tuées à la fin de chaque procédure, et le cerveau de certaines, opérées puis cicatrisées, est prélevé pour apprendre à réaliser des coupes de tissu.

Objectifs

Le projet à caractère scientifique a pour objectif de décrypter les mécanismes conduisant aux pathologies neurodégénératives, comme la maladie d’Alzheimer (MA), et impliquant certains récepteurs cellulaires. Le rôle important de ces récepteurs dans la mémoire et les processus cognitifs, progressivement altérés lors de l’évolution de la MA est démontré. L’avantage d’un modèle de greffe de cellules humaines ou selon l’appellation de « souris humanisée » est de fournir un contexte permettant de mieux appréhender les mécanismes de la dégénérescence neuronale évolutive, à des phases bien plus précoces que celles utilisées pour le diagnostic de la maladie, c’est-à-dire ceux de l’apparition des premiers symptômes chez les patients. Les nouvelles approches d’analyses sur cellule unique permettront de mieux caractériser et comparer les mécanismes moléculaires impliqués dans les formes familiale et sporadique de la MA, qui à ce jour sont suspectés différents mais encore non clairement identifiés dans les deux cas.

Bénéfices attendus

Les bénéfices attendus du projet sont une meilleure compréhension des mécanismes moléculaires et cellulaires impliqués dans la pathogénèse des deux formes sporadique et familiale de la maladie d’Alzheimer (MA). A court terme, le projet devrait permettre de démontrer le potentiel des méthodes in-vivo utilisées pour décrypter ces mécanismes. Enfin, un transfert des compétences acquises et extension de l’étude sur cellules issues de patients devraient aussi permettre d’autres avancées. A plus long terme, le projet devrait pouvoir s’orienter vers l’identifier de nouvelles pistes thérapeutiques pour la MA et offrir la possibilité de collaborer avec des start-ups déjà identifiées pour tester des molécules candidates pour traiter la MA.

Procédures

-Injections sur l’ensemble des animaux des 4 procédures (temps d’injection / animal : 15 secondes). -Chirurgie abdominale chez la souris gestante. Chaque chirurgie dure environ 60 min, en excluant les temps de préparation de l’animal et les temps post-opératoires. -Greffe de cellules chez l’embryon de souris au dernier tiers de gestation : injection 30 secondes au total. -Greffe de cellules chez la souris nouveau-né au dernier tiers de gestation : injection 45 secondes au total par hémisphère. -Greffe de cellules et/ ou de vecteur chez la souris adulte par injection dans le cerveau : injection 60 min /souris.

Impact sur les animaux

Les effets indésirables chez les souris nouveau-nés comprennent le stress d’une courte séparation de leur mère (et réciproquement pour la mère par rapport à la portée), et une douleur modérée à l’injection difficile à évaluer à ce stade néonatal, mais bien anticipée par des antalgiques. Pour les souris adultes subissant une chirurgie pour injection stéréotaxique sous anesthésie, les effets indésirables sont une douleur post-opératoire modérée contrôlée et gérée par des antalgiques. Pour les souris devant subir une chirurgie abdominale, les nuisances sont une douleur modérée post-opératoire du fait de la chirurgie abdominale contrôlée, anticipée et contrôlée par des antalgiques.

Devenir

Tous les animaux intégrés dans l’étude seront mis à mort à la fin de chaque procédure du fait des analyses prévues exclusivement ex-vivo. Ils ne peuvent être ni réutilisés, ni replacés, ni adoptés. Certains animaux ayant subi une chirururgie et totalement cicatrisés peuvent être utilisées pour prélèvements de cerveaux (apprentissage de coupes tissulaires).

Remplacement

L’évaluation des processus associés à la maladie d’Alzheimer (MA) ne peut être réalisée autrement que sur animaux vivants, présentant des niveaux de développement cognitif et de capacités mnésiques suffisants et démontrés pour représenter un modèle d’étude pertinent. Les protocoles décrits ne peuvent s’effectuer que chez les rongeurs (rat ou souris) du fait des outils disponibles (taille des appareillages, atlas des régions cérébrales pour le repérage des structures en chirurgie), et de la manipulation plus aisée. Le modèle souris est un modèle de choix permettant de travailler sur des animaux manipulés génétiquement et est de ce fait celui retenu. Ce projet représente actuellement le seul modèle « humanisé » pour la MA permettant à terme une avancée thérapeutique ciblant les cellules humaines in-vivo et principaux acteurs en interaction constante dans l’évolution de la maladie.

Réduction

Puisqu’il s’agit d’un renouvellement de projet, les nombres d’animaux ont été optimisés par les études antérieures et sont réduits à leur minimum. Aucune étude pilote est nécessaire. Tous les protocoles d’injection sont largement maitrisés et chaque souris utilisée conduira à des résultats interprétables. Selon les résultats et leur interprétation, il est possible que la méthodologie soit à terme simplifiée sur un mode de chirurgie unique sans impact sur les objectifs scientifiques. Les analyses prévues sur cellule unique se feront selon un protocole déjà mis au point. Elles permettent d’obtenir une masse de données à partir de peu d’échantillons de tissus cérébraux. Les tissus non utilisés seront conservés à -80°C. Pour les greffes des souris dans l’utérus, les portées sont très larges, permettant de réduite à son strict minimum le nombre de souris gestantes. Le stade de greffe retenu a été optimisé lors de précédentes études, permettant une très bonne survie des nouveau-nés. Mâles et femelles seront utilisés en pourcentages les plus équivalents possibles et identifiés. Les animaux greffés seront mis à mort en fin d’expérience et non réutilisables. Le projet met en œuvre une collaboration avec un bio-informaticien possédant l’expertise des modes d’analyses transcriptomiques sur cellule unique et des tests statistiques associées. Pour les études relevant des analyses anatomiques/morphologiques, nous nous baserons sur nos études publiées selon des protocoles similaires.

Raffinement

Les chirurgies seront réalisées dans un laboratoire dédié exclusivement à la chirurgie L’élevage sera en cage individuelle par portée et des mesures seront prises pour éviter tout animal isolé au-delà d’une période de 24h. Les animaux seront placés sur dispositif chauffant pour maintenir une bonne température corporelle avant, pendant et après l’expérience et seront étroitement surveillés après chirurgie. Dans les procédures expérimentales, les souris feront l’objet d’une surveillance accrue, de soins pré- et post-opératoires, des mesures de gestion de la douleur seront entreprises pour réduire au minimum les nuisances sur le bien-être des souris. Pour les souris immunodéficientes, des conditions maximales d’asepsie seront appliquées. De façon générale et pour l’ensemble des protocoles de chirurgies sous anesthésie, nous rechercherons à minimiser la douleur par antalgiques, ajout de gel hydrique, par un réchauffement continu des animaux, et par des solutions de réhydratation maintenues à la température corporelle. Nous renforcerons également l’enrichissement des cages. Nous surveillerons l’utilisation des cotons, et l’état de la nidification le cas échéant sous les dômes en carton. Durant les chirurgies, nous assurerons l’absence d’autres manipulations d’animaux dans la pièce de chirurgie et la préparation de tout le matériel sera réalisée en amont pour réduire les temps de manipulation. Deux expérimentateurs seront présents pour réduire les temps d’action. Tous les points limites seront contrôlés pour chaque procédure et anticipés par traitements analgésiques injectables. En absence d’effet, l’animal est mis à mort.

Choix des espèces

L’évaluation du rôle du système nicotinique et d’un récepteur particulier chez l’homme dans les processus associés à la maladie d’Alzheimer ne peut être réalisée autrement que sur animaux vivants, présentant des niveaux de développement cognitif et de capacités mnésiques suffisants pour représenter un modèle d’étude pertinent. Les protocoles décrits ne peuvent s’effectuer que chez les rongeurs (rat ou souris) du fait des outils disponibles (taille des appareillages), et de la manipulation plus aisée. La souris représente un des meilleurs modèles, jusqu’à présent, sur lesquels on peut étudier les comportements liés à la psychiatrie, dont l’élevage et le maintien en bonnes conditions reste pratique à réaliser en laboratoire, et dont on sait également analyser et manipuler le génome (pour étudier notamment le rôle des sous-unités nicotiniques dans le cadre de ce projet). Les animaux seront utilisés à trois stades de développement distincts : embryonnaire, néonatal et adulte. Pour la gestation, des femelles de 8-10 semaines seront utilisées. Les souris greffées seront sevrées à 4 semaines après naissance, en séparant mâles et femelles. Tous les animaux sevrés et injectés avec des vecteurs, seront utilisés à partir de 8 semaines et testés en groupe d’âge et protocoles indépendants jusqu’à 9 mois (3, 4, 5, 7 et 9 mois). Une condition de greffe de cellules sans vecteur sera initiés dès 1 mois. Le projet vise à étudier le développement de cellules humaines dans un contexte in-vivo, se rapprochant de conditions physiologiques et pathophysiologiques et mimant au mieux ce qui se passe dans la pathogénèse de la maladie d’Alzheimer chez les patients avant l’apparition des signes cliniques et également avant celle des premiers évènements cellulaires. Mieux comprendre les interactions entre les cellules greffées et celles de l’hôte présentant des stades de maturation différents, représente également un enjeu important pour le futur et les approches de médecine régénérative à venir.

Une chirurgie d'environ dix heures implante une électrode dans le noyau subthalamique et un neurostimulateur sous la peau de quatre macaques à longue queue, auxquels sont ensuite injectées des neurotoxines pour provoquer un syndrome parkinsonien qui persistera jusqu'à la fin de l'étude. Tous sont tués à l'issue, dans des procédures déclarées d'un niveau de souffrance modéré, pour vérifier après leur mort que l'électrode était bien placée. Ils réalisent une tâche de vigilance trente minutes par jour cinq jours sur sept, passent jusqu'à cinq séances de trois heures en cage de sieste par condition, subissent des ponctions lombaires sous anesthésie générale et restent isolés pendant les injections de toxine et les soixante-douze heures suivantes. Le porteur indique que deux animaux suffisent, deux autres étant commandés en cas de problème, et retient le macaque parce que sa taille permet d'évaluer un implant destiné aux patients, contrairement aux rongeurs dont les cycles de sommeil sont inversés.

Objectifs

Avec une incidence d’environ 60 à 70%, les troubles du sommeil sont très fréquents chez les patients parkinsoniens. Les patients présentent des insomnies associées à une désorganisation de l’architecture du sommeil. De plus dans la journée, les patients sont somnolents et ont du mal à rester éveillés ce qui se traduit par un temps excessif diurne passé à dormir avec des endormissements irrépressibles. Les somnolences diurnes excessives sont très invalidantes car incompatibles avec la réalisation d’activités quotidiennes nécessitant de l’attention, comme la conduite automobile, et de ce fait, elles contribuent à fortement limiter l’autonomie des patients. Ces troubles ne sont pas du tout diminués par les traitements disponibles et sont même souvent aggravés. La prise en charge de ces troubles du sommeil peut donc considérablement améliorer la qualité de vie des patients. La stimulation cérébrale profonde d’une structure cérébrale appelée noyau subthalamique est devenue un traitement chirurgical de choix pour améliorer les symptômes moteurs de la maladie de Parkinson. Il serait intéressant de pouvoir utiliser ce traitement à la fois sur les troubles moteurs et sur les troubles du sommeil. L'objectif de cette étude est donc de déterminer de nouveaux paramètres de stimulation du noyau subthalamique pour réduire les troubles du sommeil dans le cadre de la maladie de Parkinson. Nous ne pouvons pas tester ces nouveaux paramètres sur des patients déjà implantés. En effet ceux-ci font partie d'un programme de stimulation bien définit, adapté pour traiter au mieux leurs symptômes moteurs. De plus nous utiliserons une nouvelle génération d'implants, avec laquelle les patients ne sont pas implantés. Le primate non humain est le modèle qui a permis la mise en place de la stimulation cérébrale profonde. C’est un modèle qui permet de reproduire un syndrome parkinsonien s'accompagnant d'un trouble de sommeil comme chez le patient parkinsonien.

Bénéfices attendus

Ce projet propose de définir des paramètres de stimulations du noyaux subthalamique pour traiter les troubles du sommeil dont souffrent la majorité des patients parkinsoniens. Cela permetterait d'utiliser la stimulation cérébrale profonde pour traiter non seulement les symptomes moteurs mais également les troubles du sommeil des patients.

Procédures

Tout au long du projet, les animaux réaliseront une tâche comportementale de vigilance qui prendra au maximum 30min par jour, à heure fixe et 5j sur7. Elle se déroulera à l’état conscient dans leur cage d'hébergement. La chirurgie d’implantation durera environ 10h. Une électrode de stimulation sera implantée dans le noyau subthalamique et connectée à un neurostimulateur implanté sous la peau. De l’équipement, pour des enregistrements de sommeil, sera placé sur le crâne et sous la peau. Des enregistrements de sommeil, sans fil, se feront dans la cage d’hébergement de l’animal sans manipulation. Un maximum de 5 nuits et de 5 jours de 12h pourra être enregistré dans chaque condition : animal sain, animal sain avec stimulation la nuit, animal parkinsonien, animal parkinsonien avec stimulation la nuit. Des tests pour mesurer le temps d’endormissement des animaux seront réalisés dans une cage de sieste, à laquelle ils sont habitués. Le test dure 3h et sera effectué au maximum 5 fois dans chaque condition. Les animaux seront rendus parkinsoniens par des injections de neurotoxine. Les animaux seront isolés pendant les injection et 72h après la dernière injection jusqu’à l’élimination de la toxine. Les injections permettent l’obtention d’un syndrome parkinsonien modéré et stable. Cette phase dure 1 semaine. Des ponctions lombaires seront réalisées sous anesthésie générale.

Impact sur les animaux

La chirurgie peut engendrer une douleur post-opératoire pouvant durer jusqu’à 1 semaine après l’implantation et potentiellement une hemoragie non détectable. L'implant peut être mal toléré par l'animal pouvant engendrer des irritations au niveau du site d'implantation, nécessitant des soins/reprises. Lors de la chirurgie un produit pouvant parfois induire des crises d’épilepsie est injecté. La mise place du modèle engendrera un syndrome parkinsonien modéré présent jusqu’à la fin de l’étude. Lors de la mise en place du modèle, les injections nécessiteront un isolement pour ne pas contaminer les autres animaux ainsi que le personnel. Les ponctions lombaires peuvent engendrer des maux de tête.

Devenir

A la fin du projet il est nécessaire de mettre à mort tous les animaux ayant participé à l'étude, afin d’effectuer une étude post-mortem du cerveau pour confirmer la bonne implantation de l'électrode de stimulation.

Remplacement

Cette étude du comportement de veille/sommeil nécessite une analyse des cycles du sommeil. Il nous est donc impossible de remplacer l’animal vivant par un modèle cellulaire ou de simulation informatique. Il est aussi impossible de tester de nouveaux paramètres de stimulation sur les patients déjà implantés. Le recours à des animaux est donc nécessaire dans cette étude qui constitue une étape vers la validation d’un traitement chirurgical applicable à l’humain.

Réduction

C’est une étude dans laquelle l’animal est son propre contrôle. Peu d’animaux seront donc nécessaires, 2 sont suffisants. La répétition des mesures dans les différents états (sain avec ou sans stimulation, parkinsonien avec ou sans stimulation) permettra d’évaluer l’impact de la stimulation cérébrale profonde du noyau subthalamique avec un test statistique. Le nombre utilisé espéré d'animaux est de 2, et 2 autres sont prévus et seront commandés uniquement en cas de problème.

Raffinement

Durant la chirurgie et pour les prélevements, des analgésiques, anesthésiques et antibiotiques seront administrés aux animaux afin de supprimer les douleurs. En post-opératoire il sera aussi administré des analgésiques afin de réduire au maximum les douleurs et en cas de signe d'infections, des antibiotiques seront administrés aux animaux. Du doliprane pédiatrique sera donné après les ponctions pour éviter les maux de tête. Lors de la mise en place du modèle, les animaux seront isolés, mais auront un contact visuel avec leurs congénaires. Le syndrome Parkinsonien sera surveillé et des traitements adaptés seront donnés en cas de détection de mal être de l'animal.. Afin de diminuer le stress des animaux, un programme d’habituation aux conditions expérimentales est mis en place dans l’animalerie. Ces habituations consistent en des entrainements et se feront selon un protocole progressif, dans lequel chaque étape est apprise progressivement et est récompensée par un petit volume de liquide (jus, sirop) ou solide (bonbons, fruits secs) selon leurs préférences. Un tableau de progression sera utilisé pour suivre les progrès des animaux. Les techniciens de l’animalerie et les membres de la cellule bien-être animal s’assureront par des visites régulières qu’aucune souffrance ou mal être n’est ressenti par l’animal au cours de l’expérimentation. Le personnel impliqué sur le projet est formé au bien-être animal. Des points limites suffisamment précoces et adaptés à la procédure expérimentale sont mis en place pour intervenir le plus rapidement possible afin de limiter la souffrance animale.

Choix des espèces

L'anatomie cérébrale du macaque est très proche de celle du cerveau humain. En effet ces primates non humains, qui ne sont pas une espèce menacée d’extinction, possèdent des circuits neuronaux sous-corticaux proches de ceux de l’humain et permettent ainsi la compréhension des circuits neuronaux impliqués dans les mécanismes du comportement de veille/sommeil. Ce qui n’est pas le cas des rongeurs qui ont un rythme inversé avec des cycles plus courts. Il est possible de reproduire chez cet animal un syndrome parkinsonien similaire à celui observé chez les patients s'accompagnant d'un trouble de sommeil comme chez le patient parkinsonien. De plus la taille de cet animal et de son cerveau permettent l'utilisation et l'évaluation d'un système enregistreur/stimulateur implantable qui est prévu pour être utilisé chez le patient. Des adultes seront utilisés, car les traitements évalués dans cette étude ciblent des patients adultes. De plus l'utilisation d'animaux adultes assure que le dévelopement du cerveau soit achevé.

Trois macaques à longue queue vont être utilisés dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, chacun subissant deux PET-scans de deux heures, une IRM d'une heure trente, quatre ponctions lombaires et trois transports entre deux établissements. Tous les gestes se font sous anesthésie générale, avec le risque d'hypothermie et de dépression cardiorespiratoire que le porteur signale. Les ponctions de liquide céphalorachidien peuvent provoquer des fuites, des maux de tête, des vomissements et des signes neurologiques. La thérapie génique testée a déjà été validée chez quatre modèles de souris et le passage par le primate est décrit comme une étape réglementaire exigée par l'ANSM, les trois macaques étant tués à la fin pour prélever leurs organes, l'essai chez des patients restant à ce stade une perspective.

Objectifs

La maladie d’Alzheimer est une maladie neurodégénérative conduisant à une atteinte majeure de la qualité de vie chez les patients, consécutive à une perte des neurones. De nos jours, il n’existe aucun traitement efficace. L’enjeu majeur est donc de trouver un traitement pour ces patients permettant de ralentir voire de corriger les symptômes de la maladie. Notre approche thérapeutique se base sur la thérapie génique. Nous avons d’ores et déjà démontré l’efficacité de notre approche thérapeutique dans 4 modèles de souris de la pathologie par administration dans une zone précise de cerveau de ces animaux. L’objectif ici consistera d’une part à évaluer la faisabilité, l’efficacité et la tolérance d’une administration intraveineuse de notre thérapie génique chez le primate non humain (PNH). D’autre part, ce projet a également pour objectif de valider un marqueur d’imagerie comme biomarqueur pour le suivi de l’efficacité thérapeutique. Le suivi de l’effet de notre thérapie génique nécessitera de travailler dans 2 établissements ( établissement 1 et établissement 2) pour l’utilisation d’un appareil d’imagerie spécifique.

Bénéfices attendus

Le bénéfice du projet est d’établir la preuve de concept de la faisabilité et de l’efficacité d’une nouvelle approche de thérapie génique pour le traitement de la maladie d’Alzheimer ainsi que de valider un marqueur d’imagerie afin de proposer de nouvelles pistes de traitements chez l’Homme et ainsi d’amener à une étude clinique chez des patients souffrants de cette pathologie (165000 cas par an en France) mais aussi de valider un biomarqueur de suivi de la pathologie.

Procédures

Tous les gestes techniques sont réalisés sous anesthésie générale, et une même anesthésie générale permet la réalisation de plusieurs gestes. Dans l’ établissement 2, les animaux, sous anesthésie générale, réaliseront deux imageries PET-scan à environ 2 mois d’intervalle, qui nécessiteront à chaque fois 1 injection intraveineuse d’une substance faiblement radioactive et un prélèvement de sang (durée par imagerie environ 2h). Dans l’établissement 1, les animaux, au cours de la même anesthésie générale, auront une imagerie par résonance magnétique (environ 1h30), recevront une administration intraveineuse de thérapie génique (environ 10min) et auront une prise de sang et une ponction lombaire de liquide cérébrospinal (45 minutes maximum pour les deux prélèvements). Pour le suivi ( établissement 1), les animaux, sous anesthésie générale, auront 3 autres prises de sang et ponction lombaire de liquide cérébrospinal (45 minutes maximum pour les deux prélèvements) avec un minimum d’une semaine de repos entre chaque prélèvement. Les animaux réaliseront 3 transports assurés par un transporteur agréé entre les établissements 1 et 2 (durée inférieure à 1h par trajet). Tous les animaux seront euthanasiés en fin de procédure par une méthode réglementaire afin de réaliser le prélèvement des organes d’intérêts pour l’évaluation de notre thérapie génique.

Impact sur les animaux

Les animaux seront sous anesthésie générale pour l’injection intraveineuse de thérapie génique, pour les prélèvements (sang et liquide céphalorachidien) et pour les examens d’imagerie. Ces anesthésies seront associées à une hypothermie et un risque de dépression cardiorespiratoire. Les animaux ressentiront un stress lié à leur capture en cage à l'induction de l'anesthésie. Les 3 transports de l’animal entre les deux établissements pourront engendrer un stress. De plus en raison de la conformation des cages de l’ établissement 2, une anesthésie brève sera réalisée pour les 2 transports au départ de cet établissement, mais du fait de leur courte durée elles ne présenteront qu’un risque très rare de dépression cardiorespiratoire pour l’animal. Les prélèvements de sang seront associés à un risque d’hématomes et d’induration au niveau de la zone de prélèvement. Les prélèvements de liquide céphalorachidien (LCR) seront associés à un risque de fuite de LCR (maux de tête, vomissements, signes neurologiques) et la formation possible d’hématomes. Les administrations pour les anesthésies et la prise en charge péri-opératoire (immunosuppresseurs, analgésie...) engendreront un stress, un inconfort et une légère et brève douleur au point d’injection.

Devenir

A la fin du projet, l'ensemble des animaux sera euthanasié pour prélever les organes d’intérêt pour les études histologiques et de biodistribution qui permettront d’évaluer l’efficacité thérapeutique et la tolérance de l’approche.

Remplacement

Toutes les études in vitro (en dehors de l’animal) possibles pour valider la cible thérapeutique ont été effectuées avant ce projet afin de valider l’utilisation de cette thérapie génique comme nouvelle piste thérapeutique dans la maladie d’Alzheimer. Ensuite la stratégie thérapeutique et la fonctionnalité de notre thérapie ont été évaluées chez la souris en amont de ce projet. L’objectif de ce projet ne permet pas d’envisager de méthode évitant ou remplaçant l'utilisation des animaux. En effet, le développement de cette approche thérapeutique chez l’Homme nécessite une étude de son efficacité et de sa toxicité, sur un modèle animal de plus grosse taille facilitant ensuite la translation vers un essai clinique chez l’humain. Ces étapes sont réglementaires et requises par l’Agence nationale de la sécurité des médicaments (ANSM) pour toute demande d’autorisation d’étude clinique (chez l’Homme).

Réduction

Il y a 3 animaux au total sur ce projet, ce qui correspondant au minimum requis pour la validation de l’efficacité de l’approche thérapeutique. L'étude statistique concernera principalement l’étude histologique et sera réalisée par un anatomopathologiste certifié.

Raffinement

Les animaux sont hébergés en groupe dans une animalerie agréée, avec un accès à l’eau et à la nourriture à volonté. Un programme d’enrichissement est mis en place pour complexifier l’environnement et permettre l’expression de comportement propres à l’espèces (ex : fourragement). Les animaux auront un suivi quotidien par les techniciens du projet, un suivi de poids à chaque anesthésie. L’observation journalière permettra tout au long du projet de suivre l’atteinte de points limites mis en place dans le projet. A la moindre anomalie détectée, un avis vétérinaire sera demandé et un traitement mis en place si nécessaire. L’ensemble des gestes techniques seront faits sous anesthésie et analgésie adaptées. Lors de ces anesthésies nous contrôlerons et maintiendrons les paramètres physiologiques de l’animal. Nous nous assurons ensuite du réveil et de la bonne récupération des animaux. Le nombre d'anesthésies est minimisé en regroupant les procédures, par exemple prise de sang et ponction lombaire sont faites au sein de la même anesthésie générale. Les animaux auront un temps de récupération de minimum 1 semaine entre chaque session de prélèvement, et nous respecterons les volumes de prélèvement maximaux recommandés pour l’espèce (volume adapté à la taille des animaux et conforme aux recommandations en termes de Bien-être animal). Ce projet se déroulera dans deux établissements, afin de minimiser le stress induit par les changements d’établissement utilisateur les animaux bénéficieront d’une période d’acclimatation à leur arrivée pour chacun des sites. Le transport entre les 2 Etablissements utilisateurs sera assuré par un transporteur agréé et avec un animal vigile. L’euthanasie des animaux sera réalisée sous anesthésie générale et analgésie.

Choix des espèces

Dans les maladies que nous ciblons, il existe un modèle murin de la maladie, utilisé dans une première étape, déjà réalisée et ayant permis de confirmer la preuve de concept de la thérapie. Cependant pour une étude de toxicologie règlementaire, une deuxième espèce animale de grande taille est requise. Les organes du primate non humain, en particulier le cerveau, se rapprochent le plus du cerveau Humain en termes de structure anatomique et connectivité fonctionnelle. L’administration de notre thérapie par voie intraveineuse et l’étude de son effet sur un cerveau proche du cerveau humain permet de définir au mieux les paramètres du protocole clinique (chez l’homme). Une fois validée chez un modèle de rongeurs, l'injection de notre thérapie génique chez le primate est le seul moyen d'évaluer au mieux la faisabilité, l'efficacité et la tolérance d'une telle approche thérapeutique avant de passer à l’Homme. Les animaux utilisés sont des macaques adultes (2-15 ans) (3 à 10 Kg) ayant un cerveau complètement développé compte tenu des patients ciblés par notre approche.

Leur accès à l'eau est contrôlé pour qu'ils restent motivés par les tâches à accomplir. Six macaques à longue queue vont être utilisés dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, aucun ne devant être tué : trois seront replacés et trois réutilisés dans d'autres projets. Chacun subit deux interventions chirurgicales de quatre à cinq heures, onze examens d'imagerie cérébrale sous anesthésie générale dont six avec injection directe dans le cerveau, et des séances comportementales quotidiennes d'une heure trente à deux heures pendant quatre à cinq mois. Le projet vise à cartographier les circuits sous-corticaux de la motivation et de l'anticipation d'événements déplaisants, le porteur retenant le macaque comme l'espèce "la plus près de l'être humain".

Objectifs

Ce projet se déroule dans 2 établissements utilisateurs, il sera réalisé à l'EU1 et au EU2. Ce projet de recherche sera réalisé sur le Macaque, une espèce animale près de l’être humain, afin de répondre à deux principaux objectifs. Dans un premier temps, nous adopterons une approche innovante qui associe l’imagerie cérébrale multimodale à des injections intracérébrales d’agents pharmacologiques dans des territoires sous-corticaux spécifiques. L’objectif de cette méthode est de mieux comprendre le rôle de ces structures dans diverses fonctions cérébrales, telles que l’adaptation comportementale, l’attention et la motivation. Nous nous intéresserons également à leur implication dans l’anticipation de évènements aversifs ou déplaisants, qui déclenchent le refus d’agir ou l’évitement comportemental. Dans un deuxième temps, nous chercherons à déterminer les territoires cérébraux communs entre ces fonctions précédemment listées et les territoires cérébraux impliqués dans la perception de stimuli nociceptifs à l’origine de la perception et du déclanchement des réactions d’évitement face à des stimuli aversifs. L’espoir de ce travail est de mieux comprendre les processus cérébraux impliqués dans l’anticipation et la perception d’évènement déplaisants. Aussi, nous chercherons à déterminer l’influence d’agents pharmacologiques (Antidépresseur, Anxiolytique), affectant la sensibilité de stimuli déplaisants, qui sont fréquemment donnés en complément d’une rééducation motrice ou cognitive, sans que l’on connaisse leur impact sur l’activités des structures et circuits cérébraux impliqués dans leur action thérapeutique.

Bénéfices attendus

Ce projet a été élaboré pour répondre à des questions touchant à la fois nos connaissances fondamentales sur le fonctionnement cérébral, sur la compréhension de pathologies neuropsychiatriques et le développement de nouvelles approches thérapeutiques tout en adoptant une stratégie de recherche respectueuse de la règle des 3R (Réduction, Raffinement et Remplacement) préconisée pour une recherche sur l’animal à des fins scientifiques. Ce projet offre aussi la possibilité d’obtenir une meilleure compréhension de l’implication des structures sous-corticales, impliquées dans des circuits cérébraux sous-jacents aux processus décisionnels et motivationnels qui guident les comportements d’approche et d’évitement ainsi que les processus attentionnels. Il permettra finalement de déterminer les bases anatomiques et fonctionnelles des circuits de l’anticipation anxieuse d’évènement déplaisant mis en évidence dans cette procédure sur des animaux réalisant des tâches comportementales. Ce projet qui associe l’approche d’imagerie TEP (Tomographie par Emission de Positon) et par Imagerie par Résonnance Magnétique (IRM fonctionnelle) permet de limiter le nombre d’examens pour chaque animal en ne réalisant qu’une seule séance commune (au lieu de 2 : l’une en imagerie TEP et l’autre en IRM fonctionnelle. L’utilisation de la caméra d’imagerie cérébrale multimodale d’imagerie TEP et IRM fonctionnelle associée à l’activation ou la suppression de réseaux neuronaux spécifiques par l’approche de stimulation pharmacologique ciblée, nous apporte de réels bénéfices expérimentaux ainsi qu’un raffinement expérimental très important pour le bien-être des animaux. En effet, grâce à ces approches, nous pouvons maintenant envisager une sortie de protocole de certains animaux, vers un placement de ceux-ci en centre de Retraite, adoptant une recherche moderne orientée vers les 4Rs (Réduction, Raffinement, Remplacement et Retraite).

Procédures

Les animaux seront soumis à deux séances d’intervention chirurgicale (EU1). Dans les deux cas, l’intervention sera faite sous anesthésie générale et sera d’une durée de 4 à 5 heures. Les animaux auront des examens d’imageries cérébrales, qui nécessiteront une anesthésie générale d’une durée de 2 à 3 heures, représentant une demi-journée par imagerie (EU2). En résumé, sur chaque animal sera réalisé 11 examens d’imageries dont 6 avec injection pharmacologique (durée: 1 munute), sous anesthésie (EU2). Chacun de ces examens étant séparés d’aux moins deux semaines pour ne pas perturber les animaux avec des anesthésies trop fréquentes et rapprochées. Les séances comportementales sur animal vigile et la tâches utilisée permettent d’étudier les effets des injections sur les processus décisionnels, motivationnels et attentionnels (EU1). Pour cela, ces tests comportementaux qui dureront environ 1h30 à 2h quotidiennement, se dérouleront sur une période de 4 à 5 mois, 20 séances d'injections (durée: 1 minute). Un maximum de 2 injections par semaine sera réalisé, en s’assurant à un retour des performances durant les séances contrôle entre chaque jour d’injection.

Impact sur les animaux

La partie habituation/entraînement des animaux peut induire un léger stress au tout début du protocole mais ne constitue pas une source potentielle de nuisances importantes, La seule étape expérimentale pouvant potentiellement être une source de nuisances pour les animaux est l’étape d’intervention chirurgicale lors de l’implantation du système des injections, de par la longueur de l’intervention sous-anesthésie (environ 4 heures). Le risque infectieux est également présent pouvant survenir après quelques jours/semaines. La douleur au réveil peut également être présente. Les injections peuvent être une source de stress et entrainer des petits accidents vasculaires si un vaisseau est atteint.

Devenir

Tous les animaux seront gardés en vie. 3 animaux pourront être replacés après avis de bonne santé certifié par notre vétérinaire référent et 3 autres pourront être réutilisés.

Remplacement

Il est judicieux d’utiliser un modèle animal qui mime les mécanismes neurobiologiques et comportementaux observables chez l’être humain. L’utilisation du modèle primate non-humain apparait donc essentiel pour la réalisation de cette étude préclinique, combinant des approches d’imagerie avec des analyses comportementales. Phylogénétiquement, ce modèle d’étude préclinique est le plus proche de l’humain. Enfin, le macaque est l’espèce primate la plus souvent utilisée en recherche biomédicale et celle sur laquelle, nous avons réalisé nos études précédentes nous permettant de rester dans les mêmes conditions expérimentales que l’on a déjà validées.

Réduction

On a réduit au maximum le nombre d’animaux en se basant sur des études précédentes. Pour l’imagerie, il faut au moins 6 animaux pour observer une différence significative. Les tests comportementaux sont aussi essentiels. En s’appuyant sur des résultats passés, on vise à détecter une augmentation significative du taux d’essais réalisés. Les logiciels d’analyse montrent qu’avec des injections répétables, 5 injections par molécule sur 6 animaux suffisent. Conclusion : un groupe de 6 animaux permet d’obtenir des résultats fiables.

Raffinement

Notre méthodologie expérimentale a été planifiée afin de minimiser l’impact de notre étude sur la santé et le bien-être des animaux. Nous utilisons l’IRM anatomique ainsi que l’imagerie TEP pour localiser l’emplacement des structures étudiées ainsi que les sites d’actions des substances utilisées, ce qui nous permet de rapidement cibler et réaliser nos investigations sur les territoires cérébraux les plus pertinents pour notre étude. L’ensemble des procédures invasives sont réalisées avec un contrôle de la douleur et du bien-être. Les chirurgies réalisées mettent en place une anesthésie et des traitements pré et post opératoires adaptés. Les observations et tests comportementaux sont réalisés grâce à des récompenses hydriques qui motivent l’animal. Un contrôle de la prise de boisson est réalisé de sorte que l’animal soit motivé par les tâches comportementales, sans affecter sa santé ou son bien-être. Par exemple, l’utilisation de jus de fruit, plus motivant permet d’alléger, voire complètement supprimer la restriction hydrique en donnant un accès libre à une source d’eau. Des points limites seront définis et appliqués concernant le contrôle hydrique et la douleur de l’animal. Finalement, la philosophie de notre laboratoire est de pratiquer un raffinement continu des pratiques d'expérimentation ainsi que d’améliorer le bien-être animal dans leur environnement d'hébergement. Ainsi les animaux sont hébergés dans un environnement social avec accès à de grandes volières incluant du matériel de fourrage et de multiples formes d'enrichissement. Concernant le transport jusqu’à l'EU2, Les animaux seront anesthésiés dans la pièce d’hébergement puis transportés en rapidement en véhicule (10min) jusqu’au centre d’imagerie. Les constantes physiologiques seront surveillées durant le transport. Des bouillottes et des couvertures seront installées.

Choix des espèces

Le macaque est le modèle animal préclinique le plus près de l’être humain dans l’expression des comportements, de son anatomie cérébrale et des modèles de pathologies neuropsychiatriques déjà produits sur cette espèce. D’autres parties de ces travaux ont déjà été réalisées chez le rongeur rendant inutile un retour à cette espèce. Il est cependant nécessaire pour une transposition à l’être humain que ce projet soit réalisé sur une espèce animale plus près de l’être humain. Ceci est particulièrement important puisque les différentes structures internes du cerveau qui sont étudiés dans ce projet ont pris énormément d’expansion et se sont spécialisés, ce qui peut entraîner de grandes différences dans les troubles pouvant être générés entre ces espèces. La spécialisation de certaines structures dans le contrôle du regard chez les primates, est un exemple d’habilitée propre au primate, que l’on ne retrouve pas chez les rongeurs. Pour maximiser la qualité des enregistrements d’imagerie cérébrale, nous sélectionnerons les animaux ayant la masse musculaire au-dessus du crâne la moins importante, ce qui correspond à des animaux de moins de 6 ans.