Troubles nerveux

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Souris : 90
Rats : 80
Souffrances
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90 souris et 80 rats vont être utilisés, tous tués à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Chaque animal subit une chirurgie sous anesthésie pour une injection intrathécale ou intracérébrale d'un candidat médicament, avant d'être tué par surdose d'anesthésique et exsanguination. Le projet étudie la distribution d'oligonucléotides dans le système nerveux au stade préclinique. Le porteur affirme que ce degré de complexité ne peut être atteint qu'avec un modèle animal.

Objectifs

Les maladies neurodégénératives sont causées par la mort de neurones, ce qui affecte le fonctionnement du système nerveux de manière chronique et progressive. Ces maladies sont fortement invalidantes et peuvent affecter la motricité, et les fonctions cognitives. Pour être efficace, un médicament doit pouvoir atteindre sa cible neuronale pour agir et ralentir les procéssus neurodégénératifs. Pour atteindre le système nerveux, les médicaments doivent traverser la barrière hématoencéphalique, ou, être directement injectés dans l'environnement neuronal. Cette dernière approche est particulièrement appropriée pour des composés tels que des peptides ou des nucléotides. L'objectif est d'étudier la distribution de candidats-médicaments, tels que les oligonucléotides antisens, dans le système nerveux de rongeurs après injections intra-thécales ou intra-cérébrales.

Bénéfices attendus

Le projet s'intégre dans la phase préclinique du développement de candidats médicaments pour des maladies neurodégénératives. En cas de résultats positifs, le développement du ou des candidats médicaments pourra se poursuivre.

Procédures

Les animaux subiront une seule opération chirurgicale (injection intrathécale ou injection intra-cérébrale), sous anesthésie. Les stratégies d'anesthésies et d'analgésies impliquent des injections intra-péritonéales et sous-cutanées, ce qui peut induire à stress, avant la chirurgie et juste avant la mise à mort.

Impact sur les animaux

Les animaux subiront un acte chirurgical, sous anesthésie et analgésie, pouvant causer de la souffrance post-opératoire. Les injections d'analgésiques et d'anesthésiques peuvent induire un stress lors de l'administration. La classe de composé utilisée ici n'est pas décrite comme toxique dans la littérature, cependant un effet indésirable des traitements ne peut pas être exclu.

Devenir

Tous les animaux seront mis à mort par surdose d'anesthésique et par exsanguination.

Remplacement

La distribution de composés dans le système nerveux dépend de plusieurs facteurs, tels que la diffusion au sein du liquide qui entourne les neurones, et la capture par différents types de cellules. Ces variables impliquent l'interaction de plusieurs types cellulaires. Ce degré de complexité ne peut être atteint qu’avec un modèle animal.

Réduction

Le nombre d'animaux a été déterminé pour assurer l’obtention de résultats statistiquement significatifs. Les études publiées dans la littérature scientifique suggèrent qu'un nombre de 10 souris par groupe est nécessaire pour obtenir des résultats statistiquement significatifs. Ainsi, pour ce projet, nous travaillerons avec 10 souris ou 10 rats par groupe.

Raffinement

Le raffinement sera basé sur : (i) la présence d’objets d'enrichissement (papiers pour nids, tunnels en carton), (ii) des approches d'analgésies quand nécessaire, (iii) et le contrôle strict des paramètres physiologiques des animaux (poids, température corporelle). Les animaux seront hébergés par deux au minimum (rats et souris) et 4 au maximum (souris uniquement), avec accès ad libitum à l'eau et à la nourriture. La souffrance des animaux sera limitée au maximum grâce à la recherche quotidienne de signes indicateurs de souffrances. Le projet a défini des points limites. Si un de ces points limites est atteint, le responsable de l’étude sera informé et l’animal sera mis à mort. Si des signes de souffrances sont détectés, le responsable de l’étude sera informé, et un analgésique (buprénorphine, 0.1mg/kg) sera administré. Dans le cas où le traitement analgésique se révèlerait être inefficace, l’animal sera mis à mort.

Choix des espèces

Les rongeurs, dont les souris et les rats, possèdent un système nerveux complexe, qui présente des similitudes avec le système nerveux humain. Les rongeurs sont donc des modèles appropriés permettant l'étude de la distribution des candidats-médicaments dans le système nerveux central. Nous avons le matériel chirurgical et les équipements dédiés aux études impliquant des souris ou des rats. Les procédures expérimentales utiliseront soit des souris, soit des rats. Le choix de l'espèce, pour chaque procédure, est motivée par les séquences des oligonucléotides, ainsi que par les analyses réalisées avec les échantillons biologiques.

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Souris : 60
Souffrances
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60 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger. Chaque souris reçoit une injection d'une molécule inhibitrice censée reproduire des traits de la schizophrénie, puis passe jusqu'à deux heures d'IRM sous sédation et contention, avant d'être anesthésiée et tuée par perfusion cardiaque pour prélever son cerveau. Le porteur annonce une douleur possible à l'injection, atténuée par un analgésique local, et un ralentissement respiratoire lié à la sédation. Il présente la souris comme ayant une connectivité cérébrale proche de l'humain et espère, si des défauts similaires apparaissent, disposer d'un modèle utilisable ensuite pour tester des traitements.

Objectifs

Les personnes atteintes de schizophrénie présentent un comportement caractéristique avec des symptômes comme perte d’intérêt dans la vie et difficulté à se concentrer. Certaines mesures cérébrales quantitatives à partir de données d’imagerie par résonance magnétique fonctionnelle (IRMf) ont démontré une puissance diagnostique élevée pour la schizophrénie. Une molécule avec un effet inhibiteur connu sur le cerveau, lorsqu'elle est administrée à des souris, modifie leur comportement en les faisant afficher certaines caractéristiques du comportement schizophrène, comme une tendance à s'éloigner des autres souris. Ces souris, cependant, n'ont jamais été étudiées par IRMf, et on ne sait pas encore si leur cerveau après le traitement présente des caractéristiques similaires à la schizophrénie humaine. Nous souhaitons donc étudier par IRMf l’effet de cette molécule sur la connectivité interne cérébrale chez des souris.

Bénéfices attendus

Si nous constatons que les souris traitées avec la molécule active au niveau du cerveau présentent des défauts de connectivité interne cérébrale similaires à ceux des patients schizophrènes, ce modèle animal pourrait être utilisé ultérieurement pour mieux comprendre la pathologie et tester des traitements ou médicaments potentiels.

Procédures

L’expérimentation avec chaque souris durera au maximum 3 heures et 30' et elle sera unique. Au début, la souris sera traitée localement avec un antalgique sur la peau, puis une injection sera faite par voie intrapéritonéale avec la molécule d’intérêt pour l’étude. Une heure après l'injection, la souris sera sous sédation pour passer un examen d’IRMf pendant un maximum de 2 heures. Tout le temps de l’examen, la souris sera en contention dans un berceau spécifiquement adapté aux souris/rongeurs. L'application locale d'un analgésique préviendra toute douleur causée par la condition de contention et par la pose d’un cathéter sous-cutané nécessaire pour la sédation (10 minutes sont nécessaires). À la fin de la séance d'IRMf, la souris sera profondément anesthésiée et euthanasiée par perfusion cardiaque pour préserver le cerveau et l'utiliser pour d'autres études ex vivo.

Impact sur les animaux

L’injection intrapéritonéale peut causer une douleur, atténuée par l’utilisation d’un antalgique sur la peau. L’effet indésirable prévisible lié à la sédation, est le ralentissement potentiel de la respiration, laquelle est monitorée durant toute la session d’IRM.

Devenir

Toutes les souris qui passeront un examen d’IRMf seront euthanasiées pour récupérer leur cerveau pour des études ex vivo en histologie.

Remplacement

Cette étude se concentre sur la connectivité fonctionnelle interne du cerveau, c'est-à-dire la façon dont les différentes régions du cerveau communiquent. Il est obligatoire d'observer le cerveau des animaux vivants. Pour cette raison, aucune approche in vitro ou in silico ne pourrait mimer cette caractéristique cérébrale. Aux fins de l'étude, il est également essentiel de mener des expériences sur des animaux qui ont une connectivité cérébrale similaire à l’homme, ce qui est le cas pour la souris. Cette caractéristique du modèle animal sélectionné nous permettra d'étendre les résultats obtenus dans cette recherche à l'homme. La souris est donc parmi les espèces animales avec un développement neurologique le plus approprié à l'étude décrite.

Réduction

Le nombre d’animaux nécessaires à cette étude a été calculé avec des statistiques basées sur des études antérieures. Nous allons tester 2 concentrations de la molécule. On commencera par une concentration plus faible, et, si elle est déjà efficace pour la mesure que l'on recherche, on ne testera pas la concentration plus élevée de la molécule. Dans ce cas, toutes les souris du groupe à forte concentration ne seront pas utilisées.

Raffinement

Utilisation de matériel d'enrichissement dans les cages des souris (papier pour nidification, roue, maisonnette …) de la livraison jusqu’à l'expérimentation. L'utilisation d'analgésiques locaux atténuera la douleur causée par l'injection intrapéritonéale et la contention dans le berceau d’IRM. La sédation lors de la séance d'IRMf évitera le stress éventuellement provoqué par l'environnement du scanner d’IRM. Les souris seront surveillées en continu depuis l'injection du produit jusqu'à la fin de l'examen IRMf. Les souris seront traitées avec des analgésiques lors d'opérations douloureuses, comme les injections i.p. et anesthésié pour les enregistrements IRMf. De plus, d’une grille de score et des points limites seront mis en place avec la supervision des vétérinaires et du bureau dedié aux etudes biomédicaux chez les animaux.

Choix des espèces

De nombreux articles scientifiques ont montré que les souris ont un réseau de connectivité fonctionnelle cérébrale similaire à celui des humains. Des modèles de souris pour d'autres maladies neurologiques ont montré des défauts de connectivité fonctionnelle similaires à ceux des patients humains. Grâce à l'énorme connaissance de la connectivité fonctionnelle recueillie chez la souris ces dernières années, et grâce aux réseaux de connectivité cérébrale des souris, remarquablement similaires aux êtres humains, la souris constitue l'espèce animale au développement neurologique le plus approprié à l'étude décrite. Pour avoir un meilleure comparaison avec les patients affectés par la schizophrénie, des souris adultes seront utilisées.

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Souris : 810
Souffrances
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810 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger à modéré. Pour modéliser la dépression, elles subissent un isolement social, des défaites sociales répétées, un traitement à la corticostérone dans l'eau de boisson, des prélèvements sanguins et, pour certaines, une chirurgie intracérébrale avec trépanation du crâne. Le porteur mentionne des tâches comportementales sans les détailler et reconnaît que la chirurgie et l'isolement représentent un stress modéré. Il affirme que l'usage de souris est 'indispensable' et reste 'le seul recours' pour comprendre la dépression, les bénéfices pour les patients étant renvoyés à la découverte future de traitements.

Objectifs

Les patients déprimés présentent des problèmes cognitifs. Bien que des traitements antidépresseurs existent, 30 % des patients ne répondent pas aux traitements. De plus, parmi les patients qui répondent, 50% rechute dans la dépression. Or, les problèmes cognitifs sont souvent les plus résistants aux traitements antidépresseurs et facilitent souvent les rechutes. Ainsi, l’objectif global de ce projet est de déterminer comment les problèmes cognitifs dans la dépression participent à la maladie et à la réponse aux traitements.

Bénéfices attendus

Ces expériences permettront de mieux détecter la dépression, choisir le meilleur traitement pour le patient et suivre l’évolution de la maladie pendant le traitement. Elles permettront aussi de découvrir de nouveaux traitements pour les patients ne répondant pas aux traitements actuels.

Procédures

Dans ce projet, une minorité de souris mâles seront isolées pendant 3 semaines pour les rendre territoriaux mais seront remises avec une autre souris à travers une paroi trouée permettant des interactions sociales limitées pour prévenir les combats. La majorité des souris mâles non isolées seront soumis pendant 6 à 10 semaines à des tâches comportementales. Parmi ces souris, certaines souris seront hébergées par pair à travers une paroi trouée pendant 2 semaines, d’autres seront soumises au stress de défaites sociales pendant 2 semaines et d’autres encore seront en groupes et auront à boire un excipient dans l’eau de boisson dépourvu d’effet sur le systéme de stress pendant 8 semaines. Le reste des souris seront soumises à un traitements par l’hormone du stress (corticostérone) dans l’eau de boisson pendant 8 semaines. Parmi celles-ci, certaines ne seront exposées à aucune autre procédure et d’autres souris seront soumises à différents traitements antidépresseurs et à 3 prélèvements sanguin chacun espacé de 4 semaines. Enfin le reste des souris auront subit avant entrainement et traitements à la corticostérone et aux différents antidépresseurs, des chirurgies sous anesthésie gazeuse en début de procédure sans conséquence sur le bien-être de l’animal pour surveiller ou manipuler ponctuellement l’activité du cerveau au cours des procédures.

Impact sur les animaux

Les tests comportementaux n'impliquent aucune douleur mais les animaux seront en restriction alimentaire légère pour les motiver à travailler pour une récompense ce qui peut induire un sentiment de faim temporaire, ce qui représente une nuisance légère. Pour soigner la dépression, les traitements antidépresseurs sont utilisés à des doses thérapeutiques faibles qui ont peu d’effets secondaires et pour certains d’entre eux ils nécessitent une contention pour leur injection. De plus, les prélèvements sanguins sur animal vigil chez certaines souris du projet sont suffisamment faibles et espacés pour laisser largement aux animaux le temps de récupérer de chacun des prélèvements mais représentent une douleur légère et nécessitent une contention pouvant constituer un stress léger. De plus pour induire la dépression, les épisodes de défaites sociales sont assez courts pour éviter des attaques sévères mais représentent néanmoins un stress léger. Par contre, pour les nuisances modérées, nous utiliserons pour induire un état de type dépressif, un traitement pharmacologique, très peu invasif (corticostérone dans l'eau de boisson) mais produisant un effet clinique avéré sur les symptômes dépressifs. De plus, bien que le cerveau soit dépourvu de fibres sensibles à la douleur, la chirurgie pour les implantations intracérébrales est invasive. En effet la mise à nu des os du crâne pour le repérage des coordonnées et leur trépanation est source de douleur et sera corrigée par des soins analgésiques pendant et après chirurgie. Après récupération, les conséquences de la chirurgie ne suscitent aucune douleur, souffrance ou angoisse intense ou modérée et persistante et un trouble persistant de l'état général de l'animal. Enfin l’isolement social de certaines souris, limité à 3 semaines représente un stress modéré chez la souris qui est une espèce sociale.

Devenir

La majorité des souris seront euthanasiées en fin d'expérience pour collecter et analyser ultérieurement leur cerveau.

Remplacement

L'utilisation de souris est indispensable pour ce projet. Le modèle animal reste le seul recours pour comprendre les mécanismes neuronaux intégrés tels que ceux sous tendant les altérations émotionnelles, cognitives et décisionnelles dans la dépression et dont l'activité ne peut être modélisés à ce jour.

Réduction

Le nombre d’animaux pour chaque expérience a été choisi de manière à concilier la réduction du nombre d’animaux utilisés, tout en conservant un pouvoir statistique suffisant pour une interprétation raisonnable des expériences. Pour les premières études comportementales nous chercherons les relations dans un même groupe entre les différents types de comportements. Le reste des études comportementales utilisera un nombre plus faible d'animaux pour déterminer le rôle de différentes régions du cerveau dans le comportement. Ce nombre a été calculé par des techniques statistiques pour détecter des différences significatives entre groupes d’animaux avec une sensibilité suffisante. Nous utiliserons une approche statistique d'analyse de variance pour mesures répétées (ANOVA) suivie par des tests post-hoc adéquats. Les seuils de significativité seront fixés à *p

Raffinement

Nous avons choisi des conditions expérimentales appropriées pour réduire la douleur, la souffrance, l’angoisse ou les dommages durables que pourraient ressentir les animaux : - La plupart des animaux seront hébergés par groupe. Dans un protocole, des animaux seront isolés pour les besoins de l’expérience pendant une période limitées mais seront hébergés de nouveau avec un congénère à travers des parois trouées pour prévenir les comportements agressifs. - Les animaux seront observés quotidiennement par les membres qualifiés de l’animalerie et les responsables du projet afin de ne pas méconnaître les points limites. - Les tests comportementaux utilisent la récompense alimentaire pour réduire le stress des animaux. - la plupart des traitements utilisent des procédures non invasives dans l’eau de boisson et les animaux seront progressivement habitué à la manipulation avant les injections intrapéritonéales. - Les prélèvements de faible volume de sang seront espacés pour permettre aux animaux de récupérer de leurs effets. - Les mesures de poids des animaux seront couplés aux mesures comportementales afin de limiter le stress des animaux. - Une anesthésie générale par voie respiratoire couplé à une anesthésie locale et une analgésie pendant et aprés chirurgie seront utilisées pour l’implantation dans le cerveau d’appareil peu incommodant.

Choix des espèces

Les souris sont utilisées dans ce projet de par leurs capacités émotionnelles, cognitives et décisionnelles et de par les homologies avec l'Humain d’un point vue anatomique et fonctionnelle du cerveau, des types de cellules cérébrales et des processus moléculaires sous-jacents, ces homologies résultant d'une forte conservation au cours de l'évolution dans la classe des mammifères. Le modèle murin représente ainsi un outil précieux couramment utilisé pour comprendre les mécanismes cellulaires et moléculaires et développer de nouvelles stratégies pharmacologiques de traitement contre les altérations émotionnelles, cognitives et décisionnelles. Nous utiliserons des souris jeunes adultes de 8 à 20 semaines d’âge afin de modéliser au mieux les altérations cognitives dans la dépression chez les patient. En effet la prévalence de la dépression est la plus élevée dans la catégorie des 15-44 ans.

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Souris : 420
Souffrances
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420 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance sévère. Issues d'une lignée génétiquement modifiée (KI-L178A), elles subissent un modèle d'inflammation systémique ou centrale, un modèle de sclérose en plaques, puis un examen par IRM sous anesthésie, avant d'être tuées pour prélever leurs tissus cérébraux. Le porteur indique des pertes de poids, des douleurs post-opératoires et des déficits fonctionnels possibles, sans détailler de test comportemental. Il affirme que ces procédures ont un caractère de 'stricte nécessité' et ne peuvent être remplacées par des méthodes sans animaux, l'étude devant selon lui porter sur des modèles in vivo.

Objectifs

Le tPA est une sérine protéase principalement connue pour être synthétisée par les cellules endothéliales, puis libérée dans la circulation sanguine pour intervenir dans la fibrinolyse grâce à sa capacité à activer le plasminogène en plasmine. Ces propriétés font que le tPA est utilisé comme traitement pharmacologique de la phase aigüe des accidents vasculaires cérébraux (AVC) ischémiques. Le tPA est également considéré comme un neuromodulateur au sein du système nerveux central (SNC). Il est produit par les neurones, les cellules gliales. Il est impliqué dans de nombreux processus physiologiques dont le développement cérébral, la plasticité synaptique, ainsi que dans des processus d’apprentissage et de mémoire. Grâce à ses différents domaines, le tPA interagit avec différents récepteurs tels que les récepteurs N-methyl-D-aspartate (NMDAR). Cette interaction (tPA/NMDAR) est impliquée dans certains processus physiologiques tels que la plasticité synaptique, la corticogenèse et pathologiques (AVC, sclérose en plaques/SEP, inflammation). Afin de mieux comprendre le rôle spécifique de cette interaction et de pouvoir élucider les mécanismes moléculaires et cellulaires sous-jacents à celle-ci, nous avons généré, avec la clinique de la souris une nouvelle souche de souris. La spécificité de cette nouvelle souche est une mutation entrainant le blocage de l’interaction du tPA avec les NMDAR. Ainsi, dans ce projet, nous allons caractériser phénotypiquement ces souris et leurs contrôles en conditions inflammatoires (inflammation centrale, périphérique et modèles auto-immuns).

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 où cette interaction joue un rôle (SEP et processus inflammatoires). Les procédures expérimentales 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. En effet, l’étude phénotypique de cette interaction doit s’effectuer sur des modèles in vivo. De plus, les méthodes in vitro de ce projet seront réalisées en parallèle afin de réduire le nombre d’animaux et pour mieux caractériser cette interaction entre le tPA et les NMDAR.

Procédures

Un premier lot d’animaux seront soumis à un modèle d’inflammation systémique, (n=160, durée de la procédure :20 secondes) ou centrale, (n=160, durée de la procédure :30 minutes). 24 heures après, chaque animal fera l'objet d’un examen par Imagerie par Résonnance Magnétique (IRM) (n=320, durée de la procédure :30 minutes). Un second lot d’animaux seront soumis à un modèle de sclérose en plaques (EAE-MOG ; n=100, durée de la procédure : 20 secondes).

Impact sur les animaux

L’hébergement des animaux s’effectue au moins 7 jours avant le début des procédures pour leur habituation et la gestion de leur stress. Les nuisances et effets indésirables étant susceptibles d’apparaître chez les animaux seraient : Pour l’ensemble des procédures : une perte de poids, des douleurs post-opératoires, du stress, des déficits fonctionnels. Tous les animaux auront un suivi attentif et régulier par l’expérimentateur et le personnel animalier qualifié (prise journalière du poids des animaux, observation des animaux dans la cage en s’assurant de leur bien-être (Mouse Grimace Scale, prise alimentaire et boisson).

Devenir

L'ensemble des animaux utilisés dans ce projet feront l'objet d'une mise à mort à la fin de chaque procédure afin de générer des tissus permettant des observations histologiques ou par quantification du traceurs injectés de l'intégrité anatomique et vasculaire du SNC.

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 et susceptibles d'apporter le même niveau d'information. Les conditions d'élevage, d'hébergement, de soin et les méthodes utilisées sont les plus appropriées pour respecter le bien-être de l’animal. 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 de différentes pathologies humaines (SEP, inflammation).

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. Dans chaque phase du projet, le nombre minimum d’animaux a été défini à partir de nos données sur chaque modèle, de nos expériences précédentes et des données disponibles dans la littérature.

Raffinement

Afin de souscrire au principe de raffinement, les animaux seront anesthésiés durant chaque procédure. Les expériences seront réalisées par du personnel qualifié en respectant les règles de bonnes pratiques de laboratoire pour le respect des animaux, tout en veillant à ne pas dépasser les points limites fixés au préalable. Le bien-être des animaux sera suivi bi-quotidiennement par du personnel qualifié 7j/7 et quotidiennement pendant les week-ends et jours fériés et cela pendant toute la durée du projet. Les animaux seront hébergés dans des cages standards répondant aux normes européennes actuelles (Directive 2010/63/UE). Pour éviter de stresser les animaux, les cages seront isolées de tout bruit extérieur et l’accès à l’eau et à la nourriture sera ad libitum. Une importance particulière sera apportée au bien-être des animaux. Tout sera mis en œuvre pour réduire l’angoisse, la souffrance et la douleur de chaque animal, pouvant être occasionnées pendant le projet. Les souris seront pesées et acclimatées pendant une heure dans la pièce expérimentale. Un suivi strict et rapproché des animaux, une évaluation de la douleur, une couverture analgésique suffisante en période pré et post opératoire, un accès facilité à la nourriture seront mis en place. Les principes éthiques et les standards de raffinement seront utilisés jusqu’à la mise à mort de l’animal.

Choix des espèces

La souris (Mus musculus) est l’espèce animale la plus étudiée dans le domaine du neurodéveloppement, les AVC, les modèles de 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. Les expériences envisagées nécessitent l’utilisation d’animaux transgéniques, les souris KI-L178A déficientes pour le site d’interaction du tPA sur la sous-unité GluN1 du NMDAR. Ce modèle transgénique ne peut être réalisé que chez la souris (Mus musculus). 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 à 8 semaines correspondant à un stade jeune adulte seront nécessaires. Ce stade est classiquement utilisé dans la littérature pour l'étude de pathologies (AVC, sclérose en plaques/SEP) et notamment en conditions inflammatoires (inflammation centrale, périphérique et modèles auto-immuns).

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Lapins : 3615
Souffrances
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3 615 lapins vont être utilisés, tous tués à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Ils reçoivent des injections d'antigènes combinés à un adjuvant, dont l'adjuvant complet de Freund qui peut provoquer ulcérations et fièvre, puis des prises de sang répétées, à raison de deux lapins par protocole pour 1 590 protocoles. Il s'agit d'une production commerciale d'anticorps polyclonaux vendus à des équipes de recherche publiques et privées, non d'une étude scientifique. Le porteur affirme qu'aucune méthode in vitro n'est aussi efficace pour cette production et écarte les banques d'anticorps existantes au nom du temps et du budget.

Objectifs

Les anticorps sont produits par le système immunitaire d'un animal comme moyen de défense contre un immunogène spécifique. Ces anticorps constituent des ressources largement utilisées dans des applications diagnostiques et thérapeutiques. Les anticorps polyclonaux sont notamment utilisés pour l’évaluation, la détection et la purification de protéines d’intérêts. Ces anticorps polyclonaux trouvent des applications en biologie et en biochimie, tel que des tests de grossesses ou plus récemment pour détecter la présence du virus SARS-CoV-2. Notre société assure la production d’anticorps polyclonaux pour le compte de différentes équipes de recherche publiques ou privées. L'objectif de la présente demande est d'obtenir des anticorps polyclonaux de lapin. Il a été observé que les anticorps produits par les lapins présentent généralement de hautes affinités pour l’antigène cible, grâce notamment à la mise en place de mécanismes propres à l’espèce. Les anticorps seront produits par injection à un animal de l'immunogène (antigène) cible, combiné à un adjuvant qui accroît la réponse immunitaire.

Bénéfices attendus

Les anticorps polyclonaux seront des auxiliaires et des réactifs employés non seulement dans des procédés relatifs à la biochimie, à la biologie moléculaire et à l’immunohistochimie, mais aussi à des fins diagnostiques voir thérapeutiques. En effet, les anticorps polyclonaux de lapins développés interviendront notamment dans la caractérisation de substances médicamenteuses. Les anticorps développés dans le cadre de projets de recherche, permettront de localiser, d’identifier ou de purifier des protéines synthétisées au sein des cellules, d’un tissu ou d’un organe. Afin de répondre aux besoins exprimés par différentes équipes de recherche, 1590 protocoles sont envisagés.

Procédures

Injections en intradermique, en sous-cutanée ou en intramusculaire de l’antigène associé à un adjuvant (8 minutes) Prélèvements (durée 25 à 40 minutes par prélèvement).

Impact sur les animaux

Les immunisations peuvent notamment conduire à l'apparition d'ulcérations aux points d'injection. L'injection en sous-cutanée couplée à l’adjuvant complet de Freund peut provoquer l’apparition de fièvre et d’inconfort modéré, pouvant se traduire par une légère diminution de la mobilité pendant les premières heures suivant l’injection (apparition de petites boules correspondant au dépôt de l’émulsion antigène-adjuvant). Les prélèvements de sang et les injections avec de l’adjuvant incomplet de Freund, n’entrainent pas de gêne particulière (inconfort mineur). Le volume de sang étant en effet adapté au poids de l’animal et correspondra au maximum à 10% du volume en accord avec les recommandations relatives aux volumes sanguins maximaux prélevés du guide Gircor.

Devenir

Tous les animaux sont concernés par l'euthanasie. Les projets étant spécifiques d’un antigène, nous ne pouvons pas réutiliser les animaux pour d’autres protocoles, les animaux sont donc tous euthanasiés en fin de protocole.

Remplacement

La méthode usuelle pour produire des AcP reste l’immunisation de l’animal avec des préparations antigéniques pures ou partiellement purifiées, souvent combinées à un adjuvant qui accroît la réponse immunitaire. Les AcP sont produits chez les animaux vivants, puisqu’il n’existe pas de méthode substitutive aussi efficace pour cette production. L’immunité humorale correspond à un processus complexe impliquant différents acteurs du système immunitaire in vivo. Ce processus se traduit par la production d’un répertoire diversifié d’immunoglobulines répondant à un grand nombre d’antigènes. In vivo, l’adaptation accrue du système immunitaire vis à vis de l’antigène au fur et à mesure des immunisations est indispensable pour obtenir des anticorps notablement plus spécifiques et pertinents que ceux obtenus avec des systèmes de développement in vitro. En effet, les techniques partant de banque naïve ne permettent généralement pas une obtention aisée (en termes de temps, budget et matériels) d’une large gamme d’anticorps de hautes affinités ciblant différents épitopes.

Réduction

Le nombre d’animaux (2 lapins par protocole) pour l’obtention de réactifs intervenant dans la caractérisation d’une molécule thérapeutique a été adapté au plus juste par rapport au besoin de sérum pour les investigations et les recherches au regard de notre recul sur ce protocole.

Raffinement

Les animaux sont prélevés et euthanasiés en dehors de la pièce de stabulation pour éviter toute transmission de stress. La pièce de stabulation est à l'abri de toute nuisance sonore. L'observation quotidienne des animaux par le personnel compétent permet une détection précoce de tout risque d'atteinte d'un point limite et ainsi une intervention adaptée au plus tôt. Des tableaux de points limites ont été mis en place avec notre vétérinaire. L’établissement des points limites mis en oeuvre se base sur 3 critères principaux : comportementaux (éveil, posture, comportement exploratoire, locomotion, agressivité, vocalisation…), signes cliniques (apparence générale, aspect du pelage, ouverture des paupières, éventuelles lésions…) et zootechniques (abreuvement, poids, …). L’observation de l’un de ces paramètres, permet de définir un score clinique, avec différents niveaux : normal, observer attentivement avec mise en oeuvre potentielle d’antalgies, souffrance sévère : arrêt immédiat du protocole et remise en cause de la procédure expérimentale. Ces mesures en accord avec le principe d’amélioration (raffinement), constitue un outil permettant d’atteindre les objectifs scientifiques tout en minimisant autant que possible la souffrance animale. Les points limites mis en place au sein de notre structure pour ce protocole permettent d’atteindre l’objectif de l’étude avant même l’installation d’une souffrance. Les prélèvements seront réalisés après injection d'acépromazine, qui possède un effet tranquillisant, permettant une réalisation du prélèvement moins stressante pour l'animal.

Choix des espèces

L'espèce utilisée est choisie avec soin. Nous prenons en compte les facteurs suivants : 1) la quantité nécessaire d'anticorps ou d'antisérum (choix d’animaux de plus grandes tailles lorsqu'on a besoin de grandes quantités d'anticorps); 2) la relation phylogénétique entre l'espèce d'où provient l'antigène protéique et l'espèce utilisée pour produire l'anticorps; 3) la fonction effectrice des AcP provenant de l'espèce productrice d'anticorps; 4) l'utilisation prévue des anticorps. Dans le cadre de cette procédure expérimentale, les lapins New Zealand White ont été retenus, car ils permettront de fournir une quantité suffisante d'anticorps, via la mise en protocole d'un nombre restreint d'individus, avec un risque d'échec du projet très faible. De plus, ces lapins sont communément utilisés pour la production d'AcP, ils sont faciles à manipuler et produisent des antisérums à titre élevé et à forte affinité. La meilleure production d’anticorps est obtenue chez les jeunes adultes. Les lapins entreront en protocole dès l’âge de 3 mois. Auparavant ils auront subi une période de quarantaine de 21 jours, en absence d’incident durant ce temps, ils seront alors aptes à rentrer en protocole.

  • Recherche appliquée
    • Troubles nerveux
  • Recherche fondamentale
    • Multisystémique
    • Oncologie
Souris : 85
Souffrances
▲ -
▲ 10
▲ 36
▲ 39
Devenir
 -
 -
 -
 85

85 souris vont être utilisées, toutes tuées en fin de protocole, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance allant de léger à sévère. Les souris mutantes reproduisent la maladie de Menkès et meurent en trois à cinq semaines sans traitement, par rupture ou anévrisme de l'aorte, tandis que mères et petits reçoivent des injections cinq jours sur sept et passent sept à huit tests neurocomportementaux. Le porteur vise un médicament capable de traiter des enfants à l'espérance de vie très réduite, bénéfice qu'il présente comme une restauration des fonctions. Il affirme qu'aucune approche in vitro ne convient puisque le projet porte sur l'allongement de la survie de l'animal malade.

Objectifs

La maladie de Menkès est une maladie rare causée par un déficit d’un transporteur cellulaire du cuivre (ATP7A) au niveau des barrières intestinales, placentaires et hémato-méningées. Les traitements actuels sont inefficaces et le devenir de ces enfants reste extrêmement pauvre causant alors des déficits multi systémiques et un décès dans les premières années de vie. Dans le contexte de cette maladie, l’obstacle du passage au niveau des barrières intestinales et hémato-méningées est responsable de la pathologie. Le développement et l’étude des nanoparticules ont montré qu’elles avaient une capacité de diffusion inter et intracellulaire augmentée grâce à leur faible taille (

Bénéfices attendus

Chez les animaux malades traités avec le Transporteur synthétique de cuivre : 1) Restauration des fonctions altérées 2) Restaurations des fonctions cognitives principales 3) Amélioration de la survie L'objectif de ce projet est de développer un médicament capable de soigner des enfants porteurs de la mutation et qui ont une espérance de vie très réduite.a

Procédures

1/ Injections sous cutanées répétées de médicament ou de son équivalent dépourvu de principe actif (véhicule) 5 jours sur 7 au cours de la gestation jusqu’à la mise bas - Injections sous cutanées répétées de médicament ou de son équivalent dépourvu de principe actif (véhicule) 5 jours sur 7 à partir de J5 et ce jusqu’à la fin du protocole à J38 pour les mâles descendants et porteurs de la maladie. 2/ Tests neurocomportementaux au nombre de 7 allant de J3 à J38 pour les souris mâles malades.

Impact sur les animaux

Chez les animaux malades non traités avec le TSC : défauts de croissance et difficultés d'alimentation, risque de mort des animaux non traités par rupture/anévrismes aortiques. Chez les animaux malades traités avec le TSC, une toxicité liée au produit peut apparaitre mais cela n'a encore jamais été observé dans les études que nous menons depuis juillet 2020. Des études de recherche de toxicité in vitro sur cellules hépatocytaires ainsi que des études anatomopathologiques sur reins ont été effectués et n’ont montré aucune toxicité.

Devenir

L’ensemble des animaux du protocole (85 animaux) seront gardés en vie après chaque procédure et ce jusqu’à la fin du protocole (fixé à J56 d’âge) afin de suivre l’évolution des animaux malades en réponse au traitement médicamenteux. L’âge de survie des animaux mutants non traités ou traités avec un placebo est compris entre 3 et 5 semaines d’âge. En fin de protocole, les animaux seront mis à mort et tous les organes d'intérêt seront rapidement prélevés et conditionnés afin de réaliser des analyses biochimiques, enzymologiques et anatomopathologiques.

Remplacement

Il n’existe pas d’alternative d’approche in vitro car le projet porte sur l’étude de l’allongement de la durée de vie et l’amélioration du comportement de l’animal porteur de la maladie de Menkès en fonction de la réponse au traitement.

Réduction

L’étude complète prévoit la génération de 13 animaux mâles par groupe pour tenir compte du taux de mortalité élevé liée à la pathologie touchant seulement les mâles, mais s’arrêtera dès que les tests comportementaux seront réalisés sur 10 souris par groupe : donc un minimum de 70 (maximum 85) souris de laboratoire, réparties en 7 groupes de 10 mâles dont 2 groupes de 10 souris saines (sauvages) et 5 groupes de 10 souris mutantes (hémizygotes) seront utilisés jusqu’à l’âge de 2 mois. Il s'agit du nombre d'animaux nécessaires pour mener à bien cette étude afin d’obtenir une puissance statistique suffisante.

Raffinement

Toutes les procédures expérimentales (2 procédures seront appliquées : la gestion de la lignée mutante qui présente un phénotype dommageable pour l’animal, l’injection du TSC en sous-cutanée répétée 5 fois par semaine avec 8 tests pour l’étude comportementale) auront lieu dans l’animalerie, dans un environnement sécurisant pour l’animal. Tout au long de leur vie, les souris ne sont jamais isolées et vivent dans un environnement comportant des éléments d’enrichissement de type buchette ou papier de nidification. Une démarche d’estimation et suppression de la douleur est mise en place : différents éléments cliniques sont évalués chez l’animal afin d’établir un score qui permet d’anticiper et d’éviter d’atteindre les points limites déterminés au préalable, et qui tient compte des signes éventuels de mal-être (isolement, yeux fermés, dos voûté, poils hérissés, immobilité, perte de poids, yeux et abdomen creux). En fin de protocole, les animaux seront mis à mort et des organes prélevés pour permettre des analyses biochimiques, enzymologiques et anatomopathologiques.

Choix des espèces

La souris ATP7AMoblo est le seul modèle de mutation spontanée permettant l'étude de cette maladie génétique, et il mime parfaitement la pathologie car nous observons chez la souris les mêmes symptômes que ceux rencontrés chez l'homme. D’autre part, ce choix se justifie par la possibilité de faire le lien avec d’autres modèles transgéniques murins d’autres maladies métaboliques liées à des troubles du métabolisme des oligo-éléments. Nous focaliserons l’étude sur les souriceaux durant la lactation des souris mères et jusqu’au-delà du sevrage, à J56, correspondant à la fin du dernier test comportemental. En effet, durant cette période nous pourrons évaluer l’efficacité du traitement sur l’évolution de l’activité neurocomportementale des animaux en réponse au traitement médicamenteux.

  • Recherche appliquée
    • Troubles musculosquelettiques
    • Troubles nerveux
Souris : 330
Souffrances
▲ -
▲ -
▲ 330
▲ -
Devenir
 -
 -
 -
 330

330 souris vont être utilisées, toutes tuées à huit ou neuf semaines, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Porteuses de la maladie de Charcot-Marie-Tooth, elles reçoivent des injections de virus dès les premiers jours de vie, puis huit tests dont l'immersion de la queue en bain chaud et la plaque chauffante pour mesurer leur sensibilité à la douleur, et une mesure musculaire sous anesthésie sans réveil. Le porteur vise une "preuve de concept" de thérapie génique présentée comme une étape vers les essais cliniques, bénéfice formulé au conditionnel. Il affirme que les effets sur les nerfs et les muscles ne s'évaluent que sur l'organisme entier, hors de portée d'une culture de cellules.

Objectifs

Le but de ce projet est de consolider une preuve de concept thérapeutique pour la maladie de Charcot-Marie-Tooth (CMT) en utilisant des modèles de souris. La maladie se manifeste dans l’enfance par une faiblesse musculaire distale, une perte sensorielle et un déficit de coordination évoluant vers une incapacité motrice chez les patients adultes. La CMT est caractérisée par une faiblesse musculaire et des anomalies de gaines de myéline qui entourent et isolent les fibres nerveuses. Ces caractéristiques sont retrouvées chez les modèles souris de la CMT. Le but de notre étude est d'utiliser ces souris et de moduler l'expression du gène impliqué dans la maladie pour tenter d'atténuer les symptômes musculaires et nerveux. Nous réaliserons cette modulation par des techniques d’injections de virus adéno-associés, couramment utilisés dans la recherche médicale.

Bénéfices attendus

Le succès de ce projet fournira une première stratégie thérapeutique pour certaines formes de la maladie de Charcot-Marie-Tooth, et constitue une étape essentielle vers les essais cliniques. Ce travail pourrait être bénéfique pour le traitement d’autres formes génétiques de CMT si un lien moléculaire ou mécanistique entre les différentes formes est découvert. Ce projet permettra également de déterminer si une myopathie coexiste avec la neuropathie chez les patients.

Procédures

Une partie des animaux (10) sera utilisée pour un entrainement à une technique d’injection. Les autres animaux (320) seront injectés (durée d’injection de quelques secondes) avec des virus adéno-associés. 80 animaux seront injectés entre le 3ème et 5ème jour après la naissance et 240 animaux seront injectés à 4 semaines. Entre 7 et 9 semaines, les animaux seront soumis à une série de 8 tests comportementaux : - test de suspension (durée 3x60s) pour évaluer la force musculaire ; - déplacement sur tapis roulant (max 60s) et – déplacement sur une barre crantée (10x30s environ) pour évaluer la coordination motrice ; -test d’immersion de la queue en bain-marie (3x20s max en tout), -mesure de réactivité sur plaque chauffante (3x30s max en tout) et -mesure de réactivité cutanée (4x30s par animal) pour évaluer la sensibilité ; -mesure de l’activité électrique musculaire, sous anesthésie générale (procédure d'une demi-heure) pour évaluer la conduction nerveuse ; et, -mesure des propriétés contractiles musculaires in situ, sous anesthésie générale (procédure d’une heure, sans réveil) pour évaluer la force musculaire développée.

Impact sur les animaux

Dans cette étude, nous utiliserons un modèle de la maladie de Charcot-Marie-Tooth dont les caractérisations ont déjà été effectuées et les animaux ne présentent aucun signe de douleur et aucune incapacité locomotrice. Le second modèle utilisé dans cette étude présente des défauts histologiques au niveau du nerf à 24 jours. Le phénotype général des souris n’a pas été décrit et aucune douleur n’a été reportée chez ces animaux. Les tests phénotypiques (de suspension, de déplacements et de sensibilité) peuvent engendrer un stress physique chez l'animal. Les injections peuvent entrainer une réaction inflammatoire. L’électromyographie sera réalisée sous une anesthésie générale de même que la mesure de force musculaire in situ.

Devenir

Les animaux de cette étude seront mis à mort à 8 ou 9 semaines après caractérisation comportementale, les tissus affectés seront prélevés pour étude histologique.

Remplacement

Le modèle souris étant physiologiquement et structurellement assez proche de l’Homme, il nous permettra d’étudier d’une part la physiopathologie de la maladie de Charcot-Marie-Tooth et d’autre part de mieux comprendre les voies de signalisation impliquées dans le développement de cette maladie. De plus, une étude exclusivement réalisée sur des cellules ne pourrait pas se suffire à elle-même car les effets sur l’ensemble de l’organisme et l’évaluation de la force musculaire, de la coordination motrice et de la conduction nerveuse seraient impossibles à évaluer. Une étude sur culture de cellules mutantes ne peut être envisagée car les symptômes décrits ne se développeraient pas et la caractérisation du modèle serait alors impossible.

Réduction

Les études histologiques et procédures expérimentales seront réalisées avec un nombre d’animaux qui sera réduit au maximum pour obtenir une puissance statistique suffisante. Nos connaissances sur les modèles murins et les études réalisées sur d’autres thérapies montrent que 10 souris par sexe et par groupe pour l'étude comportementale seront nécessaires pour obtenir une étude concluante avec des tests statistiques adéquats.

Raffinement

Les nouveau-nés seront hébergés avec leurs parents jusqu’au sevrage et leur souffrance sera évaluée quotidiennement : capacité à se retourner/à se mouvoir, couleur de la peau. Après le sevrage, les animaux seront hébergés à plusieurs par cage, la qualité de l’air sera assurée par une ventilation et la température sera maintenue constante. Des nids seront disposés dans chaque cage avec un accès illimité à la boisson/nourriture. La litière sera changée hebdomadairement afin de maintenir les animaux au propre et au sec. La pesée des animaux sera réalisée 1 fois par semaine. Une perte de poids de 20% en une semaine conduira à l’arrêt du protocole. Le bien-être des animaux sera contrôlé quotidiennement afin de détecter au plus tôt les premiers signes de souffrance comme l’apathie, la prostration, l’abaissement des paupières et l’apparition d’une cyphose. Si des difficultés de locomotion apparaissent, de la nourriture en gel sera placée dans la cage afin de soulager l’animal dans ses déplacements. La zone d'injection sera observée quotidiennement (couleur/gonflement) pendant les 3 jours suivant l'injection afin de prévenir l’apparition d’une infection. Afin de réduire le stress lié à certaines expériences, une session de familiarisation avec le matériel sera effectuée. Pour la mesure d’électromyographie, l’animal aura une anesthésie gazeuse tout au long de la procédure afin de supprimer le stress lié à la procédure. L'animal sera placé sur une plaque chauffante pour maintenir sa température corporelle à sa valeur basale et celle-ci sera contrôlée à l’aide d’une sonde rectale. Un produit sera appliqué pour prévenir le dessèchement oculaire. Un contrôle visuel de la respiration sera effectué. De même lors des mesures de force, l'animal sera anesthésié par injection intrapéritonéale d'un mélange de produits anesthésiants et analgésiques, la température de l’animal sera maintenue par une plaque chauffante, sa respiration surveillée et l’animal sera mis à mort avant son réveil pour prélèvement et analyse des tissus. En cas de douleur au cours de l’étude, un analgésique sera administré. En revanche, si l’animal devait réaliser des tests sensitifs, les antidouleurs risquant de perturber les résultats aux tests, il sera mis à mort prématurément.

Choix des espèces

Afin de comprendre les mécanismes moléculaires aboutissant à la maladie de Charcot-Marie-Tooth et d’évaluer les effets d’une thérapie, nous avons besoin d’effectuer des expériences physiologiques in vivo. Ces mesures ne peuvent pas être réalisées sur d’autres espèces évolutivement plus éloignées de l’Homme car la structure des muscles et des nerfs, les deux tissus principalement touchés, est trop différente. D’une part, une étude sur des cellules ne pourrait pas se suffire à elle-même car les effets sur l’ensemble de l’organisme et l’évaluation des bénéfices sur la structure des fibres nerveuses et musculaires, sur le la coordination motrice, la conduction nerveuse et la force musculaire seraient impossible à évaluer. D'autre part, une étude sur culture de cellules ne peut être envisagée car le phénotype pathologique ne se développe pas et le bénéfice sur les paramètres décrits ci-dessus ne peut être mesuré. Pour moduler l'expression du gène d’intérêt, nous testerons différentes conditions d’une thérapie génique (prévention ubiquitaire, réversion ubiquitaire et réversion tissu-spécifique). Nous étudierons les effets de ces injections à 8 ou 9 semaines, car à cet âge le phénotype de la maladie est exprimé (défauts histologiques des tissus et structurels), ainsi nous pourrons savoir assez tôt si les différentes modulations sont bénéfiques.

  • Recherche appliquée
    • Troubles nerveux
Souris : 4160
Rats : 1728
Souffrances
▲ -
▲ -
▲ -
▲ 5888
Devenir
 -
 -
 -
 5888

5 888 souris et rats vont être utilisés, tous tués à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance sévère. Ils subissent un conditionnement par la peur avec chocs aversifs et, pour une partie, un modèle de stress post-traumatique qui les maintient jusqu'à trente jours dans un état de peur, d'anxiété et d'hypervigilance, certains isolés en cage. L'objet est de tester l'effet de candidats médicaments d'un centre de recherche sur la mémoire émotionnelle, les retombées cliniques étant renvoyées au long terme. Le porteur affirme qu'un processus aussi intégré que la mémoire ne peut s'évaluer in vitro et que le rat et la souris reproduisent la mémoire de peur humaine.

Objectifs

La mémoire émotionnelle correspond à la mémoire d’un évènement ayant suscité une émotion, et toutes les formes de mémoire sont plus ou moins émotionnelles. De nombreuses pathologies perturbent cette mémoire émotionnelle, et il est nécessaire de passer par des modèles animaux afin de chercher des pistes thérapeutiques. Chez le rongeur, c’est la mémoire de peur qui est classiquement évaluée comme modèle de la mémoire émotionnelle humaine. Nous utiliserons dans ce projet le test comportemental de conditionnement de peur afin d’évaluer cette mémoire de peur chez le rongeur. Il s’agit dans ce cas d’une mémoire de peur physiologique qui permet d’associer des indices prédictifs avec un danger. Cette mémoire émotionnelle physiologique est susceptible d’être modifiée par des composés pharmaceutiques, d’autant plus qu’une majorité des composés développés par notre centre de recherche ont pour cible des récepteurs de la sphère du système nerveux central. C’est pourquoi un des objectifs de ce projet est d’évaluer les possibles effets sur la mémoire émotionnelle (ici la mémoire de peur) de ces nouveaux candidats médicaments et de les comparer à des produits références. Il existe des cas où la mémoire de peur devient pathologique, quand la réponse de peur est déclenchée en l’absence des indices prédictifs d’un danger, comme chez les patients souffrant de syndrome de stress post-traumatique. A l’échelle d’une vie, cette pathologie présente une prévalence de 6-8% dans la population générale, qui s’élève à 20-30% pour les victimes d’évènements extrêmement traumatiques. Malgré le fait que le syndrome de stress post-traumatique soit reconnu comme un problème majeur de santé publique, les traitements disponibles (thérapies cognitives et antidépresseurs) ne sont que partiellement efficaces, d’où un enjeu important pour de nouveaux traitements. Notre second objectif est de développer un modèle rongeur de syndrome de stress post-traumatique afin d’évaluer l’effet de nouveaux candidats médicaments sur les symptômes de cette pathologie.

Bénéfices attendus

A court terme, et à l’échelle du laboratoire dans le développement préclinique de nouveaux candidats médicaments, ce projet permettra de caractériser leur effet sur la mémoire émotionnelle physiologique. On pourra ainsi sélectionner des composés présentant des effets pro-mémoire intéressants pour des applications dans des pathologies comportant des déficits dé mémoire (exemples : maladie d’Alzheimer, schizophrénie, autisme…). Ou à l’inverse, nous pourrons par exemple exclure du développement préclinique des molécules ayant un effet néfaste sur la mémoire émotionnelle. D’autre part, nous mettrons en place un modèle préclinique du syndrome de stress post-traumatique chez le rongeur afin d’évaluer l’efficacité de nos candidats médicaments sur les symptômes de cette pathologie. Ainsi, à plus long terme et à l’échelle du développement clinique chez l’humain, ce projet pourrait permettra de fournir des données scientifiques précliniques robustes indispensables pour le développement de nouveaux candidats médicaments, aussi bien pour les patients souffrant du syndrome de stress post-traumatique que pour d’autres pathologies mettant en jeu des déficits de mémoire.

Procédures

Ce projet comporte deux parties indépendantes réalisées sur des groupes d’animaux différents. Pour la première partie, les rongeurs seront soumis au test comportemental de conditionnement de peur en 2 étapes : une phase de conditionnement avec stimuli aversifs et un test de rappel de mémoire, chacune durant 5min pour chaque souris au sein du dispositif. Le délai séparant ces deux phases sera de 24h ou bien de 7 ou 30 jours. Des candidats médicaments seront administrés aux rongeurs à différentes phases du protocole (avant conditionnement ou rappel) selon l’effet recherché. Les administrations de produits ne dureront que quelques secondes, et auront lieu en une seule fois. Concernant la seconde partie de ce projet sur le modèle de syndrome de stress post-traumatique, les animaux seront tout d’abord soumis à un conditionnement de peur (4min avec stimuli aversifs et sons), immédiatement suivi d’une injection mimant un second stress (la durée de l'injection ne sera que de quelques secondes). Après un délai de 3-7 jours ou bien 30 jours post-trauma, les symptômes de la pathologie seront évalués par plusieurs tests comportementaux sur des jours consécutifs ou des groupes d’animaux différents (selon les résultats de la mise au point) : 1) test de la réponse au son du conditionnement de peur pendant 2 min ; 2) test de la réponse au contexte du conditionnement de peur pendant 6 min; 3) test d’anxiété pendant 5 min; 4) test de l’hyper-réactivité des animaux pendant 20 min; 5) test de dépression pendant 6 min ; 6) test d’anhédonie (diminution subjective de la capacité à ressentir du plaisir) par mesure de consommation d’eau sucrée par rapport à de l’eau standard pendant 4 jours (ce test nécessite un hébergement isolé, auquel les animaux seront habitués pendant au moins 5 jours). La phase de mise au point de notre modèle nous permettra de sélectionner les tests comportementaux pertinents pour mettre en évidence des symptômes du syndrome de stress post-traumatique. Une fois notre modèle bien caractérisé, nous évaluerons l’effet de candidats médicaments sur ces symptômes. Ces médicaments pourront être administrés soit juste après le trauma, soit juste avant les tests comportementaux qui suivront. La durée nécessaire à ces administrations de médicaments ne sera que de quelques secondes, et ceux-ci pourront être administrés en une seule fois ou bien sur plusieurs jours consécutifs.

Impact sur les animaux

Parmi les effets indésirables attendus sur les rongeurs, on aura le stress de la courte contention le temps de l’administration de produit, qui pourra également causer une courte et légère douleur dans le cas d’une injection. De plus, le conditionnement de peur comprend des stimuli aversifs qui sont susceptibles de causer une douleur passagère chez les rongeurs. Pour certaines expériences les rongeurs seront hébergés en individuel, ce qui est un facteur de stress chez ces animaux sociaux. Enfin, ce projet visant à mettre au point un modèle de syndrome de stress post-traumatique, on s’attend à l’apparition d’émotions négatives (peurs, anxiété, hypervigilance, dépression) chez les rongeurs, qui seront de plus maintenus dans cet état pendant une durée allant jusqu’à 30 jours.

Devenir

Ce projet ayant été classé dans le degré de sévérité « sévère », les animaux ne pourront pas être réutilisés dans d’autres projets et seront donc mis à mort à l’issue des 2 procédures.

Remplacement

Ce projet ayant pour but de tester l’action pharmacologique de nouveaux composés sur la mémoire émotionnelle normale et pathologique, il est nécessaire de passer par des modèles animaux. En effet, l’évaluation d’un processus aussi complexe et intégré que la mémoire, mettant en jeu de multiples aires cérébrales ne peut être réalisée in vitro ou in silico.

Réduction

Un effectif minimum de 16 souris/12 rats par groupe expérimental est prévu afin d’obtenir une robustesse satisfaisante des tests statistiques, au vu de la variabilité attendue du comportement des rongeurs dans nos tests comportementaux. Ces tests statistiques nous permettront en effet de déterminer pour chaque expérience s’il existe bien une différence entre notre groupe contrôle et notre/nos groupe(s) traités avec des composés pharmacologiques.

Raffinement

Une période d’acclimatation de 5 jours après l’arrivée des animaux est prévue avant le début des expérimentations. Tout au long des études, les animaux sont hébergés dans des cages adaptées à l’espèce avec la présence d’enrichissement de milieu (tunnel, igloo, appareil de nidification…), et avec accès illimité à l’eau et à la nourriture. Pour ce projet, l’hébergement pourra se faire soit en groupe soit dans des cages isolées mais avec contact visuel, olfactif et auditif avec les cages voisines. Les animaux sont observés chaque jour (week-end compris), et font l’objet d’un suivi du bien-être par l’expérimentateur chaque semaine avec entrée des observations (et des éventuelles actions prises) dans une base de données. Chaque animal est manipulé et pesé quotidiennement en phase active de protocole afin de diminuer le stress induit par la manipulation. Autant que possible, les animaux seront placés de manière transitoire dans des cages de transfert individuelles après l’administration de produits afin de réduire le stress induit par le replacement de l’animal au sein de ses congénères. De plus, des points limites adaptés (impliquant l'arrêt des expériences sur l'animal concerné), suffisamment prédictifs et précoces, ont été définis afin de limiter la douleur des animaux à son minimum, notamment pour les animaux soumis au protocole d'induction d'un syndrome de stress post-traumatique.

Choix des espèces

Le rat et la souris sont très classiquement utilisés dans la littérature au sein de tests comportementaux évaluant la mémoire émotionnelle, et les protocoles sont bien établis pour ces deux espèces, notamment pour le test du conditionnement de peur et pour la création de modèles du syndrome de stress post-traumatique. De plus, de nombreux parallèles existent entre les caractéristiques de la mémoire émotionnelle telle qu’elle est testée chez le rat ou la souris et les caractéristiques de la mémoire humaine. D’autre part, la souris et le rat sont deux espèces pour lesquelles il est possible d’avoir des effectifs permettant d’avoir une robustesse des résultats statistiques, et pour lesquelles les quantités nécessaires de lots de recherche synthétisés par la chimie sont minimes. Les animaux sont utilisés au stade adulte chez la souris comme chez le rat. En effet les tests de mémoire de peur et les protocoles d’induction de PTSD sont classiquement réalisés dans la littérature sur des animaux adultes, avec un développement cérébral complet et des capacités cognitives et d’attention fonctionnelles.

  • Recherche appliquée
    • Troubles musculosquelettiques
    • Troubles nerveux
Souris : 216
Souffrances
▲ -
▲ -
▲ 216
▲ -
Devenir
 -
 -
 -
 216

216 souris vont être utilisées, toutes tuées à huit semaines, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Porteuses de la maladie de Charcot-Marie-Tooth, elles passent par des tests de force et de coordination, suspension à une grille retournée, tapis roulant et barre crantée, puis une mesure de la force musculaire sous anesthésie sans réveil. Le porteur cherche une "preuve de concept thérapeutique" par croisement génétique pour une maladie qu'il décrit comme incurable, bénéfice formulé au conditionnel. Il affirme qu'une étude sur cellules ne peut suffire car les effets sur la coordination et la force ne s'évaluent que sur l'organisme entier.

Objectifs

Le but de ce projet est de développer une preuve de concept thérapeutique pour la maladie de Charcot-Marie-Tooth (CMT) en utilisant des modèles de souris. La maladie se manifeste dans l’enfance par une faiblesse musculaire distale, une perte sensorielle et un déficit de coordination évoluant vers une incapacité motrice chez les patients adultes. La CMT est caractérisée par une faiblesse musculaire et des anomalies de gaines de myéline qui entourent et isolent les fibres nerveuses. Ces caractéristiques sont retrouvées chez les modèles souris de la CMT. Le but de notre étude est d'utiliser ces souris et de moduler l'expression du gène impliqué dans la maladie pour tenter d'atténuer les symptômes musculaires et nerveux. Nous réaliserons cette modulation par des techniques de croisement génétique.

Bénéfices attendus

Cette étude va permettre une meilleure compréhension des mécanismes pathologiques à l’origine de la maladie, causant des défauts à la fois dans le tissu musculaire et dans le tissu nerveux. Ce projet pourrait également conduire à une preuve de concept thérapeutique pour une maladie aujourd’hui incurable.

Procédures

Une partie des animaux (14) sera utilisée pour évaluer le phénotype des souris transgéniques (analyses purement observatoires de la naissance à 8 semaines). Une partie sera utilisée uniquement pour les croisements (21 ou 42). L’autre partie des animaux (entre 80 et 160 en fonction des résultats obtenus) seront soumis à une série de tests comportementaux pour évaluer la force musculaire et la coordination motrice. Pour évaluer leur force générale, leur durée de suspension à une grille retournée sera mesurée (durée 3x60s). Pour évaluer leur coordination motrice, les animaux se déplaceront sur un tapis roulant (max 60s) et une barre crantée (10x30s environ). Pour évaluer la force musculaire développée, la mesure des propriétés contractiles se fera sous anesthésie générale (procédure d’une heure, sans réveil).

Impact sur les animaux

Dans cette étude, nous utiliserons un modèle de la maladie de Charcot-Marie-Tooth dont les caractérisations ont déjà été effectuées et les animaux ne présentent aucun signe de douleur et aucune incapacité locomotrice. Pour les animaux transgéniques, la modulation d’expression du gène d’intérêt peut engendrer une faiblesse musculaire, nous effectuerons une étude de phénotype dommageable. Les nuisances ou effets indésirables causés par les différents tests phénotypiques sont les suivants : pour la mesure de force générale, le fait d’être suspendu à une grille engendre du stress physique chez l’animal.

Devenir

Les animaux de cette étude seront mis à mort à 8 semaines après caractérisation comportementale. Une étude histologique des tissus affectés sera ensuite effectuée.

Remplacement

Le modèle souris étant physiologiquement et structurellement assez proche de l’Homme, il nous permettra d’étudier d’une part la physiopathologie de la maladie de Charcot-Marie-Tooth et d’autre part de mieux comprendre les voies de signalisation impliquées dans le développement de cette maladie. De plus, une étude exclusivement réalisée sur des cellules ne pourrait pas se suffire à elle-même car les effets sur l’ensemble de l’organisme et l’évaluation de la force musculaire, de la coordination motrice et de la conduction nerveuse seraient impossibles à évaluer. Une étude sur culture de cellules mutantes ne peut être envisagée car les symptômes décrits ne se développeraient pas et la caractérisation du modèle serait alors impossible.

Réduction

Les études histologiques et procédures expérimentales seront réalisées avec un nombre d’animaux qui sera réduit au maximum pour obtenir une puissance statistique suffisante. Nos connaissances sur les modèles murins et les études réalisées sur d’autres thérapies montrent que 10 souris par sexe et par groupe pour l'étude comportementale seront nécessaires pour obtenir une étude concluante avec des tests statistiques adéquats.

Raffinement

Les nouveau-nés seront hébergés avec leurs parents jusqu’au sevrage. Pour le nouveau-né, la souffrance sera évaluée visuellement quotidiennement : capacité à se retourner, couleur de la peau, capacité à se mouvoir. Des nids seront disposés dans chaque cage et la litière sera changée hebdomadairement afin de maintenir les animaux au propre et au sec. La pesée des animaux sera réalisée 1 fois par semaine. Une perte de poids de 20% en une semaine conduira à l’arrêt du protocole. Le bien-être des animaux sera contrôlé quotidiennement afin de détecter au plus tôt les premiers signes de souffrance comme l’apathie, la prostration, l’abaissement des paupières et l’apparition d’une cyphose. Si des difficultés de locomotion apparaissent, de la nourriture sera placée dans la cage afin de soulager l’animal dans ses déplacements. Si les animaux transgéniques sont très faibles, de la nourriture en gel leur sera procurée. La plupart des tests réalisés sur les animaux dans cette étude sont non invasifs, ce qui limite la probabilité d’apparition de douleur. Pour les mesures de force in situ, l'animal sera anesthésié par injection intrapéritonéale d'un mélange de produits anesthésiants et analgésiques, permettant d'éliminer le stress et la douleur liés à la procédure. L'animal sera placé sur une plaque chauffante tout au long de la procédure pour maintenir sa température corporelle à sa valeur basale. Un contrôle visuel de la respiration sera effectué. En cas de douleur observée au cours de l’étude, un analgésique sera administré (buprénorphine à différentes doses selon l'intensité de la douleur). L'étude sera stoppée prématurément si nécessaire pour éviter des douleurs aiguës pendant de longues périodes.

Choix des espèces

Afin de comprendre les mécanismes moléculaires aboutissant à la maladie de Charcot-Marie-Tooth et d’évaluer les effets d’une thérapie, nous avons besoin d’effectuer des expériences physiologiques in vivo. Ces mesures ne peuvent pas être réalisées sur d’autres espèces évolutivement plus éloignées de l’Homme car la structure des muscles et des nerfs, les deux tissus principalement touchés, est trop différente. D’une part, une étude sur des cellules ne pourrait pas se suffire à elle-même car les effets sur l’ensemble de l’organisme et l’évaluation des bénéfices sur la structure des fibres nerveuses et musculaires, sur le la coordination motrice et la force musculaire seraient impossible à évaluer. D'autre part, une étude sur culture de cellules ne peut être envisagée car le phénotype pathologique ne se développe pas et le bénéfice sur les paramètres décrits ci-dessus ne peut être mesuré. Pour moduler l'expression du gène d’intérêt, nous ferons un croisement génétique de souris et nous étudierons les effets de ce croisement à 8 semaines, car à cet âge le phénotype de la maladie est exprimé (défauts moteurs et structurels), ainsi nous pourrons savoir assez tôt si la modulation de ce gène est bénéfique.

  • Recherche appliquée
    • Troubles nerveux
Souris : 900
Rats : 900
Souffrances
▲ -
▲ -
▲ -
▲ 1800
Devenir
 -
 -
 -
 1800

1 800 rongeurs, 900 souris et 900 rats, vont être utilisés, tous tués à l'issue, dans des procédures classées sévères. Les animaux reçoivent les composés à tester puis sont placés dans une situation dont ils ne peuvent s'échapper jusqu'à ce qu'ils cessent de tenter de fuir, un état que le porteur assimile à la dépression humaine, avant des prélèvements terminaux de sang, d'organes et de fluides. Il décrit ce test de résignation induite comme pouvant provoquer un stress émotionnel majeur. Il affirme qu'il n'existe pas de méthode de substitution in vitro ou in silico et que l'animal reste un passage obligatoire avant l'humain.

Objectifs

La dépression est une pathologie complexe qui induit chez l’Homme des symptômes à la fois psychologiques (effets sur l’humeur), comportementaux (troubles du sommeil, comportements suicidaires) et physiologiques (effet sur l’appétit, sur l’attention). La résignation est un symptôme caractéristique de la dépression. Elle entraine une diminution de la motivation, une augmentation de la passivité et une diminution de la capacité à prendre des décisions et à résoudre des problèmes. Le test de résignation induite est un modèle animal de la dépression chez l'Homme. Dans ce modèle animal de résignation induite, les animaux sont rendus résignés en les soumettant à une situation à laquelle ils ne peuvent échapper. Après une première phase pendant laquelle les animaux vont essayer de s’échapper, les animaux vont entrer dans une phase de résignation et ne vont plus présenter de comportement d’échappement. Leur comportement est alors assimilé à un état dépressif. Ce projet a pour but d'évaluer les effets antidépresseurs potentiels d'un candidat médicament chez le rongeur en évaluant s’il permet de diminuer le comportement de résignation.

Bénéfices attendus

A long terme, les bénéfices attendus sont la découverte de nouveaux médicaments pour traiter la dépression, une pathologie humaine touchant 3.8% de la population mondiale. Du fait de la cible thérapeutique, ce composé pourrait avoir aussi une application en médecine vétérinaire. A court terme, les bénéfices attendus sont de démontrer que le composé testé est actif dans un modèle expérimental de la pathologie ciblée ou d’évaluer ses éventuels effets secondaires avant son passage en phases cliniques.

Procédures

Les animaux seront administrés avec les composés à tester par différentes voies (-2 min par administration) puis effectueront le test de resignation 1 à 2 fois avec une durée de 6 à 20 minutes maximum par test (soit 12 min maximum pour la souris et 40 min maximum pour le rat si 2 tests). Des prélèvements de sang sur animal vigile pourront être effectués (2 minutes par prélèvement). Et l'animal pourra être anesthésié en fin d'expérience pour les prélèvements terminaux de fluides corporels et tissus.

Impact sur les animaux

Les contentions des animaux vigiles pour administrer le produit, induire une anesthésie ou pour effectuer des prélèvements sanguins peuvent engendrer un stress mineur à l'animal. Le test (d'une durée de 6 à 20 minutes, répété une fois) qui induira un caractère résigné chez les animaux est une intervention pouvant conduire à un stress émotionnel majeur. Les prélèvements sanguins induisent un stress léger et une douleur légère.

Devenir

A la fin de l'étude, les animaux seront euthanasiés pour réaliser des prélèvements d’organe/ fluides corporels à un volume ne permettant pas la survie de l’animal ou suite aux effets indésirables provoqués par le(s) produit(s) chez les animaux.

Remplacement

Dans le cadre du développement de nouveaux médicaments, ce projet est réalisé chez le rat ou la souris car il n’existe pas de méthode de substitution (in vitro ou in silico) pour évaluer les effets d’une nouvelle molécule à effet antidepresseur. Ou si elles existent, elles ne sont pas suffisantes pour répondre aux objectifs scientifiques du projet. Or, avant toute administration à l’homme, l’animal constitue un passage obligatoire pour l’évaluation de l’efficacité, la toxicité et la pharmacocinétique d’un candidat médicament. A ce jour, le rat et la souris sont les espèces qui sont les plus adaptées à ce type de modèle d’étude.

Réduction

Un nombre minimal et suffisant d’animaux par groupe est utilisé afin d’analyser de façon rigoureuse et efficace les résultats des expériences et d’effectuer des analyses statistiques. Nombre d’animaux minimal et suffisant par groupe pour réaliser une analyse statistique : 12 / par groupe (5 groupes/étude* 6 études/an). L’analyse statistique sera adaptée au modèle.

Raffinement

Dans ce projet, le raffinement sera obtenu par : • la mise au point de procédures rigoureuses, • la formation du personnel, • un suivi quotidien de l’état de santé des animaux, • le recours à des procédures les moins invasives possibles, • Le suivi d’éventuel signes cliniques, • La détermination des points limites, • Le recours aux procédures d’euthanasie dès que nécessaire, • La réduction du volume sanguin prélevé grâce à l’amélioration de la sensibilité des méthodes d’analyse. Après chaque test les animaux seront séchés et placés dans un environnement chaud.

Choix des espèces

Le rat et la souris font parties des espèces animales les plus pertinentes et les plus couramment utilisées pour les modèles animaux de la recherche biomédicale. En effet, le rat ou la souris et l'Homme partagent de nombreuses similarités anatomiques, physiologiques et génétiques avec l'Homme (les êtres humains et le rat ont plus de 90% de gènes en communs). De plus, les rats et les souris sont des animaux de petite taille, facile d'entretien, avec des cycles reproductifs et de vie courts. Par conséquent, le rat et la souris sont des espèces de rongeurs les plus couramment utilisées dans les tests comportementaux relatifs à la dépression dont, le modèle de résignation induite. Animaux adultes. Ce projet n’a pas pour objectif d’étudier les effets du produit sur l’animal à d’autres stades de développement.

Caractérisation de la lignée Pde2a2 +/-

(NTS-FR-383358v1 – 31/08/2023)
  • Recherche appliquée
    • Troubles nerveux
  • Recherche fondamentale
    • Biologie du développement
    • Oncologie
    • Système nerveux
Souris : 288
Souffrances
▲ -
▲ -
▲ 240
▲ 48
Devenir
 -
 -
 -
 288

288 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dont 48 dans des procédures classées sévères. Cette lignée modifiée pour réduire une protéine liée à l'autisme et à la déficience intellectuelle subit des tests sociaux et cognitifs, dont certains précédés de deux heures d'isolement, avant l'euthanasie et le prélèvement du cerveau, de la moelle épinière, des surrénales, des testicules et des ovaires, 120 animaux mourant au cours d'une perfusion intracardiaque. Le porteur qualifie les tests comportementaux de classiques et indolores et signale une anxiété possible liée au nouvel environnement et à l'isolement. Il indique avoir d'abord travaillé sur des lignées cellulaires et poursuivre directement chez la souris pour étudier les comportements.

Objectifs

Des mutations du gène PDE2A ont été découvertes chez des patients atteints d’autisme et de déficience intellectuelle, qui sont des maladies du développement du cerveau . La protéine PDE2A est très fortement présente dans le cerveau et a un rôle clé dans le développement des neurones, leur morphologie et fonctionnement. Ceci explique que des altérations de sa quantité puissent avoir un impact négatif sur le fonctionnement neuronal et induire des maladies du cerveau. La PDE2A regroupe trois protéines variantes qui se retrouvent à des emplacements distincts dans les neurones, dont la PDE2A2 que l’on retrouve spécifiquement dans la mitochondrie. Les mitochondries sont des petites unités présentes dans les cellules qui produisent de l'énergie sous forme d'ATP grâce au processus de respiration cellulaire. Des altérations de la mitochondrie sont d’ailleurs retrouvés chez les patients ayant des mutations sur le gène PDE2A ainsi que chez d'autres patients atteints de trouble du spectre de l'autisme. Nous avons récemment étudié la souris Pde2a+/- qui, comme les patients, a une quantité diminuée de tout les variants PDE2A. Nos récentes données montrent que cette souris est un bon modèle de maladie du cerveau, et qui présente des troubles socio-cognitifs similaires aux patients. Nous voulons à présent commencer l’étude de la souris Pde2a2+/- qui aura uniquement une quantité diminuée de PDE2A2, donc seulement au niveau de la mitochondrie. En effet, cela nous permettra de savoir si une atteinte unique au niveau de la mitochondrie est suffisante pour induire des troubles comportementaux.

Bénéfices attendus

Ce projet nous permettra de mieux comprendre le rôle spécifique de la PDE2A2 au cours du développement du cerveau, et le lien entre la dérégulation de l'activité de cette enzyme au niveau de la mitochondrie et les troubles du neuro-développement comme la déficience intellectuelle, l'autisme et les troubles moteurs. Finalement, l'évaluation de la pertinence de ce modèle par rapport aux patients atteints d'une mutation permettra de mettre à disposition de la communauté scientifique un potentiel nouveau modèle de maladie du neurodeveloppement.

Procédures

Différents tests sociaux et cognitifs seront réalisés ponctuellement et qui dureront, selon les tests, de 3 minutes à 2 heures. Ces tests se feront chez les souriceaux, à l'adolescence (un mois) et à l'âge adulte (dès deux mois). Certains animaux seront soumis à une perfusion intra-cardiaque, et une injection d'anesthésique et une d'antalgique seront effectuées sur chaque animal.

Impact sur les animaux

Les animaux seront soumis à une contention plusieurs fois au cours de leur vie, que ce soit pour des pesées ou pendant les différents tests. Les tests comportementaux réalisés sont classiques et indolores. De l'anxiété peut être attendue lors des différents tests liée à un nouvel environnement notamment pour les tests d'anxiété ou lors de l'isolement dans l'actimètre ou pendant le test d'interaction sociale avec 2h d'isolement auparavant.

Devenir

L'ensemble des animaux seront mis à mort à l'issue des procédures expérimentales. Nous récupérerons différents organes (cerveau, moelle épinière, surrénales, testicules et ovaires) afin de réaliser des études moléculaires. 120 de ces animaux subiront une perfusion intra-cardiaque, sous anesthésie générale, au cours de laquelle ils décèderont afin de pouvoir réaliser une étude sur les coupes de cerveau.

Remplacement

Avant de réaliser cette étude, nous avons préalablement travaillé sur des lignées cellulaires, ce qui nous a permis de confirmer le rôle de PDE2A2. Notre étude portant globalement sur des maladies du neurodéveloppement et sur le déficit intellectuel et les troubles du spectre de l'autisme, nous devons poursuivre ce projet directement chez la souris pour étudier les différents comportements associés à ces maladies afin de valider le rôle de la forme mitochondriale de PDE2A.

Réduction

Dans un objectif de réduction, nous analyserons nos résultats après chaque groupe expérimental. Si les résultats des 2 premiers groupes expérimentaux sont significatifs et identiques, nous n'utiliserons pas le 3ème groupe. De plus, les organes de tous les animaux utilisés au cours de ce projet seront récupérés pour réaliser des études moléculaires, ce qui évitera l'emploi d'animaux supplémentaires. Pour garantir une puissance statistique (t test) suffisante à cette étude tout en minimisant le nombre d’animaux à utiliser, nous prévoyons un minimum de n=10 animaux par groupe, avec 3 expériences indépendantes. Chaque expérience sera réalisée 3 fois afin de garantir la reproductibilité des résultats, et pour chaque répétition, nous avons besoin d'un minimum de 10 animaux par groupe afin d'obtenir un résultat significatif.

Raffinement

Lors des procédures chirurgicales, les animaux seront au préalable anesthésiés, accompagné d'un analgésique et d'un antalgique afin de réduire la douleur de l'animal.

Choix des espèces

Travailler avec des souris permet de comparer un phénotype "sauvage" avec des modèles transgéniques disponibles, comme les souris Pde2a+/-. De plus, le modèle murin permet d'étudier à la fois les comportements sociaux, cognitifs, anxieux ou sensorimoteurs que l'on peut retrouver chez les patients atteints de troubles du neuro-développement. Des tests seront réalisés au 7ème, 10ème et 14ème jour après la naissance, ce qui correspond à l'enfance chez l'humain. Puis nous réaliserons d'autres tests à 1 mois, ce qui correspond à l'adolescence. Enfin, nous réaliserons des tests à l'âge adulte d'une souris (à partir de 8 semaines). Cela permettra d'évaluer l'impact de l'extinction partielle du gène Pde2a2 au cours du développement, et d'identifier les moments clefs où la protéine PDE2A2 est impliquée dans la pathologie.

  • Recherche appliquée
    • Troubles nerveux
  • Recherche fondamentale
    • Biologie du développement
    • Oncologie
Souris : 1182
Souffrances
▲ -
▲ -
▲ 591
▲ 591
Devenir
 -
 -
 -
 1182

1 182 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, la moitié dans des procédures classées sévères et l'autre modérées. Des souriceaux de 7 jours subissent un traumatisme crânien par lâcher de poids sous anesthésie, puis certains une chirurgie crânienne pour imagerie, avant une perfusion intracardiaque mortelle et le prélèvement du cerveau. Le porteur décrit un modèle de traumatisme crânien pédiatrique visant à comprendre l'atteinte du cervelet, et indique que les effets sur la croissance des souriceaux ne sont pas encore décrits ni connus. Il justifie le recours à l'animal par l'impossibilité de reproduire in vitro les interactions entre cellules du cerveau.

Objectifs

Le traumatisme crânien (TC) correspond aux lésions cérébrales traumatiques et aux altérations des fonctions cérébrales qui en résultent. Les TC sont fréquents chez les enfants et sous-diagnostiqués. Le traumatisme crânien pédiatrique est pourtant un enjeu de santé publique et social majeur. En effet, il est potentiellement responsable de troubles cognitifs et comportementaux, d’échecs scolaires puis de désinsertion sociale à l’âge adulte. Alors que le cervelet est rarement touché directement (3,3% des TC), des lésions indirectes provenant de la zone lésée dans le reste du cerveau peuvent être observées, notamment chez l’enfant. Ces atteintes participent aux handicaps moteur et cognitif. En revanche, les mécanismes mis en cause dans la génération de ces lésions sont mal connus et semblent reposer sur l’inflammation qui survient dans le cerveau lors du TC. Notre hypothèse est que le TC, même isolé, peut être à l’origine de lésions du cervelet, à cause de l’inflammation. Nous utiliserons un modèle de TC modéré par lâcher de poids d'une faible hauteur chez le souriceau 7 jours, sous anesthésie générale, pour étudier les phénomènes inflammatoires potentiellement impliqués dans les lésions du cervelet dans les suites de l'impact.

Bénéfices attendus

Ce projet permettra de compendre de manière plus précise comment le traumatisme crânien chez l’enfant peut conduire à des troubles à long terme, et quel rôle le cervelet joue dans ce phénomène. La fonction du cervelet est de plus en plus étudiée, mais la manière dont il participe à certaines maladies neurologiques, ou neurodégénératives, n’est pas encore totalement élucidée.

Procédures

Les souriceaux subiront un traumatisme crânien sous anesthésie générale. Après ce traumatisme, un groupe d’animaux de 10 jours de vie sera anesthésié, et une perfusion intra-cardiaque sera réalisée post-mortem pour éliminer le sang des vaisseaux des organes qui seront prélevés et étudiés post-mortem. Cette perfusion sera également réalisée chez des animaux à 45 jours de vie et à 6 mois, sous anesthésie générale et avec analgésie. Deux groupes de souris, l’un à 45 jours de vie et l’autre à 6 mois subiront une procédure chirurgicale sous anesthésie générale et analgésie pour réaliser des mesures d’imagerie sur le cerveau (durée : une heure maximum). Ces animaux seront ensuite euthanasiés sans réveil.

Impact sur les animaux

Les effets de cette procédure de traumatisme crânien sont partiellement connus . On rapporte ainsi une mortalité́ estimée à moins de 4%, principalement due à un éventuel rejet du souriceau par la mère, ainsi que dans quelques cas par le traumatisme lui-même. La chirurgie crânienne pour l’imagerie peut entraîner dans de rares cas la mort de l’animal. Les effets sur la croissance et le développement des souriceau ne sont pas encore décrits ni connus.

Devenir

L'euthanasie des animaux après imagerie répond à une nécessité d'ordre éthique puisque celle-ci impose une chirurgie au niveau du crane de l'animal, et rend l’utilisation du cerveau impossible pour toute autre analyse. Tous les autres animaux seront euthanasiés et les cerveaux prélevés pour analyses.

Remplacement

L'objectif principal de ce projet est d'étudier l'implication du cervelet dans l’inflammation du cerveau après traumatisme, et dans le développement de lésions plus tardives. Cela suppose des interactions complexes entre les différents types de cellules qui constituent le cerveau, à savoir les neurones (qui transmettent les informations nerveuses), les microglies (cellules immunitaires du cerveau), les astrocytes (qui contrôlent le métabolisme), et les oligodendrocytes (qui produisent une gaine de protéine autour des neurones). Il y a également une rupture de la barrière hémato-encéphalique, qui filtre habituellement le sang avant qu’il entre dans le cerveau. Cette lésion secondaire au traumatisme est à l’origine d’une communication entre le système immunitaire périphérique (c’est-à-dire les globules blancs qui circulent dans le sang) et le système immunitaire du cerveau. Il n'est pas possible de reproduire ces interactions in vitro, et il est donc nécessaire d'utiliser un modèle animal présentant un cerveau fonctionnel, dont la structure est proche de celle de l'homme pour reproduire ce système.

Réduction

Le nombre d'animaux estimé et les tests statistiques utilisés sont basés sur notre expérience pour ce type d'étude. Ce nombre minimum nous permettra d'être certains de répondre aux questions scientifiques de ce projet. L'analyse statistique de nos données peut nécessiter plus ou moins d'animaux en fonction du type d’analyse réalisé. Pour autant, les tests étant organisés en plusieurs séries, si une différence assez importante pour conclure à un effet réel est observée avant la fin de toutes les séries, les expérimentations seront interrompues.

Raffinement

Hébergement : Les animaux seront hébergés en groupe, en milieu enrichi (sopalin , maisons en plexiglas) pour minimiser leur stress. Dans les jours suivant le traumatisme crânien, on veillera quotidiennement au bien-être des animaux et on surveillera que leur retour au sein du nid se fait bien. Des arbres décisionnels cliniques seront proposés en fonction de l'âge des animaux. Avant sevrage, sur les très jeunes animaux, les soins maternels constituent la meilleure prise en charge de la souffrance chez le souriceau. Après le 15ème jour de vie, une réhydratation sera réalisée si l’animal présente des signes d’inconfort ou de douleur. A partir du sevrage, les douleurs éventuelles seront traitées à l’aide d’un analgésique. En cas d’atteinte des points limites l’animal sera euthanasié. Tous les gestes invasifs (trauma et imagerie) seront réalisés sous anesthésie générale. A la fin de l'étude les animaux seront euthanasiés selon les méthodes réglementaires.

Choix des espèces

Afin d'étudier les interactions entre les cellules du cerveau sur un modèle de traumatisme, il est nécessaire d'utiliser une espèce animale qui présente un système nerveux central proche de celui de l'homme. La souris remplit très bien cette condition. Le modèle de traumatisme crânien utilisé est bien connu développé et étudié au sein de notre laboratoire. Notre objectif étant l'étude du rôle du cervelet dans les lésions induites par un trauma crânien, nous nous intéresserons à 3 temps de vie plus tardifs de nos animaux : 10 jours (petit enfant), 45 jours (jeune adulte) et 6 mois de vie (adulte).