Troubles nerveux

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Souris : 3000
Rats : 2500
Souffrances
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▲ 3750
▲ 1750
Devenir
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 5500

5 500 souris et rats vont être utilisés dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré à sévère. Ils subissent une chirurgie d'implantation, sous la peau ou dans l'abdomen, d'un dispositif diffusant des substances ou mesurant des paramètres biologiques, avec jusqu'à quatre prélèvements sanguins par jour, puis sont expédiés vivants aux chercheurs ou tués en cas d'atteinte d'un point limite ou pour contrôle qualité. Le porteur produit ces modèles implantés pour la communauté scientifique et revendique qu'ils réduisent le stress lié aux manipulations répétées. Il prévoit des animaux surnuméraires liés au taux d'échec des chirurgies et admet un "phénotype dommageable" possible selon les besoins du projet.

Objectifs

L’objectif du projet est de permettre la production et la mise à disposition pour la communauté scientifique des modèles de rongeurs équipés de manière permanente (par technique chirurgicale) d’implants sous la peau ou dans l’abdomen permettant soit la libération de substances (comme des médicaments ou des hormones) de manière répétée ou continue, soit la mesure de paramètres biologiques (comme l’activité cérébrale, musculaire ou cardiaque ou la mesure de la tension).

Bénéfices attendus

L’utilisation de modèles implantés permet l’administration répétée ou continue de substances d’intérêts (comme des médicaments ou des hormones) ou la mesure et le suivi de paramètres biologiques (comme l’activité cérébrale, musculaire ou cardiaque ou la mesure de la tension) chez l’animal sans la moindre manipulation de la part du chercheur et sans anesthésie. Cela permet donc la réduction très importante du stress provoqué chez l’animal par des manipulations répétées. Ces administrations et mesures pourront permettre à la communauté scientifique d’augmenter leurs connaissances et leurs compréhensions sur différents domaines de recherche (maladies cardiaques, maladies du cerveau, hypertension, cancer, infertilité, …) tout en réduisant les nuisances posssibles sur l’animal.

Procédures

Tous les animaux dans le cadre de ce projet seront soumis à une procédure chirurgicale unique d’une durée d’une demi-heure à une heure sous anesthésie générale et à la mise en place d’un matériel implanté. Selon les besoins du projet, les animaux pourront être soumis à des prélèvements sanguins (maximum 4 prélèvements sanguins par jour). Les actes de prélèvements et d’injection ont une durée d’une dizaine de secondes à une minute. Selon les besoins du projet, les animaux hébergés soumis aux nuisances énoncées pourront être de phénotype dommageable.

Impact sur les animaux

Les effets indésirables prévus sur les animaux font suite à la mise en place de l’implant suite à la chirurgie : douleur, stress et perte de poids possible chez tous les animaux dus aux contentions, aux procédures chirurgicales, à la présence du matériel implanté. Hébergement individuel possible jusqu’à une semaine.

Devenir

Les animaux sont expédiés chez les scientifiques ou sont mis à mort dans le cas d’atteinte d’un point limite ou pour contrôle qualité du modèle.

Remplacement

La production de modèles implantés a pour objectif de mettre à disposition des modèles rongeurs implantés prêts à l’emploi pour les scientifiques. Les animaux opérés sont intégrés dans des programmes de recherche ou d’études précliniques. Ces programmes visent à étudier les réactions des organes ou du comportement des individus face à une substance ou un stimulus. Cela entraîne de nombreux mécanismes différents et implique de nombreux organes. La complexité des mécanismes mis en jeu ne permet donc pas de réaliser de nos jours de tels programmes sur des modèles in vitro.

Réduction

Le nombre d’animaux nécessaires est défini par le scientifique. Il est possible que des animaux surnuméraires doivent être utilisés de par les contraintes du modèle, ce nombre étant basé sur les taux de réussite connus et attendus des modèles. La réduction de ces animaux surnuméraires repose sur : l'expertise de l’équipe chirurgie et la maitrise des procédures, les locaux adaptés, les données historiques, l’observation de l’état clinique de l’animal en péri-opératoire afin d’adapter les traitements post-opératoires et de diminuer la mortalité éventuelle. Le nombre d’animaux surnuméraires utilisés dans chaque procédure est déterminé au cas par cas, en fonction du degré de difficulté du modèle, du taux de succès de la chirurgie, du nombre d’animaux à opérer, de la souche, du sexe et de la provenance.

Raffinement

Les implantations permettent le suivi de paramètres biologiques ou l’administration de substances en continu sans intervention humaine ce qui permet une réduction très importante pour l’animal du stress provoqué par des manipulations répétées. Le contrôle de la douleur est réalisé par une administration appropriée d’analgésique et/ou d’anesthésie locale, sous le contrôle d’un vétérinaire. Une réhydratation est pratiquée pour tous les animaux au réveil. Une habituation par la manipulation positive des animaux peut être effectuée dès la phase d’acclimatation. Une observation quotidienne de l’état clinique général des animaux est réalisée tout au long de la procédure. Des soins spécifiques sont apportés en cas de signes cliniques. En cas de détection d’un point limite, l’animal est immédiatement mis à mort. Des points limites spécifiques sont établis et raffinés au fur et à mesure des observations. Ces observations sont facilitées par l’utilisation d’outils internes de suivi de type grille de score et document qualité d’enregistrement permettant une traçabilité.

Choix des espèces

Le choix de l’espèce et de la souche est très généralement effectué par le scientifique. Le rat et la souris sont des animaux couramment utilisés dans ce type de projet. Ce sont des mammifères dont l’anatomie et la physiologie sont proches de l’homme, la disponibilité de données historiques chez ces espèces permet d’obtenir des informations fiables et pertinentes. Sont concernés ici que les animaux sevrés à partir de 3 semaines, dont la taille et le poids sont compatibles avec la pose du matériel implanté, selon les recommandations éthiques en vigueur et les recommandations du fournisseur.

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Souris : 120
Souffrances
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Devenir
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 120

120 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance sévère. Porteuses de quatre mutations du gène MECP2 modélisant le syndrome de Rett, elles enchaînent des tests comportementaux nommés dans le résumé, dont le rotarod, la barre crantée, l'enfouissement de billes, la reconnaissance d'objet, un test de sensibilité sur plaque à 52 °C et un test de crises épileptiques déclenchées par injection d'un agent convulsivant. Le porteur indique que ces mutations entraînent une mortalité précoce et n'utilise que des mâles alors qu'il rappelle que le syndrome touche les filles. Il décrit cette caractérisation comme une étape "indispensable" avant d'envisager une thérapie génique, objet d'une demande séparée.

Objectifs

Le syndrome de Rett est une maladie d'origine génétique définie par un trouble grave et global du développement du système nerveux central. Seules les filles sont atteintes de cette pathologie, les garçons étant très rares et mourant d'une encéphalopathie néonatale sévère. Ce syndrome entraine un polyhandicap avec déficience intellectuelle sévère et infirmité motrice, ainsi qu'une sensibilité accrue aux crises épileptiques, des troubles respiratoires et cardiovasculaires. Il se manifeste par une régression rapide des acquis après 6 à 24 mois de développement normal. Aujourd’hui, une prise en charge globale des symptômes permet à ces patients de vivre plusieurs dizaines d’années, mais il n'existe malheureusement pas de traitement curatif à ce jour. La thérapie génique est une approche prometteuse visant à corriger le gène muté MECP2. Afin d'envisager cette approche thérapeutique, nous allons caractériser quatre modèles de souris portant des mutations dans le gène MECP2 représentatives de la pathologie humaine, plus spécifiquement dans le domaine du comportement et de la cognition. Cette caractérisation et compréhension des modèles dans nos conditions nous permettra de sélection le ou les modèles les plus pertinents pour évaluer une approche de thérapie génique (cette étude fera l'objet d'une demande d'autorisation séparée).

Bénéfices attendus

La caractérisation des modèles de souris du syndrome de Rett, notamment une caractérisation des symptomes observés chez la souris dans nos conditions en comparaison à la clinique humaine, nous permettra d’avoir une meilleure compréhension du déroulement de la pathologie et des méchanismes impliqués dans la maladie. Cette caractérisation nous permettra d'évaluer dans un deuxième temps une approche de traitement par thérapie génique et la correction du phénotype, en suivant le même protocole.

Procédures

Nous allons réalisé les tests d'exploration fonctionnelle suivants à 7-12 semaines d'age, chacun des tests étant réalisé une seule fois: activité circadienne pour suivre l'activité locomotrice, ainsi que la consommation en eau et en nourriture durant un cycle complet jour-nuit (durée 32h); labyrinthe en croix surélevé pour évaluer l'anxiété (5 minutes); observations cliniques (15 minutes); test de coordination (rotarod) (2 sessions de 15 minutes); barre crantée: test proprioceptif dépendant de la coordination motrice et de la fonction vestibulaire (10 minutes); test d'enfouissement de billes pour évaluer l'anxiété et/ou des troubles compulsifs (10 minutes); test de reconnaissance d'un nouvel objet pour évaluer la cognition (30 minutes); étude de la sensibilité thermique ( 30 secondes); test de susceptibilité aux crises épileptiques (injection de PentyleneTetraZole (agent convulvisant): 5 sec; durée du test:20 minutes); le suivi du poids des animaux (1X/semaine). Maintien d'une lignée à phénotype sévère.

Impact sur les animaux

Les mutations dans le gène MECP2 induisent une mortalité précoce des animaux, avec une médiane de survie de 10 à 30 semaines selon la mutation. Durant le test de sensibilité à la douleur thermique, les souris sont exposées à une température de 52°C sur une plaque chauffante. Au premier signe pouvant indiquer une souffrance (retrait de la patte, cri...), le test est arrêté et la durée est enregistrée. Au cours du test de sensibilité aux crises épileptiques par injection d'un agent pro-convulsivant, des crises myocloniques (contractions rapides et brutales des muscles), cloniques (spasmes rythmés), et toniques (augmentation accrue du tonus musculaire et raideur) surviennent; la durée et la latence sont enregistrées.

Devenir

Tous les animaux seront euthanasiés à l'issue de la réalisation de l'ensemble des expériences par inhalation croissante de CO2, notamment après le dernier test qui peut potentiellement induire des crises épileptiques.

Remplacement

L'objectif de cette étude est de caractériser des modèles de souris portant des mutations dans le gène MECP2 représentatives de la clinique humaine. Il s'agit en particulier de caractériser les phénotypes comportementaux, de déficit intellectuel et de susceptibilité aux crises épileptiques. Des modèles in vitro vont permettre de mieux comprendre les mécanismes d'action, mais seul un modèle animal nous permettra de caractériser les symptomes de la maladie de Rett, étape indispensable avant d’envisager un essai thérapeutique chez l’homme.

Réduction

Dans le cadre de cette étude, nous utiliserons 15 males mutants et 15 males controles pour évaluer le phénotype des animaux, pour chacune des 4 mutations MECP2. Ce nombre de souris tient compte d'une probabilité de perte des animaux au cours de l'étude en raison de la mortalité précoce associée à ces mutations, tout en permettant d'assurer un nombre d'animaux suffisant durant le protocole afin de pouvoir réaliser des analyses statistiques robustes et fiables.

Raffinement

Les animaux seront hébergés dans les meilleures conditions possibles dans un environnement contrôlé permettant une réduction du stress et de limiter au maximum la souffrance de l'animal. Afin d’améliorer leurs conditions de vie, elles seront ainsi stabulées dans des conditions optimales pour l’espèce : en groupe, avec des paramètres environnementaux maitrisés, un milieu enrichi à l’aide de "nestlets" ou de maisonnettes en carton. Tous les animaux seront observés de manière quotidienne et suivis selon un tableau de scoring pour l'évaluation de la douleur et pour l'établissement de points limites, prenant en compte le poids, l'apparence physique, les signes cliniques et le comportement de l'animal. Lors du test de sensibilité thermique, l’animal est retiré du test dès la première réaction de douleur observée au niveau des pattes arrière. Si aucune réaction n’est observée, le test s’arrête au bout de 30 sec. Tout au long des procédures, si l’état de santé de l’animal est dégradé, le personnel formé et compétent décide de ne pas réaliser le test et d'euthanasier l’animal.

Choix des espèces

Le modèle souris portant des mutations dans le gène MECP2 permet de reproduire les symptomes du syndrome de Rett observés en clinique humaine. Il permettra ainsi dans un deuxième temps d'évaluer un traitement par thérapie génique et de suivre la correction des phénotypes. Nous utiliserons des animaux "adolescents" / adultes jeunes (7-12 semaines d'age pour réaliser l'ensemble de la procédure), age où s'installent les phénotypes (stade symptomatique similaire au stade retenu en vue d'applications en clinique humaine, chez des sujets jeunes présentant des symptomes du syndrome de Rett).

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Rats : 930
Souffrances
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▲ 180
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Devenir
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930 rats vont être utilisés dans des procédures impliquant un niveau de souffrance allant de léger à sévère, 180 réutilisés ensuite et les autres tués. Ils reçoivent des chocs électriques d'intensité modérée pour induire une mémoire traumatique, puis passent des tests comportementaux (interaction sociale, labyrinthe en croix surélevé, open field) et reçoivent des candidats médicaments. Le porteur reconnaît que les effets indésirables des produits testés ne sont pas prévisibles et que certains animaux seront tués à la suite de ces effets. Il affirme qu'aucune méthode in vitro ou in silico ne remplace l'évaluation d'une molécule sur le conditionnement à la peur et que l'animal reste un "passage obligatoire" avant l'homme.

Objectifs

Chez l'Homme, l'exposition à un stress intense et traumatique peut induire un syndrome de stress post-traumatique chez certains individus. Ce trouble neuropsychiatrique est caractérisé par plusieurs symptômes : une agitation, de l'anxiété, des souvenirs et pensées traumatiques envahissant(e)s, des troubles du sommeil... etc. D'un point de vue neurobiologique, le syndrome de stress post traumatique semble venir d'un disfonctionnement du mécanisme appelé "conditionnement à la peur" permettant dans des conditions normales d'éviter des situations dangereuses et/ou traumatisantes. Le traumatisme associé à une situation particulière (l’environnement) entraine une réponse conditionnée de peur (tremblement, évitement) lorsque le sujet est de nouveau exposé à l’environnement sans la présence du traumatisme. Après plusieurs expositions à l’environnement sans le traumatisme, la réponse de peur diminue et disparait (phase d’extinction). Chez les patients atteint de cette maladie, ce phénomène d’extinction de la peur devient anormalement long. Un mécanisme de sensibilisation à la peur, où l'anxiété du patient face à des situations peu stressantes normalement devient alors exacerbée et durable après le traumatisme, se rencontre également chez certains patients. Chez l'animal, ce type de mémoire traumatique et l'anxiété associée due à la sensibilisation à la peur peuvent être étudiés en utilisant le test de conditionnement à la peur et différents protocoles comportementaux (comme test de l’anxiété et de l’interaction sociale) suivant une exposition à un stress modéré. Le but de ce projet est de démontrer la capacité de différents candidats médicaments à atténuer efficacement, à bloquer cette mémoire traumatique, faciliter l'extinction de la peur et réduire l'anxiété associée chez le rat en vue de faciliter l'extinction des souvenirs traumatiques et de l'anxiété chez le patient.

Bénéfices attendus

A long terme, les bénéfices attendus sont la découverte de nouveaux médicaments pour traiter l'anxiété liée au syndrome de stress post traumatique, une pathologie humaine touchant 5 à 12% de la population générale (données de l'Inserm https://www.inserm.fr/dossier/troubles-stress-post-traumatique/). 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. Pour l’animal, les bénéfices attendus sont une acquisition de connaissances sur l’espèce utilisée (rat) par le développement d’outils de raffinement de plus en plus adaptés et le choix de l’espèce la plus prédictive en fonction de l’objectif scientifique attendus.

Procédures

Les animaux seront soumis à des chocs électriques d'intensité modérée, puis remis dans le même environnement pour évaluer leur comportement (immobilité); ensuite au test d'interaction sociale et/ou test du labyrinthe en croix surélevé et/ou au test de l'open filed, à des prélèvements sur animal vigile et/ou anesthésiés. Les animaux seront aussi adminsitrés avec les candidats médicaments.

Impact sur les animaux

Les animaux subiront des chocs électriques d'intensité modérée afin d'induire chez l'animal une mémoire traumatique. Plusieurs test comportementaux seront réalisés afin d'évaluer l'anxiété: remise dans l'environnement stressant, test des interactions sociales, test du labyrinthe en croix surélevé et test de l'open field. De plus ils seront administrés avec les candidats médicaments. Les effets potentiellement indésirables du/des produits ne sont pas prévisibles à l’initiation du projet. Ils font donc l’objet d’échanges avec les responsables Bien-Etre Animal pour adapter les outils d’observations des animaux afin de mettre en place des traitements de potentiels signes cliniques.

Devenir

Sacrifice des animaux pour réaliser des prélèvements d’organe/ fluides corporels à un volume ne permettant pas la survie de l’animal Et/ou Sacrifice des animaux suite aux effets indésirables provoqués par le(s) produit(s)/ modèle chez les animaux

Remplacement

Dans le cadre du développement de nouveaux médicaments, ce projet est réalisé chez le rat car il n’existe pas de méthode de substitution (in vitro ou in silico) pour évaluer les effets d’une nouvelle molécule sur le conditionnement à la peur). 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 est l’espèce qui est la plus adaptée 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: en général 10 animaux / par groupe. 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, • La familiarisation des animaux aux procédures expérimentales.

Choix des espèces

Le rat est l'une des espèces animales les plus pertinentes et les plus couramment utilisées pour évaluer les effets bénéfiques d'un produit sur ce type de mémoire émotionnelle car il présente une réponse d'immobilité robuste et reproductible. Animaux adultes. Ce projet n’a pas pour objectif d’étudier les effets du produit sur l’animal à d’autres stades de développement.

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Rats : 488
Souffrances
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▲ 222
▲ 266
Devenir
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 488

488 rats vont être utilisés, tous tués à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré à sévère. Ils subissent des chirurgies de deux heures, une induction de crises de migraine par injections répétées et des séances d'imagerie de quatre à cinq heures sous anesthésie, la sensibilité de la face étant mesurée par application de filaments. Le porteur écrit qu'il ne soulagera pas les animaux pendant les crises migraineuses, dont il attend l'apparition chez tous les animaux induits, sur une durée allant jusqu'à dix jours dans le modèle chronique. Il affirme que les approches sur "l'animal entier" restent "incontournables" et qu'aucune méthode in vitro ou in silico n'existe pour ces mécanismes de douleur.

Objectifs

La migraine est une pathologie neurovasculaire touchant près de 15% de la population mondiale qui se caractérise par des maux de tête (céphalées), associés à une hypersensibilité au bruit, à la lumière et aux stimuli tactiles, comme les caresses. La phase douloureuse est déclenchée par l’activation des terminaisons nerveuses innervant les méninges qui entourent le cerveau. Puis différentes régions du cerveau et des ganglions trigéminés seront activés à leur tour. Les modifications fonctionnelles et structurelles des réseaux neuronaux cérébraux impliquées dans la migraine, en particulier l’impact des antimigraineux, sont encore, à l’heure actuelle, mal connues. L’une des limitations est le manque de résolution des techniques d’imagerie disponibles pour les recherches sur le petit animal. Grâce à l’utilisation d’une technique innovante de neuroimagerie, nous proposons d’étudier les changements fonctionnels et structurels des différentes regions cérébrales impliquées dans la douleur associée aux crises migraineuses. De plus, nous voulons mieux comprendre les mécanismes d’action des antimigraineux et comme la migraine est plus fréquente chez la femme que chez l’homme nous voulons comparer des rats males et femelles. Pour cela, nous utiliserons différents modèles de migraine pertinents cliniquement. L’induction des modèles sera validé grâce à suivi étroit du comportement douloureux de nos animaux, avec la mesure de sensibilité mécanique faciale de l’ensemble des rats (contrôles et migraineux) avant, pendant et après la mise en place du modèle de migraine et lors des crises migraineuses. Ce test respecte les règles éthiques établies par l’IASP (International association for the Study of Pain) puisqu’il permet l’échappement de l’animal vis-à-vis du stimulus qui est de courte durée (3 secondes par stimulation mécanique).

Bénéfices attendus

Cette étude nous permettra de mettre en evidence les changements fonctionnels au niveau cerebral et des ganglions trigéminés associés à la migraine. La comparaison des changements en contexte de crise aigüe ou chronique apportera des informations clés sur la le développement à long terme de la douleur migraineuse. De plus, l’évaluation de l’effet des traitements antimigraineux apportera des informations concrètes sur les changements fonctionnels cérébraux en réponse aux différents traitements. Enfin, les propriétés intrinsèques de la technologie de neuroimagerie utilisée apporteront de nouvelles informations pertinentes sur la composante neurovasculaire dans la migraine, qui joue un rôle clef dans sa physiopathologie. A plus long terme, les résultats de ce projet permettront d’envisager de futures études cliniques interventionnelles chez l’humain avec pour objectifs : 1) d’une part la confirmation des résultats obtenus chez l’animal chez l’humain et 2) d’autre part d’utiliser la neurostimulation d’une (ou des) zones identifiée(s) par notre technique innovante de neuroimagerie qui permettra la stimulation des structures cérébrales, même profondes, impliquées dans la physiopathologie de la migraine. Cette technique viendrait révolutionner la prise en charge thérapeutique des patients migraineux.

Procédures

Nous nous attendons à certaines nuisances et effets indésirables directement associés aux différents gestes techniques que nous allons réaliser : 1) Chirurgie pour permettre l’administration du mélange pro-inflammatoire en aigu. Cette chirurgie réalisée sous anesthésie générale (durée moyenne de 2h) sera réalisée sur 64 rats mâles et 64 rats femelles, une seule fois pour chaque animal. 2) Chirurgie de mise en place de la canule pour le modèle de mélange pro-inflammatoire chronique. Cette chirurgie réalisée sous anesthésie générale (durée moyenne de 2h) sera réalisée sur 64 rats mâles et 64 rats femelles, une seule fois pour chaque animal. 3) Chirurgie d’amincissement du crâne pour permettre la neuroimagerie. Cette chirurgie réalisée sous anesthésie générale (durée moyenne de 2h) sera réalisée sur l’ensemble de nos rats soit 244 rats mâles et 244 rats femelles, une seule fois pour chaque animal. 4) Modèle de migraine induit par l’administration d’un donneur de monoxyde d’azote en chronique : 4 injections intrapéritonéales réalisées sur animal vigile tous les jours pendant 4 jours et la 5ème injection sera réalisée sous anesthésie générale le 5ème jour : le jour de l’imagerie, sur 86 rats mâles et 86 rats femelles. 5) Modèle de mélange pro-inflammatoire aigu : injection sous anesthésie générale (10 minutes). Injection réalisée une seule fois sur 64 rats mâles et 64 rats femelles. 6) Modèle de mélange pro-inflammatoire chronique : 5 injections au total réalisées tous les deux jours sous anesthésie générale (10 minutes) via la canule guide sur 64 rats mâle et 64 rats femelle. 7) Neuromagerie: séance d’imagerie réalisée une fois pour chaque animal sous anesthésie générale (durée moyenne de 4 à 5h) par inhalation d’anesthésique gazeux pour l’ensemble de nos animaux soit 244 rats mâles et 244 rats femelles. 8) Mesure des seuils de sensibilité mécanique : mesure sur animal vigile pour l’ensemble de nos animaux soit 244 rats mâles et 244 rats femelles. Le test dure entre 60 minutes à 75 minutes mais l’application des filaments ne dure que 3 secondes et cette application n’est répétée qu’entre 5 et 8 fois. Cette mesure sera réalisée plusieurs fois selon les modèles, en amont, pendant et après les crises migraineuses.

Impact sur les animaux

Suite aux chirurgies, malgré l’utilisation d’antalgiques pendant et après ces procédures chirurgicales, les animaux peuvent présenter une activité réduire et ressentir une douleur légère à modérée au niveau de la zone opérée en fonction de la réponse aux traitements antalgiques administrés. Ainsi, la période post-opératoire de 48h après une chirurgie d’amincissement avant la séance d’imagerie et d’une semaine après une chirurgie de mise en place d’une canule guide avant l’induction des modèles permettra une récupération complète de l’animal. Comme nous voulons étudier les mécanismes cérébraux associés aux douleurs migraineuses, nous ne soulagerons pas les animaux pendant les crises migraineuses. Il est donc attendu le développement de douleurs migraineuses pour l’ensemble de nos animaux induits. Cependant un suivi étroit sera réalisé et tout dépassement d’un point limite conduira à une réponse adaptée de l’expérimentateur (i.e. traitements antalgiques, modification de la procédure ou mise à mort de l’animal). Pour nos modèles, la durée moyenne des douleurs migraineuses sera de 1h30 pour une injection de soupe inflammatoire en aigu à 10 jours sur un modèle chronique avec des pic de douleur sous forme de crise d’1h à quelques heures et des phases moins douloureuses. Un suivi étroit de la douleur orofaciale sera réalisé dans chacun des modèles chroniques. Notons que nos analyses en imagerie se feront sur animal anesthésié, limitant ainsi la perception douloureuse de l’animal. Néanmois, l’anesthésie prolongée des animaux pour les séances d’imagerie pourrait induire des effets indésirables notamment sur les constantes vitales de l’animal. Celles-ci seront monitorées grâce au suivi des fréquences cardiques et respiratoires. Tout dépassement d’un point limite conduira à une réponse adaptée de l’expérimentateur (i.e. correction du taux d’anesthésique gazeux pour maintenir le niveau adéquat d’anesthésie, modification de la procédure ou mise à mort de l’animal).

Devenir

L’issue de chacune des procédures n°1 à n°5 est la mise à mort des animaux par injection d’euthanasiant chimique pour les animaux utilisés pour la mise en place des modèles au sein du laboratoire ou par perfusion intracardiaque pour l’ensemble des animaux inclus dans notre étude.

Remplacement

Notre projet porte sur la mesure et le suivi des changements fonctionnels et structurels des différentes regions cérébrales impliquées dans la douleur associée aux crises migraineuses par une nouvelle approche de neuroimagerie. Dans ce contexte, les approches intégratives sur l’animal entier restent incontournables. A l’heure actuelle, il n'existe pas de méthodes substitutives in vitro, ex vivo ou in silico pour obtenir des données sur des processus cognitifs complexes et pour l’étude et l’analyse des mécanismes de la douleur.

Réduction

Pour ce projet et afin de respecter la règle de reduction, nous utiliserons un nombre limité de rats et de groupes tout en gardant la significativité des résultats via une analyse statistique adaptée (analyse de variance suivi d'un test post-hoc paramétrique si la distribution est normale ou un test non paramétrique dans le cas contraire). Ce nombre sera gardé le plus petit possible et a été estimé grâce aux outils disponibles de calcul de puissance statistique.

Raffinement

Afin de réduire le stress et l’anxiété, les animaux seront reçus une semaine avant le début des expérimentations. Un suivi quotidien sera assuré contrôlant leur comportement général, leur apparence et la présence d’eau et de nourriture. Les animaux seront hébergés à deux par cage dans le respect des surfaces réglementaires avec enrichissement (tunnel, bois à ronger). Nous avons déterminé des points limites anticipés, liés à l’état général de santé et de bien-être et liés au modèle expérimental et aux procédures. Toute observation anormale sera notée dans un tableau des points limites et nous définirons un score décisionnel en fonction des observations quotidiennes permettant de modifier la procédure en cours avec administration d’un traitement antalgique, et/ou de décaler dans le temps les actes prévus par la suite ou de metre à mort l’animal en dernier recours. Les chirurgies seront réalisées en conditions aseptiques. Pour réduire la douleur pendant la chirurgie, elle sera effectuée sous anesthésie gazeuse et l’animal sera injecté avec des antalgiques. De plus, toute infection suite aux chirurgies prévues dans nos procédures, non maitrisable par traitements médicamenteux entrainera un arrêt immédiat du protocole en cours et l’euthanasie de l’animal par une dose létale d’euthanasiant chimique sous anesthésie gazeuse. Pendant toute la durée des actes sous anesthésie, les constantes vitales seront suivies : température corporelle, pression partielle en O2 et fréquences cardiaque et respiratoire. Aucun acte ne sera entreprit avant que l’animal ne soit stabilisé pour ces différentes constantes. Si un animal anesthésié présentait une détresse respiratoire ou cardiaque ou s’il se trouve en hypothermie, nous procéderons à un arrêt immédiat du protocole en cours et en l’absence de rétablissement la mise à mort de l’animal sera envisagée par l’administration d’une dose létale d’euthanasiant chimique.

Choix des espèces

Les modèles rongeurs sont des modèles de choix pour les études comportementales et des bases physiologiques du cerveau car ils présentent des mécanismes cognitifs complexes et une cartographie fonctionnelle transposable aux humains. Le modèle rat est en particulier adapté aux études comportementales pour sa rapidité d’adaptation. Son poids et sa taille permettent d’avoir une bonne flexibilité expérimentale sans avoir recours à une miniaturisation ayant un coût prohibitif. De plus, les modèles de migraine choisis ont déjà été développés chez le rat et diminueront le nombre d’animaux utilisé pour la mise en place des modèles de migraine. Les rats seront reçus au poids choisi de 150-200g, correspond à celui d’un jeune adulte. Ainsi après une semaine d’habituation et une semaine de comportement, les animaux seront aux poids d’environ 250-300 g pour les mâles et 200-250 g pour les femelles pour démarrer les chirurgies. Notons que plus les animaux sont âgés, plus le crâne est épais et donc la chirurgie d’amincissement longue et susceptible de créer des dommages.

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Souris : 524
Souffrances
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▲ 524
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Devenir
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 524

524 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Génétiquement modifiées pour modéliser l'autisme, elles apprennent une tâche comportementale de 200 essais par jour sous contention partielle de la tête, avec un accès à l'eau restreint à un hydrogel pour les motiver et une perte de poids plafonnée à 10 pour cent. Le porteur décrit ces contraintes comme brèves et réversibles et n'attend pas d'effet indésirable majeur. Il affirme qu'un modèle animal est "absolument nécessaire" pour reproduire la complexité des circuits neuronaux et écarte les approches sur cellules ou sur la mouche.

Objectifs

L’autisme est un trouble neurodéveloppemental caractérisé par des déficits sociaux, des comportements stéréotypés répétitifs et les réactions sensorielles atypiques. Il est estimé qu'à l'échelle mondiale, environ un enfant sur 54 est atteint d'autisme. Malgré la prévalence du trouble du spectre de l'autisme (TSA), les mécanismes neurobiologiques qui sous-tendent les anomalies du comportement ne sont pas bien compris. Une meilleure compréhension de la base neurobiologique des TSA est cruciale pour la gestion des symptômes des TSA et pour le développement d'approches thérapeutiques innovantes, ainsi que pour l'identification de biomarqueurs diagnostiques. L'objectif global de ce projet est de développer de nouveaux biomarqueurs physiologiques et comportementaux chez les modèles génétiques murins de TSA. Ces mesures seront ensuite utilisées pour le développement et l'élucidation de nouvelles approches thérapeutiques. Dans cette étude, nous avons choisi de nous concentrer sur une région du cerveau qui est très bien conservée entre la souris et l'homme. Pour mener à bien nos études, nous proposons de développer et d'exploiter une nouvelle tâche comportementale qui nous permettra d’identifier, à la fois les altérations comportementales ainsi que les modifications physiologiques liées à une altération du fonctionnement du cerveau des souris portant certaines modifications génétiques lié à l’autisme. Ces mesures nous permettront, par la suite, mesures physiologiques afin de mettre en évidence les mécanismes cellulaires et physiologiques associés aux altérations comportementales et cognitives liées à l’autisme. Enfin, nous testerons la capacité de cette tâche à mesurer les conséquences d'une intervention pharmacologique. Pour cette dernière, nous utiliserons une molécule expérimentale qui a déjà été testée dans des essais cliniques chez l'homme et dont le profil de sécurité et la pharmacocinétique sont bien définis.

Bénéfices attendus

Des études de dépistage à grande échelle menées aux États-Unis suggèrent que la prévalence de l'autisme est de 1 enfant sur 54. Bien qu'il n'existe pas d'études de cette ampleur en Europe, la prévalence de l'autisme est probablement similaire. Les symptômes sensoriels affectent la grande majorité des personnes atteintes d'autisme et ont des conséquences fortement négatives sur la vie quotidienne des personnes concernées, comme la capacité à s'intégrer dans une salle de classe, à tolérer certains vêtements, à manger certains aliments. Ces symptômes sont une source majeure de stress pour les familles concernées. La compréhension des processus neurophysiologiques qui sous-tendent les difficultés sensorielles peut apporter des informations importantes sur la façon dont le fonctionnement du cerveau est altéré dans l'autisme. De telles études peuvent conduire à l'élucidation des mécanismes moléculaires, cellulaires et des circuits qui sous-tendent les perturbations sensorielles, révélant ainsi de nouvelles cibles pour le développement de traitements pharmacologiques visant à améliorer des symptômes tels que la surcharge sensorielle ou l'hyperréactivité sensorielle, ou de biomarqueurs permettant d'évaluer le succès de traitements expérimentaux dans un cadre préclinique. De telles études nécessitent des approches invasives et des manipulations qui ne sont pas possibles dans un cadre clinique. Nous pensons que notre étude permettra de mieux comprendre les types de cellules et les circuits impliqués dans l'altération de la perception sensorielle tactile. Elle fournira des biomarqueurs précliniques pour l'évaluation de nouveaux médicaments expérimentaux. Elle nous permettra d'évaluer l'efficacité d'un médicament expérimental existant qui a été proposé comme traitement de l'autisme. Notre étude a le fort potentiel de fournir des informations qui, à terme, amélioreront la vie des personnes diagnostiquées autistes. Ces connaissances peuvent également renforcer l'autonomie et bien être des personnes autistes en leur permettant de comprendre pourquoi elles se sentent comme elles le font dans certaines situations.

Procédures

Pour comprendre les mécanismes neurobiologiques sous-jacent de l'autisme, les animaux apprendront à effectuer une tâche comportementale non aversive , basé sur les récompenses, où ils subiront une session de 200 essais par jour. En même temps, nous effectuons des mesures physiologiques afin d'enregistrer l'activité des neurones du cerveau. Afin de permettre cet enregistrement, les animaux sont entraînés à accepter une contention partielle (immobilisation de la tête). Pour s'assurer que les animaux ne ressentent ni stress ni anxiété, ils seront progressivement habitués à l'installation et à l’immobilisation de la tête. Cette habituation commencera par une exploration libre de la chambre d'enregistrement, puis se poursuivra par une très brève immobilisation initiale. L'habituation se poursuivra très progressivement pendant une semaine, permettant à l'animal d'apprendre que cette immobilisation sera brève et réversible. Lorsqu'ils seront à l'aise dans le dispositif (pas de signes de détresse, capables de manger et boire), l'entraînement à la tâche comportementale commencera. Pendant cette période, chaque animal restera dans le dispositif pendant 30 minutes, une fois par jour.

Impact sur les animaux

Nous ne prévoyons pas d'effet indésirable majeur. Pour réaliser les expériences, les animaux doivent être motivés à consommer de l'eau. Pour cette raison, leur accès à l'eau pendant la journée sera limitée et uniquement sous forme d’hydrogel. Des études antérieures suggèrent que la souris est capable d'adapter son comportement et sa physiologie lorsqu'elle se trouve dans des régions arides. Nos études préliminaires n'ont montré aucune conséquence négative de cette restriction. D'autre part, les animaux seront habitués à une contention partielle (immobilisation de la tête). Cette habituation se poursuit très progressivement, permettant à l'animal de s'adapter à cette contrainte et d'apprendre que cette manipulation sera brève et réversible. Cet apprentissage très progressif est nécessaire afin de réduire au maximum le stress lié à une contention partielle et le rythme d'entraînement est adapté pour chaque animal.

Devenir

À la fin des expériences comportementales, les animaux seront euthanasiés sous anesthésie.

Remplacement

Les expériences proposées dans cette étude nécessitent des circuits intacts et des mesures à la fois physiologiques et comportementaux. Un modèle animal est absolument nécessaire pour reproduire la complexité de ces interactions neuronales et ne peut pas être remplacé par les études in vitro ou in silico. Les études cliniques ne sont pas adaptées à notre objectif expérimental car il s’agit d’une population clinique fragile et car les approches invasives sont nécessaires pour répondre à notre question scientifique. Les circuits neuronaux sont bien conservés chez les différentes espèces mammifères et sont donc susceptibles d'être fonctionnellement similaires chez les rongeurs et les humains. L’utilisation des modèles de plus faible sensibilité neuronale (tels que la mouche à vinaigre) n’est pas adapté à notre projet, parce que cet organisme manque la structure cérébrale ciblée par notre étude.

Réduction

Une conception expérimentale soignée garantira la reproductibilité des résultats et, avec des techniques d'analyse statistique appropriées, l'utilisation d'animaux sera réduite au minimum. Une première étude pilote a été réalisée pour établir les protocoles comportementaux ainsi que les protocoles techniques nécessaires au suivi des réponses neuronales. Cette première étude nous a permis de déterminer le nombre d'animaux nécessaires pour réaliser ces expériences et avoir des résultats statistiquement valides. Cela nous a permis d'assurer la crédibilité de nos résultats avant de procéder à l'étude principale. Les données comportementales et physiologiques seront recueillies auprès des mêmes animaux. Tous les animaux seront d'abord soumis à la tâche de détection tactile, puis seront entraînés à la tâche de discrimination tactile. Les neurones pyramidaux et inhibiteurs seront suivis simultanément et distingués par l'expression de rapporteurs spécifiques. Ces mesures nous permettront de réduire considérablement le nombre d'animaux utilisés dans l'étude et de mesurer simultanément plusieurs paramètres.

Raffinement

Dans cette étude, nous tiendrons compte de toutes les connaissances disponibles concernant le bien-être des animaux et nous surveillerons systématiquement les animaux pour détecter tout signe de douleur, de souffrance ou de détresse. Les expériences seront conçues et menées de la manière la plus humaine possible. Des souris transgéniques seront utilisées pour explorer les déficits neurophysiologiques chez les modèles de souris de l’autisme. Aucune souffrance inhérente n'est prévue pour les souches utilisées lors de ces expériences. Le bien-être des animaux est impératif pour cette étude, car les expériences comportementales exigent que les animaux se sentent à l’aise et ne sont pas soumis à une douleur ou une détresse inutile ce qui peut être préjudiciable à l'interprétation de notre expérience. Afin de minimiser la douleur, la souffrance, l'angoisse ou les dommages durables pour les animaux, toutes les procédures seront effectuées avec une technique soigneuse et un équipement adapté, par un personnel autorisé, compétent et formé de manière appropriée. Tous les animaux seront manipulés en utilisant les techniques les moins stressantes possibles, conformément à la littérature : des tunnels de cages domestiques seront utilisés pour transférer les animaux et une fois que les animaux seront habitués à l'expérimentateur, ils seront manipulés en utilisant la technique qui prend en compte le bien- être de l’animal. Tous les animaux seront pesés quotidiennement et la ration d’eau sera ajustée afin de s'assurer qu'ils ne dépassent jamais une perte de poids de 10%. Un tube et du matériel de nidification seront placés dans chaque cage afin de s'assurer que tous les comportements normaux des animaux se poursuivent. Les animaux sont hébergés en cage collective. Les animaux seront progressivement habitués à la contention partielle afin de réduire à minimum le stress.

Choix des espèces

Ce modèle (la souris transgénique) a été sélectionné pour rester cohérent avec les études antérieures utilisant les modèles genetiques de troubles neurodéveloppementaux. Les rongeurs ont un système neuronal très développé, présentent des comportements compliqués et sont considérés comme une espèce modèle pour les études concernant une variété de réponses comportementales. De plus, à ce jour la souris est la seule espèce de mammifère pour laquelle il est possible, en routine, de modifier le génome afin de créer des modèles de maladies humaines. L'étiologie de l'autisme a une forte base génétique. Les modèles transgéniques impliquant la manipulation (suppression ou modification des gènes à haut risque pour l'autisme) sont considérés comme les modèles ayant une forte « valeur de construction ». 8 semaines au début de la procédure expérimentale. Justification: Conformément aux études précédentes, les animaux auront 8 à 10 semaines au début de la période de apprentissage.

Système Nerveux Central-Tests en épilepsie.

(NTS-FR-413693v1 – 12/07/2022)
  • Recherche appliquée
    • Troubles nerveux
Souris : 8700
Rats : 17730
Gerbilles de Mongolie : 1000
Souffrances
▲ -
▲ -
▲ 1390
▲ 26040
Devenir
 -
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 -
 27430

Des crises d'épilepsie provoquées par des chocs électriques délivrés sur les yeux ou les oreilles, par un son de forte intensité ou par l'injection de substances chimiques : 27 430 rongeurs vont être utilisés dans ces tests, 8 700 souris, 17 730 rats et 1 000 gerbilles de Mongolie. Pour 26 040 d'entre eux, les procédures impliquent un niveau de souffrance sévère, modéré pour les 1 390 autres, et tous sont tués à l'issue, certains après avoir reçu des électrodes dans le cerveau et des stimulations électriques deux fois par jour pendant cinq jours, pour qu'ils fassent une crise à chaque stimulation. Le porteur indique que les études, menées pour tester "l'innocuité et l'efficacité de substances pharmacologiques en développement", sont "principalement réalisées pour des clients du secteur privé pharmaceutique". Il affirme aussi que les procédures ont été "optimisées pour limiter la douleur chez l'animal", et précise que les rongeurs sont anesthésiés ou tués juste après une crise tonique "si possible", sinon à la fin du test. La cour administrative d'appel de Paris a annulé l'autorisation de ce projet le 3 juillet 2026, à la demande de l'association One Voice (arrêt n° 24PA05219), et le résumé ne figure plus sur ALURES.

Objectifs

Scientifique: le projet consiste en l'utilisation de tests basés sur l’induction de crises épileptiques par le moyen de stimulation électrique ou substances chimiques permettant de tester l'innocuité et l'efficacité de substances pharmacologiques en développement. Les études sont principalement réalisées pour des clients du secteur privé pharmaceutique. Ces études sont validées par les directeurs d'étude et la direction du site d'essai. Educatif: de façon à réaliser les procédures expérimentales décrites dans ce projet, dans de bonnes conditions et en respectant le mieux possible les 3Rs, il est indispensable que le personnel réalisant ces procédures soit correctement formé. Cette formation nécessaire dans le cadre de la validation du personnel à ces compétences techniques est réglementaire car permettant d'attester de l’acquisition de ces compétences.

Bénéfices attendus

Bien que ces modèles pré-cliniques soient sévères, ils sont recommandés pour tester l’efficacité de nouveaux médicaments et leurs mises sur le marché. La recherche de nouveaux traitements est indispensable pour améliorer les conditions de vie ainsi que l’espérance de vie des patients. A l’heure actuelle, environ 30% des patients épileptiques ne répondent pas aux traitements médicamenteux disponibles.

Procédures

Chacune des procédures inclut une phase d’administration de substance (e.g. par voie orale, intrapéritonéale, sous-cutanée ou intra-veineuse). Procédures 1, 2, et 4 et 5 : les rongeurs sont soumis à une stimulation électrique (délivrée au moyen d'électrodes cornéales ou auriculaires) ou sonore (de forte intensité). Les symptômes épileptiques sont scorés dans la minute suivant la stimulation. Procédure 3 : un réactif est injecté et les symptômes épileptiques sont observés sur 30 minutes. Procédure 6 : des électrodes épidurales et en profondeur sont implantées afin d'enregistrer l'électroencéphalogramme (EEG). Après 2 semaines, une substance chimique est administrée et les signaux sont enregistrés sur 1 à 4 heures pendant 1 à 2 jours par semaine (durée totale de 4 à 5 semaines). Procédures 7 et 10 : les animaux sont implantés avec des électrodes afin d'enregistrer l'EEG. Après deux semaines, les signaux sont enregistrés sur 1 à 24 heures pendant 1 à 2 jours par semaine (durée totale de 4 à 5 semaines). Procédure 8 : les animaux sont opérés pour implanter des électrodes, afin de délivrer les stimulations et enregistrer l'EEG. Après 2 semaines de récupération, les animaux reçoivent des stimulations électriques cérébrales, 2 fois par jour pendant 5 jours sur 2 semaines, afin de les sensibiliser et que ces derniers développent une crise après chaque stimulation électrique. Puis, les effets d'une substance sont évalués et les animaux reçoivent 2 stimulations par semaine sur 4 à 5 semaines consécutives. Procédure 9 : une substance chimique est injectée et les symptômes épileptiques sont observés sur 1h (maximum de 3 injections sur 1 h). Une fois les animaux en état épileptique pendant 1 heure, une substance stoppant les symptômes est administrée. Les animaux sont gardés pendant 5 à 6 semaines et ceux présentant des symptômes d'agressivité sont sélectionnés et implantés avec des électrodes. Après 2 semaines, les signaux sont enregistrés sur 2 semaines consécutives pour détecter les crises spontanées. Quand cela est pertinent, des prélèvements de sang (en générale, veine mandibulaire, sublinguale ou caudale) peuvent être réalisés au cours de chaque procédure pour collecter des données de pharmacocinétique.

Impact sur les animaux

Certains tests décrits dans ce projet conduisent à l'apparition de crises partielles (clonus des pattes avant) ou généralisées (crises toniques ou redressement), après une stimulation électrique ou l'administration d'une substance chimique. Les animaux sont anesthésiés et /ou euthanasiés juste après l'observation d'une crise tonique si possible ou à la fin du test pour limiter la douleur. Bien que ces modèles soient sévères, ils sont recommandés pour évaluer de nouveaux traitements anti-épileptiques.

Devenir

Procédures 1 à 5 et 9 : en raison de l’induction de convulsions toniques, ces animaux sont immédiatement anesthésiés/euthanasiés à la fin du test. Procédures 6, 7, 8 et 10 : les animaux peuvent être gardés à la fin de la première étude car ils vont montrer des crises d'absence non convulsive ou des crises partielles évoluant en crises généralisées sans l'apparition de crises toniques. Ces animaux peuvent donc être réutilisés (dans le même modèle) pour tester d’autres composés anti-épileptiques et réduire le nombre total d’animaux utilisés pour plusieurs études. Ils seront toutefois euthanasiés à la fin de l’expérience.

Remplacement

Il existe des techniques alternatives permettant d'évaluer les traitements sur des cultures primaires de neurones ou des tranches cérébrales afin de limiter le nombre d'animaux utilisés et de sélectionner les meilleurs candidats médicaments. Néanmoins, l'efficacité de nouveaux traitements doit également être démontrée sur des modèles plus complexes (modèles animaux) permettant ainsi l’observation des effets de substances pharmacologiques sur le comportement des animaux et l'activité cérébrale.

Réduction

Dans certains modèles aigus d’épilepsie (test de convulsions suite à l'administration induite par une substance chimique, une stimulation électrique (test du 6 Hz) ou un son (test audiogénique), il est possible de tester plusieurs composés et doses dans une même expérience. Ceci permet de limiter le nombre d'animaux contrôles (négatifs et/ou positifs) sur plusieurs études. Pour les modèles chroniques d’épilepsie (par faibles stimulations électriques répétées (« kindling ») ou test sur souche de rats «épileptiques » (rats WAG), un lot d'animaux sera implanté avec des électrodes et ces animaux recevront les 4 à 5 substances inclus dans une même étude, espacé d'une semaine entre chaque traitement. Les animaux sont réutilisés plusieurs fois afin de réduire le nombre total d’animaux. Par exemple, 12 rats seront opérés et ces animaux recevront 5 traitements différents sur 5 semaines (un traitement par semaine) au lieu d'utiliser 12 rats par traitement (soit 60 rats).

Raffinement

Les procédures décrites ont été optimisées pour limiter la douleur chez l'animal. Par exemple, lorsque les convulsions sont induites par une stimulation électrique cornéale, un gel anesthésiant est appliqué sur les yeux de l'animal pour limiter la douleur liée à l’application du choc électrique. Pour les procédures avec une chirurgie cérébrale, une analgésie est assurée pendant et durant les 48 heures suivants l’opération. Les animaux sont opérés sous anesthésie générale, mais une anesthésie supplémentaire est appliquée au niveau du crâne pendant la chirurgie, pour s’assurer de l’absence totale de sensation douloureuse. Enfin, un gel ophtalmique est appliqué sur les yeux pour éviter le dessèchement de l'œil pendant la chirurgie (les yeux restants ouverts lorsque les rongeurs sont anesthésiés). Dans certains modèles, l'enregistrement de l'électroencéphalogramme est réalisé en plus de l’évaluation comportementale des animaux (absence ou présence de convulsions) ce qui permet de compléter l'analyse comportementale et de raffiner le modèle.

Choix des espèces

Dans la plupart des cas, les études d’épilepsie sont effectuées chez le rongeur (souris ou rat) car ces modèles sont translationnels. Les substances anti-épileptiques mises sur le marché ont été découvertes en utilisant des modèles pré-cliniques chez le rongeur. Le choix de l’espèce (souris ou rat) est souvent lié aux études préalables réalisées (études de pharmacocinétique par exemple) et aussi en fonction de la disponibilité de la molécule. On utilisera de préférence la souris lorsque la molécule est en quantité limitée. Dans certains cas, le modèle n’est validé que chez une espèce (exemple du modèle du kindling par stimulation électrique de l’amygdale) utilisé principalement chez le rat). Une fois, l’efficacité d’une substance démontrée chez la souris et/ou le rat, une troisième espèce peut être recommandée par l’ANSM pour l’autorisation de mise sur le marché d’une nouvelle substance. Les rongeurs (rats, souris) sont testés une fois sevrés, l’âge peut varier entre 3 semaines et 2 ans, conformément aux données historiques et à la bibliographie scientifique (Bialer and White, 2010; Barker-Haliski and White, 2020). Ces procédures décrites dans ce projet peuvent être utilisées de façon longitudinale sur des rongeurs depuis la période néonatale jusqu'à l'âge adulte.

  • Recherche appliquée
    • Troubles nerveux
Souris : 72
Souffrances
▲ -
▲ 72
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▲ -
Devenir
 -
 -
 -
 72

72 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger. Elles reçoivent pendant deux mois une alimentation enrichie en extraits végétaux et sont soumises à des tests comportementaux de mémoire que le porteur ne précise pas, avant d'être tuées pour prélever leur cerveau. Le projet répond à une collaboration avec un partenaire industriel visant à démontrer l'effet d'une supplémentation nutritionnelle. Le porteur affirme que l'étude de la mémoire ne peut se faire que sur des animaux vivants.

Objectifs

Le projet de recherche est porté par un laboratoire académique et répond à une collaboration avec un partenaire industriel. Il a été autorisé par la Direction d'Unité. Aucun projet ne sera initié sans validation par le donneur d'ordre. Les procédures décrites dans ce document ne font pas double emploi. Toutes les molécules testées dans ce projet sont des nutriments et ont déjà été validées sur le plan de l'alimentarité. L'objectif de ce projet est d'évaluer l'efficacité d'une supplementation en extraits végétaux sur la prevention du déclin cognitif lié à l'âge.

Bénéfices attendus

Le projet a pour objectif de démontrer qu’une supplémentation nutritionnelle en nutriments permet de prévenir des altérations cognitives qui apparaissent au cours du vieillissement physiologique mais qui impactent la qualité de vie des personnes. Ce projet s’inscrit dans le cadre de recherche portant sur la nutrition préventive et personnalisée. Les résultats attendus sont donc une prévention des altérations de mémoire classiquement observées au cours du vieillissement.

Procédures

Afin d’évaluer l’impact de nutriments sur la mémoire, les animaux seront supplémentés pendant 2 mois avec des nutriments provenant d'extaits végétaux. La supplémentation sera ajoutée directement dans les croquettes lors de leur fabrication . Les animaux adultes contrôles recevront un régime standard. Toutes les molécules testées dans ce projet sont des nutriments et ont déjà été validées sur le plan alimentairee. Afin d’évaluer les troubles de mémoire des animaux, les souris seront soumises, au cours de la supplémentation, à différents tests comportementaux couramment utilisés au laboratoire . Ces tests permetrtont d'évaluer les capacités d'apprentissage des animaux ainsi que leur mémoire.,

Impact sur les animaux

Il n'y a pas d'effets indésirables attendus qui seraient induits par le supplémentation car l'alimentarité du produit a été démontré. Les tests comportementaux peuvent induire un stress chez l'animal.

Devenir

Les animaux seront mis à mort afin de récupérer les organes, dont le cerveau en vue d’études biochimiques.

Remplacement

L'étude de comportements de la mémoire ne peut être réalisée que sur animaux vivants ce qui rend impossible le remplacement de ceux-ci par des modèles in vitro.

Réduction

En effet, le nombre d'animaux sera réduit au mieux en se basant sur des expériences préalablement menées au laboratoire qui ont montré par le biais de tests statistiques des différences entre plusieurs groupes. Les effectifs seront determinés et les résultats analysés avec des tests statistiques adaptés.

Raffinement

Toutes les précautions possibles seront prises afin de raffiner nos procédures et réduire au mieux la douleur (antalgiques avant anesthésie) et l'inconfort (manipulation régulière et enrichissement de l'hébergement) des animaux. Des points limites ont été définis et une grille de score sera appliqué. L'hébergement se fera en cages collectives et l'environnement sera enrichi : igloo et carré de coton. La mise à mort sera réalisée via l’administration d’un produit euthanasiant sous analgésie générale.

Choix des espèces

Le modèle utilisé dans ce projet est la souris. C'est un animal sur lequel les traitements nutritionnels et les évaluations comportementales sont faciles à conduire et maitrisés au sein du laboratoire. Les souris arriveront à l’animalerie à l’âge adulte de 7 semaines et/ou de 16 mois, âges à partir desquels les supplémentations seront administrées aux animaux.

  • Recherche appliquée
    • Troubles nerveux
  • Recherche fondamentale
    • Système nerveux
Rats : 960
Souffrances
▲ -
▲ -
▲ 960
▲ -
Devenir
 -
 -
 -
 960

960 rats vont être utilisés, tous tués à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Dès l'âge de sept jours, chaque raton subit une chirurgie du cerveau pour léser l'hippocampe, 320 recevant plus tard un implant d'électrodes, puis les animaux sont exposés à l'alcool et isolés durant l'adolescence avant d'être tués pour vérification histologique. Le porteur justifie le rat par l'auto-administration d'alcool, plus difficile à observer chez la souris, et par la reprise d'un modèle déjà utilisé au laboratoire. Il indique utiliser mâles et femelles pour ne pas avoir à éliminer d'animaux surnuméraires.

Objectifs

L'objectif principal de ce projet est d'étudier l'impact à l'adolescence d'expositions précoces aux drogues sur les troubles du comportement et sur la transmission dopaminergique au sein du noyau accumbens dans un modèle animal de schizophrénie. En effet il existe une prévalence élevée de patients atteints de schizophrénie qui présentent un trouble de la consommation d'alcool. Les consommations d'alcool et de cannabis sont fréquentes à l'adolescence aussi bien dans la population générale que chez les sujets qui risquent de présenter la maladie. Nous chercherons donc à étudier le rôle de ces expositions précoces d'alcool et d'agents cannabinoides sur les comportements des animaux modèles de schizophrénie mais également sur la neurotransmission dopaminergique. En effet la dérégulation de ce système de neurotransmission est directement impliquée aussi bien dans les troubles de la consommation d'alcool que dans ceux associés à la schizophrénie. A ce jour, aucune étude ne s'est intéressée aux effets à court terme des expositions précoces aux drogues dans les modèles de schizophrénie.

Bénéfices attendus

Il a déjà été montré que l'exposition précoce à l'alcool durant l'adolescence est nécessaire pour l'observation à l'âge adulte d'une consommation exagérée d'alcool. Néanmoins, nous n'avons pour le moment aucune information concernant la co-exposition avec des agents cannabinoides, drogues très fréquemment consommées par les adolescents et les jeunes adultes atteints de schizophrénie ou non. Grâce à ces expériences, nous pourrons obtenir des données importantes concernant les mécanismes neurobiologiques précoces qui sous-tendent les troubles de la consommation d'alcool dans un modèle pertinent pour l'étude de la schizophrénie. L'aspect neurobiologique de ce projet aidera la communauté scientifique à mieux comprendre l'impact à l'adolescence d'une exposition précoce à des drogues couramment utilisées sur les systèmes dopaminergiques.

Procédures

Tous les animaux du projet (soit 960 ratons mâles et femelles) subiront une chirurgie à l'âge de 7 jours. Cette opération ne dure jamais plus de 20 minutes et se fera sous anesthésie générale et sous anesthésie locale. Par la suite à l'adolescence 320 rats subiront une seconde chirurgie qui ne durera pas plus de 30 minutes. De plus, les animaux auront la possibilité d'avoir accés à de l'alcool (10% à l'adolescence pendant 15 jours et 20% pendant 4 semaines à l'âge adulte). Cette exposition à l'alcool se fera de manière volontaire par les animaux puisqu'ils seront soumis à un protocole de libre choix à 2 bouteilles, une bouteille contenant la solution d'alcool et une bouteille d'eau.

Impact sur les animaux

Douleurs post-opératoires de palier 1 à 2 à J7 suite à la lésion de l'hippocampe ventral par chirurgie stéréotaxique. Durée attendue : 2-3 jours. Douleurs post-opératoires de palier 1 à 2 à environ J50 - J60 suite à l'implantation d'électrodes d'enregistrement par chirurgie stéréotaxique. Durée attendue : 2-3 jours. Isolement des animaux pendant la période d'exposition à l'alcool à l'adolescence pendant 14 jours.

Devenir

Les procédures initiales ne sont que des étapes qui nous permettent de générer nos animaux modèles de comorbidité. Tous les animaux issus de ces procédures seront répartis en différents groupes expérimentaux avant d'être euthanasiés en fin de protocole pour vérification histologiques des sites de lésions et d'implantations.

Remplacement

Les études de mécanismes complexes de maladies psychiatriques comme la schizophrénie ou l'addiction ne sont pour le moment pas remplaçables par des méthodes in vitro ou in sillico. Les mécanismes impliqués sont trop complexes pour pouvoir être simplifiés à ce jour. Le modèle que nous avons choisi fait partie des modèles les plus utilisés et les plus complets avec une validité de ressemblance, une validité de construction et une validité de prédiction très bien décrites dans la littérature.

Réduction

Le nombre d'animaux nécessaire à chacune des expériences a été estimé sur la base de nos précédentes expériences utilisant le même modèle NVHL en prenant en compte la variabilité interindividuelle observée aussi bien dans les modèles animaux que dans les différents paradigmes comportementaux utilisés. Nous utiliserons au maximum les mêmes animaux entre les différentes procédures pour limiter le nombre total d'animaux utilisés dans ce projet. De plus nous réaliserons les expériences aussi bien sur les mâles que sur les femelles pour ne pas avoir à éliminer les animaux surnuméraires mais également, dans le but d'une réduction, ne pas à avoir à refaire tout ce projet ultérieurement uniquement sur les femelles (et donc euthanasier les ratons mâles surnuméraires à ce moment).

Raffinement

Pour chacune des procédures nous avons mis en place un série de points limites ainsi qu'une grille de scoring du bien-être animal. Une action thérapeutique adaptée sera déclenchée dès q'un point limite sera atteint. « En ce qui concerne les conditions d'hébergement, les animaux seront stabulés en groupe tout au long du projet sauf pendant les périodes d'évaluation de la consommation d'alcool. Ces périodes seront limitées au strict minimum nécessaire et l'isolement sera contrebalancé par une manipulation accrue par les expérimentateurs (enrichissement inter-espèce).

Choix des espèces

Le modèle NVHL est un modèle décrit chez le rat. Pour poursuivre nos études nous devons utiliser le même modèle que précédemment. Le rat est un modèle idéal pour l'étude de la comorbidité troubles de la consommation d'alcool/schizophrénie en particulier en ce qui concerne certaines études comportementales comme l'auto-administration d'alcool qu'il est plus difficile d'observer chez les souris. Les animaux seront utilisés tout au long de leur vie. Le modèle de schizophrénie que nous allons utiliser nécessite une lésion de l'hippocampe ventral au 7ème jour de vie. Tous les petits seront ensuite soumis à la procédure d'exposition aux drogues pendant la période d'adolescence (entre les jours 28 et 50). Les rats seront conservés jusqu'à l'âge adulte pour évaluer les effets d'une telle préexposition précoce sur les comportements et la neurobiologie à l'âge adulte.

  • Recherche appliquée
    • Troubles nerveux
  • Recherche fondamentale
    • Système nerveux
Souris : 1700
Souffrances
▲ -
▲ 260
▲ 1440
▲ -
Devenir
 -
 -
 -
 1700

1 700 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance pouvant aller jusqu'au modéré. Elles reçoivent une alimentation enrichie en fructose, des prélèvements de sang à la queue et une injection de LPS qui déclenche fièvre, perte d'appétit et perte de poids, avant d'être tuées pour analyser leur cerveau. Le porteur décrit des tests comportementaux censés mesurer les émotions sans préciser lesquels, et affirme que l'étude des comportements émotionnels ne peut se faire que sur des animaux vivants. Les retombées annoncées, mieux cerner les risques d'une consommation excessive de fructose, restent renvoyées à un questionnement de sécurité nutritionnelle.

Objectifs

La consommation de fructose, qui a fortement augmenté ces dernières années notamment par l’utilisation de sirop riche en fructose dans les produits transformés, est parallèle à celle du nombre de patients atteints d’obésité. Ces données suggèrent un rôle de ce sucre dans le développement des désordres métaboliques et ont conduit l’Anses à émettre des recommandations pour développer des recherches plus approfondies sur « le lien entre consommation de sucres et pathologies associées ». Une question qui n’a jamais été adressée directement est la capacité du cerveau à détecter le fructose. Cette question est justifiée par le nombre croissant d’études montrant que la consommation de fructose peut, chez l’Homme et/ou dans des modèles animaux, moduler le comportement alimentaire, l’état émotionnel ou la mémoire. Néanmoins, aucune étude n’a testé l’effet direct du fructose sur l’activité des cellules microgliales du cerveau qui seraient les seules cellules cérébrales capables d'utiliser le fructose. Ainsi, le but de ce projet est de déterminer si le fructose joue le rôle de molécule signal au niveau cérébral, module l’activité des microglies et participe au contrôle des émotions. Pour cela, nous déterminerons par immunohistochimie si l'administration orale de fructose active des régions cérébrales et lesquelles; et si l'alimentation de souris avec du fructose (dans l'eau de boisson ou avec des croquettes enrichie en fructose) favorise une inflammation cérébrale et altère les émotions grâce à l'utilisation de tests comportementaux spécifiques. L'ensemble des expériences sera réalisé sur des souris sauvages contrôles ou déficientes pour le transporteur de fructose GLUT5 spécifiquement dans les microglies.

Bénéfices attendus

Notre projet est en parfaite adéquation avec les attentes des pouvoirs publics et de la communauté scientifique. Dans son dernier rapport de l’Anses de Décembre 2016, la nature des sucres ingérés, notamment le fructose, fait l’objet d’une attention particulière. De nombreuses observations ont conduit l’Anses à émettre des recommandations pour développer des projets afin, d’une part, « d’entreprendre de nouveaux travaux de recherche permettant d’éclairer la nature précise du lien entre consommation de sucres et pathologies associées » et, d’autre part, « d’explorer de nouvelles pistes dans le champ de la psychologie cognitive ou la neurophysiologie ». En identifiant des fonctions cérébrales qui peuvent être affectées par l’augmentation de la concentration cérébrale en fructose, ce projet permettra d’étayer le questionnement de sécurité nutritionnelle lié à une consommation excessive de ce sucre.lopper des projets afin d’une part, « d’entreprendre de nouveaux travaux de recherche permettant d’éclairer la nature précise du lien entre consommation de sucres et pathologies associées » et d’autre part, « d’explorer de nouvelles pistes dans le champ de la psychologie cognitive ou la neurophysiologie ». En identifiant des fonctions cérébrales qui peuvent être affectées par l’augmentation de la concentration cérébrale en fructose, ce projet permettra d’étayer le questionnement de sécurité nutritionnelle lié à une consommation excessive de ce sucre.

Procédures

Régimes alimentaires enrichis en fructose. Tests comportementaux (quelques minutes) et prélèvements de sang en vue de la mesure de la glycémie et de l'insulinémie. Un test comportemental sera réalisé en condition d'inflammation.

Impact sur les animaux

Le fructose est un sucre consommé par l'Homme. Les tests comportementaux réalisés ne durent que quelques minutes et n’induisent pas de stress majeur induisant une altération de l’état général des animaux. Certaines nuisances ou effets indésirables sont néanmoins attendus comme le traitement au LPS qui induit un phénotype de maladie transitoire (fièvre, perte d'appétit et perte de poids). Les prélèvements de sang à la queue pourront également engendrer une légère douleur aux animaux. Cette douleur sera prise en charge par l'utilisation d'un anesthésique local (lidocaïne).

Devenir

Tous les animaux seront mis à mort à la fin de chaque procédure.

Remplacement

L'impact d'une alimentation déséquilibrée et l'étude de comportements émotionnels ne peuvent être étudiés que des animaux vivants et vigiles rendant impossible le Remplacement par l'utilisation de modèles in vitro.

Réduction

Le nombre d’animaux sera réduit au mieux grâce à l’utilisation de tests statistiques montrant la différence entre plusieurs groupes.

Raffinement

Toutes les précautions possibles seront prises afin de raffiner nos procédures et réduire au mieux l'inconfort des animaux (manipulation régulière et hébergement avec enrichissement). Des experimentations seront réalisées sous anesthésie et avec l'utilisation d'analgésiques. Des points limites précis et précoces ainsi qu'une méthode d'évaluation pour la prise en charge des animaux ont été établis.

Choix des espèces

La souris est l’espèce la plus étudiée avec des données bibliographiques abondantes ce qui diminue le risque de duplication inutile de travaux et veille à réduire au mieux le nombre d’animaux utilisé. L’utilisation de tests comportementaux permettant d’apprécier les troubles emotionnels ont principalement été développés chez la souris au laboratoire. Des animaux adultes de 7-10 semaines seront utilisés au début des traitements. Cet âge est est le plus courament utilisé dans la littérature.

  • Recherche appliquée
    • Diagnostic des maladies
    • Troubles nerveux
Rats : 160
Souffrances
▲ -
▲ -
▲ 160
▲ -
Devenir
 -
 -
 -
 160

160 rats vont être utilisés, tous tués à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Ils reçoivent un régime carencé en vitamine A censé induire une neurodégénérescence, avec déclin cognitif et altérations motrices, avant d'être tués pour analyse post-mortem du cerveau, la moitié alimentant une biobanque. Le porteur signale que ces déficits ne sont visibles qu'au moyen de tests comportementaux "poussés" qu'il ne détaille pas. Il affirme qu'il n'existe pas de méthode alternative adaptée pour ce projet de physiologie intégrée.

Objectifs

Cette étude s'inscrit dans le cadre d'un Grand Projet de Recherche (GPR) financé par l'Etat français. L'objectif scientifique du projet est d'étudier en parallèle et de manière harmonisée 3 maladies neurodégénératives pour identifier des biomarqueurs communs et ainsi développer de nouvelles stratégies thérapeutiques de prévention et de traitement pour ces pathologies. Ces trois maladies sont la maladie d'Alzheimer, la maladie de Parkinson et la sclérose latérale amiotrophique. Le modèle de carence en vitamine A chez le rat présente des aspects de déclin cérébral global : déclin cognitif et altérations motrices principalement. J'étudie ce modèle depuis plusieurs années en rapport avec la neurodégénéresence spécifique à la maladie de Parkinson. Je m'associe au projet GPR afin d'étudier tous les aspects de la neurodégénérescence dans ce modèle, en rapport avec les 3 maladies neurodégénératives citées plus haut. Ainsi, les animaux utilisés vont permettre d'étudier l'impact de la carence en vitamine A sur la neurodégénérescence d'un point de vue biochimique et sub-cellulaire dans les différents types de neurones spécifiquement altérés dans ces pathologies. Par ailleurs, la moitié des animaux utilisés servira à constituer une biobanque qui a vocation à recueillir les échantillons biologiques des différents modèles des pathologies citées, pour des investigations harmonisées sur ces 3 pathologies.

Bénéfices attendus

L'utilisation de ces animaux permettra de mieux comprendre les mécanismes neurobiologiques communs qui sous-tendent la neurodégénérescence dans les maladies d'Alzheimer, de Parkinson et la sclérose en plaque amiotrophique.

Procédures

Les animaux seront soumis à un régime sub-carencé en vitamine A. C'est la seule intervention qui sera réalisée dans cette étude.

Impact sur les animaux

Les nuissances ou effets indésirables attendus sur les animaux suite au régime sub-carencé en vitamine A sont d'une classe de sévérité modérée. Peu de nuisances ou d'effets indésirables sont attendus chez les animaux. Hormis la neurodégénérescence qui est attendue, ce qui peut induire un déclin cognitif et des altérations motrices modérées, nous n'avons pas observé d'effet sévère sur les animaux à cause du régime. Pour la vie quotidienne des animaux, les conséquences de la sub-carence ne sont pas observables, il faut réaliser des tests comportementaux poussés pour voir des déficits au niveau des capacités de mémorisation et d’apprentissage moteur.

Devenir

Les animaux doivent être euthanasiés à la fin de la procédure expérimentale car une grande partie du projet repose sur l'analyse post-mortem de plusieurs structures cérébrales pour étudier les mécanismes de la neurodégénérescence à l'échelle sub-cellulaire.

Remplacement

Ce projet est fondamentalement un projet de physiologie intégrée étudiant l'impact de la nutrition sur la physiologie du cerveau dans son ensemble, il n'existe donc pas de méthode alternative ou substitutive adaptée aujourd'hui. Les cellules en culture ne forment pas de réseaux de neurones représentatifs de la réalité biologique et nous n'avons pas encore suffisamment de données pour utiliser des modèles informatiques. De plus, les approches expérimentales réalisées dans ce projet ne sont pas envisageables chez l'Homme.

Réduction

Un nombre de 10 animaux par groupe a été déterminé comme étant le minimum requis pour atteindre une puissance statistique suffisante. Nous aurons 2 études en parallèle dans ce projet, avec 2 régimes différents et 2 temps de prélèvements post-mortem, et ces études seront réalisés chez des rats mâles et femelles. Ceci représente un total de 160 rats.

Raffinement

Les rats seront hébergés par paire avec un congénère et ils bénéficieront d'un enrichissement comportemental dans leur cage. Leur état de santé sera vérifié quotidiennement et ils seront pesés 1 fois par semaine. Malgré toutes les précautions prises, si un animal présente des points limites à un moment de l'étude, comme une diminution du poids de plus de 20% en 1 semaine, il sera euthanasié pour éviter toute souffrance. Cette étude de recherche fondamentale apportera des connaissances importantes sur les mécanismes de la neurodégénérescence et pourra ouvrir la voie à de nouvelles stratégies thérapeutiques pour traiter les maladies étudiées et/ou en ralentir la progression.

Choix des espèces

L'utilisation du modèle rat représente le meilleur compromis pour tester nos hypothèses afin de comprendre la neurodégénérescence induite par la carence en vitamine A. D'une part, le modèle de carence en vitamine A est très maitrisé depuis de nombreuses années chez le rat. Ainsi, cette étude pourra s'appuyer sur toutes les données déjà publiées et ne nécessitera pas de validation supplémentaire. D'autre part, la carence chez le rat est bien mieux maitrisée que chez la souris, car la carence chez la souris est beaucoup plus longue, ou bien doit être commencée pendant la phase développementale, ce qui n'est pas réalisable vis à vis de nos hypothèses de travail. Les animaux seront utilisés à partir du sevrage (21 jours) et les régimes dureront 1 ou 4 mois.

  • Recherche appliquée
    • Troubles nerveux
  • Recherche fondamentale
    • Système nerveux
Souris : 1104
Souffrances
▲ -
▲ 584
▲ 520
▲ -
Devenir
 -
 -
 -
 1104

1 104 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures de gravité légère à modérée. Jusqu'à 360 d'entre elles subissent deux chirurgies crâniennes pour poser puis retirer un dispositif d'injection directement dans le cerveau pendant un mois, pour tester des molécules ciblant des sucres impliqués dans la maladie d'Alzheimer. Ces souris sont modifiées pour exprimer une forme anormale de la protéine tau humaine. Le porteur affirme que la validation chez le mammifère est "indispensable" et que la souris est la seule espèce disponible portant cette mutation.

Objectifs

Les tauopathies, auxquelles appartiennent la maladie d’Alzheimer et les démences fronto-temporales, se caractérisent par une perte neuronale due à l’accumulation de la protéine tau sous une forme anormale (= tauopathie) dans le cerveau des patients. À ce jour, aucun traitement curatif de ces pathologies n’existe sur le marché. Dans le but de développer un traitement pour ces pathologies, notre laboratoire étudie le rôle de certains sucres complexes, sur la modification anomale de la protéine tau. De précédents travaux ont déjà montré qu’il était possible de diminuer le développement de la tauopathie en empêchant l’activité de l’enzyme qui produit ces sucres dans des modèles de tauopathie qui miment certains aspects de la pathologie (modèles cellulaires et poisson zèbre). Des résultats préliminaires, obtenus dans le cadre d’un projet Européen, ont également permis de montrer qu’empêcher l’interaction de ces sucres avec la protéine tau, grâce à des molécules spécifiques, permet de diminuer le développement de la pathologie dans un modèle de souris qui développe une tauopathie. Ainsi en poursuivant l’étude de ces molécules dans ce modèle souris, sélectionné pour sa capacité à reproduire plusieurs aspects de la maladie (modification de la tau, mort des neurones et troubles cognitifs aux âges avancés…), et en utilisant un modèle de souris modifiées ne possédant pas l’enzyme, nous espérons avoir des preuves solides de l’efficacité de cette stratégie thérapeutique pour débuter de premières études chez l’homme. En effet, il est nécessaire d'un point de vue réglementaire de démontrer que notre concept est efficace dans un modèle se rapprochant de l'homme pour débuter des essais cliniques. Ce projet a ainsi comme objectifs : 1) de valider une nouvelle cible pharmacologique pour le traitement de la maladie d’Alzheimer et 2) de démontrer qu’une approche pharmacologique est possible pour éviter le développement et/ou la progression de la pathologie chez le mammifère.

Bénéfices attendus

Aucun traitement curatif n'existe actuellement pour le traitement des tauopathies auquelles appartiennent la maladie d'Alzheimer et les démences fronto-temporale. Le développement de nouvelles thérapies pour ces pathologies nécessite d'explorer de nouvelles approches, les anciennes cibles n'ayant montré que peu d'effet lors des essais cliniques. Ce projet permettra de mieux caractériser l'effet de deux nouvelles classes de composés thérapeutiques sur les tauopathies et de définir les concentrations cérébrales des meilleurs composés sélectionnés dans les procédures suites à leur administration chez la souris, afin de pouvoir initier les premiers dossiers cliniques.

Procédures

Les souris impliquées dans la procédure visant à étudier l’effet des molécules par injections intracérébrales (maximum 360 souris) auront deux interventions chirurgicales de maximum 1h (sous anesthésies générales et analgésiques) afin de permettre l’installation et la désinstallation de l’appareil qui permettra l’injection de la molécule pendant 1 mois.

Impact sur les animaux

Dans les procédures numéros 1, 2, 3, 4, 5, les nuisances ou effets indésirables attendus sont liés à l’élevage en captivité des animaux sur plusieurs mois et la manipulation des animaux (contention, change). Dans la procédure numéro 2, les nuisances ou effets indésirables attendus sont liés à la stéréotaxie qui consiste en l’immobilisation de l’animal sur le cadre stéréotaxique, à l’introduction d’une l’aiguille dans le cerveau, puis à l’installation d’une canule pour la réalisation des traitements. Dans la procédure numéro 3, les nuisances ou effets indésirables attendus sont liés à la manipulation/actes expérimentaux sur l'animal : contention, injections répétées dans le temps des composés. Pour information, aucune toxicité n’a été identifié avec les molécules aux doses utilisés. Dans la procédure numéro 5, les nuisances ou effets indésirables attendus sont liés à la manipulation/actes expérimentaux sur l'animal : contention, injections des composés.

Devenir

Les animaux de l’ensemble des procédures seront mis à mort à la fin des procédures expérimentales afin de réaliser les analyses nécessaires à la quantification de nos paramètres biologiques dans le cerveau.

Remplacement

La tauopathie est une maladie humaine et la souris est la seule espèce mammifère actuellement modifiée pour exprimer la protéine tau humaine anormale qui induit la tauopathie. De plus, cette hypothèse a déjà été validé dans un modèle de poisson portant la même mutation avec des résultats montrant une diminution de la tauopathie. La validation de notre hypothèse chez le mammifère est indispensable. Le modèle de souris exprimant la protéine tau humaine anormale répond parfaitement à l’objectif scientifique du projet et ce modèle est disponible dans le commerce. Les résultats positifs obtenus antérieurement montrent l'importance de l'invalidation de notre gène d'intéret dans la même espèce (souris), pour pouvoir effectuer des croisements entre ces 2 lignées et mettre en évidence l'impact de cette invalidation sur l'évolution de la tauopathie.

Réduction

Pour les études chez l'animal, nous avons optimisé le nombre d’animaux par sous-groupe (n=10) afin d’obtenir des résultats statistiquement exploitables et réaliser des analyses avec un nombre d’animaux réduit au strict nécessaire. L’évolution de la pathologie sera étudiée dans les régions du cerveau touchées dans la maladie d'Alzheimer. Ainsi, chaque groupe sera subdivisé en sous-groupe de 10 animaux, selon leur âge, qui seront maintenus vivants dans les conditions standard d’animalerie pendant 2, 4, 6 et 8 mois. Aux temps correspondants, les différents groupes d’animaux seront mis à mort afin d’étudier l’évolution de la maladie dans le cerveau ainsi que sa corrélation avec notre cible. Pour répondre à ces objectifs au maximum, 1104 souris seront nécessaires (sur 5 ans). Les différentes lignées de souris utilisées dans le projet seront disponibles par un élevage en interne. De plus, dans le but de réduire le nombre d'animaux mis à mort, les animaux générés lors du croisement des lignées parentales ne possédant pas le génotype menant au développement de la tauopathie seront utilisés pour étudier le devenir des molécules chez la souris (concentration des molécules dans les régions touchées dans la maladie après administration de la molécule).

Raffinement

Afin de détecter et de limiter la douleur, la souffrance et l'angoisse des animaux, nous surveillerons leur état général et leur comportement. Une liste de vérifications contenant l’ensemble de points définis pour identifier la douleur ou la détresse de l’animal est établie : -L’évolution du poids de la souris -L’état de ses poils : est-ce que son poil est hérissé ? -Sa posture, sa démarche et comportement : est-ce que la souris a le dos voûté ? Léthargie ou réticence à se déplacer ? état défensif ? grattage ou morsure ? -On explore son environnement : absence de toilettage ? redressement sur ses pattes arrière ? diminution de la quantité de nourriture et d’eau ingérée ? -L’état de la suture (pour les animaux ayant subi une injection locale de composé), L’ensemble permet d’identifier si les animaux souffrent. Les animaux sont observés 2 fois/jour jusqu’à leur mise à mort. En cas de douleur : Les souris souffrantes seront transportées dans des cages isolées. Une injection d'un anti-douleur sera réalisée et l’état de l’animal sera suivi. Durant la période d’hébergement, l’eau de boisson sera changée chaque jour et un régime alimentaire normal sera fourni. En cas de non-récupération observée nous allons consulter le personnel vétérinaire du laboratoire afin d’obtenir leur expertise en matière de signes cliniques de la douleur ou de la détresse.

Choix des espèces

Notre objectif est de valider l’importance de certains sucres complexes et des enzymes les produisant, dans un modèle mammifère de tauopathie. L’expérimentation sur le rongeur reste une étape indispensable avant toute expérimentation sur des modèles plus proche de l’homme (primate). Les rongeurs sont adaptés aux études scientifiques : 98% des gènes partagés avec l’homme, faibles tailles, grandes fécondités, courtes durées de vie, accessibilité et disponibilité d’outils biologiques. De plus, la souris est la seule espèce mammifère actuellement modifiée pour exprimer la protéine tau humaine avec la mutation qui induit la tauopathie (modèle reconnu par la communauté scientifique). Les souris qui développent la tauopathie sont utilisées à l'âge adulte à partir de 2 mois et jusqu'à 8 mois (mise à mort à 2, 4, 6, 8 mois), c'est à dire jusqu'à l'âge ou la tauopathie commence à se développer (2 mois) jusqu'au début de l'apparition des signes cliniques moteurs (8 mois). Afin d'étudier l'impact de l'inhibition de l'enzyme sur le developpement de la tauopathie, des souris qui n'expriment pas notre gène d'intêret seront également utilisées et croisées avec des souris qui développent la tauopathie. Ces souris seront suivies aux mêmes âges, c'est à dire à l'âge adulte à partir de 2 mois et jusqu'à 8 mois, afin de définir leur évolution en fonction de l'âge et des périodes où la tauopathie se développe habituellement. Les souris "contrôle" de même fond génétique ne possédant pas la mutation, servant de référence à ces études sont utilisées aux mêmes âges. Pour les études de pharmacocinétique, nous utiliserons des souris portant un fond génétique proche des souris mutées. Des souris de génotype sauvage générées par le croisement des lignées parentales, seront également utilisées afin de limiter le nombre de souris générées et mises à mort pour l'étude tout en conservant un modèle pertinent. Les organes périphériques des souris traitées avec les molécules seront également utilisés pour étudier les effets secondaires périphériques possibles des molécules. Ces souris seront utilisées à l'âge adulte (2-4 mois).

  • Recherche appliquée
    • Troubles nerveux
  • Recherche fondamentale
    • Système nerveux
Souris : 150
Souffrances
▲ 110
▲ 40
▲ -
▲ -
Devenir
 -
 -
 -
 150

150 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dont 110 dans des procédures menées sous anesthésie sans réveil et 40 en gravité légère. Porteuses d'une mutation reproduisant la maladie de Huntington, elles subissent des tests comportementaux répétés sur plusieurs mois, des prélèvements sanguins à la queue et des ponctions de liquide céphalo-rachidien, pour caractériser les troubles précoces de la maladie. Le porteur qualifie les tests comportementaux de "peu stressants" sans tous les préciser. Il affirme que seul un modèle mammifère au cerveau complexe permet d'identifier ces déficits, les modèles in vitro ne reproduisant pas ces interactions cellulaires.

Objectifs

La maladie de Huntington est une maladie génétique héréditaire, neurodégénérative, caractérisée par des mouvements anormaux, un déficit cognitif et des troubles psychiatriques. La mutation responsable de la maladie de Huntington conduit à la mort de certaines neurones. Le développement de la maladie est défini par une première phase sans symptômes apparents (phase présymptomatique), suivie d'une phase symptomatique associée aux troubles moteurs, psychologiques et cognitifs pendant laquelle l'état du malade se dégrade progressivement jusqu’à la mort du patient. A ce jour, il n'existe aucun traitement permettant de ralentir son évolution ou de la guérir. La phase présymptomatique est relativement mal connue et la caractérisation de déficits au cours de cette phase permettrait de développer de nouvelles stratégies thérapeutiques plus efficaces car ciblant les premières étapes de la maladie de Huntington. Dans ce projet, nous souhaitons caractériser les déficits précoces dans un modèle murin de la maladie de Huntington .

Bénéfices attendus

Cette étude préclinique est réalisée à différents niveaux (biochimique, cellulaire, tissulaire, comportemental), et à différentes phases d’évolution de la maladie pour précisément caractériser les altérations présentes dans ces souris. A la suite de ce projet, cette caractérisation permettra de définir la fenêtre thérapeutique pour tester des composés pharmaceutiques pour le traitement de cette maladie. En agissant le plus précocement sur les altérations de la maladie de Huntington, ces stratégies thérapeutiques sont susceptibles d’être plus efficaces.

Procédures

Certaines souris seront soumises à des tests comportementaux peu stressants de façon longitudinale en 4 sessions de 3-4 semaines à 2, 3, 6 et 9 mois, avec au moins 2 jours de repos entre chaque test . Chacun de ces tests durent entre 30 sec et 6 min par /souris, sauf la cage d’activité qui permet de suivre le comportement spontané de la souris dans une cage dédiée pendant 24h. Les souris auront un prélèvement sanguin dans la veine de la queue à chacun de ces 4 âges (duré : 5 minutes chacun). Aucune chirurgie avec réveil n’est prévue dans cette saisine. Les autres prélèvements : 5 à 10 minutes en toutseront faits sous anesthésie/analgésie, sans réveil.

Impact sur les animaux

Très peu d’effets indésirables sont attendus sur les animaux utilisés dans ce protocole à part le stress lié à la contention lors du prélèvement sanguin et à la manipulation lors des tests comportementaux. Le stress sera réduit au minimum par l’habituation à l’expérimentateur avant chaque session de comportement et par l’habituation à la contention. Egalement une douleur possible lors des prélèvements de liquide céphalo-rachidien.

Devenir

A la fin de chaque procédure les animaux seront euthanasiés par des méthodes adaptées et validées, pour la réalisation d’une analyse post mortem complète des tissus.

Remplacement

Le cerveau est un organe complexe dans lequel interviennent de nombreuses interactions entre neurones (les cellules vulnérables dans la maladie de Huntington) et différentes cellules partenaires. Ces interactions cellulaires ne sont pour le moment pas fidèlement reproduites dans des modèles in vitro ou in silico, ce qui nécessite l’utilisation de modèles animaux. De plus la vulnérabilité de certaines régions cérébrales nécessite de comparer sur l’organe entier les différentes régions cérébrales qui ont parfois des connections anatomiques et fonctionnelles cruciales pour expliquer cette vulnérabilité sélective, et ne sont pas reproduites in vitro dans toute leur complexité. Les souris zq175 utilisées dans ce projet, miment le défaut génétique observé chez les patients atteints de la maladie de Huntington. Elles reproduisent de nombreux symptômes de la maladie de Huntington. Ces modèles permettent d’étudier les neurones et les autres cellules cérébrales et ont l’avantage de permettre d’évaluer des symptômes moteurs caractéristiques de la maladie de Huntington. Au final, seule une approche sur un modèle mammifère possédant un cerveau complexe peut nous permettre d’identifier les déficits précoces caractéristiques de la maladie de Huntington, qui pourront ensuite être ciblés par des stratégies thérapeutiques adaptées.

Réduction

Le projet prévoit au maximum 150 souris nées dans l’élevage d’un fournisseur agréé, sur 3 ans. Le nombre d’animaux dans chacun des groupes expérimentaux sera réduit au minimum nécessaire permettant une interprétation statistique fiable des résultats. Plusieurs paramètres sont mesurés sur les mêmes souris. Par exemple ; certaines souris auront une analyse sanguine ainsi qu’une évaluation approfondie de leur comportement à quatre stades différents de la maladie. D’autres souris auront une analyse histologique (des tissus) complète de plusieurs régions du cerveau avec quantification d’une dizaine de paramètres/souris Ceci permet d’exploiter au mieux les informations biologiques de chaque souris, et de réduire le nombre total d’animaux utilisés, selon le principe des 3R.

Raffinement

Le suivi quotidien des souris hébergées en groupe dans un milieu enrichi et l’application de critères d’arrêt en élevage et en expérimentation, permettra de garantir leur bien-être. En cas d’apparition d’effets inattendus, le vétérinaire de l’installation sera alerté afin de mettre en œuvre des traitements appropriés. Des points limites ont été définis. L’habituation des souris à l’expérimentateur avant chacune des sessions de tests comportementaux permet de réduire le stress des souris à la manipulation. De même, les souris seront habituées à la contention nécessaire aux prélèvements sanguins dans un tube à prélèvement dédié. Un soutien thermique sera mis en place lors du prélèvement de liquide céphalorachidien. Les procédures sont effectuées sous anesthésie et une couverture anagésique sera apportée pour palier à la douleur éventuelle.

Choix des espèces

Les souris modèles de la maladie de Huntington permettent d’étudier les cellules cérébrales (neurones, astrocytes…) in situ, dans un contexte génétique permettant le développement de la maladie de Huntington. Ces souris présentent des altérations moléculaires, cellulaires et comportementales caractéristiques de la maladie de Huntington, mais qu’il reste à caractériser à des stades précoces. Les souris seront étudiées entre 2 et 9 mois, à différents stades de la pathologie, la maladie de Huntington étant une maladie se déclarant chez l’adulte mais qui présente des déficits subtils dès le début du développement du cerveau et qui s’aggravent avec le temps.